例谈初中化学主题式复习教学
2023-06-07周晓燕符爱琴
周晓燕 符爱琴
摘 要:复习课采用主题式教学模式,不仅能整合知识内容和提升思维容量,更能达成主体知识结构的完善和体系化。以初中化学“酸碱盐”知识为例,阐述主题式复习教学的理路:自学科大概念而下,梳理单元知识结构,明确復习内容和主题,确立学习目标;指向学习目标,设置主题任务并预设评估证据;以主题活动为主线推进主题式复习。
关键词:初中化学;主题式教学;复习教学;“酸碱盐”知识
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本文系江苏省教育科学“十三五”规划重点资助课题“指向关键能力的初中化学创意课程研究”(编号:E-a/2020/05)的阶段性研究成果。
主题式教学起源于美国芝加哥大学的“整合性主题教学模式”,强调围绕主题组织、整合课程。复习课采用主题式教学模式,不仅能整合知识内容和提升思维容量,更能达成主体知识结构的完善和体系化。本文以初中化学“酸碱盐”知识为例,阐述如何开展主题式复习教学。
一、 围绕主题,确立学习目标
显然,主题式复习教学首先要根据复习内容确定适合的主题。《义务教育化学课程标准(2022年版)》(以下简称“新课标”)指出,“教师应注重基于大概念来组织单元教学内容,发挥大概念的统摄作用”[1],“充分发挥大概念对实现知识的结构化和素养化的功能价值”[2]。这启示我们,可以自大概念而下,梳理单元知识结构,包括基本概念和具体知识,即复习内容;而后匹配复习内容,明确主题;进而围绕主题和复习内容,确立学习目标。
比如,“酸碱盐”知识隶属“物质的多样性”大概念。在“物质的多样性”大概念之下,融入分类观、转化观、微粒观等观念,按照不同的教学内容和学生的能力层次展开,将大概念进一步下延出抽象程度较低的凸显学科
认识和思维的次级大概念,并进一步细分为基本概念和具体知识(见图1)。在实践中引导学生进行“酸碱盐”结构化知识的架构并形成思路方法;构建物质分类的基本角度,形成以分类观为指导的研究物质性质的思路;将宏观与微观、符号相结合,形成认识物质性质和转化的思路,解决实际问题[3]。
食盐是学生熟悉的物质,也是具有代表性的“盐”(盐可以作为研究“酸”和“碱”的载体)。不同时期、不同类别的盐的制作工艺的变迁,承载着人类文明的发展,有其文化价值。深度挖掘食盐制作工艺涉及的原理,可以关联大部分酸碱盐和溶液的知识。学生在日常的学习生活中接触到较多的是海盐的制作,对于井盐的制作工艺了解较少。由此,确定本次复习教学的主题为“探寻井盐制作工艺”,通过2课时来完成。围绕这一主题,依据新课标中的学业质量和要求,结合学生认知水平,确立如下学习目标:
1. 通过查阅资料、文献,结合生活经验,整理食盐在生产、生活中的重要作用,提高信息的收集、整理和分析能力。
2. 通过了解古今井盐制取工艺,复习溶解现象,了解溶液、溶解度、溶质质量分数等的含义;学习计算和配制溶液的基本方法,形成知识图谱;运用所学知识解决实际问题,体验化学学以致用的学科价值。
3. 能利用物质的溶解性,设计粗盐提纯等物质分离的方案,初步感受定量研究的意义,体会溶液在生产、生活中的应用价值。
4. 通过井盐成分的探究,了解检验溶液酸碱性的基本方法,能进行物质的简单分类,知道可以通过物质类别认识具体物质的性质,从一般到特殊;了解观察实验、归纳概括、分析解释等认识物质性质的基本方法。
5. 通过井盐的提纯,认识复分解反应及其发生条件,从物质类别的角度概括盐反应的一般规律;从离子的角度认识物质在水溶液中的存在形式及反应的微观实质。
二、 指向学习目标,设置主题任务并预设评估证据
围绕主题,设置多个关联的学习任务(主题任务),让学生在完成任务的过程中达成知识的同化与顺应。如何确定学生通过主题任务完成了复习?我们以为,需要预设评估证据——指向学习目标,按问题解决的逻辑结构纵深地进行主题任务、驱动性问题的设计,并预设知识和能力评价层级(一般来说,达到后一层级视为已达到前一层级)。
比如,“探寻井盐制作工艺”主题式复习教学按“识盐—品盐—制盐—洗盐—‘造’盐”的过程展开,第1课时包括“识盐”“品盐”“制盐”三部分,第2课时包括“洗盐”“‘造’盐”两部分。各部分的主题任务、驱动性问题及预设评估证据如下:
“识盐”,主题任务为“探究井盐的主要成分是什么”,以“如何从物质类别、性质的角度推测并鉴别物质?”等问题来推动,主要的学习活动为“设计实验并验证井盐成分”,预设的评估证据为:合格,能按照任务选择实验方案,提出自己的问题、明确要解决的问题;良好,能与同伴和老师讨论井盐成分探究实验方案的可行性,进行沟通、协作和自主探究;优秀,能基于获得的直接(间接)证明井盐成分的证据进行比较、分析和解释,解决问题并表达见解。
“品盐”,主题任务为“了解盐有何作用”,以“物质的组成结构与性质、用途有什么关系?”等问题来推动,主要的学习活动为“查阅盐的相关资料,了解盐文化,认识盐的作用,形成文本资料”,预设的评估证据为:合格,能运用多种途径收集盐的信息;良好,能整理归纳信息,形成与盐相关的文本资料,如盐的发现历程、盐的生产技术发展史、盐的文化发展史等;优秀,能倾听、吸纳他人的观点,进行融合表达。
“制盐”,主题任务为“获得井盐”,以“如何通过物理方法分离提纯物质?”等问题来推动,主要的学习活动为“了解海盐与井盐制取工艺的异同”“分析古代和现代制盐原理和过程的不同”,预设的评估证据为:合格,能结合溶液的相关概念、原理,联系其他学科知识解决问题;良好,能在多样的情境中收集、分析、综合信息,并利用所学知识,解决情境问题;优秀,能从生产的角度整体评价盐的生产工艺的优劣。
“洗盐”,主题任务为“提纯井盐”,以“如何通过化学方法进行物质的转化、分离提纯?”等问题来推动,主要的学习活动为“井盐的分离提纯方案设计和实验操作”,预设的评估证据为:合格,能设计井盐提纯的可行性解决方案,能完成基本实验操作;良好,能从成本、可行性、安全、环保等角度进行井盐提纯方案的合理评估和预见,能根据设计的方案实践井盐的提纯,并寻求和他人合作探究;优秀,能基于实践进行方案优化设计,并较好地完成操作,能运用数学思维进行结果的计算和误差分析,并作出合理的解释。
“‘造’盐”,主题任务为“制作创意盐产品”,以“如何进行产品和文化的推广?”等问题来推动,主要的学习活动为“设计制作创意盐产品并进行展示”“设计盐文化推广文案”,预设的评估证据为:合格,能设计出盐产品;良好,能设计制作多种创意的盐产品,能形成创意盐产品的实践方案并制作;优秀,能以书面、板报和语言等不同形式进行盐产品制作过程和成果的个性化表达,兼顾盐产品的创意、人文和艺术美感。
三、 以主题任务为主线推进复习教学
在明确学习目标和评价标准的基础上,引导学生以主题任务为主线具体推进主题式复习。
“探寻井盐制作工艺”主题式复习教学的具体过程如下:
(一) 识盐:验证盐的成分
师 按照来源不同,我国生产的原盐主要包括海盐、湖盐、井盐和岩盐。这次活动,我们主要研究井盐。井盐的主要成分是什么呢?
生 井盐既然是食用盐的原材料,那主要成分是氯化钠。
师 从物质类别的角度分析,氯化钠属于哪一类?盐类物质组成有何特点?盐类物质溶于水时有何变化?溶液酸碱性有何变化?盐类物质能与哪些物质发生反应?如何用其验证氯化钠的存在?请结合所给信息资料,设计实验方案证明。
(教师提供相关资料:①根据焰色反应所呈现的特殊颜色,可以判断某些金属元素的存在,钠元素在火焰上显黄色;②硝酸银溶液和氯化钠溶液反应的化学方程式为AgNO3+NaClAgCl↓+NaNO3。学生讨论实验方案。)
生 实验方案如下:(1)将井盐在一定量的水中充分溶解,加入少量硝酸银溶液,观察是否有沉淀产生;(2)通过焰色反应证明钠元素的存在。
生 验证方案有:(1)测量溶液的导电性;(2)测量溶液的酸碱性;(3)测量井盐溶于水时溶液的温度变化;(4)将井盐加入鸡蛋清溶液中,观察。
(学生开展实验并观察实验现象。)
生 井盐中是否存在其他成分?
生 应该存在,所以我们要排除其他成分对检验造成的干扰。
师 很好!请查阅资料,结合市售井盐的标签信息,综合多种证据,合理推测,证实井盐的主要成分。
(师生共同总结物质鉴别的一般思路和方法。)
利用分类的方法,从盐类物质的角度指导学生对氯化钠的化学性质展开探究,设计方案并进行验证。在这样的过程中,学生了解物质鉴别的一般思路和方法。通过汇总分析各方面证据,确认井盐中存在氯化钠,体会基于证据推理的严密性,促进变化观、转化观的形成。
(二) 品盐:了解盐的作用
(教师组织学生通过阅读文献、资料等渠道了解盐的地位、作用,整理形成调研报告或者绘制图册等。学生整理、汇报,主要包括3个方面的内容:盐文化,盐对人体健康的作用,盐在生产、生活中的作用。)
师 食盐的作用涉及哪些原理?体现溶液的哪些性质?
(在学生回答的基础上,师生小结溶液的一些性质。最后,收集小组研究成果,进行整理,归类文本资料。)
从历史上盐的重要地位,到生活中盐的各种作用、用途,学生收集、分析和整理相关信息,有效锻炼了信息收集和处理能力,体会到“结构决定性质,性质决定用途”的思想,感受到从古至今盐对改善生活和促进社会发展的重要价值。
(三) 制盐:探寻工艺
(学生通过史料和井盐制作视频了解古代制盐工艺发展史,利用所学知识解释古代井盐制作中运用的知识和原理。)
师 分析海盐获得方法和井盐制作工艺,比较有何异同点?其中涉及哪些分离提纯的方法?
(在学生回答的基础上,师生小结物质分离提纯的物理方法。然后,学生通过视频了解井盐制作的现代工艺,并与古代制盐工艺在原理、操作上进行对比。)
以古代井盐的获得过程为线索,通过问题串,组织学生以圆桌会议的形式分析拆解井盐的制作过程。结合信息收集、整理和分析,利用溶液的相关知识解决井盐获得过程中的关键问题,在深度理解中辨析溶液相关概念并建构知识图谱,理解并总结物质分离提纯的物理方法,感受化学的学以致用。通过古代井盐的制作工艺,学生体会到古代劳
动人民的智慧。通过工艺对比,学生了解了从古至今井盐制作工艺原理的不同及技术、设备方面的不断进步,学习了从工业视角认识、评价工艺的进步。
(四) 洗盐:提纯井盐
师 这里有一份200g的井盐水,其中含有的杂质主要有Ca2+、Mg2+、SO42-等和泥沙,请设计井盐水的除杂方案。可供选择的试剂有碳酸钠溶液、氢氧化钠溶液、氯化钡溶液、稀盐酸等。
(教师提供不能共存的离子组信息,学生讨论并形成实验方案,设计实验流程图。图2、图3是两个学生的作品。)
师 方案设计好后,我们可以从成本、安全、环保、美观等角度进行方案的可行性分析,并进行完善和改进。
(学生完善实验方案。)
师 除杂后的井盐水中存在少量的氯化钾(提供氯化钠和氯化钾的溶解度曲线和在不同温度下的溶解度数据),结合氯化钠和氯化钾的溶解度数据,分析应采用哪种结晶方法?
生 蒸發结晶。
师 20℃时,200g井盐水中约含氯化钾2.00g,氯化钠的质量分数为5%,若保持100℃蒸发水分,则提纯氯化钠的过程中至少需要保留多少水,才能保证杂质不析出?
(学生计算并进行井盐水除杂的实验操作;称量蒸发后所得的氯化钠固体质量,进行误差分析。)
这一活动,引导学生从宏观到微观认识溶液中物质的存在形式,从复分解反应的实质探索去除溶液中杂质离子的化学方法,了解反应的微观本质,体会从微观层面研究化学科学的方法,提高实验方案的设计能力,逐步形成物质分离提纯的一般思路和方法,体会提纯过程中控制物质的量的重要性。通过井盐提纯实验方案的设计和实践操作,从定性设计到定量计算,学生在实践操作、定量计算中体会化学的实用价值。通过对实验结果的误差分析,学生将理论与实际操作相结合,提高实践中利用知识的能力。
(五) “造”盐:制作盐产品
师 设计并制作创意的盐产品。提交实践过程(视频、照片、文字方案等),包含他人的意见和建议。
(部分学生的作品见图4、图5。)
师 如何提高盐产品的经济附加值?请为你们的创意盐产品设计推广文案。
(学生设计推广文案。)
探索盐产品的制作过程,是对前面知识的巩固和运用。同时,探索创意的产品设计和制作,形成创意的成果,体验成果的创新表达,锻炼动手能力,体会盐文化的价值。
“探寻井盐制作工艺”主题之下,还可以进一步挖掘学科内容。比如,井盐制备工艺中熬盐的能源来自地下天然气,可以联系燃烧,挖掘完全燃烧、燃料种类、燃料量、燃料使用、燃烧安全、燃烧效能以及燃烧过程中能量的转化等,进行物质和能量转化的研究。同时,还可以融入更多的跨学科内容。比如,了解氯化钠在人体中的生理功能;整合地壳运动、板块知识,探究井盐水的形成;了解天车工作的物理原理和现代化真空制盐工艺蕴含的物理原理;等等。我们将不断改进教学设计,让主题式复习教学绽放更加绚烂的光芒。
参考文献:
[1][2] 中华人民共和国教育部.义务教育化学课程标准(2022年版)[S].北京:北京师范大学出版社,2022:42,3.
[3] 王晶.《义务教育化学课程标准(2022年版)》解读——物质的性质与应用[J].化学教育(中英文),2022(17):1923.