“有领导的茶馆式”的初中化学对话式课堂的构建
2023-06-12尹鸣沈甸
尹鸣 沈甸
摘要:初中生的身心均处于发育发展的关键时期,半成熟、半幼稚的状态表现出巨大的反差感和矛盾性,传统式教学无法提升学生的学习兴趣甚至会让学生产生厌学心理,困难无法解决的挫败感也会让学生逃避学习,“有领导的茶馆式对话教学既可以让学生掌握话语权又可以让学生在教师的辅助下解决问题,培养学生的问题意识与知识迁移能力。
关键词:“茶馆式”教学;对话式教学;化学方程式计算
文章编号:1008-0546(2023)10-0008-04
中图分类号:G632.41
文献标识码:B
doi: 10.3969/j .issn.1008-0546.2023.10.002
初中阶段的学生正处于青春发育期,经历人生心理发展与生理发育的巨变时期,是一种半成熟、半幼稚的状态。[1]此时的初中生具备一些方面的知识,但是知识储备尚且较少,经常喜欢高谈阔论却又漏洞百出,渴望得到他人的认可又会表现出毫不在意的神态,对待未知充满好奇、乐于挑战难度,但是面临问题时却又往往感到力不从心,稍有难度便心生放弃,畏惧暴露自己的问题,他们正具有“成年感”,渴望得到“成人式”的尊重。传统的耳提面命式教学会让他们感到不适,灌输式教学也会让他们失去学习的兴趣,此时的教学应注重学生的主体性,给予学生个体学习和群体学习的机会,提出的问题应该具有适度性和层次性。
“有领导的茶馆式”教学是20世纪80年代段力佩先生提出的一种教学模式,“读读、议议、练练、讲讲”,充分给予学生自主权,教师只在关键时刻给予学生辅导与帮助,避免学生因问题无法解决而产生巨大的挫败感。学生在“读、议、练、讲”中实现个体学习和合作学习,同时也就促进了教育走向对话与合作。
一、从教材、课标的角度理解“化学方程式的计算”
第一个提出将化学与数学相结合的是德国科学家里希特,在质量守恒理论的指导下,他提出“化学计算”这一术语,创立了化学反应中各物质之间质量比的计算方法。[2]在新版上海初中化学教材(以下简称“新沪教版教材”)中“化学方程式的计算”位于第二章第三节“化学变化中的质量守恒”之中,相对于2012年上海教育出版社出版的初中化学教材(以下简称“2012版沪教版教材”),除了在章节位置上有所变化,在内容教学上也有不小的变化,2012版沪教版中学生在学习时依靠的质量比例关系进行计算,而在新沪教版教材中学生在之前已经学习了“物质的量”的概念,可以通过物质的量比例关系进行计算,能够更加直接与化学方程式建立联系。课标中提出学生“能根据化学方程式进行简单的计算,并解决生产生活中的简单问题”[3],要求学生不仅要能够数字运算的角度掌握化学计算,还要明白“为什么要进行化学计算”以及“如何进行化学计算”。
二、“领导的茶馆式”对话课堂的教学实践
在实施教学时,通过穿插实际生活情况创设情境,学生通过了解氧氣量不足时会产生有毒气体一氧化碳,明白“为什么要进行化学计算”。通过从“宏微符”三方面解读化学反应和化学方程式,帮助学生实现符号定量、微观定量和宏观定量三方面的认识,并且发现“整体守恒”与“局部成比例”的规律,建构模型(见图1),培养学生“证据推理与模型认知”的素养,学生通过逐步推理掌握解决问题的办法,培养问题解决的思维方式,能够建立模型并通过模型解决实际问题。
1.创设情境,发现问题
【读一读】呈现古人烧炭取暖和相关用具图片(图2)以及“雪中送炭”的小故事(图3)。
【思考】其中是不是有与化学有关的内容?发生了什么样的化学反应?化学方程式又该如何书写?
【议一议】学生相互讨论,发现烧炭取暖实质上发生的是碳与氧气的反应,并根据已学知识得出反应过程中产生的物质是二氧化碳,正确写出化学方程式。此时,对于尚未掌握碳与氧气反应的学生以及不能正确书写化学方程式的学生可以在讨论中实现知识的掌握,获得讨论学习的乐趣。
【读一读】呈现关于烧炭取暖有时会中毒的记载、漫画以及宣传单并呈现二氧化碳的性质中无毒的特点(图4)。
【议一议】学生讨论为什么烧炭取暖有时会中毒,导致中毒的物质是什么?又该如何避免中毒的危险?学生通过讨论可以得出使人中毒的气体是一氧化碳,勤开窗勤通风可以有效避免中毒风险,以及发现当氧气参加反应的量不同时,生成的产物就会不一样,从而建立起“量”的意识,明白“为什么要进行化学计算”。
【练一练】学生写出碳和氧气反应生成一氧化碳的化学方程式,有效帮助学生巩固如何正确书写化学方程式。
【讲一讲】鼓励同学主动讲述自己是如何写出碳和氧气反应生成一氧化碳的化学方程式的,以及自己掌握的小技巧。成功地解决问题以及同伴的赞许可以迅速建立起学生的自信心,提升成就感,获得学习的乐趣。
2.分析推理,构建模型
【读一读】阅读教材,思考如何从“宏微符”的角度解读我们的化学反应和化学方程式,以碳和氧气反应生成二氧化碳为例?
【议一议】学生分成小组讨论如何从宏观、微观以及符号三个角度解读化学反应和化学方程式背后的含义。教师以领导者的身份给予学生方向性的指导,而后续的解读则由学生自己进行,一方面避免了学生无方向思考而产生焦虑,另一方面也给予学生自己发现的机会,同时小组式的讨论一方面可以集思广益,另一方面也可以有效控制班级秩序,此外还可以提升学生的参与度。
【讲一讲】学生从小组中选出代表,汇报自己小组解读的情况,相互交流学习,完善答案。老师与学生通过对话的形式得出结论,建立模型。学生通过自主思考和教师引导建立起“宏观现象、微观解释和符号表征”三者之间的联系,培养“宏微符”三者之间的转化关系。
【教师】对于碳和氧气反应生成二氧化碳这个反应,你是如何从宏观上理解的呢?
【学生】宏观上就是碳和氧气在点燃的条件下反应生成二氧化碳。
【教师】那从符号层面又该如何理解呢?
【学生】符号层面上可以运用符号写出化学方程式。
【教师】很好。最后从微观层面,我们又如何理解呢?
【学生】微观层面上就是每一个碳原子和每一个氧分子在点燃的条件下反应生成一个二氧化碳分子。
【教师】好的,如果现在每6.02><1023个碳原子和每6.02×1023个氧分子反应可以生成多少个二氧化碳分子呢?
【学生】6.02×1023个二氧化碳分子。老师,6.02×1 023个二氧化碳分子是1 mol二氧化碳。
【教师】是的,所以?
【学生】每1 mol的碳和每1 mol的氧气在点燃的条件下反应生成1 mol的二氧化碳。
【教师】太好了,可是我们日常生活中不经常使用物质的量,我们常使用的是g、kg这些质量单位。
【学生】可以利用m=n.M将物质的量转化成质量,就是每12g的碳和每32g的氧气在点燃的条件下反应生成44g的二氧化碳,这还可以验证质量守恒定量。
【教师】这位同学太棒了,还能联系到之前学习的知识,真厉害。
【练一练】学生使用刚刚建立的模型尝试描述碳和氧气反应生成一氧化碳的化学反应,熟悉模型,以便接下来利用模型解决问题。
3.观察模型,发现规律
【读一读】学生观察模型(如图1所示)
【议一议】教师和学生一起讨论通过模型,发现其中存在的规律。通过对话可以让学生发现通过化学方程式可以实现符号定量,通过物质的量可以实现微观定量,通过质量可以实现宏观定量,还可以发现“整体守恒”与“局部成比例”的规律。
【教师】通过模型可以发现哪些规律呢?
【学生】如果有12g的碳发生反应,就一定会消耗32 9的氧气并生成44g的二氧化碳;然后,当有1 mol的碳发生反应的时候,就会有1 mol的氧气发生反应,生成1 mol的二氧化碳。从符号的角度不知道该如何描述,只能看出来他们参加反应的系数比是1:1:1。
【教师】可以描述成有一份的碳发生反应,就会?
【学生】消耗一份的氧气,生成一份的二氧化碳。
【教师】很好,此外还有什么规律吗?
【学生】还可以发现反应生成的二氧化碳的质量等于参加反应的氧气和碳的质量之和。
【教师】很好,整体上我们的反应是守恒的,除此之外呢?
【学生】没有了。
【教师】好的,我们再看一下我们的模型,观察碳、氧气、二氧化碳在化学方程式中的系數比和他们参加反应的物质的量之比,我们可以发现什么?
【学生】都是1:1:1。
【教师】如果是碳和氧气生成一氧化碳呢?从比例看可以发现什么新的规律?
【学生】都是2:1:2。碳的系数和物质的量之比等于氧气的系数和物质的量之比也等于二氧化碳/一氧化碳的系数和物质的量之比。
【教师】真棒。我们可以发现局部是成比例的关系。发现这个规律有什么意义呢?
【学生】当知道一个化学方程式和其中一种物质参加反应的物质的量的时候,就可以求得反应中其他物质的物质的量。
【教师】这样一来,我们就可以利用我们今天发现的模型解决实际问题了。
【学生】是的。
4.运用模型,计算结果
【读一读】题目“金属铜在氧气中加热会生成黑色的氧化铜(CuO),2 mol的铜和多少摩尔的氧气恰好完全反应?生成多少摩尔的氧化铜呢?”
【议一议】学生讨论如何利用解决这个问题,将模型运用于实际问题解决之中。
【讲一讲】请几位同学分别讲述他们的解题思路,相互对比,看看各自有什么缺漏之处。
【问题】同学们的做题思路有些地方是相同的,有些地方又各有各的优点,我们该学习谁的呢?
【议一议】学生集中讨论做题思路,自行总结出做题的规律。学生集思广益自行总结出的规律会更有成就感,也会让学生懂得思考问题时要从多方面人手,勇于表达自身的观点并认真学习他人的观点才能更好提升自身的能力。
5.变换模型,提升认知
【练一练】题目“工业上制取氧气时常常采用电解水的方法,化学方程式是:2H2O=通电=2H2↑+O2↓,这种方法在制得氧气的同时还可以得到氢气,现在获得lOmol的氢气,则消耗了多少克的水?”学生通过阅读题目将会发现利用原本的做题步骤并不能得出需要的结果,思考该如何解决问题。
【讲一讲】请同学分享自己的做题思路,讲述自己是如何发现问题,思考方法,解决问题的全过程。当学生能够通过自身思考解决未知问题的,将会获得巨大的成就感,满足学生的“成年感”,让其对学习更有信心。
【议一议】讨论在能够利用模型解决已知物质的量求质量的问题后,对于已知质量求物质的量以及已知质量求质量的题目该如何解决,实现让学生懂得“如何进行化学计算”。
6.解决问题,提升思维
【问题】1.火药是中国四大发明之一,火药在爆炸时发生反应的化学方程式为:2KNO3+S+3C=K2S+N2+3CO2。要配制火药时,若取用101g硝酸钾需要加多少摩尔的硫磺?(K:39;S:32;N:14)
2.取13g含锌的质量分数为80%的锌合金与足量的稀盐酸充分反应:2n+2HCl=ZnC12+H2↑,最多生成氢气的质量为多少?(其余杂质不与稀盐酸反应;Zn:65)
【练、议、讲】留下习题,让学生课后尝试解答并在之后进行上台讲解。学生先通过自身能力尝试解答问题,之后同学之间相互讨论检验正确性,最后挑选学生代表进行上台讲解。
这节课立足于教材的逻辑顺序、学生的认知发展和心理特征,在教学过程中通过对话的方式辅助学生深入全面地思考问题,在真实情境中让学生明白“为什么要进行化学计算”,在模型建构中培养学生思维,运用模型解决问题让学生懂得“如何进行化学计算”,从不同方面认识化学反应中各物质有关量的关系,学生逐渐形成全方面多角度思考问题的意识,为之后的学习打下良好的基础。但是,在让学生思考讨论的过程中,教师作为“领导”虽不用具体指导学生如何思考如何解决问题,但是需要把控时间,不能听之任之,使得课堂失去控制,也不利于学生思维的形成与提升。
参考文献
[1] 姚丹.新时期初中生的心理特征与教育对策[J].教育探索,2002(08):41-42.
[2] 杨砚宁.创设真实情境提高化学计算教学实效——以“依据化学方程式的计算”的教学设计为例[Jl.化学教学,2018,(11):52-55.
[3] 中华人民共和国教育部.义务教育化学课程标准[S].北京:北京师范大学出版社,2022:28.