用探究引领深度学习的初中化学教学路径探究
2024-02-14官志娟
摘 要:随着新课程改革的深入推进,初中化学教学越来越注重学生的主体性和探究性。探究式教学作为一种有效的教学方法能够激发学生的学习兴趣并培养学生的科学素养和创新能力。但是在当前教学环境下,部分初中化学教师不能很好地用实践探究这一方法引领学生进行深度学习。在此背景下,文章对如何用探究引领深度学习的初中化学教学相关内容进行阐述。
关键词:探究教学;深度学习;初中化学教学
中图分类号:G633.8"" 文献标识码:A"" 文章编号:1673-8918(2024)50-0116-03
当前,随着教育内容的不断革新,初中化学教学正在经历一场转变,即从单纯的知识灌输向全面能力培养的过渡。然而,仍有一些初中化学老师偏重于对理论知识的简单记忆和背诵,而未将其与实践知识相融合。《义务教育化学课程标准(2022年版)》着重指出,初中化学教学需注重学生创新精神和核心素养的培育。深度学习,作为一种需要高度投入和高阶思维参与的学习方式,正日益受到教育改革的关注。它要求学生能够深刻理解和批判性地思考所学知识,同时将新知识与已有知识进行有效结合。
一、 “复分解反应”的概念及地位
“复分解反应”这一概念在初中化学中占有举足轻重的地位,不仅对初中生的化学学习起着至关重要的作用,同时也为高中深入学习离子反应等高级内容奠定了坚实的基础。“复分解反应”涵盖的知识点广泛且复杂,难点也相对集中,导致学生在学习过程中普遍感到吃力,有时甚至会产生挫败感。特别是理解和掌握酸碱盐的反应原理以及物质间的转化过程,确实也是教学中的一个巨大难题。为了攻克这一难题,教师可以将深度学习的理念融入“复分解反应”的教学中。例如,教师可通过分组实验,加深学生对复分解反应的理解,如通过混合氢氧化钠和盐酸,观察中和反应的现象;通过将硫酸铜溶液滴入氢氧化钠溶液中,观察生成蓝色氢氧化铜沉淀的现象等,都是很好的选择。
二、 用探究引领深度学习的初中化学教学对策
(一)认真研读教材,确定科学教学目标
在初中化学教学中以“探秘复分解反应”为主题的教学设计,通过探究引领深度学习能够帮助学生深入理解并掌握这一重要概念。为了实现这一目标,教师需要认真研读教材并确定科学的教学目标。“复分解反应”在初中化学的四大基本反应类型中占有重要地位。
因此,教师在深入研读教材时,应全方位掌握复分解反应在教材中的定位及其重要性,并透彻理解它与前后知识点的内在联系。同时,教材常通过生动的实验案例来介绍和讲解复分解反应。为了精确重现这些实验,教师需要深入剖析实验背后的设计逻辑、操作过程、产生的现象及其所得结论。另外,教师还应指导学生通过细致观察和深入分析实验中的各种现象,以探索复分解反应的内在规律。
值得注意的是复分解反应并非仅仅是物质成分的简单互换,还涵盖了溶液中离子的行为模式、物质的溶解特性以及反应发生的必要条件等诸多复杂因素。
比如,人教版化学九年级下册的教材将复分解反应编排在第十一单元。在学习此内容前,学生已对食盐、纯碱等常见盐类的特性及其用途有了基础认识。学习复分解反应后,学生还将进一步探索化学肥料的相关知识。这既是对盐和复分解反应知识的实际应用,也是一种深化与拓展。教师在教授这一章节时,可从以下角度来制订教学目标:在科学思维层面,应确保学生深刻理解复分解反应的概念,并能运用比较和分类的方法,在四大基础反应类型中精确辨识出复分解反应;在科学探究能力上,要着重训练学生通过实验验证复分解反应条件的能力;在化学观念上,通过详细剖析复分解反应的微观过程,帮助学生培育微观辨识能力,进而树立微粒和变化的观念;在科学精神和社会责任感的培养上,要引领学生了解复分解反应在现实生活中的运用,以塑造他们的化学意识,并意识到科学所承载的社会责任。
(二)加强与生活的联系,设立问题探究点
在引入教学内容时教师可以先从日常生活中的实例出发,比如小苏打(碳酸氢钠)与醋(醋酸)混合后会产生气泡(即二氧化碳的释放)或者厨房里常见的如柠檬汁与小苏打发生的酸碱反应。这些身边的例子能让学生直观地感受到化学知识与日常生活的紧密联系,从而点燃他们对学习的热情。接着,教师可以设计一些与生活紧密相关的实验任务并鼓励学生亲自动手尝试。例如,利用家中常见的厨房材料,如醋、小苏打、食盐等进行复分解反应实验,并仔细观察、详细记录实验过程中的各种现象。
在教学过程中,教师还应注意设置具有探究性的问题。在教学之初,教师可以提出一些基础问题,帮助学生逐步建立起对复分解反应基本概念和原理的理解。例如,“什么是复分解反应?”或者“复分解反应与其他类型的化学反应,如化合反应、分解反应和置换反应,有何不同?”这些问题能帮助学生搭建起复分解反应的基本知识框架。随着课程的深入,教师可以逐渐提出一些更具深度的问题,如“为什么在复分解反应中,元素的化合价不会发生变化?”或者“我们如何判断两种化合物之间是否能发生复分解反应?”这类问题可以激发学生的探索欲并引导他们进行更深层次的思考。通过这样的教学方式能够加强初中化学与生活的联系,设置有效的问题探究点可以推动学生进行深度学习,进而提升他们的化学素养和综合能力。
(三)科学设计深度学习任务,进行探究与分解
1. 科学运用类比思维
教师可以首先向学生介绍几个复分解反应的实际应用案例,如小苏打能够治疗胃酸过多、氢氧化铝胃药可以缓解胃酸症状、熟石灰可以有效地处理泄漏的硫酸,以及在实验室中常用的石灰石和稀盐酸反应以制备二氧化碳等。在解释了这些应用背后的化学原理后,教师可以带领学生深入剖析和比较这些反应中的化学方程式特点,以期发现其中的共性和差异性,进而总结出一些规律。
针对复分解反应的基本概念,教师可以设计一系列层次分明、难度递进的问题,引导学生进行类比推理和深入思考。接下来,为了帮助学生更好地理解和区分四种基本反应类型,教师可以引导学生使用思维导图这一工具,将复杂的知识点进行可视化和结构化。此外,为了巩固学生的理解并提升应用能力,教师还应提供一系列针对性的专题训练,详见表1。
2. 深入探究实验,发展学生探究能力
教师可以通过展示NaOH溶液与K2CO3溶液的混合过程,激发学生的好奇心,进而引导其思考:“是否任意两种常见的酸、碱、盐溶液混合,都会触发复分解反应?如果要发生复分解反应,需要满足哪些条件?”在深入了解学生的知识掌握情况和学习需求后,教师可对教材中的标准验证实验进行创新改造,使其转变为更具探索性的实验。此外,教师还应提供丰富的化学试剂和便于操作的微型实验设备,倡导学生通过团队协作,自由选取所需试剂和仪器,自行设计并完成实验探究,旨在提升学生的实践探究能力和科学素质。在精心选择和组合多种化学药品后,学生可以观察到一系列丰富的实验现象。
在实验环节中,部分实验组选择了将硝酸钡溶液与碳酸钾溶液混合,或将硝酸钡与稀硫酸进行混合实验。这些实验组的学生均目睹了白色沉淀物的出现;还有一些实验组进行了稀硫酸与碳酸钾溶液的混合实验,并清楚地观察到气泡的产生;同时,另一些实验组则将稀硫酸与氢氧化钠溶液混合。在此过程中,他们利用酚酞溶液来指示反应过程中的颜色变化,成功验证了复分解反应的发生。但有一实验组在将稀硫酸与硫酸铜溶液混合后,并未观察到显著的反应现象。因此,他们得出这两种物质间未发生化学反应的结论。在实验进行的过程中,教师应该利用这些时机,向学生发问:“根据各个实验组的发现,复分解反应的产物通常具备哪些特点?我们是否可以从这些发现中推导出复分解反应发生的必要条件?”学生在对各实验组的成果进行综合比较和分析后,总结出一条规律:仅当反应产物包含沉淀物、气体或水时,复分解反应才会发生。此次实验活动,不仅提升了学生的实验技能,还进一步巩固和深化了他们对相关知识的理解,详见表2。
(四)加强微观学习,探究知识本质
教师可以先帮助学生回顾物质在水溶液中为何能导电,即物质溶解于水后能够释放出自由移动的离子,这其实是电离的概念。虽然在初中阶段学生不需要提及“电离”这一专业术语,但教师要帮助学生形成离子在溶液中自由移动的意识。以盐酸、硫酸和硝酸为例,可以详细剖析它们在水溶液中会释放出哪些离子并探索这些离子的比例关系和共通特性。接下来,教师需要帮助学生构建起“三重表征”的思维模式使他们认识到复分解反应中的所谓“成分交换”,其实质就是离子间的互换。在教学中,教师应着重强调离子符号的正确书写和应用,从而让学生能够在宏观的实验现象与微观的离子结构之间架起一座桥梁。教师还可以通过具体的实例,如氢氧化钠溶液来让学生识别出溶液中存在的微粒种类及其比例,并用相应的化学符号来表示。
同时,教师应引导学生进行更深入地探究,通过实验来揭示复分解反应的条件和特性。例如,通过演示碳酸钠与氯化钙的反应来分析反应中离子的交换情况和生成物的属性。在这一过程中,教师应当注重对学生进行精准指导,还应深入探讨反应过程中元素化合价是否发生变化,以及反应物是如何转化为生成物的。通过一系列的实验,如难溶性盐与可溶性盐、难溶性碱与可溶性盐、强酸与难溶性盐及碱的反应,探索复分解反应的各种条件。最后,教师引导学生全面而深入地理解复分解反应及其发生的条件,特别是当溶液中的某些离子能够相互结合并迅速降低其浓度时,这些离子就会趋向于进行这种能够降低离子浓度的反应。通过这一教学活动,可以在“探秘复分解反应”的教学设计中有效加强微观学习,探究知识本质从而提升学生的化学学科核心素养。
三、 结论
总而言之,教师应当发挥深度学习的潜力,确保学生成为学习活动的中心,并精心设计一系列连贯的教学活动。这些活动旨在引导学生从观察现象出发,逐步探索其背后的本质规律,同时将学习经验从课堂延伸至课外实践。通过这样的教学方式,教师能够有效地引领学生进入深度学习的状态。在化学学科的学习中,学生不仅在实践中锻炼了科学探究与操作技能,还促进了化学思维的深化与成长,显著提升了学科核心素养,为他们的全面成长构筑了坚实的基石。
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作者简介:官志娟(1977~),女,汉族,湖北鄂州人,深圳市罗湖外语初中学校,研究方向:初中化学教学。