真實情境 實踐探究 合作提升 優(yōu)化初中化學(xué)專題復(fù)習(xí)

孔衛(wèi)紅　朱清勇

摘要：實踐探究不僅是一種學(xué)習(xí)方法，也是一種學(xué)習(xí)內(nèi)容。本課教學(xué)立足于將實踐探究、合作提升與真實情景結(jié)合，整合專題知識內(nèi)容，通過建立“學(xué)習(xí)共同體”，用真實的實踐活動激趣促學(xué)，促進學(xué)生體驗并初步形成實證觀、定性定量觀等化學(xué)學(xué)科觀念。

關(guān)鍵詞：情境；實證；實踐探究；核心素養(yǎng)；學(xué)習(xí)共同體

一、設(shè)計理念和學(xué)習(xí)目標

發(fā)展學(xué)生化學(xué)核心素養(yǎng)是初中化學(xué)教學(xué)的必然追求，《中國學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)》總體框架（2016.9）指出：“學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)，主要指學(xué)生應(yīng)具備的，能夠適應(yīng)終身發(fā)展和社會發(fā)展需要的必備品格和關(guān)鍵能力。研究學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)是落實立德樹人根本任務(wù)的一項重要舉措，也是適應(yīng)世界教育改革發(fā)展趨勢、提升我國教育國際競爭力的迫切需要。”倡導(dǎo)創(chuàng)設(shè)真實情境，開展以合作、實踐為主的多種“學(xué)習(xí)共同體”活動，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，促進學(xué)生學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變，重視專題內(nèi)容的結(jié)構(gòu)設(shè)計，培養(yǎng)他們的創(chuàng)新精神和實踐能力。義務(wù)教育課程標準指出：“科學(xué)探究學(xué)習(xí)目標的實現(xiàn)，必須讓學(xué)生親身經(jīng)歷豐富的探究活動”，同時也建議“探究的問題可源于實際生活”。筆者提出了“真實情境、實踐探究、合作提升”的課堂教學(xué)理念。本理念具備以下三個特點，一是實踐探究的問題源于學(xué)生的真實生活情境，引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用化學(xué)視角觀察生活；二是凸顯學(xué)生主體，課堂一掃傳統(tǒng)復(fù)習(xí)課習(xí)題至上的單調(diào)、沉悶，通過討論、實驗等環(huán)節(jié)，實現(xiàn)“課堂是學(xué)生的”、“學(xué)習(xí)即生活”的生態(tài)課堂教育理念；三是構(gòu)建“學(xué)習(xí)共同體”設(shè)計合作活動將學(xué)生的思維從已知引向未知，實現(xiàn)思維的深層發(fā)展和核心素養(yǎng)的提升。

1.學(xué)習(xí)目標：

（1）復(fù)習(xí)碳酸鹽的檢驗，學(xué)會從定性到定量研究雞蛋殼主要成分的方法，感受化學(xué)與生活的聯(lián)系，體會化學(xué)知識的學(xué)科價值。

（2）了解科學(xué)探究一般過程，初步學(xué)會提出問題和假設(shè)、設(shè)計方案、獲取證據(jù)、形成結(jié)論和交流評價，學(xué)會分析優(yōu)化實驗裝置。

（3）知道混合物中物質(zhì)含量的測定方法，通過合作感受實驗過程中的細節(jié)、體驗實驗成功的樂趣。培養(yǎng)自主、合作、探究、實踐、創(chuàng)新的科學(xué)精神。

2.學(xué)習(xí)重點和難點：

重點：定量測定物質(zhì)成分含量原理，培養(yǎng)科學(xué)探究中實證意識和優(yōu)化實驗思維。

難點：實驗測定裝置的優(yōu)化組合。

二、教學(xué)流程和設(shè)計思路

科學(xué)探究既是一種學(xué)習(xí)方法，也是學(xué)習(xí)的內(nèi)容和目標，使用探究學(xué)習(xí)進行綜合專題學(xué)習(xí)是本節(jié)課的應(yīng)然選擇。本課教學(xué)中以雞蛋殼的妙用為線索，通過對初中系列知識的有序重組與整合，由淺入深，循序漸進，將相關(guān)知識內(nèi)容和實驗整合為一個整體。教師引導(dǎo)學(xué)生的全程參與，經(jīng)歷了“雞蛋殼主要成分的探討-碳酸鈣的定性檢驗-碳酸鈣含量的定量測定-拓展探究，合作提升-設(shè)疑解惑，學(xué)以致用”的過程（具體流程見圖1），從定性到定量，從設(shè)計方案到證據(jù)體驗，幫助學(xué)生建構(gòu)知識網(wǎng)，體驗化學(xué)實驗的樂趣，了解科學(xué)探究的基本過程和方法，發(fā)展科學(xué)探究能力，提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

三、課堂主要教學(xué)過程

1.課堂引入——微視頻創(chuàng)設(shè)情境激趣引入

師：（1）同學(xué)們在生活中經(jīng)常吃雞蛋，你們知道雞蛋殼都去了哪里？今天我們看一段視頻，雞蛋殼有何妙用呢？（播放微視頻。）（2）雞蛋殼有如此種種妙用，那么雞蛋殼有什么成分呢？（3）你想驗證嗎？

生：碳酸鈣。

生：想！

[設(shè)計意圖]化學(xué)源于生活，雞蛋殼是每個同學(xué)都經(jīng)常見到的，因此該情境對學(xué)生來說具有思考性和真實性；化學(xué)又高于生活，利用該情境提煉出一系列定性至定量研究的化學(xué)問題，整合初中元素化合物系列知識，引發(fā)促進核心素養(yǎng)發(fā)展的學(xué)習(xí)。

2.定性探究——檢驗雞蛋殼中主要成分

師：（1）你能提出什么方法來驗證嗎？（2）請各小組合作探究雞蛋殼成分，雞蛋殼在廣口瓶中，鹽酸量約lOmL以能夠浸沒固體（大試管的1/3）為準，石灰水用小試管取2mL（約小拇指一指節(jié)高度）。（3）澄清石灰水變渾就說明雞蛋殼中含有碳酸鈣，對嗎？（4）如何探究鈣離子呢？

生：小組合作探究雞蛋殼中含有碳酸根離子。

師：下面請同學(xué)們觀看我夜晚關(guān)燈后錄制的微課視頻，利用家用天然氣灼燒雞蛋殼，能清晰觀察到天然氣的藍色火焰和雞蛋殼的磚紅色火焰，說明雞蛋殼中含有鈣離子（如圖3）。

過渡：那么我們?nèi)绾芜\用化學(xué)方法測定雞蛋殼中的碳酸鈣的質(zhì)量分數(shù)呢？

[設(shè)計意圖]定性研究是啟蒙階段化學(xué)實踐活動的起點，也是探究認識物質(zhì)世界的過程。在中考復(fù)習(xí)時期，定性研究呈現(xiàn)發(fā)展性和啟蒙性并存的特點。其發(fā)展性是指為定量研究做鋪墊和準備，由定性到定量設(shè)計測定碳酸鈣、二氧化碳質(zhì)量方案；其啟蒙性是指學(xué)生應(yīng)知知識和方法，定性檢驗為學(xué)生自主行動，學(xué)生獨立思考后即可回答。

3.定量測定雞蛋殼中的碳酸鈣的質(zhì)量分數(shù)

師：（1）請同學(xué)們小組討論有哪些化學(xué)方法？（2）轉(zhuǎn)化的思想，將碳酸鈣轉(zhuǎn)化成二氧化碳是一種常見的化學(xué)方法。（轉(zhuǎn)變思維能否是測定二氧化碳的體積呢？）

生：小組合作討論展示出多達5套方案。

師：（教師點評：增重法；減重法）你們的辦法都很有創(chuàng)意，今天現(xiàn)有條件下選擇如圖4中氫氧化鈉飽和溶液吸收二氧化碳氣體，再出示精度到0.01g的電子天平，接著出示圖3中第三個裝置，加入粉末狀的雞蛋殼2.02g，測洗氣瓶裝置原始總質(zhì)量m1=181.32g。連接好裝置后開始反應(yīng)，繼續(xù)將洗氣瓶放在電子天平上，同學(xué)們可通過投影觀察天平讀數(shù)的變化。

生：（質(zhì)量數(shù)據(jù)穩(wěn)定為m2=181.78g）各實踐活動小組利用增重法的數(shù)據(jù)計算出結(jié)果，展示雞蛋殼中w（CaCO3）=51.8%。

[設(shè)計意圖]很多化學(xué)教師常常以復(fù)習(xí)課時緊、學(xué)校條件差、學(xué)生操作能力弱為借口，在化學(xué)復(fù)習(xí)教學(xué)中廣泛存在著無實驗假探究、講題偽探究現(xiàn)象。本環(huán)節(jié)通過創(chuàng)新設(shè)計、組合實驗裝置將往常紙上談兵的定量計算變成了真實的實踐活動，學(xué)生在親身體驗中輕松學(xué)習(xí)了重點知識和方法，促進了學(xué)生實證意識和定性向定量研究思維的養(yǎng)成。

4.拓展探究——合作提升

師：（1）查閱資料：雞蛋殼主要成分碳酸鈣大約占蛋殼質(zhì)量的83%-90%。我們的實驗結(jié)果明顯偏小，為什么呢？可能有哪些因素請討論后回答。

（2）（給各小組分發(fā)如上圖5的自制手寫展板）先讓我們自己來設(shè)計，然后請同學(xué)來展示選擇組合順序的理由。學(xué)生小組合作完成后進行展示。

[設(shè)計意圖]本課難點是分析實驗測定數(shù)據(jù)偏小的成因，進而由“學(xué)習(xí)共同體”合作設(shè)計出更完善的實驗裝置圖。此環(huán)節(jié)內(nèi)容由真實實驗數(shù)據(jù)引發(fā)開放性的思考和討論，鞏固了重點知識和方法，突出了專題復(fù)習(xí)的深度拓展和能力提升，利于學(xué)生核心素養(yǎng)的養(yǎng)成。

5.設(shè)疑解惑——學(xué)以致用

師：（播放微視頻解惑：為何雞蛋殼能養(yǎng)花卉，烤過能滅螞蟻……？）蛋殼中主要成分是碳酸鈣，大約占蛋殼質(zhì)量的83%-90%，以及極少量的磷酸鈣、磷酸鎂等無機物；還含有少量蛋白質(zhì)和脂質(zhì)等有機物。

[設(shè)計意圖]“化學(xué)源于生活，又高于生活”。本課從生活情境開始，慢慢深入學(xué)習(xí)情境中蘊含的化學(xué)知識，最后回到開始的情境解決問題，教學(xué)環(huán)節(jié)首尾呼應(yīng)、渾然一體。學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)根本目的是更健康、更理性生活，因此回歸生活、改善生活是學(xué)習(xí)化學(xué)的最終歸宿。

四、反思與評價

1.基于真實情境，激趣促學(xué)

情境教學(xué)的倡導(dǎo)者Brown，Collin，Duguid認為：“知識只有在它們產(chǎn)生及應(yīng)用的情境中才能產(chǎn)生意義。知識絕不能從它本身所處的環(huán)境中孤立出來，學(xué)習(xí)知識的最好方法就是在情境中進行?！苯虒W(xué)情境的核心內(nèi)涵是引導(dǎo)知識建構(gòu)，教學(xué)情境必須有利于學(xué)生對所學(xué)內(nèi)容的意義建構(gòu)。

本課選擇密切聯(lián)系學(xué)生的生活實際的雞蛋殼為研究對象，通過雞蛋殼的妙用微視頻設(shè)置生活情境激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，并由此引發(fā)了對雞蛋殼成分的討論和探究。結(jié)合探究提出的問題情境“我們?nèi)绾芜\用化學(xué)方法測定雞蛋殼中的碳酸鈣的質(zhì)量分數(shù)呢？”，并將碳酸鈣質(zhì)量轉(zhuǎn)化成二氧化碳質(zhì)量的測定，經(jīng)過實驗定量計算得出的w（CaCO3）偏小，再次設(shè)置問題情境“計算結(jié)果明顯偏小，為什么呢？”，真實的問題產(chǎn)生于學(xué)生已有的知識和將要學(xué)習(xí)知識的節(jié)點上，與學(xué)生已有的知識經(jīng)驗產(chǎn)生激烈的沖突，從而使學(xué)生萌發(fā)解決新問題的欲望，引發(fā)學(xué)生進行深度思考。最后設(shè)置的活動情境“自制優(yōu)化組合裝置展板”促進學(xué)生合作交流中拓展能力、提升科學(xué)素養(yǎng)。本課例中的4個情境都源于生活及真實的化學(xué)實驗過程，每個情境中都蘊含著化學(xué)學(xué)科問題，問題解決的過程就是學(xué)生學(xué)習(xí)學(xué)科知識、形成科學(xué)素養(yǎng)的過程。通過一步步提出問題，激發(fā)和調(diào)整學(xué)生的知識、情感和實踐活動，促使學(xué)生思維不斷深入，層層解決問題?；谡鎸嵡榫车膶W(xué)習(xí)過程使學(xué)生體驗到知識的產(chǎn)生與發(fā)展；基于真實情境的問題解決過程，學(xué)生不僅收獲知識、技能，也收獲了成功或失敗的情感體驗。因此真實情境有助于學(xué)生實現(xiàn)有意義的知識體系建構(gòu)。

2.基于實踐探究，體驗轉(zhuǎn)化觀、實證觀、定性定量觀等學(xué)科觀念

何為化學(xué)學(xué)科觀念？究竟什么是學(xué)生“適應(yīng)終身發(fā)展和社會發(fā)展需要的必備品格和關(guān)鍵能力”？需要回到教育的原點觸及學(xué)生的靈魂，英國哲學(xué)家懷特海曾說過：“當一個人把在學(xué)校學(xué)到的知識忘掉，剩下的就是教育。”也就是說學(xué)生多年遺忘后還能存在于大腦中的深刻印記，是化學(xué)學(xué)科特有的思維和方法，即我們追求的化學(xué)學(xué)科觀念。

義務(wù)教育階段科學(xué)探究是學(xué)習(xí)化學(xué)的重要方法也是重要內(nèi)容。本節(jié)課密切聯(lián)系生活，讓學(xué)生由定性檢驗到定量測定逐步討論設(shè)計方案，收集數(shù)據(jù)，實證推理，反思改良裝置，深化實踐探究過程；運用轉(zhuǎn)化思想將測定碳酸鈣變成測定二氧化碳，碳酸根離子鈣離子的檢驗，二氧化碳定量測定，實驗數(shù)據(jù)的分析無不體現(xiàn)化學(xué)學(xué)科的實證觀念、證據(jù)意識；通過探究雞蛋殼中化學(xué)奧秘的明線和培養(yǎng)學(xué)科觀念的暗線的雙重設(shè)計達成學(xué)習(xí)目標。轉(zhuǎn)化觀、實證觀、定性定量觀等學(xué)科觀念的“落腳點”是學(xué)生真實的實踐活動，學(xué)科觀念不是具體的知識，它是學(xué)生在深刻體驗學(xué)科本質(zhì)屬性與內(nèi)在規(guī)律的基礎(chǔ)上，所形成的對物質(zhì)世界的基本看法和態(tài)度。教學(xué)的最終目的應(yīng)使學(xué)生“轉(zhuǎn)知識為能力、轉(zhuǎn)能力為觀念”，真實有效的實踐活動能促進學(xué)生從學(xué)科視角看問題、培養(yǎng)學(xué)科觀念。

3.基于合作提升，建構(gòu)“學(xué)習(xí)共同體”

托馬斯·弗里德曼說：“世界是平的”，大家認同這一理念是因為合作重于競爭。課程世界也應(yīng)是平的，學(xué)習(xí)科學(xué)理論告訴我們，構(gòu)建“學(xué)習(xí)共同體”進行合作學(xué)習(xí)是最適合學(xué)生、最有效的學(xué)習(xí)方式。通過有機整合學(xué)生形成六人學(xué)習(xí)小組為一個“學(xué)習(xí)共同體”（組長2人，實驗操作員2人，觀察記錄員2人，展示時自由討論產(chǎn)生主講人），“學(xué)習(xí)共同體”既是教育教學(xué)理念，又是一種教學(xué)行動。“學(xué)習(xí)共同體”是6個個體集合在一起圍繞著共同的學(xué)習(xí)任務(wù)同時學(xué)習(xí)，強調(diào)“我們”的溝通、交流；“學(xué)習(xí)共同體”最終是通過合作學(xué)習(xí)，促進每一個“我”的智慧生長，求得每一個“我”的融入式發(fā)展。本節(jié)課則以學(xué)習(xí)小組為單位的8個“學(xué)習(xí)共同體”在自主思考的基礎(chǔ)上多次交流討論，讓學(xué)生的思維表達出來并實現(xiàn)碰撞。通過“學(xué)習(xí)共同體”的活動培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力、合作意識、交流和傾聽能力，基于“學(xué)習(xí)共同體”的學(xué)習(xí)模式讓學(xué)生真正成為復(fù)習(xí)課堂的主人；本節(jié)課的容量大，學(xué)生活動多，特別是定量測定實驗學(xué)生鮮有接觸，能抓住學(xué)生的興奮點。課堂上教師通過點撥、小結(jié)、巡視、指導(dǎo)、糾正等扮演了“平等中的首席”，使得復(fù)習(xí)過程緊湊有序，知能目標得到高效落實。

小組合作形成的“學(xué)習(xí)共同體”是打開學(xué)生心靈之門的一把鑰匙，利于學(xué)生有更多的機會體驗化學(xué)的神奇、感受團隊共進退的樂趣，對于大多數(shù)的獨生子女，在“學(xué)習(xí)共同體”中養(yǎng)成的科學(xué)素養(yǎng)更利于他們健康生活和終身發(fā)展。下課后還有兩名小組長追著老師討論本小組的實驗中出現(xiàn)的問題，枯燥的中考復(fù)習(xí)課在愉悅的合作中收到了良好的效果。對科學(xué)永無止境的探索過程就是學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的提升過程，正如心理學(xué)家所言，今天學(xué)會了合作，明天就擁有了競爭力。