張聯(lián)國
(建陽區(qū)教師進(jìn)修學(xué)校,福建 南平 354200)
2017 版普通高中化學(xué)標(biāo)準(zhǔn)要求“倡導(dǎo)真實(shí)問題情境的創(chuàng)設(shè),開展以化學(xué)實(shí)驗(yàn)為主的多種探究活動(dòng),重視教學(xué)內(nèi)容的結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì),激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣,促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變,培養(yǎng)他們的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力”[1]。筆者從教學(xué)實(shí)踐中了解到,初中學(xué)生化學(xué)知識的結(jié)構(gòu)化和系統(tǒng)化程度不高,只停留在對零散知識的獨(dú)立記憶上,無法前后聯(lián)系、融會貫通。針對以上情況,筆者以氯化鈉教學(xué)為例,將溶液的配制、提純以及物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行整合,幫助學(xué)生更加有效的復(fù)習(xí)。在重構(gòu)知識的同時(shí),初步建立學(xué)習(xí)元素化合物的一般方法,既避免了“炒冷飯”,又能使學(xué)生建立學(xué)習(xí)模型,重拾學(xué)習(xí)興趣。
忽視學(xué)生知識的形成過程,壓縮了知識的生長期和適應(yīng)期。過于重視習(xí)題和強(qiáng)化訓(xùn)練,復(fù)習(xí)變成了知識碎片和大量作業(yè)習(xí)題的“聚合物”,即便是經(jīng)過“輪式”化的復(fù)習(xí),學(xué)生的系統(tǒng)化、網(wǎng)格化的知識體系沒有建立起來,推理和演繹能力弱,知識無法沉淀在頭腦中。
過度依賴現(xiàn)成的視頻和課件,忽略學(xué)生動(dòng)手和再學(xué)習(xí)的能力,即使是再實(shí)驗(yàn),也無法提出進(jìn)階性的問題,由于學(xué)習(xí)和思維的模型缺失,對于陌生度高、情境新的問題常感手足無措。
過分強(qiáng)調(diào)知識的學(xué)習(xí)與技能的訓(xùn)練,忽略了知識的育人價(jià)值,記憶代替思考,創(chuàng)造力不足,重視解題技巧和解題方法的培養(yǎng),忽略了學(xué)科價(jià)值。
知識是能力發(fā)展的前提和基礎(chǔ),態(tài)度包括自我認(rèn)識、自我管理等,屬于品格范疇,態(tài)度又是高層次能力發(fā)展的前提和基礎(chǔ)。知識、能力和態(tài)度等方面的綜合表現(xiàn)就是學(xué)科核心素養(yǎng)。[2]那么教學(xué)重構(gòu)的意義在于在理解知識的基礎(chǔ)上,選擇、整合、優(yōu)化和開放其他的教學(xué)資源,適時(shí)對學(xué)生進(jìn)行引導(dǎo)、組織和交流合作,以達(dá)到復(fù)習(xí)課的喚醒、重組、提升的三大功能。目的是構(gòu)建知識的內(nèi)在聯(lián)系達(dá)到綜合運(yùn)用、靈活運(yùn)用,實(shí)現(xiàn)復(fù)習(xí)效果的最優(yōu)化和最大化。[3]同時(shí),擺脫了以往教學(xué)模式的單一、教學(xué)方法的陳舊等帶給學(xué)生的疲勞感,帶領(lǐng)學(xué)生用全新的視角,從知識的不同層面再次學(xué)習(xí),有利于知識的鞏固和記憶。讓學(xué)生體會不同層次、多角度的教學(xué),促進(jìn)關(guān)鍵能力、必備品格和學(xué)科思想的形成,提升學(xué)科的核心素養(yǎng)。
筆者以為每一節(jié)復(fù)習(xí)課都要思考這三個(gè)問題“你準(zhǔn)備把學(xué)生帶到哪里(目標(biāo)),你怎樣把學(xué)生帶到哪里(方法),如何確信你已經(jīng)把學(xué)生帶到那里(效果與反饋)”,以此作為教學(xué)設(shè)計(jì)和實(shí)施教學(xué)的基本路線。
1.通過理論推導(dǎo)和實(shí)驗(yàn),總結(jié)以氯化鈉為目標(biāo)產(chǎn)物的化學(xué)方程式的書寫,學(xué)會在推導(dǎo)和實(shí)驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)和解決問題。
2.進(jìn)一步鞏固溶解、過濾、結(jié)晶等實(shí)驗(yàn)基本操作,掌握過濾器的制作、蒸發(fā)皿、酒精燈等化學(xué)儀器的使用方法,強(qiáng)化基本實(shí)驗(yàn)技能的養(yǎng)成。
3.培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)、科學(xué)、求真的科學(xué)態(tài)度以及發(fā)散性思維,從不同的角度思考和設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),提出不同的設(shè)計(jì)方案。
1.為什么選擇氯化鈉?
氯化鈉是初中學(xué)生最熟悉的物質(zhì)之一,教材在編寫的過程中也花了大量的篇幅,涉及一定溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的溶液配制、粗鹽的提純(初中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)要求的八個(gè)核心實(shí)驗(yàn)占據(jù)二席)以及鹽的性質(zhì)等方面。但,相關(guān)內(nèi)容分散在教材的各個(gè)章節(jié)。正是由于知識點(diǎn)的分散,學(xué)生無法形成系統(tǒng)的、結(jié)構(gòu)性的復(fù)習(xí)解題策略,對知識的內(nèi)化和自主運(yùn)用程度不夠。本案例的主要任務(wù)就是將涉及氯化鈉有關(guān)的知識點(diǎn)進(jìn)行匯總整合,建立模型。并以此為例,舉一反三地引導(dǎo)學(xué)生養(yǎng)成學(xué)習(xí)化學(xué)的基本思想和方法,進(jìn)而內(nèi)化成學(xué)科素養(yǎng)。
2.力求達(dá)到的效果
通過對某代表物質(zhì)的復(fù)習(xí)作為教學(xué)目標(biāo),引導(dǎo)學(xué)生逐步掌握知識、養(yǎng)成技能、發(fā)展素養(yǎng)的學(xué)習(xí)品格,在知識復(fù)習(xí)的基礎(chǔ)上,通過再次實(shí)驗(yàn)(或活動(dòng)或創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)、綜合實(shí)驗(yàn)),達(dá)到對知識的融會貫通,形成可行、自主穩(wěn)定的思維模型。建立以學(xué)生為中心,以教學(xué)引導(dǎo)為支撐,以任務(wù)驅(qū)動(dòng)為抓手的復(fù)習(xí)模式。學(xué)習(xí)過程中融活動(dòng)探究、交流反思、總結(jié)提升于一體,把溶液的配制、固體物質(zhì)的提純、酸堿鹽的性質(zhì)以發(fā)散性思維的模式穿成串,以求達(dá)到預(yù)期的復(fù)習(xí)效果。
3.教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)
(1)酸堿鹽相關(guān)知識
[學(xué)習(xí)任務(wù)一]請寫出不同類型的物質(zhì)間相互反應(yīng),產(chǎn)物中有氯化鈉的化學(xué)方程式。
NaR+XCl→NaCl+XR
小結(jié):
當(dāng)XR 分別是水、氣體、沉淀等方面展開討論。最后達(dá)成以下結(jié)論:
①當(dāng)XR 為水,則R=O、OH;X=H;
②當(dāng)XR 為沉淀,則R=OH;X=除K、Na、Ba、Ca、NH4 以外的常見金屬;或當(dāng)R=SO4、CO3;X=Ba、Ca;
③當(dāng)XR 為氣體,則R=HCO3、CO3;X=H;
設(shè)計(jì)意圖:學(xué)生獨(dú)自或小組成員之間通過協(xié)作完成化學(xué)方程式的書寫,根據(jù)復(fù)分解反應(yīng)的特點(diǎn),從Na+、Cl-的“來源”為切入點(diǎn),以求達(dá)到鞏固舊知、總結(jié)歸納的目的。運(yùn)用逆推法來書寫化學(xué)方程式,既培養(yǎng)了學(xué)生的逆向思維能力,也發(fā)展學(xué)生“證據(jù)推理”“宏觀辨識”“微觀探析”等核心素養(yǎng),初步學(xué)會歸納和總結(jié)的能力。
(2)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和評價(jià)
[學(xué)習(xí)任務(wù)二]物質(zhì)的提純
[查閱資料]海水中含有各種鹽,其中90%左右是氯化鈉,另外還含有氯化鎂、硫酸鎂、碳酸鎂及含鉀、碘、鈉、溴等各種元素的其他鹽。
[提出假設(shè)]若“海水”中除了氯化鈉外,還含有少量的氯化鎂、氯化鈣和泥沙,請?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),從“海水”中制得氯化鈉晶體。
[基本要求]
①除雜試劑只能與雜質(zhì)反應(yīng),不能與被提純物質(zhì)反應(yīng)
②產(chǎn)物要易于分離
③不能引入新的雜質(zhì)
根據(jù)以上要求,結(jié)合物質(zhì)的性質(zhì)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案,并填寫下列表格
經(jīng)過組內(nèi)或組間的討論,最終達(dá)成如下實(shí)驗(yàn)方案:
其一,降溫結(jié)晶
學(xué)生查閱了三種物質(zhì)在不同溫度下的溶解度,繪制出如圖1 的曲線圖。
圖1 氯化鈣、氯化鎂、氯化鈉溶解度曲線圖
問題:由溶解度曲線可知能不能采用降溫結(jié)晶的方法提純氯化鈉呢?說出理由。
其二,溶解法
根據(jù)飽和溶液的性質(zhì),在一定的溫度下,對某物質(zhì)來說是飽和溶液,但,對于其他溶質(zhì)并不一定是飽和溶液。將混合物投入到氯化鈉的飽和溶液中。
結(jié)論:雖然可以溶解氯化鎂、氯化鈣,但是,并沒有達(dá)到真正的分離,從生產(chǎn)的角度來說,實(shí)用性不大。
其三,沉淀法
結(jié)合有關(guān)酸堿鹽的性質(zhì),各個(gè)小組展開實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng),記錄實(shí)驗(yàn)過程,用于交流研討。在實(shí)驗(yàn)過程中,教師提出指導(dǎo)意見,并注意實(shí)驗(yàn)過程中應(yīng)急情況的處理。
設(shè)計(jì)意圖:鞏固復(fù)習(xí)粗鹽的提純,在教材實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,加入了“化學(xué)除雜”的環(huán)節(jié),提出更新的問題,培養(yǎng)學(xué)生辯證的觀點(diǎn)。根據(jù)具體物質(zhì)的性質(zhì),提出不同的方案,并討論方案的優(yōu)劣,養(yǎng)成敢于質(zhì)疑,用于創(chuàng)新的精神,發(fā)展了學(xué)生的創(chuàng)新能力、證據(jù)推理等核心素養(yǎng),進(jìn)一步提升學(xué)生的邏輯推理能力和進(jìn)階思維。
(3)活動(dòng)探究,交流合作
①固體物質(zhì)的溶解
[學(xué)生思考]:
I.需要用到哪些儀器?
Ⅱ.如何加快溶解的速度?
Ⅲ.水的用量如何選擇?是越多越好嗎?
設(shè)計(jì)意圖:鞏固儀器的使用方法、基本操作及有關(guān)溶解度的知識。運(yùn)用逆向思維來解決實(shí)際面臨的問題,通過溶解度相關(guān)知識激發(fā)學(xué)生在“水的用量上”深層次的思考。培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究和模型認(rèn)知素養(yǎng)。
②分離提純
經(jīng)學(xué)生的多次討論、修改,達(dá)成如圖2 的除雜流程圖。
圖2 除去海水中的氯化鎂和氯化鈣
[提出問題]:
Ⅰ.你是通過什么現(xiàn)象判斷除雜反應(yīng)發(fā)生了?
Ⅱ.實(shí)驗(yàn)①②產(chǎn)生的沉淀以及混合物中的泥沙是分步過濾還是實(shí)驗(yàn)結(jié)束后一次性過濾?
Ⅲ.氫氧化鈉和碳酸鈉的滴加順序是否可以互換?
Ⅳ.你是如何判斷雜質(zhì)已經(jīng)被除盡?請說出你的理由。
Ⅴ.該實(shí)驗(yàn)的哪些環(huán)節(jié)或步驟可以改進(jìn)?說出你的想法。
設(shè)計(jì)意圖:培養(yǎng)學(xué)生從定性過渡到定量的意識,熟悉溶解、過濾、蒸發(fā)、結(jié)晶等實(shí)驗(yàn)基本操作。學(xué)生帶著有驅(qū)動(dòng)性、層次性的問題進(jìn)行深度學(xué)習(xí),在不斷的追問中,提出富有挑戰(zhàn)性的問題,重在培養(yǎng)學(xué)生的質(zhì)疑精神,發(fā)現(xiàn)有探究價(jià)值的問題,形成嚴(yán)謹(jǐn)、求實(shí)、開放的思維品質(zhì)和科學(xué)態(tài)度,固化除雜的思維模型,發(fā)展學(xué)生的創(chuàng)新意識、證據(jù)推理、實(shí)驗(yàn)探究和科學(xué)精神素養(yǎng)。
1.學(xué)生認(rèn)知水平方面
針對學(xué)生認(rèn)知特點(diǎn)和發(fā)展水平,選擇從身邊的物質(zhì)入手(也可家庭實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)的時(shí)間和空間上都得到了拓展),將溶液的配制、飽和溶液和不飽和溶液、過濾、蒸發(fā)結(jié)晶、混合物的分離、降溫結(jié)晶、酸堿鹽的性質(zhì)等知識點(diǎn)囊括其中??紤]到不同學(xué)業(yè)水平的學(xué)生的接受能力,設(shè)置遞進(jìn)式的問題,在引發(fā)學(xué)生認(rèn)知沖突的同時(shí),衍生新的知識的生長點(diǎn),建構(gòu)新的學(xué)習(xí)基本模型,提高學(xué)生創(chuàng)新能力和知識遷移能力,將學(xué)生的思維模型外顯化,形成“典型物質(zhì)—構(gòu)建模型-問題解決”的專題復(fù)習(xí)模式。
2.學(xué)生能力提升方面
關(guān)注學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能的提升、思維品質(zhì)以及價(jià)值觀的形成,通過理論分析、演示實(shí)驗(yàn)、分組實(shí)驗(yàn)、構(gòu)建化學(xué)實(shí)驗(yàn)體系的基本方法,形成結(jié)構(gòu)化的元素化合物實(shí)驗(yàn)思維模型。通過獨(dú)立實(shí)驗(yàn)、合作實(shí)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)方案的談?wù)摵痛_立,不僅能鞏固、再現(xiàn)、融合知識,而且在實(shí)驗(yàn)過程中培養(yǎng)了學(xué)生的合作、協(xié)作能力以及敢于質(zhì)疑、勇于質(zhì)疑的精神。
3.學(xué)生學(xué)科意識方面
從學(xué)生已有的經(jīng)驗(yàn)出發(fā),用化學(xué)的視角去觀察周圍的事物,啟蒙和激發(fā)學(xué)生樂于探索真實(shí)的、豐富的、生動(dòng)的、有意義的化學(xué),從而提出對事物的獨(dú)到見解。教師創(chuàng)造性的拓展教材,目的是能夠把學(xué)生的理解和掌握引向深入,可以使學(xué)生知識向縱深發(fā)展,使得單一知識結(jié)構(gòu)化、網(wǎng)絡(luò)化,建立知識間的聯(lián)系,進(jìn)而增強(qiáng)知識的廣度;克服學(xué)生對知識的僵化記憶和狹隘的理解,培養(yǎng)學(xué)生發(fā)散思維和創(chuàng)新能力。