基于五星教學(xué)模式的初中科學(xué)概念教學(xué)嘗試

吳婷婷

[摘 要]文章以“化學(xué)式”一課為例，探討如何基于五星教學(xué)模式進(jìn)行概念教學(xué)設(shè)計(jì)。在化學(xué)式概念教學(xué)中，教師可設(shè)置環(huán)環(huán)相扣的關(guān)鍵問題，多次使用列舉法，讓學(xué)生在解決問題的過程中逐漸掌握化學(xué)式的讀寫規(guī)律，理解符號(hào)表示物質(zhì)的宏觀和微觀意義。

[關(guān)鍵詞]五星教學(xué)模式;概念教學(xué);化學(xué)式

[中圖分類號(hào)]? ? G633.98? ? ? ? ? ? [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]? ? A? ? ? ? ? [文章編號(hào)]? ? 1674-6058（2022）08-0081-03

五星教學(xué)模式是國際著名教育心理學(xué)家梅里爾（M.David Merrill）教授提出的教學(xué)理論。五星教學(xué)模式包括聚焦問題解決、激活原有知識(shí)、展示論證新知、嘗試應(yīng)用練習(xí)和融會(huì)貫通掌握五大步驟。將五星教學(xué)模式應(yīng)用于初中科學(xué)概念教學(xué)，可使學(xué)生在解決問題的過程中逐漸生成概念、理解概念、內(nèi)化概念并應(yīng)用概念，從而真正掌握概念的本質(zhì)。文章以“化學(xué)式”一課為例探討如何基于五星教學(xué)模式進(jìn)行概念教學(xué)設(shè)計(jì)。

一、教材分析

“化學(xué)式”出自浙教版科學(xué)教材八年級(jí)下冊(cè)第2章第6節(jié)“表示物質(zhì)的符號(hào)”的第1課時(shí)。本節(jié)課的主要內(nèi)容有：化學(xué)式的定義，單質(zhì)和化合物的化學(xué)式的寫法，化學(xué)式的讀法以及化學(xué)式代表的意義。本節(jié)課旨在從符號(hào)代表科學(xué)事物的角度出發(fā)導(dǎo)出化學(xué)式，幫助學(xué)生理解、掌握化學(xué)式的讀寫規(guī)律。

二、學(xué)情分析

學(xué)生經(jīng)過前面內(nèi)容的學(xué)習(xí)，大致建立了物質(zhì)分類的觀念，知道了構(gòu)成物質(zhì)的微粒有分子、原子、離子，體驗(yàn)了使用符號(hào)來表示元素、科學(xué)事物的必要性和簡(jiǎn)便性。這為本節(jié)課用化學(xué)式來表示物質(zhì)提供了知識(shí)遷移的基礎(chǔ)。但是，學(xué)生對(duì)從宏觀和微觀兩個(gè)角度去描述物質(zhì)的認(rèn)知尚不清晰。

三、素養(yǎng)目標(biāo)

科學(xué)觀念：知道可以從宏觀和微觀兩個(gè)角度去描述物質(zhì)，體會(huì)用符號(hào)表示物質(zhì)的必要性和簡(jiǎn)便性，建立化學(xué)式的概念。

科學(xué)思維：有效探究化學(xué)式的讀寫規(guī)律，學(xué)會(huì)運(yùn)用觀察法和歸納法，能用科學(xué)語言表達(dá)出不同符號(hào)的宏觀和微觀意義，探尋符號(hào)表示的意義。

科學(xué)態(tài)度與責(zé)任：了解物質(zhì)化學(xué)式確定的科學(xué)史，明確化學(xué)式不是憑空想象出來而是必須由實(shí)驗(yàn)確定的，培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)、勇于探索的科學(xué)態(tài)度和精神。

四、教學(xué)重難點(diǎn)

1.建立化學(xué)式作為符號(hào)既能從宏觀角度描述物質(zhì)又能從微觀角度描述物質(zhì)的認(rèn)知。

2.探究單質(zhì)和化合物的化學(xué)式的讀寫規(guī)律。

3.理解化學(xué)式和元素符號(hào)表示的含義。

五、教學(xué)設(shè)計(jì)思路

基于五星教學(xué)模式的教學(xué)設(shè)計(jì)流程如圖1所示：

六、教學(xué)過程

（一）聚焦問題解決

[師生活動(dòng)]學(xué)生分別從宏觀和微觀角度描述圖2所示的水、鋁、氯化鈉三種物質(zhì)。待學(xué)生完成任務(wù)后，教師提問：有沒有能夠表示上述物質(zhì)特征的符號(hào)呢？

評(píng)析：教師通過圖片展示水分子、鋁原子、鈉離子和氯離子等的聚集以及水分子、鋁原子、鈉離子和氯離子等的微觀結(jié)構(gòu)，有意識(shí)地提醒學(xué)生從宏觀和微觀角度來描述物質(zhì)，進(jìn)而明確符號(hào)的引入是為了用科學(xué)語言簡(jiǎn)潔地描述物質(zhì)，并建立起用符號(hào)連接物質(zhì)宏觀和微觀橋梁的概念。

（二）激活原有知識(shí)

[師生活動(dòng)]

教師：在前面的學(xué)習(xí)中是否出現(xiàn)過能夠代表多種含義的符號(hào)呢？

學(xué)生：如元素符號(hào)N，既能表示氮元素，又能表示一個(gè)氮原子;又如元素符號(hào)Al，既能表示鋁元素，又能表示一個(gè)鋁原子，還能表示鋁這種物質(zhì)。

評(píng)析：學(xué)生剛學(xué)過表示元素的符號(hào)，所以很容易想到元素符號(hào)所表示的含義，這為用元素符號(hào)來表示物質(zhì)順利搭建了支架。

（三）展示論證新知

[師生活動(dòng)]

活動(dòng)1：教師展示多種物質(zhì)的化學(xué)式，讓學(xué)生觀察它們的異同點(diǎn)。

學(xué)生通過討論得出結(jié)論：有些化學(xué)式只有一種元素符號(hào)，有些則有幾種;有些化學(xué)式的元素符號(hào)的右下角有數(shù)字，有些則沒有。

活動(dòng)2：教師明確可以用元素符號(hào)加數(shù)字來表示物質(zhì)，引出化學(xué)式的概念（如圖3）。

教師：物質(zhì)化學(xué)式的確定有沒有依據(jù)呢？任何物質(zhì)都有化學(xué)式嗎？同一種物質(zhì)可以有多個(gè)化學(xué)式嗎？

學(xué)生在回顧水的化學(xué)式確定的科學(xué)史的基礎(chǔ)上，通過討論得出結(jié)論：化學(xué)式不是憑空想象出來而是必須實(shí)驗(yàn)確定的，每種物質(zhì)只有一個(gè)化學(xué)式。

活動(dòng)3：教師展示圖4，引導(dǎo)學(xué)生觀察并思考單質(zhì)的化學(xué)式的書寫規(guī)律。

學(xué)生通過討論得出結(jié)論：（1）金屬單質(zhì)、非金屬單質(zhì)中的稀有氣體、絕大多數(shù)的固態(tài)非金屬單質(zhì)可直接用元素符號(hào)來表示;（2）液態(tài)、氣態(tài)非金屬單質(zhì)和氣態(tài)單質(zhì)要先寫元素符號(hào)，再寫構(gòu)成分子的原子數(shù)量。

教師展示部分化合物的化學(xué)式或名稱，讓學(xué)生再次觀察，之后引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)化學(xué)式的一般讀寫規(guī)律。

評(píng)析：

活動(dòng)1通過引導(dǎo)學(xué)生觀察大量不同類別的單質(zhì)、化合物的化學(xué)式，助推學(xué)生建構(gòu)化學(xué)式的總體框架，使學(xué)生能正確書寫化學(xué)式。

活動(dòng)2通過引導(dǎo)學(xué)生回顧水的化學(xué)式確定的科學(xué)史，讓學(xué)生明確化學(xué)式必須經(jīng)由實(shí)驗(yàn)確定，從而培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)、勇于探索的科學(xué)態(tài)度和精神。

活動(dòng)3通過引導(dǎo)學(xué)生觀察大量典型的單質(zhì)的化學(xué)式，使學(xué)生能有效總結(jié)歸納化學(xué)式的一般讀寫規(guī)律，進(jìn)而掌握科學(xué)探究的一般方法。

（四）嘗試應(yīng)用練習(xí)

[師生活動(dòng)]

教師呈現(xiàn)練習(xí)1和練習(xí)2。

練習(xí)1“又讀又寫”：運(yùn)用化學(xué)式的讀寫規(guī)律，寫出下列單質(zhì)和化合物的分子式，并讀出其名稱。（單質(zhì)和化合物略）

練習(xí)2“火眼金睛”：判斷下列化學(xué)式的書寫是否正確，如有錯(cuò)請(qǐng)改正。（化學(xué)式略）

教師：你能總結(jié)出有關(guān)化學(xué)式的書寫注意事項(xiàng)嗎？

學(xué)生通過討論得出結(jié)論：

1.化學(xué)式的元素符號(hào)之間的間隔不能太大。

2.化學(xué)式的書寫順序?yàn)椤跋茸x的后寫”。

3.由兩個(gè)字母組成的元素符號(hào)中，第二個(gè)字母要小寫。

4.數(shù)字要寫在化學(xué)式元素符號(hào)的右下角。

評(píng)析：

練習(xí)1通過設(shè)置實(shí)踐環(huán)節(jié)，讓學(xué)生有動(dòng)手操練的機(jī)會(huì)，幫助學(xué)生牢固掌握化學(xué)式的讀寫規(guī)律。

練習(xí)2通過設(shè)置糾錯(cuò)環(huán)節(jié)，為學(xué)生提供運(yùn)用所學(xué)知識(shí)的機(jī)會(huì)，并使學(xué)生進(jìn)一步認(rèn)識(shí)到規(guī)范書寫化學(xué)式的重要性。

（五）融會(huì)貫通掌握

[師生活動(dòng)]

教師：通過今天的學(xué)習(xí)，我們知道了表示物質(zhì)的化學(xué)式有宏觀和微觀兩大方面的意義。你能說出CO2這個(gè)化學(xué)式的所有含義嗎？

學(xué)生：表示二氧化碳這種物質(zhì)，表示該物質(zhì)由碳元素和氧元素組成，表示一個(gè)二氧化碳分子由一個(gè)碳原子和兩個(gè)氧原子構(gòu)成，表示一個(gè)二氧化碳分子。

教師：你能說出O2這個(gè)化學(xué)式的所有含義嗎？

（學(xué)生回答略）

教師：你能說出Fe這個(gè)化學(xué)式的所有含義嗎？

學(xué)生：表示鐵這種物質(zhì)，表示鐵由鐵元素組成，表示一個(gè)鐵原子。

教師：你能說出N這個(gè)符號(hào)的所有含義嗎？它是化學(xué)式嗎？

學(xué)生：它表示氮元素或一個(gè)氮原子。它不是化學(xué)式。

教師： 你能說出2H2O這一符號(hào)的所有含義嗎？

學(xué)生：表示兩個(gè)水分子，表示一個(gè)水分子由兩個(gè)氫原子和一個(gè)氧原子構(gòu)成。

教師： 你能對(duì)符號(hào)表示的含義進(jìn)行梳理嗎？

學(xué)生討論后，師生總結(jié)（如圖5）。

評(píng)析：學(xué)生通過探究前兩個(gè)問題，知曉由分子構(gòu)成的物質(zhì)其化學(xué)式具有4種意義，即在宏觀方面既表示該物質(zhì)，又表示該物質(zhì)的元素組成;在微觀方面既表示該物質(zhì)的一個(gè)分子，又表示一個(gè)分子的構(gòu)成。學(xué)生通過探究第三個(gè)問題，知曉由原子構(gòu)成的物質(zhì)其化學(xué)式僅具有3種意義，因?yàn)槠湓谖⒂^方面只能表示該物質(zhì)的一個(gè)原子。學(xué)生通過探究第四個(gè)問題，知曉當(dāng)符號(hào)不能代表該物質(zhì)時(shí)，其意義只有2種。學(xué)生通過探究第五個(gè)問題，知曉當(dāng)化學(xué)式前面加上數(shù)字時(shí)，便只具有微觀意義，而不再具有宏觀意義。由此，學(xué)生能對(duì)符號(hào)和化學(xué)式的含義進(jìn)行統(tǒng)一梳理。

七、板書設(shè)計(jì)

“化學(xué)式”一課的板書設(shè)計(jì)如圖6所示。

八、教學(xué)反思

本節(jié)課的教學(xué)應(yīng)用了五星教學(xué)模式，通過設(shè)置環(huán)環(huán)相扣的關(guān)鍵問題，引導(dǎo)學(xué)生在解決問題的過程中逐漸掌握化學(xué)式的讀寫規(guī)律，理解符號(hào)表示物質(zhì)的宏觀和微觀意義。本節(jié)課還多次使用了列舉法，如在研究單質(zhì)化合物的化學(xué)式書寫規(guī)律時(shí)，列舉了多種相關(guān)物質(zhì)的化學(xué)式，給學(xué)生創(chuàng)設(shè)了一個(gè)真實(shí)的學(xué)習(xí)情境，以充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性，促進(jìn)學(xué)生通過觀察分析歸納出化學(xué)式的讀寫規(guī)律。

本節(jié)課教學(xué)設(shè)計(jì)的立足點(diǎn)不僅在于讓學(xué)生掌握化學(xué)式的一般讀寫規(guī)律，還在于讓學(xué)生深入探究“為什么要引入符號(hào)和化學(xué)式來表示物質(zhì)”這一問題，即引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注所研究的科學(xué)問題是否具有意義，以使學(xué)生不僅落實(shí)概念學(xué)習(xí)，還知道為什么要引入概念，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)概念的深刻理解和有效應(yīng)用。

[? ?參? ?考? ?文? ?獻(xiàn)? ?]

[1]? 朱清時(shí).義務(wù)教育教科書科學(xué)教學(xué)參考書[M].杭州：浙江教育出版社，2018.

[2]? 陳鋒， 王健. 基于五星教學(xué)原理的初中科學(xué)的問題解決教學(xué)：以浙教版教科書“壓強(qiáng)”概念為例[J]. 物理教學(xué)探討， 2016（7）：8-11，15.

[3]? 陳愛苾.課程改革與問題解決教學(xué)[M].北京：首都師范大學(xué)出版社，2010.

（責(zé)任編輯 黃春香）