生命科學(xué)視域下建構(gòu)化學(xué)高效課堂的研究

張紅霞

(江蘇省南通市通州區(qū)育才中學(xué),江蘇 南通 226000)

化學(xué)學(xué)科作為一門基礎(chǔ)的自然學(xué)科,與實(shí)際生活以及自然環(huán)境具有緊密的連接,蘊(yùn)含著豐富的生命元素,對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的生命科學(xué)觀念,滲透生命教育具有重要的作用.因此,教師應(yīng)深挖教材中的生命元素,結(jié)合核心素養(yǎng)的培養(yǎng)需求,轉(zhuǎn)變課堂教學(xué)模式,促進(jìn)學(xué)生生命科學(xué)價(jià)值觀的形成.

1 聚焦核心素養(yǎng),談滲透生命科學(xué)的契機(jī)

1.1 動(dòng)手操作時(shí),輸出平衡思想

平衡思想作為化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的基本體現(xiàn)之一,包含質(zhì)量守恒以及酸堿中和等多個(gè)方面,其對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)生命觀念有著積極的作用.因此,教師應(yīng)強(qiáng)化動(dòng)手操作環(huán)節(jié)中的價(jià)值滲透,引導(dǎo)學(xué)生深度分析操作過程中體現(xiàn)出的化學(xué)平衡現(xiàn)象,感悟其中蘊(yùn)含的價(jià)值觀念.

結(jié)合具體動(dòng)手操作過程,可以有效地加深學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解,直接感受其中的化學(xué)思想和生命觀念.在學(xué)習(xí)“酸與堿的中和反應(yīng)”這一小節(jié)時(shí),引領(lǐng)學(xué)生在安全環(huán)境下開展實(shí)驗(yàn)操作,首先制備一份濃度較低的NaOH溶液放在燒杯中,之后將無色酚酞溶液滴入其中觀察現(xiàn)象,接下來用滴管緩慢向燒杯中滴入HCl溶液觀察現(xiàn)象.通過現(xiàn)象分析學(xué)生發(fā)現(xiàn)滴入酚酞后溶液呈紅色,當(dāng)緩慢滴入HCl后到某一個(gè)臨界點(diǎn)溶液變到無色.而出現(xiàn)這一現(xiàn)象的原因則是燒杯中的中和反應(yīng)過程以及其蘊(yùn)含的酸堿平衡思想.當(dāng)溶液中酸與堿總量平衡,恰好完全發(fā)生中和反應(yīng)后則可以得到中性溶液,所以不再使酚酞變紅.在上述教學(xué)設(shè)計(jì)中,教師及時(shí)地把握了動(dòng)手操作環(huán)節(jié)對(duì)學(xué)生生命價(jià)值觀念以及核心素養(yǎng)的培養(yǎng)契機(jī),強(qiáng)化學(xué)生在動(dòng)手操作時(shí)對(duì)平衡觀念的感知,促使其形成科學(xué)的生命化學(xué)觀念[1].

1.2 項(xiàng)目學(xué)習(xí)時(shí),加強(qiáng)證據(jù)推理

項(xiàng)目學(xué)習(xí)應(yīng)用在初中化學(xué)課堂中可以將學(xué)習(xí)目標(biāo)具象化,讓學(xué)生在明確的任務(wù)需求指引下開展項(xiàng)目學(xué)習(xí)工作.結(jié)合核心素養(yǎng)以及生命教育的滲透原則,教師應(yīng)加強(qiáng)項(xiàng)目學(xué)習(xí)中的論證推理環(huán)節(jié),讓學(xué)生有理有據(jù)地總結(jié)化學(xué)規(guī)律,促進(jìn)科學(xué)推理能力的培養(yǎng)提升.

合理地布置項(xiàng)目學(xué)習(xí)任務(wù),指引學(xué)生探究的方向可以有效地提升課堂學(xué)習(xí)效率.比如,在學(xué)習(xí)“金屬資源的利用和保護(hù)”這一小節(jié)時(shí),布置項(xiàng)目學(xué)習(xí)任務(wù)如下:“鐵作為生產(chǎn)中提取量最大的金屬,在日常生活中占據(jù)重要的作用.給出其一般制備原理圖,并嘗試推理圖中各個(gè)環(huán)節(jié)所發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)過程以及其作用.”學(xué)生通過觀察制備原理圖可以得知其中的主要反應(yīng)是CO+Fe2O3,隨著反應(yīng)的進(jìn)行,排出的CO2氣體進(jìn)入石灰水使其變渾濁,同時(shí)最后的尾氣收集裝置用來處理多余的未反應(yīng)物,主要是CO,防止其對(duì)空氣造成污染,并根據(jù)已有的化學(xué)知識(shí)給出不同裝置的反應(yīng)原理,輔助驗(yàn)證自己的猜想.可見,在項(xiàng)目學(xué)習(xí)中學(xué)生能夠在更貼近實(shí)際生產(chǎn)的氛圍中感受化學(xué)知識(shí)的應(yīng)用原理,并在具體的任務(wù)指引下嘗試?yán)靡延械姆磻?yīng)現(xiàn)象推理化學(xué)反應(yīng)過程,并結(jié)合反應(yīng)原理和產(chǎn)物等分析對(duì)應(yīng)的現(xiàn)象,從而提升學(xué)生的證據(jù)推理能力.

2 基于認(rèn)知特點(diǎn),談滲透生命科學(xué)的策略

2.1 融合生活素材,了解社會(huì)責(zé)任

初中化學(xué)教材內(nèi)容中有大量的生命教育素材,并且這些素材大多與日常生活具有緊密的聯(lián)系,教師應(yīng)有意識(shí)地調(diào)動(dòng)學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn),在課堂教學(xué)設(shè)計(jì)中融入生活素材,增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗(yàn)感,使其充分地認(rèn)識(shí)到化學(xué)知識(shí)在社會(huì)生活中發(fā)揮的重要作用[2].

比如,在學(xué)習(xí)“化學(xué)肥料”這一小節(jié)時(shí),結(jié)合多媒體設(shè)備為學(xué)生展示在社會(huì)生產(chǎn)活動(dòng)中常用的化學(xué)肥料,并給出正確施肥、未施肥以及錯(cuò)誤施肥三種情況下農(nóng)作物的表現(xiàn)對(duì)比,為學(xué)生提供直觀的學(xué)習(xí)體驗(yàn).通過對(duì)比觀察三種條件下的作物生長情況,學(xué)生發(fā)現(xiàn)在農(nóng)作物缺少某些化學(xué)元素時(shí)往往會(huì)出現(xiàn)特定的病狀,比如缺鉀時(shí)導(dǎo)致的葉緣失綠焦枯等問題,而錯(cuò)誤施肥或者大量施肥后則會(huì)導(dǎo)致害蟲泛濫的問題.進(jìn)一步地引領(lǐng)學(xué)生探究常見化肥中對(duì)植物生長起到積極促進(jìn)作用的化學(xué)元素,比如常見的氮肥有尿素、氨水以及多種硝酸鹽,可以為植物提供N元素.融入生活素材開展課堂教學(xué)的過程中,學(xué)生可以親身感受到化學(xué)知識(shí)在生活中起到的重要作用,從而促進(jìn)學(xué)生化學(xué)學(xué)科社會(huì)責(zé)任感的提升.

2.2 穿插史學(xué)知識(shí),培養(yǎng)意志品質(zhì)

古今中外大量的化學(xué)家不僅留下了豐富的化學(xué)知識(shí),同時(shí)也提供了寶貴的精神財(cái)富.針對(duì)生命科學(xué)中意志品質(zhì)這一因素的培養(yǎng),教師應(yīng)有針對(duì)性地滲透化學(xué)史知識(shí),讓學(xué)生了解化學(xué)家夜以繼日、勇于探索的化學(xué)故事,促進(jìn)學(xué)生意志品質(zhì)的培養(yǎng).

在課堂教學(xué)中結(jié)合教學(xué)內(nèi)容合理地滲透化學(xué)史實(shí),不僅可以起到活躍氣氛的作用,還能有效地喚醒學(xué)生的精神感悟,養(yǎng)成優(yōu)秀的意志品質(zhì).比如,在學(xué)習(xí)“生活中常見的鹽”這一部分內(nèi)容時(shí),為學(xué)生介紹我國近代著名化學(xué)家侯德榜的辛酸經(jīng)歷.侯氏制堿法是侯德榜先生提出的一種新式制堿方法,不僅打破了國外的技術(shù)封鎖,同時(shí)提升了原料利用率,可以同時(shí)生產(chǎn)Na2CO3以及NH4Cl兩種有用物質(zhì).讓學(xué)生感受當(dāng)時(shí)我國化學(xué)行業(yè)所面臨的困境,體會(huì)侯德榜先生契而不舍的鉆研精神,同時(shí)激勵(lì)學(xué)生的民族自尊心和自信心,喚醒愛國熱情.

2.3 開展課外實(shí)踐,塑造美好心靈

生命科學(xué)視域下的化學(xué)教學(xué)不能拘泥于課堂教學(xué)的固定模式,而應(yīng)注重課外實(shí)踐活動(dòng)對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生美好心靈的重要性,結(jié)合教學(xué)內(nèi)容布置貼近生活、有關(guān)生命活動(dòng)的實(shí)踐活動(dòng),讓學(xué)生在完成活動(dòng)應(yīng)用化學(xué)知識(shí)的同時(shí),切實(shí)地感受到生命科學(xué)教育.

比如,在學(xué)習(xí)“燃燒的條件”這一小節(jié)后,組織課外實(shí)踐活動(dòng)邀請消防官兵到學(xué)校開展火災(zāi)逃生演練活動(dòng),讓學(xué)生親自實(shí)踐自救方法,感受其中蘊(yùn)含的化學(xué)知識(shí)原理.通過消防官兵的講解,學(xué)生了解到了常見的滅火方法包括隔絕可燃物或者氧氣、降低溫度幾種,同時(shí)了解常見的干粉滅火器、CO2滅火器以及水基型滅火器的應(yīng)用場景.最后在實(shí)踐活動(dòng)中學(xué)習(xí)在火災(zāi)場景下的逃生過程,首先應(yīng)用濕布捂住口鼻,避免有毒氣體吸入,同時(shí)降低身體彎腰從消防通道有序逃出火災(zāi)現(xiàn)場.在實(shí)踐活動(dòng)中學(xué)生通過親身經(jīng)歷火災(zāi)逃生演練活動(dòng),有效地強(qiáng)化了學(xué)生對(duì)這一過程中蘊(yùn)含的化學(xué)知識(shí)原理的認(rèn)知,同時(shí)在實(shí)踐過程中學(xué)生之間友好互助,在無情的災(zāi)難氛圍中感受到了教師與同學(xué)的關(guān)愛,促進(jìn)了學(xué)生的美好心靈的塑造.

3 指向?qū)W科實(shí)驗(yàn),談滲透生命科學(xué)的內(nèi)容

3.1 探究燃燒條件,認(rèn)識(shí)生命安全

燃燒是生活中最常見的一種化學(xué)現(xiàn)象,對(duì)人體以及社會(huì)經(jīng)濟(jì)具有極大的潛在威脅.在化學(xué)課堂中對(duì)燃燒的條件進(jìn)行探究,掌握降低火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)的方法并結(jié)合燃燒條件得出撲滅火災(zāi)的具體措施,讓學(xué)生充分地認(rèn)識(shí)到化學(xué)學(xué)科對(duì)生命安全的重要意義.

結(jié)合實(shí)驗(yàn)操作引領(lǐng)學(xué)生探究燃燒反應(yīng)進(jìn)行所需的條件.實(shí)驗(yàn)器材主要有木條、石塊、紙條、蠟燭、酒精燈等,首先將紙條和石塊分別用酒精燈點(diǎn)燃,可以發(fā)現(xiàn)前者可以燃燒而石塊僅僅發(fā)燙不會(huì)燃燒,從而得出燃燒所需條件之一為物體必須可燃.之后設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),用一個(gè)透明燒杯罩住正在燃燒的蠟燭,觀察現(xiàn)象,發(fā)現(xiàn)過一段時(shí)間后蠟燭熄滅,分析可以得出是因?yàn)闊謨?nèi)的氧氣燃燒殆盡,所以氧氣也是燃燒反應(yīng)的必要條件之一.最后驗(yàn)證木條和紙條同樣放置在酒精燈上,觀察其燃燒的先后,可以得出結(jié)論,當(dāng)溫度達(dá)到一定點(diǎn)后物體才會(huì)燃燒,從而探究得出了三個(gè)必要條件,并可以針對(duì)性地設(shè)計(jì)出滅火方法.在實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)中,學(xué)生對(duì)燃燒反應(yīng)有了更深刻的認(rèn)識(shí),便于學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)的要點(diǎn).同時(shí)在這一過程中結(jié)合教學(xué)內(nèi)容引入生命安全教育,有效地提升了學(xué)生的安全意識(shí).

3.2 探究水的組成,保護(hù)生命資源

水是生命之源,是人體以及自然界最重要的組成成分.在學(xué)習(xí)水的組成這一小節(jié)時(shí),教師應(yīng)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)讓學(xué)生對(duì)水的組成有直觀的認(rèn)識(shí),掌握其化學(xué)組成原理,同時(shí)加深學(xué)生對(duì)水資源的重視程度,喚醒學(xué)生的生命資源保護(hù)意識(shí).

在這一實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中教師應(yīng)充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性,讓學(xué)生根據(jù)已有知識(shí)基礎(chǔ)分析電解水實(shí)驗(yàn)中各個(gè)步驟的作用,分析并歸納實(shí)驗(yàn)中會(huì)出現(xiàn)的現(xiàn)象以及產(chǎn)生氣體后的檢驗(yàn)方法.在此基礎(chǔ)上讓學(xué)生嘗試寫出水的組成元素.首先引領(lǐng)學(xué)生在觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的同時(shí)對(duì)其進(jìn)行總結(jié),可以得出在實(shí)驗(yàn)進(jìn)程中電池兩極都有無色氣體產(chǎn)生,并且正負(fù)極氣體體積比為1∶2.接下來用不同的方法對(duì)兩種氣體進(jìn)行驗(yàn)證,發(fā)現(xiàn)正極氣體可以使帶火星木條復(fù)燃,從而證明其為O2,而負(fù)極氣體可以燃燒發(fā)出淡藍(lán)色火焰,證明其是H2,進(jìn)而根據(jù)氣體體積比可以得出結(jié)論水分子由H和O兩元素組成,并且兩者比例為2∶1.在實(shí)驗(yàn)之后應(yīng)及時(shí)地滲透有關(guān)生命教育內(nèi)容,突出水資源的重要性以及保護(hù)水資源的化學(xué)相關(guān)方法.通過上述實(shí)驗(yàn)探究,學(xué)生充分了解了水資源的組成,熟悉了兩種常見氣體的驗(yàn)證方法,并且直觀地感受到生命資源的重要性,堅(jiān)定了要保護(hù)這一重要資源的信心.

3.3 鑒別二氧化碳,呵護(hù)生命環(huán)境

有毒氣體的鑒別以及尾氣處理是實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中的重要內(nèi)容,如果無法有效鑒別和處理有毒有害氣體則會(huì)對(duì)人體生命健康以及自然環(huán)境造成巨大的危害.因此,教師應(yīng)結(jié)合二氧化碳鑒別實(shí)驗(yàn),助力學(xué)生養(yǎng)成呵護(hù)生命環(huán)境的意識(shí).

二氧化碳與一氧化碳是生活中經(jīng)常產(chǎn)生的兩種氣體,后者作為一種有毒氣體對(duì)人體具有嚴(yán)重的威脅.結(jié)合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)帶領(lǐng)學(xué)生對(duì)兩種無色無味氣體進(jìn)行鑒別.學(xué)生首先從兩者的性質(zhì)出發(fā),發(fā)現(xiàn)其中CO2是酸性氣體,溶入水中后具有弱酸性可以使石蕊變紅,是一種有效的辨別方法.之后從兩者的可燃性進(jìn)行分析,兩者的組成均是C和O,但是CO2是充分燃燒后的產(chǎn)物不具有可燃性,因此是否燃燒也是鑒別兩種氣體的有效手段.此外從兩者的化學(xué)反應(yīng)入手可以利用澄清石灰水進(jìn)行辨別,在這一實(shí)驗(yàn)中教師應(yīng)著重注重學(xué)生的尾氣處理設(shè)計(jì),切記將CO進(jìn)行處理,避免對(duì)人體造成傷害.在尾氣處理設(shè)計(jì)中,學(xué)生可以充分地認(rèn)識(shí)到有毒化學(xué)氣體對(duì)人體生命安全的潛在危害,并積極地利用化學(xué)手段對(duì)其進(jìn)行處理,有效地培養(yǎng)學(xué)生的生命安全意識(shí).