化學(xué)不僅承載著傳授學(xué)科知識的任務(wù),還肩負(fù)著培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維和創(chuàng)新能力的使命。高中化學(xué)教學(xué)逐漸向核心素養(yǎng)培養(yǎng)方向轉(zhuǎn)型。核心素養(yǎng)強(qiáng)調(diào)學(xué)生在學(xué)科知識的基礎(chǔ)上,形成解決實際問題的能力、科學(xué)探究的思維方式以及社會責(zé)任感。本文通過“化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)\"這一專題的教學(xué)實踐,探索一套適應(yīng)核心素養(yǎng)要求的高效課堂教學(xué)模式。
一、教學(xué)思路
(一)教學(xué)目標(biāo)的制訂
在知識方面,學(xué)生掌握吸熱與放熱反應(yīng)的基本概念,理解反應(yīng)熱及熱化學(xué)方程式的關(guān)系,并能書寫和分析簡單的熱化學(xué)方程式。在能力方面,通過課堂教學(xué)與實驗探究,學(xué)生形成觀察、記錄、分析化學(xué)反應(yīng)能量變化的能力,提升數(shù)據(jù)分析和邏輯推理能力。在情感態(tài)度方面,課堂通過實驗演示和小組互動激發(fā)學(xué)生的興趣,培養(yǎng)他們的環(huán)保意識、科學(xué)探究精神及對化學(xué)的熱愛。
(二)教學(xué)重點與難點分析
教學(xué)重點是幫助學(xué)生理解吸熱與放熱反應(yīng)的基本概念,掌握反應(yīng)熱的定義及其在熱化學(xué)方程式中的表示方法,通過理論與實驗結(jié)合,讓學(xué)生準(zhǔn)確區(qū)分吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng),初步理解反應(yīng)熱在能量轉(zhuǎn)化中的意義。
教學(xué)難點在于幫助學(xué)生理解反應(yīng)熱與熱化學(xué)方程式的關(guān)系,尤其是如何將物質(zhì)的量與反應(yīng)熱對應(yīng)起來。學(xué)生可能對熱化學(xué)方程式的書寫規(guī)則感到困惑,同時在實驗中分析能量變化和區(qū)分實驗誤差時也存在一定困難。教師需通過生動的案例和探究環(huán)節(jié),逐步引導(dǎo)學(xué)生理解
(三)教學(xué)準(zhǔn)備與課件設(shè)計
1.教學(xué)準(zhǔn)備
(1)實驗器材:準(zhǔn)備常用化學(xué)實驗設(shè)備,如酒精燈、試管、鐵架臺、溫度計、玻璃棒等,以及實驗所需的試劑,如稀鹽酸、氫氧化鈉溶液、氯化鈉固體等。
(2)實驗布置:設(shè)計兩個演示實驗:一個放熱反應(yīng)(如稀鹽酸與氫氧化鈉反應(yīng))和一個吸熱反應(yīng)(如氯化鈉溶解過程),以直觀展示反應(yīng)熱效應(yīng)現(xiàn)象。
(3)課件素材:制作包含實驗視頻、動態(tài)能量變化圖解和熱化學(xué)方程式演示的多媒體課件,突出視覺效果,幫助學(xué)生理解抽象概念。
(4)教學(xué)工具:準(zhǔn)備分組實驗的材料清單和記錄表單,便于學(xué)生在小組探究活動中收集數(shù)據(jù)、分析結(jié)論。
2.課件設(shè)計
(1)導(dǎo)入部分:通過日常生活中常見的化學(xué)反應(yīng)(如暖寶寶發(fā)熱、冰袋吸熱降溫)引入熱效應(yīng)主題,用圖片和短視頻增強(qiáng)吸引力。
(2)知識講解:直觀展示吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)的能量變化曲線,配以化學(xué)方程式和示意圖,幫助學(xué)生構(gòu)建知識框架。
(3)實驗環(huán)節(jié):嵌人實驗步驟動畫和注意事項說明,同時為每個實驗設(shè)計“觀察與思考\"提示,引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注關(guān)鍵現(xiàn)象。
(4)課堂互動:設(shè)計問題情境和答題模塊,讓學(xué)生判斷某化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)類型或嘗試書寫熱化學(xué)方程式,提升參與度。
(5)總結(jié)拓展:歸納反應(yīng)熱的定義和應(yīng)用,通過現(xiàn)實案例(如化學(xué)電池、燃料利用)拓展知識的實際應(yīng)用,使知識得到升華。
教師精心的準(zhǔn)備與課件設(shè)計將有效促進(jìn)教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成,同時增強(qiáng)課堂的生動性與互動性,讓學(xué)生在探究中深化理解。
二、課堂教學(xué)實施與案例分析
(一)課堂教學(xué)流程設(shè)計
1.導(dǎo)入階段
教師通過日常生活中簡單的化學(xué)現(xiàn)象引入本節(jié)課內(nèi)容,如熱水袋、暖寶寶、冰袋等,激發(fā)學(xué)生興趣,明確化學(xué)反應(yīng)中能量變化的重要性,利用多媒體展示短視頻或圖片,向?qū)W生呈現(xiàn)熱效應(yīng)的直觀表現(xiàn),導(dǎo)入時提出問題:“你是否注意到這些現(xiàn)象背后的化學(xué)原理?”啟發(fā)學(xué)生思考,過渡到課題討論。
2.知識講解階段
課件展示化學(xué)反應(yīng)中的吸熱與放熱過程,講解反應(yīng)熱的定義以及如何通過熱化學(xué)方程式表達(dá)反應(yīng)熱。在講解過程中,教師配合生動的圖示和能量變化曲線,使學(xué)生能夠直觀地理解能量轉(zhuǎn)化的過程,逐步深入講解放熱反應(yīng)與吸熱反應(yīng)的區(qū)別,結(jié)合實際例子進(jìn)行詳細(xì)的分析。此時,教師可通過提問互動的形式,檢查學(xué)生的理解情況。
3.實驗探究階段
學(xué)生分組進(jìn)行兩個小實驗:
實驗1:觀察氫氧化鈉溶液與稀鹽酸反應(yīng)時釋放熱量的過程,驗證放熱反應(yīng)。
實驗2:觀察氯化鈉溶解在水中時吸收熱量的現(xiàn)象,驗證吸熱反應(yīng)。
每個實驗后,學(xué)生記錄反應(yīng)前后的溫度變化,并分析實驗現(xiàn)象。實驗過程中,教師巡視指導(dǎo),幫助學(xué)生分析數(shù)據(jù)并進(jìn)行實時反饋。
4.課堂討論與總結(jié)階段
學(xué)生在完成實驗后進(jìn)行討論,回顧實驗現(xiàn)象并結(jié)合理論知識解釋反應(yīng)熱的變化。教師引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)的區(qū)別,強(qiáng)化熱化學(xué)方程式的書寫方法,通過案例引導(dǎo)學(xué)生思考反應(yīng)熱在日常生活中的應(yīng)用,如化學(xué)電池、燃料反應(yīng)等。學(xué)生可以針對課中疑難問題進(jìn)行集體討論。教師總結(jié)并補(bǔ)充重要知識點。
5.小結(jié)與布置作業(yè)
簡要總結(jié)可以幫助學(xué)生梳理知識結(jié)構(gòu)。布置作業(yè)時,教師可以設(shè)計一些實際應(yīng)用問題,如讓學(xué)生通過查閱資料,舉出兩個生活中的放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng),并簡述其原理。作業(yè)形式注重理論與實踐相結(jié)合,鼓勵學(xué)生通過查閱、思考和探討進(jìn)一步鞏固所學(xué)內(nèi)容。
(二)學(xué)生探究活動安排
活動一:反應(yīng)熱的觀察與數(shù)據(jù)收集
學(xué)生分組進(jìn)行兩個實驗,分別觀察放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng):
實驗1:學(xué)生觀察氫氧化鈉溶液與稀鹽酸反應(yīng)時的溫度變化,記錄實驗前后的溫度差異,通過觀察,感知放熱反應(yīng)的特征。
實驗2:學(xué)生觀察氯化鈉溶解在水中時的溫度變化,記錄溫度下降的過程,通過這一實驗,觀察吸熱反應(yīng)的特征。
在實驗過程中,學(xué)生需要通過實驗記錄表填寫實驗數(shù)據(jù),并分析反應(yīng)過程中能量變化的規(guī)律。教師在巡視時,給予學(xué)生適當(dāng)?shù)闹笇?dǎo)與提示,幫助學(xué)生正確進(jìn)行實驗操作與數(shù)據(jù)記錄。
活動二:實驗結(jié)果分析與討論
實驗結(jié)束后,學(xué)生根據(jù)收集的數(shù)據(jù),分析溫度變化的原因,討論哪些反應(yīng)屬于放熱反應(yīng),哪些反應(yīng)屬于吸熱反應(yīng),并嘗試用化學(xué)方程式表達(dá)實驗中觀察到的反應(yīng)。
在組內(nèi)討論時,教師鼓勵學(xué)生分享自己的實驗數(shù)據(jù)和觀察結(jié)果,提出各自的見解,并嘗試解答其他組提出的問題。教師在此階段通過引導(dǎo)性問題幫助學(xué)生深人思考:“為什么氯化鈉溶解會導(dǎo)致溫度下降?反應(yīng)熱如何影響生活中的實際應(yīng)用?”
活動三:思維拓展與現(xiàn)實應(yīng)用
教師引導(dǎo)學(xué)生將課堂學(xué)習(xí)與現(xiàn)實生活聯(lián)系起來,組織學(xué)生討論如何在日常生活中利用熱效應(yīng)原理,如分析化學(xué)電池中的反應(yīng)熱,或思考暖寶寶和冰袋的工作原理。學(xué)生可以分小組討論,并在小組間分享討論結(jié)果。
在這個活動中,教師通過問題啟發(fā)和小組分享,幫助學(xué)生將課堂所學(xué)與實際情況結(jié)合,深化理解反應(yīng)熱的應(yīng)用。
活動四:反思與總結(jié)
結(jié)束課堂探究活動后,教師組織學(xué)生反思本節(jié)課所學(xué)內(nèi)容。學(xué)生可以思考以下問題:
“如何通過實驗觀察來理解反應(yīng)熱?”
“通過本節(jié)課的學(xué)習(xí),我們對熱效應(yīng)有了哪些新的認(rèn)識?”
“反應(yīng)熱在生活中有哪些實際應(yīng)用?”
學(xué)生可以根據(jù)自己的理解與感受簡短分享,并在教師的引導(dǎo)下進(jìn)行課堂總結(jié),確保對知識點有深入的掌握與思考。
通過這些探究活動,學(xué)生不僅能掌握與“化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)\"相關(guān)的基本理論,還能夠通過實驗操作和小組討論,提升動手解決問題、合作探究和科學(xué)反思的能力。
(三)互動與課堂生成實例
教師通過精心設(shè)計的互動環(huán)節(jié)來激發(fā)學(xué)生的興趣,增強(qiáng)他們的參與感,并推動他們對“化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)\"進(jìn)行深入的思考。在講解“反應(yīng)熱\"的相關(guān)概念時,教師通過提問引導(dǎo)學(xué)生思考。例如,在介紹吸熱與放熱反應(yīng)的基本概念時,教師可以問:“你們在日常生活中有沒有見過放熱或吸熱的反應(yīng)?這些反應(yīng)有什么共同特征?”這樣的問題能夠促使學(xué)生回顧生活中的化學(xué)現(xiàn)象,并為理論學(xué)習(xí)做好鋪墊。教師根據(jù)學(xué)生的回答進(jìn)行即時反饋,幫助他們加深對概念的理解,并及時糾正錯誤。
教師組織學(xué)生討論實驗現(xiàn)象,進(jìn)一步理解“反應(yīng)熱\"的概念。例如,在觀察氫氧化鈉與稀鹽酸反應(yīng)的溫度變化時,教師可以提問:“為什么我們能從溫度升高中判斷這是一個放熱反應(yīng)?\"而在觀察氯化鈉溶解過程中的溫度變化時,教師可以引導(dǎo)學(xué)生討論:“溶解過程為什么會導(dǎo)致溫度下降?”這些問題可以鼓勵學(xué)生將實驗現(xiàn)象與理論知識相結(jié)合,深化對反應(yīng)熱的理解。學(xué)生之間的討論可以為不同的實驗結(jié)果提供多角度的解釋。教師根據(jù)學(xué)生的回答進(jìn)行補(bǔ)充和深化,確保他們對反應(yīng)熱有全面的認(rèn)識。
在實驗之后,教師可以安排小組討論環(huán)節(jié),要求學(xué)生將實驗結(jié)果用熱化學(xué)方程式進(jìn)行表達(dá)。這不僅有助于學(xué)生理解化學(xué)反應(yīng)熱的書寫規(guī)則,還能幫助他們鞏固反應(yīng)熱的概念。例如,學(xué)生可以通過實驗得出氫氧化鈉與稀鹽酸反應(yīng)是放熱反應(yīng),并學(xué)會用熱化學(xué)方程式表達(dá):
對于吸熱反應(yīng),學(xué)生會理解氯化鈉溶解的過程,并用方程式表示:
NaCl(s)+heat?NaCl(aq)
此外,教師可以補(bǔ)充其他放熱反應(yīng)的例子,如金屬鋅與稀硫酸的反應(yīng):
通過小組合作,學(xué)生不僅能提高書寫熱化學(xué)方程式的能力,還能在討論中深化理解實驗結(jié)果。教師在課堂上進(jìn)行實時指導(dǎo),幫助學(xué)生糾正書寫中的錯誤,解答他們在理解過程中的疑惑。
課堂結(jié)束時,教師組織學(xué)生總結(jié)并提出困惑,進(jìn)一步加深學(xué)生對所學(xué)內(nèi)容的理解,并根據(jù)反饋調(diào)整教學(xué)策略,確保學(xué)生掌握核心知識。通過這種互動與生成式教學(xué),學(xué)生能夠更好地掌握“化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)”,并持續(xù)鞏固所學(xué)知識,
三、教學(xué)反思與優(yōu)化建議
(一)學(xué)生學(xué)習(xí)效果評價
首先,教師通過提問和小測驗檢查學(xué)生對“反應(yīng)熱\"概念的理解,觀察學(xué)生能否準(zhǔn)確區(qū)分吸熱與放熱反應(yīng),并能舉出實際生活中的例子,評估他們的知識掌握情況。同時,在實驗過程中,學(xué)生能否規(guī)范操作、準(zhǔn)確記錄數(shù)據(jù),并根據(jù)實驗現(xiàn)象分析反應(yīng)類型,也是對學(xué)生知識應(yīng)用能力的評估。
其次,實驗操作與數(shù)據(jù)分析能力是關(guān)鍵評價標(biāo)準(zhǔn)。通過學(xué)生實驗表現(xiàn)和實驗報告的分析,教師可以評估學(xué)生的實驗設(shè)計、數(shù)據(jù)處理能力和對反應(yīng)熱變化的理解。課堂總結(jié)與反思是評估學(xué)生學(xué)習(xí)效果的一個重要環(huán)節(jié)。學(xué)生能否準(zhǔn)確總結(jié)課堂內(nèi)容并提出困惑,反映了他們的知識掌握程度和進(jìn)一步的學(xué)習(xí)需求。
通過知識掌握、實驗?zāi)芰Α⑴c度和反思等多維度的評價,教師能夠全面了解學(xué)生的學(xué)習(xí)效果,并據(jù)此調(diào)整教學(xué)策略,提升教學(xué)質(zhì)量。
(二)教學(xué)目標(biāo)達(dá)成度分析
本節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)在多個維度上的完成情況較好。首先,大多數(shù)學(xué)生能夠掌握“化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)”概念,區(qū)分吸熱與放熱反應(yīng),并正確書寫熱化學(xué)方程式。其次,學(xué)生能夠規(guī)范操作、準(zhǔn)確記錄數(shù)據(jù)并分析實驗結(jié)果,展示了較強(qiáng)的實驗分析能力。
教師在課堂上通過互動提問和小組討論激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和探究欲。學(xué)生積極參與,體現(xiàn)了較好的團(tuán)隊合作精神。此外,學(xué)生在課堂總結(jié)時能夠準(zhǔn)確梳理知識,并提出自己的困惑,展示了較強(qiáng)的自我反思能力。
但仍有部分學(xué)生在實驗中存在數(shù)據(jù)記錄不完整或?qū)δ承┓磻?yīng)現(xiàn)象理解不深的問題。為此,教師可在后續(xù)教學(xué)中加強(qiáng)實驗操作指導(dǎo),并通過更多互動和反饋鞏固學(xué)生的知識和技能。整體來看,本節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)基本達(dá)成。
(三)問題及改進(jìn)策略
本節(jié)課盡管整體目標(biāo)完成較好,但仍存在一些問題需要改進(jìn)。
首先,部分學(xué)生在實驗操作中不夠規(guī)范,未完整記錄數(shù)據(jù)或觀察不細(xì)致,影響了實驗結(jié)果分析和熱效應(yīng)概念的理解。為此,教師應(yīng)加強(qiáng)操作演示,提供實驗報告模板,并在實驗過程中巡視指導(dǎo),確保學(xué)生準(zhǔn)確執(zhí)行。
其次,部分學(xué)生在熱化學(xué)方程式的書寫上有困難,特別是在符號和物質(zhì)狀態(tài)標(biāo)注上。教師可通過實例和練習(xí)幫助學(xué)生逐步提高準(zhǔn)確性和熟練度,并布置相關(guān)鞏固練習(xí)。
再次,學(xué)生的參與度不均,一些學(xué)生較為被動,可能與基礎(chǔ)知識薄弱或課堂節(jié)奏較快有關(guān)。教師可以通過知識復(fù)習(xí)、優(yōu)化小組搭配及增加互動反饋來提升學(xué)生的參與度。
此外,部分學(xué)生對熱效應(yīng)的深層次理解不足,未能將反應(yīng)熱與反應(yīng)條件聯(lián)系起來。教師應(yīng)加強(qiáng)對概念的講解,并通過多媒體展示和分析更復(fù)雜的實驗現(xiàn)象,激發(fā)學(xué)生的興趣。
最后,由于時間限制,課堂總結(jié)環(huán)節(jié)較為倉促,部分學(xué)生未能充分回顧所學(xué)內(nèi)容。教師應(yīng)預(yù)留更多的時間進(jìn)行總結(jié),并通過開放性問題引導(dǎo)學(xué)生反思與梳理,課后通過書面總結(jié)或討論鞏固學(xué)習(xí)成果。
四、基于核心素養(yǎng)的教學(xué)啟示
(一)高效課堂的特征歸納
高效課堂具有多個鮮明特征,其中最核心的是知識與能力的融合。在高效課堂中,教師不僅注重學(xué)生知識掌握的情況,還強(qiáng)調(diào)能力培養(yǎng)。通過挑戰(zhàn)性學(xué)習(xí)任務(wù),學(xué)生能提高分析問題和解決問題的能力。例如,在化學(xué)課堂中,學(xué)生通過實驗探究熱效應(yīng),鍛煉實驗操作、數(shù)據(jù)分析和批判性思維能力。
另一個特征是學(xué)生的主體地位。教師通過引導(dǎo)學(xué)生提問、討論和實踐,加深他們對知識的理解,并激發(fā)自主學(xué)習(xí)能力。高效課堂鼓勵學(xué)生積極參與,小組討論和實驗探究等活動促進(jìn)了學(xué)生的思考和合作。高效課堂還具備明確的教學(xué)目標(biāo)和層次化設(shè)計。教學(xué)從基礎(chǔ)到深人,循序漸進(jìn),確保學(xué)生在掌握基礎(chǔ)知識的同時,逐步提升思維能力。例如,教師先通過簡單的實驗幫助學(xué)生理解熱效應(yīng),再通過復(fù)雜的實驗任務(wù)加深理解,確保學(xué)生能夠跟上學(xué)習(xí)進(jìn)度。
高效課堂強(qiáng)調(diào)課堂互動性和即時反饋。教師通過互動了解學(xué)生的掌握情況,并根據(jù)反饋調(diào)整教學(xué)內(nèi)容,以確保每個學(xué)生有效掌握知識。高效課堂注重課堂管理和學(xué)習(xí)氛圍的營造。通過靈活管理和鼓勵性語言,教師營造積極向上的學(xué)習(xí)氛圍,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和求知欲,促進(jìn)學(xué)生共同進(jìn)步。
(二)后續(xù)教學(xué)模式展望
隨著教育理念的更新和科技發(fā)展,未來的教學(xué)模式將更加靈活、互動和個性化。在高中化學(xué)教學(xué)中,課堂將不再局限于教師主導(dǎo),而是注重學(xué)生的主動參與和跨學(xué)科綜合能力培養(yǎng)。信息技術(shù)的應(yīng)用,如在線學(xué)習(xí)平臺和虛擬實驗室,將為學(xué)生提供豐富的學(xué)習(xí)資源。
個性化學(xué)習(xí)將成為未來教學(xué)的重要特點,教師可根據(jù)學(xué)生的進(jìn)度和興趣,利用數(shù)據(jù)分析提供量身定制的學(xué)習(xí)內(nèi)容,幫助學(xué)生按自身節(jié)奏學(xué)習(xí)。此外,跨學(xué)科的融合也將成為重點,化學(xué)與物理、生物學(xué)等學(xué)科的結(jié)合有助于學(xué)生深入地理解復(fù)雜概念,培養(yǎng)學(xué)生的綜合思維能力。
教學(xué)評價體系也將更加多元,更加注重綜合能力的評估,如創(chuàng)新思維、問題解決能力和團(tuán)隊合作等。通過多維度評價,教師可以為學(xué)生提供個性化反饋,促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展。未來教學(xué)模式將更具個性化、跨學(xué)科性、探究性和合作性,評價方式也將趨向動態(tài)化,幫助學(xué)生全面提升學(xué)科能力和綜合素質(zhì),為未來的發(fā)展奠定基礎(chǔ)。
(作者單位:新疆阿勒泰地區(qū)第一高級中學(xué))
編輯:溫雪蓮