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初三化学教学中如何选择情境素材

时间:2020-05-21 来源:化学教与学 共5069字
作者:季亚烽,吴永才 单位:无锡市第一女子中学 无锡市教育科学研究院

  摘    要: 作者结合对情境素材的实践思考与体会,阐述了情境素材选择的意义和原则,并从实验、生活、生产、社会、科技和化学史等六个视角阐述了在初三化学课堂教学实践过程中如何选择情境素材。

  关键词: 初三化学; 情境素材; 情境教学;

  情境素材是为了营造特定的环境和氛围而使用的一种教学材料,它包含有一定的知识性,能够提供知识产生的背景和条件,为情境的创设提供更多的信息[1]。选取科学、真实、有价值的情境素材,并将之融合到初三化学课堂教学,是实施情境教学最有效的途径与方式。但部分教师由于缺乏对情境教学理论的研究,对情境素材的重要性和价值功能认知不到位,在情境素材选择时存在相关性不大、新颖性不够、有效性不好等问题,导致课标要求无法准确完成,素养培养无法真正落实。因此选择好的情境素材对于落实情境教学显得尤为重要,不仅可以丰富教学内容,使课堂教学实现情境化,而且可以促进学生对知识的触类旁通,有效培养和提升学生的学科核心素养。

  一、情境素材选择的意义

  1. 激发兴趣

  化学源于生活,服务于生活[2],来源于生活的情境素材对于学生具有亲近感,感官性也强,可以让学生在课堂上联系实际,将化学知识与生活实际进行对照,又能促使学生在课外生活中用化学知识进行举一反三,加深对化学知识的理解,从而激发学生的学习兴趣。

  2. 诱发欲望

  初中学生对前沿科技了解甚少,不太清楚化学的学科价值,通过选用一些有深度的应用化学、充分体现化学学科应用价值的科技知识作为情境素材,可以让学生了解化学知识应用的领域和场景,诱发学生主动学习化学的欲望,提升用化学知识为社会做贡献的责任感。
 

初三化学教学中如何选择情境素材
 

  3. 开发情意

  布卢姆与克拉斯沃尔认为:“情意领域主要涉及人的情感、态度、兴趣和价值观等”[3]。将学生的情感与认知融合到课堂教学中,让学生在轻松的氛围中感悟学习的乐趣和意义。选择有助于开发学生情意的素材,容易触及学生心灵,让学生产生情感共鸣,从而能够主动、愉悦、迅速地投入学习,获得发展。

  4. 引发问题

  知识问题化、问题情境化,好的情境素材有利于引发学生产生问题,使学习的过程成为发现、提出、分析、解决和评价问题的过程。课堂教学中要有意识地从学生认知冲突的角度选择情境素材,然后创设探究性问题把学生引入问题情境,让学生体验科学探究的过程,体会科学探究的方法,体悟科学探究的能力。

  二、情境素材选择的原则

  情境素材种类繁多,为了有效发挥素材的教学功能,选择素材时应遵循一定的原则。

  1. 科学性原则

  情境素材的选择要符合科学性,即情境素材要具有知识指向,展示知识的背景和条件,符合化学学科的发展趋势;要体现化学学科特点,蕴含化学学科问题;要凸显学科特有价值,使学生能够热爱化学。科学性的情境素材有利于学生对知识点的理解和把握,让学生学有所获,提升学科素养。

  2. 适切性原则

  情境素材的选择要符合适切性,即情境素材的选择要与教学目标相适宜,要与学生的基本学情相切合,要与师生认知水平相贴近,做到相互协调、相互统一。适切性的情境素材有利于教学目标的达成,提高课堂成效。

  3. 真实性原则

  情境素材的选择要符合真实性,即情境素材要来源于实际生产生活,有利于提高学生的学习兴趣;要有一定的新颖度,符合时代发展的需求;要具有问题启发点,有利于激发学生的思维活动。真实性的情境素材能够让学生在真实情境下提高学习、思考的能力,提高发现问题、分析问题和解决问题的能力。

  三、情境素材选择的视角

  不同视角下的情境素材有不同的教学功能和价值取向,各视角之间又是一个有机整体,互相联系。初三化学教学中的情境素材来源丰富,可将其划分为实验素材、生活素材、生产素材、社会素材、科技素材、化学史素材等。

  1. 实验素材的选择

  新授《酸的化学性质》一课,为了让学生对酸的化学性质有直观感受,笔者设计了一个开放性的实验,采取教师提供酸的化学性质实验器材(见表1)、学生实验探究的方式展开教学。由于学生个体的差异,思考的角度不同,设计出来的方案也不尽相同。有学生从同一物质分别与稀盐酸、稀硫酸反应入手设计出方案1,有学生从不同物质分别与同一种酸反应设计出方案2。学生根据各自制定的方案进行实验,在实验过程中观察现象、比对现象,寻找共性,归纳出酸溶液具有的相似化学性质。对于学生设计出的方案2,由于实验对比性更强,笔者引导学生作进一步思考,最终讨论出更多的实验结论:(1)物质的接触面积不同,反应的速率不同;(2)稀盐酸与无绣铁钉比与生锈铁钉反应快;(3)不同金属与酸反应的剧烈程度不同;(4)反应的剧烈程度与物质本身性质有关、与接触面积有关。更有学生提出质疑,所提供的实验器材不能笼统得出结论(3),因为所选金属的形状不同。学生在实验中分析归纳结论,在创新中得出更多结论,在倾听中理解完善结论。

  案例中所选的实验素材符合学生认知水平,与教学任务相匹配,具有很强的探究性。学生通过实验操作,调动各种感官,充分发挥自身的主观能动性,在探究中提升了实验能力,在交流中发展了思维能力,在分享中升华了对化学学习的热情。实验是最能体现化学学科特色的,最能锻炼学生能力的一种学习方法,教学时应多选用实验素材,充分发挥实验手段的功能。

  表1 酸的化学性质实验器材
表1 酸的化学性质实验器材

  2. 生活素材的选择

  新授《二氧化碳》一课,在学生掌握二氧化碳溶于水的过程既发生了物理变化又发生了化学变化这一知识之后,笔者拿出提前准备好的雪碧汽水,学生感到新奇,结合生活常识,联想到汽水中含有的气体可能是二氧化碳。笔者设计问题引导学生思考:雪碧汽水跟本节课的学习有什么关联?你了解或感受过二氧化碳的溶解性吗?溶解性的大小跟什么有关呢?问题看似简单,学生实则有思维盲区,笔者提醒学生触摸瓶身,学生主动参与,谈触摸感受,思考为什么捏不动瓶身,结合物理学压强知识分析,最后得出结论:瓶内溶有一定的气体,且压强越大溶解能力越强。接着进一步追问学生,如何检验汽水中含有的是二氧化碳气体呢?学生积极思考,从气体获取的角度提出用注射器抽取或用导管将气体导出等不同方法,从检验原理的角度提出用澄清石灰水与之反应或用紫色石蕊试纸蘸取汽水等不同方法。之后,学生通过实验证实了二氧化碳的性质。

  选用生活素材进行教学,学生参与热情高,由生活现象产生疑问,用化学知识解释生活现象。生活中很多素材可以用于化学课堂教学中,而同一生活素材,又可以使用在不同的课堂中,以雪碧汽水为例,教师可以将其用在气体溶解度的教学,也可以用在溶液的教学,饮料瓶还可以用于气体溶解性实验、简易净水器的制作、气体的收集以及物质间的反应装置等。学生学会用化学的视角观察生活,体会化学与生活的密切联系,感受化学学科的应用价值。

  3. 生产素材的选择

  笔者引用侯氏制碱法的工业流程(见图1)来复习《生活中常见的盐》。流程中涉及到本单元中介绍的多种盐NaCl、NaHCO3、Na2CO3、NH4Cl,复习时首先引导学生从这几个“点”出发,对这几种盐的用途、性质进行梳理,形成知识网络结构图。然后从流程中的“线”出发,设计了如下问题激发学生思考:(1)流程的主线是什么?写出主要的反应方程式。(2)主线上NH3和CO2同为气体,二者通入的先后顺序对流程有无影响?(3)NH3和CO2的反向线又说明了什么?通过主线的分析,得出制碱的原理是:

  关于气体通入的先后顺序问题,笔者提供两种气体溶解度数据,学生通过数据的比对得出二者通入的先后顺序对产品转化率有着直接影响。而反向线学生自然想到循环利用成本问题。最后纵观整个流程的“面”,对涉及到的实验操作如过滤、结晶的方法、反应类型等多个化学概念问题进行全面复习。从“点”“线”“面”多角度帮助学生巩固了单元知识。

  图1 侯氏制碱法的工业流程
图1 侯氏制碱法的工业流程

  整节课围绕侯德榜的制碱工业流程,既复习了基础知识,也建构了知识网络;既分析了化学制碱原理,也联系了工业生产实际。选用工业生产素材,使学生处在工业生产的现场情境中,诱发学生利用所学化学知识解决工业生产中废物利用、生产成本降低和高效生产等问题,使学生在知识的应用中深化对化工原理的理解。

  4. 社会素材的选择

  在《物质构成的奥秘》复习课上,为了巩固知识,笔者引用了社会新闻引出问题:家庭消毒时,84消毒液(含有NaClO)与洁厕灵(含有HCl)为什么不能混合使用呢?引导学生结合新闻事实分析和理解两种消毒剂混合后发生的化学反应为NaClO+2HCl=NaCl+H2O+Cl2↑。选择的情境素材涉及宏观的“物质、元素”与微观的“分子、原子、离子”等化学概念,以及化学符号“化学式、化学方程式”的书写,学生在情境中运用所学知识回答问题,逐渐形成从“宏—微—符”三重表征思想的角度学习化学知识的思维方式。学生对物质进行分类的角度如下(见表2)。

  表2 物质分类不同角度
表2 物质分类不同角度

  社会新闻热点具有关注度高、吸引力强等特点,教师对与化学学科相关的社会新闻及时筛选、分类、整理,引导学生从宏观的事件出发,从化学学科的视角来审视新闻背后的化学知识和化学原理,从而提高兴趣,拓宽视野,增强社会责任意识。

  5. 科技素材的选择

  《金属资源的利用和保护》的新授课中,笔者引导学生利用实验探究了铁生锈的原理,引导学生理解铁易与空气中的氧气、水蒸汽发生化学反应生成疏松的铁锈,造成金属资源的严重腐蚀。随后展示了一张港珠澳大桥的雄伟照片,学生兴趣倍增,对国家这一重大工程项目赞叹不已,告知学生大桥建设中使用了约42万吨钢铁和其他金属材料,而且大桥使用寿命预计长达120年之久的时候,笔者发现学生提出了新的问题:既然钢铁容易生锈,又是如何保证港珠澳大桥的使用寿命呢?在此基础上,引导学生自主设计对比实验探究了海水中富含的氯化钠对钢铁腐蚀的影响。引导学生明确如何防止金属腐蚀确实成为当时桥梁建设者们棘手的难题,对此学生很是好奇,学生对科研工程师经过创新型研究研制出高标准的新型抗腐蚀涂层材料很是佩服。本节课,利用港珠澳大桥作为情境素材,引导学生分析大桥建设中的实际问题,巧妙地将金属资源的利用和保护有机地结合在一起,让学生感受真实的、有用的化学,体会到化学与科技的可持续发展。

  与化学相关的科技素材,能增强学生的好奇心与求知欲,学生在接受高新科技知识的同时对化学原理理解更为透彻,也埋下了努力学好化学知识服务人类的愿望,无形中激发了学生学习的内在动力,这正是化学学科知识的应用价值所在!

  6. 化学史素材的选择

  《质量守恒定律》的新授课中,笔者选择化学家波义耳和拉瓦锡研究质量守恒定律的化学史作为情境素材,他们使用同一种金属汞,运用相同的反应原理进行研究,波义耳发现反应后质量增加了,而拉瓦锡发现反应后质量相等、没有增加。学生不禁有疑而问:为什么会有不一样的实验结果呢?引导学生带着疑问完成四个实验(见图2),探究中发现实验一和实验二反应前后的质量相等,实验三和实验四不相等。结合实验现象,学生解释不相等的原因是因为反应中有气体物质参加或生成,而装置敞口导致气体进入或逸散,从而使得实验结果有偏差。据此学生提议把实验三设计在密闭容器中再次反应,最终实验成功了。学生实验的成功既验证了分析的合理性,同时也进一步深刻理解了波义耳和拉瓦锡实验结果的差异并不是表面上多使用了汞槽和玻璃钟罩,而是反应体系的不同。用化学史抛出问题,在探究中分析问题,继而解决化学史引发的疑问,课堂上首尾呼应,学生学以致用。

  图2 实验装置对比图
图2 实验装置对比图

  学生通过对化学家们实验过程的回顾、实验现象的观察、问题的分析以及装置的对比,了解了化学科学的发展过程和演变规律,感悟到化学家探索真理的科学精神,掌握了质量守恒定律验证方法。化学史素材是真实的,也是科学的,具有极强的说服力,教师既可以将其用于不同的课程内容,也可以将其用于不同的课堂类型,充分发挥史实背后蕴藏的教育功能。

  情境素材是教师、学生以及教学活动之间的载体,选择具有科学性、适切性、真实性的情境素材,让学生在情境驱动下体验化学知识的发现过程和应用价值,感悟化学知识中蕴含的学科思想和方法[4]。此外,应注重情境素材的优化、组合与应用,结合教学任务对情境素材进行再塑造、再创新、再升级。课后对情境素材的选择应用进行有效性评价,使情境素材能够有利于学生主动学习愿望的激发、化学学科思维的训练、情感态度价值观的培养,最终通过情境教学达到提升学生核心素养、促进学生全面发展的目的。

  参考文献

  [1] 万延岚,李倩.对《普通高中化学课程标准(2017版)》中“情境素材建议”的分析与启示[J].化学教学,2019(7):14-19
  [2]缪陈亚.指向学生深度参与的初中化学课堂教学实践与反思[J].化学教与学,2019(8):28-29
  [3]吴良根.中学化学情意教育的内涵及其培养策略[J].化学教学,2012(7):17-19
  [4]刘艳.基于“情境—问题—活动”的化学教学案例分析[J].化学教与学,2019(9):34-35,39

原文出处:季亚烽,吴永才.例谈初三化学情境素材选择的视角[J].化学教与学,2020(05):22-25.

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