韋艷蓉
摘 要:構建適當的問題串是有效教學的基本線索,問題串的設計應體現梯度性,備課時要在精細化上下工夫,使學生在問題串的引導下,進行自身積極主動地學習探索,由表及里,由淺入深地自我建構知識,實現由未知向已知的轉變。
關鍵詞:化學;問題串;思維的嚴密性
在課堂上,人的發(fā)展最主要體現在人的學科素養(yǎng)的發(fā)展,而學科素養(yǎng)的發(fā)展又是以學科思維的發(fā)展為基礎。思維本身比較復雜,嚴密性無疑是思維能力的重要特性。所謂思維嚴密性是指對思維對象全面、深刻、完整的思考[1]。思維嚴密性影響著人們對外界事物的看法及其行為決策,觀念和決策均是學生科學素養(yǎng)的重要組成部分,可以說培養(yǎng)思維嚴密性是學生形成科學素養(yǎng)的重要途徑。那么如何才能培養(yǎng)學生嚴密的思維品質?這絕不是一朝一夕之事,要在常態(tài)化的教學中持之以恒地加強訓練。問題串追問,不失為一種行之有效的手段。本文以“準確測定工業(yè)純堿中Na2CO3的質量分數”為例,闡述如何設置問題串追問,以培養(yǎng)學生思維的嚴密性。
一、問題情境
工業(yè)純堿產品中常含有少量氯化鈉,工廠的化驗員對每批產品進行檢測,標出各種成分后才能投放市場。若你是化驗員,如何準確測定工業(yè)純堿中Na2CO3的質量分數?
學生先獨立思考,后分組討論,主要提出以下兩種方法。
①先稱取一定量的工業(yè)純堿作為樣品,溶解后加入足量CaCl2溶液,然后過濾,將得到的沉淀洗滌干燥并稱量,最后根據沉淀的質量求出Na2CO3的質量分數。
②把一定量的樣品與足量稀硫酸反應后,通過測得CO2的量來求出Na2CO3的質量分數。
二、問題串追問 在設計中求嚴密
【沉淀分析法問題串】CaCl2溶液為何要過量?如何判斷CaCl2已過量?沉淀為什么要洗滌?如何洗滌?怎樣判斷沉淀已洗凈?
【設計意圖】開放性的問題情境讓學生用多種方法進行設計和嘗試,并及時點撥思路。提出程序性的問題層層遞進追問,對沉淀分析法可能產生誤差的原因逐一分析遷移,較好地培養(yǎng)了思維的嚴密性。
三、問題串追問 在分析中求嚴密
【氣體分析法問題串】
問:測定CO2的什么量呢?(質量、體積)如何測定CO2的質量呢?
生1:可以稱量反應前后的質量差,減少的質量就是CO2的質量。
問:減少的質量一定就是CO2的質量嗎?(學生迷惘,教師啟發(fā))CO2會帶走什么物質嗎?(水蒸氣)
師追問:怎么辦呢?(把水蒸氣留下來,教師引導給出圖1所示的吸收水蒸氣的裝置)
生2:可以直接把CO2用某物質吸住,稱增重。
問:有人用如下裝置(見圖2)測定CO2的質量(堿石灰是NaOH和CaO的混合物),你認為這個實驗裝置主要存在哪些缺陷?這些存在的缺陷對實驗結果有何影響?如何改進?
討論后得出:①產生的CO2氣體會帶出水蒸氣使結果偏大;②空氣中的CO2、水蒸氣也會被堿石灰吸收而偏大;③反應結束后,裝置中會殘留有CO2使結果偏小。
學生針對三種缺陷分別提出改進方案。
改進方案一(圖3):在原來裝置的堿石灰前面用裝有濃硫酸的洗氣瓶先除去水蒸氣;
改進方案二(圖4):在原來裝置的堿石灰后面再加個堿石灰吸收裝置;
改進方案三(圖5):反應后繼續(xù)通空氣排出裝置中的殘留CO2。
【設計意圖】“如何準確測定產生CO2的質量”是該主題的難點,為了突破難點,根據學生的實際水平將這一難點知識劃分成多個小問題,引導學生層層深入,對實驗方案在評價的基礎上加以改進。并及時點撥思路,運用有關的知識技能,從多角度、多側面對他人或自己設計的實驗方案做出優(yōu)劣評價,迅速發(fā)現實驗原理、實驗裝置、實驗操作等方面的問題,并根據具體實驗問題及時調整思維的過程和方法并迅速進行改正,這樣學生在上述“問題串”的引導下,不但鞏固了所學的知識,而且培養(yǎng)了思維的嚴密性。
四、問題串追問 在反思中求嚴密
問:利用圖5裝置,使Na2CO3和稀硫酸反應,通過測得的CO2的質量來準確求出其質量分數的主要實驗步驟有哪些?
生:①連接儀器,檢查裝置的氣密性;②準確稱取干燥試樣m,放入A中;③通入空氣一段時間,準確稱量裝有堿石灰的干燥管C的質量m1;④從分液漏斗中緩緩滴入稀硫酸,至不再產生氣體為止; ⑤緩緩鼓入空氣數分鐘,將干燥管C卸下,準確稱量其質量m2。
追問:如果不用裝置B、D、E會對實驗結果有何影響?前后兩次通入空氣的作用分別是什么?
【設計意圖】對整個實驗步驟的設計的問題,促使學生展開對之前所有分析的回顧與反思,把學生的思路從局部引向了整體,對裝置選用和操作意圖的追問,又把學生的思路從整體引向了局部。如此往復,我們不僅把學生置于“問題”之中,還置于“反思的活動”之中,唯有反思,才能促進理解,從而更好地進行建構活動,實現良好的循環(huán),實現學生深度參與思維的自動發(fā)生機制,較好地培養(yǎng)思維的嚴密性。問題串給學生明確的反思任務,在教學中如果經常設置這樣的教學環(huán)節(jié),長此以往,學生將逐漸意識到反思的必要性。
五、問題串追問 在發(fā)散中求嚴密
問:如何測定CO2的體積呢?(直接測量、間接測量)
生:可以直接用量氣裝置(量氣管、針筒等)測量CO2的體積(見圖6、圖7)。
問:用圖8裝置測定的CO2氣體體積是否準確?為什么?怎么改進?
學生討論后提出改進方案。
生1:可以在廣口瓶中的水面上加一層油,防止CO2溶于水。
生2:可以將廣口瓶中的水換成不與CO2反應的液體。
思維提升:將鹽酸不斷加入一定量樣品中,如果有辦法知道它們何時恰好完全反應,而用掉多少鹽酸不難測定,根據化學方程式就能求出Na2CO3的質量分數。
【設計意圖】讓學生用多種方法進行分析和嘗試,學會“變換焦距看風景”。測量一個量可以直接測量,也可以間接測量,根據化學方程式求一種物質的量可以通過反應物求,也可以通過生成物來求。通過問題串追問,在發(fā)散的過程中較好地培養(yǎng)了思維的嚴密性。
六、結語
在化學教學中,從課堂提問到新概念的形成與確立,新知識的鞏固與應用,學生思維方法的訓練與提高,以及實際應用能力和創(chuàng)新能力的增強,無不從“問題”開始。針對具體的教學內容和學生知識、能力的實際,設計并合理運用問題串,是支持教師教授過程和學生學習過程的一個重要工具,有利于將知識點由簡單引向復雜,將學生的錯誤回答或理解引向正確,將學生的思維由識記較低層次引向理解、應用、分析、綜合、評價等較高層次。有效的問題串能激發(fā)學生積極思維,培養(yǎng)思維能力,優(yōu)化課堂教學結構,提高課堂教學效益。
可是在實際教學中,我們經常發(fā)現問題并不是那么好提,太難使學生“蒙”,會讓許多學生產生畏難情緒;太簡單又成無效問題,浪費寶貴的教學時間。構建適當的問題串是有效教學的基本線索,“用問題引導學習”應當成為教學的一條基本準則。因此,在一定的學習范圍或主題內,圍繞一定目標或某一中心問題,按照一定邏輯結構精心設計一組(一般在三個以上)問題。問題串的設計應體現梯度性,備課時要在精細化上下工夫,使學生在問題串的引導下,進行自身積極主動地學習探索,由表及里,由淺入深地自我建構知識,實現由未知向已知的轉變。在新知識的發(fā)生過程中,恰當控制一到兩個條件留給學生嘗試的時間與空間,再因勢利導運用臻美的方法,學生就一個尚不完美的化學實驗問題不斷地進行加工、修改以至重構,使之更加完美[2],利用已有的知識運用于新的情境,直至學生懂得滿足全部條件的道理。這樣的“小臺階、小變化、小綜合” 問題串,使學生在思維活動中獲得有意義的經驗,將經驗運用到模糊、疑難、矛盾的情境,轉化為清晰、明確、和諧的情境,使思維的嚴密性得到訓練和提升。
學習化學最重要的是學習化學的思維,這是我們達成共識的命題,然而這又是一個難題。但只要我們相信“人腦可以像肌肉一樣通過后天的訓練強化”,經過長期不懈的研究、構建和實踐思維教學,打造思維課堂,一個全新的未曾想象的世界會為我們而打開!
參考文獻:
[1]楊延光.培養(yǎng)學生思維嚴密性的實踐與探索[J].化學教與學,2010(1):11.
[2]鄧永財.試論中學化學實驗思維能力的結構與構建[J].課程·教材·教法,2004(10):56.