楊雪++張賢金+吳新建
摘 要:針對當前初中化學實驗復習課仍以“知識傳授”和“知識復習”為主的現(xiàn)狀,提出初中化學實驗復習教學應從“知識為本”轉(zhuǎn)向“觀念培養(yǎng)”和“觀念建構(gòu)”。以“CaCO3、CaO、Ca(OH)2相互轉(zhuǎn)化”實驗復習教學為例,著重探討了元素觀和轉(zhuǎn)化觀的內(nèi)涵及其在教學過程中的落實。認為要找準時機滲透元素觀,要借助實驗扎實培養(yǎng)基本觀念,觀念培養(yǎng)要逐步充實,逐步強化,不急于求成。
關(guān)鍵詞:元素觀;轉(zhuǎn)化觀;觀念培養(yǎng);實驗復習
新課程背景下,初中化學學科著眼于學生的化學觀念培養(yǎng),為學生形成科學的方法論及世界觀做好準備?;瘜W教學也從傳統(tǒng)的“知識傳授”轉(zhuǎn)變?yōu)椤坝^念培養(yǎng)”。這不僅是化學課堂教學的新目標,也是社會發(fā)展對人才需求提出的新要求。
化學觀念主要包括元素觀、微粒觀、轉(zhuǎn)化觀、實驗觀、分類觀等[1]。初中化學處于關(guān)鍵啟蒙階段,元素觀和轉(zhuǎn)化觀的形成十分必要?;瘜W是一門內(nèi)容廣泛、綜合性很強的學科,其包含的知識體系非常豐富且復雜。所以,教師要想在真正意義上教好化學,并使學生高效學好化學知識及規(guī)律,就需要從元素觀的基礎(chǔ)主線上構(gòu)建一定的化學體系。而該體系的形成需要以物質(zhì)轉(zhuǎn)化觀為引導,并使該理念貫穿于化學學習全過程。在初中化學教學中,教師要以客觀存在的物質(zhì)為中心,培養(yǎng)學生形成特定的化學思維及化學觀念意識,使其能夠在腦海中構(gòu)建客觀的物質(zhì)世界,并能通過化學實驗等手段對這些物質(zhì)進行深層了解和有序的聯(lián)系。綜上所述,在初中化學教學中培養(yǎng)學生的化學基本觀念非常必要,同時這也是一項綜合性、長期性的教學目標,貫穿于中學教學的全過程。所以,必須對初中化學教學活動進行科學規(guī)劃,盡早接觸這些化學觀念。這對認識物質(zhì)世界是非常有幫助的,也為高中的學習打下基礎(chǔ)。本文以“CaCO3、CaO、Ca(OH)2相互轉(zhuǎn)化”為例,探討基于觀念培養(yǎng)的初中化學實驗復習課實施問題。
一、元素觀和轉(zhuǎn)化觀的內(nèi)涵
(一)元素觀
元素觀,顧名思義,“元素”是 “基本要素”的意思[2]。此概念是學生接觸化學的第一個觀念,同時也是化學學習中的基礎(chǔ)觀念之一。物質(zhì)是由元素組成的,雖然物質(zhì)種類各不相同,但元素組成卻是一定的。物質(zhì)按照元素組成可以進行分類,組成相似的物質(zhì),化學性質(zhì)也相似。在化學基本觀念中處于核心地位,也是其他化學觀念的基礎(chǔ)。
(二)轉(zhuǎn)化觀
轉(zhuǎn)化觀,其實是學生對于物質(zhì)及其轉(zhuǎn)化基本規(guī)律的探究,對于構(gòu)建物質(zhì)及其轉(zhuǎn)化的科學理論的逐漸形成[3]。形成轉(zhuǎn)化觀可以讓學生認識到,由同一元素組成的各個化合物不是各自分別的,而是一個個可以相互聯(lián)系的整體,有助于構(gòu)建元素化合物學習的知識網(wǎng)絡(luò)。
二、基于觀念培養(yǎng)的初中化學實驗復習課案例剖析
(一)設(shè)計思路
初三階段學生剛剛接觸化學,培養(yǎng)化學學習興趣最重要。同時在之前的新課學習當中,很多知識是按章節(jié)來學,學生所掌握的知識比較零碎,缺乏系統(tǒng)性,應用起來有難度。本節(jié)課的主要設(shè)計思路是圍繞“轉(zhuǎn)化觀”“元素觀”觀念建構(gòu),按“最近發(fā)展區(qū)”理論以學生最通俗易懂的粉筆實驗引入“CaCO3、CaO、Ca(OH)2相互轉(zhuǎn)化”的實驗復習教學。
首先,在教學之前,學生并不是帶著空白思維進入教學活動的,在本節(jié)課之前學生就已掌握了很多相關(guān)化學知識,形成了有關(guān)物質(zhì)的零零碎碎的知識,也叫做前科學觀念。在進行“以觀念培養(yǎng)為本”的課堂教學之前,首先應讓學生通過小組匯報的方式了解其對CaCO3、CaO、Ca(OH)2相互轉(zhuǎn)化的認識程度。接下來教師介紹粉筆的成分中含有CaCO3,并介紹生活中最常見的一些廢棄用品,請學生分組設(shè)計實驗方案,探究三者的轉(zhuǎn)化關(guān)系,教師在此過程中積極引導,總結(jié)出最環(huán)保、安全的實驗方案。理論性的結(jié)論及事實不能成為思維習慣的充分條件,初中生必須經(jīng)歷實踐活動,才能將客觀存在的知識與自身的經(jīng)驗結(jié)合起來。通過小組實驗體驗探究、小組匯報展示點評等過程使學生初步形成一定的轉(zhuǎn)化觀和元素觀。課堂的最后教師及時總結(jié)升華,舉一反三,構(gòu)建更加科學的化學基本觀念。整個過程中以化學-技術(shù)-社會-環(huán)境(STSE)視角深入學科體會,將零散的教學知識,整合成系統(tǒng)的元素轉(zhuǎn)化觀念,促使學生逐步樹立正確的、新的化學觀念。具體設(shè)計思路如圖1所示。
(二)實驗教學目標
新課程標準指出:學生應在初中階段的學習中初步形成“在一定條件下物質(zhì)可以轉(zhuǎn)化”的觀念。教師在教學中注意緊密聯(lián)系生活,通過具體、生動的化學變化現(xiàn)象,激發(fā)學生的學習興趣,引導建構(gòu)酸、堿、鹽元素化合物之間的的知識網(wǎng)絡(luò)。
新課標指出的三維目標是緊密聯(lián)系的一個整體,在教學中應以知識與技能為主線,滲透情感態(tài)度價值觀,并把前面兩者充分體現(xiàn)在過程與方法中。借此,筆者將三維目標進行簡化整合,確定本節(jié)課教學目標:
(1)建構(gòu)CaCO3、CaO、Ca(OH)2之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系,了解具體實驗現(xiàn)象。
(2)學生通過體驗探究的過程,進一步培養(yǎng)歸納、分析的能力,并能對所學知識進行遷移運用。
(3)理解生活處處皆存在化學,提升對化學的興趣和成功的體驗,初步建立科學的物質(zhì)觀,增進對 “物質(zhì)是變化的”等辯證唯物主義觀點的認識。
(三)實驗內(nèi)容設(shè)計
在新課程改革的大背景下,教師不再只是教教材,而是學會靈活應用教材。對于初三學生,很多抽象概念,如物質(zhì)轉(zhuǎn)化觀的知識網(wǎng)絡(luò)在新課中沒有辦法教學,只能在日常中一點點滲透,所以教師必須要在復習課中加強觀念建構(gòu),通過用粉筆做實驗,簡單又好開發(fā),講起來通俗易懂,用簡單的實驗來講大道理,學生更易形成物質(zhì)轉(zhuǎn)化觀。
本實驗以生活中最常見的物質(zhì)——粉筆為主線展開探究,本著“節(jié)約環(huán)保,打造廈門綠色生態(tài)文明城市”的原則,所用儀器全部都是生活廢棄用品,如廢棄吸管、青霉素小藥瓶、針筒、粉筆等。課堂開始時,教師介紹粉筆的成分中含有白堊,其成分是碳酸鈣,如何將CaCO3高溫分解?通過酒精燈對粉筆進行灼燒,使CaCO3高溫分解(如圖2)。將灼燒后和未經(jīng)灼燒的粉筆放入兩個小瓶中,加入等量蒸餾水,振蕩,觀察現(xiàn)象(如圖3)。再加入等量的酚酞,觀察實驗現(xiàn)象(如圖4)。將灼燒后的粉筆加入水后的溶液靜置后,取上清液[根據(jù)以上實驗可知,該溶液的主要成分是Ca(OH2)],取一小段粉筆放入裝有鹽酸的青霉素小瓶中,將產(chǎn)生的氣體通入上清液中,觀察實驗現(xiàn)象(如圖5)。從生活導入,通過簡單易懂的實驗,滲透最難的物質(zhì)轉(zhuǎn)化觀,小實驗解決大問題!
(四)教學內(nèi)容設(shè)計
主要流程分為五部分:回顧舊知;小組討論;體驗探究;展示點評;知識總結(jié)。
1.回顧舊知(確定目標)
教師導入:同學們都知道,在化學學習中,有很多物質(zhì)可以相互轉(zhuǎn)化,轉(zhuǎn)化關(guān)系無處不在。這節(jié)課先以“CaCO3、CaO、Ca(OH)2的三角轉(zhuǎn)化關(guān)系”為例展開探究,遷移出物質(zhì)轉(zhuǎn)化的規(guī)律。請同學們寫出三者轉(zhuǎn)化的方程式。學生判斷其轉(zhuǎn)化關(guān)系,并書寫其轉(zhuǎn)化方程式。
設(shè)計意圖:在之前的新課學習當中,很多知識是按章節(jié)來學,學生所掌握的知識比較零碎,缺乏系統(tǒng)性,應用起來有難度。而對于剛進入復習課的學生來講,就更難一下子把其轉(zhuǎn)化三角方程式寫出來,在此記憶沖突的沖擊下,激起學生的求知欲,確定本節(jié)課所探究目標,也為下面的探究實驗做鋪墊。
2.小組討論(初步突破難點)
學生小組討論上述轉(zhuǎn)化方案,嘗試寫出轉(zhuǎn)化方程式,教師給予及時的引導和評價。
設(shè)計意圖:小組合作,完成轉(zhuǎn)化方案。培養(yǎng)學生的合作能力和團隊意識,同時讓學生初步形成物質(zhì)可以相互轉(zhuǎn)化的觀念,初步突破難點。
3.體驗探究(抓住重點)
教師趁熱打鐵,馬上拋出問題展開教學:剛剛小組所設(shè)計的轉(zhuǎn)化方案是大家憑之前記憶的知識點討論得出的結(jié)果,整個過程大家會發(fā)現(xiàn)較難理解。大家能設(shè)計出一個實驗方案證明三種物質(zhì)能相互轉(zhuǎn)化,并觀察到實驗現(xiàn)象嗎?學生片刻思考和討論后,教師從生活引入化學,展示粉筆,你們相信小小的粉筆能完成整個探究嗎?本節(jié)課的實驗用品都是生活中最常見的物品:粉筆、青霉素藥瓶、針筒、吸管。
教師介紹粉筆的主要成分是CaCO3,進行實驗,學生觀察實驗現(xiàn)象。在此過程中教師要不斷地用問題來啟發(fā)和引導學生。如何驗證CaCO3高溫會分解?取粉筆的1/2在酒精燈上進行灼燒(如圖2),一段時間后,把粉筆掰斷后放入兩個試管中,分別加入等量的水、振蕩,觀察現(xiàn)象(如圖3);如何驗證灼燒后的產(chǎn)物是否與水發(fā)生反應?再分別滴入一滴酚酞觀察現(xiàn)象(如圖4)。如何進行碳酸鹽的檢驗?把剩下的小段粉筆放入裝有稀鹽酸的微型青霉素藥瓶裝置中,上端用吸管通入另一個裝有剛過濾后所得的澄清石灰水的藥瓶中(如圖5),觀察實驗現(xiàn)象。完成碳酸鹽檢驗實驗。學生思考、觀察。
設(shè)計意圖:用學生最常見的粉筆、青霉素藥瓶和吸管作為探究工具,調(diào)動起學生的積極性,同時用一根粉筆把所有實驗全部探究,既節(jié)約用品,體現(xiàn)了化學實驗的生活化和簡單化,也讓學生從根本上理解物質(zhì)轉(zhuǎn)化的含義。同時對微型實驗的介紹,讓學生形成綠色化學思想觀,適應未來化學發(fā)展,激勵學生的創(chuàng)新精神。同時通過一連串的問題,展開問題驅(qū)動式教學,讓學生在思考中學習,在學習中思考,不斷地發(fā)現(xiàn)問題和解決問題,抓住重點,解決重點。
4.展示點評(攻克難點)
學生觀察教師演示實驗后,分組進行實驗,體驗實驗探究過程,并進行小組展示。探究完成后,教師搭建反思交流的平臺,提供反思的方向和線索。在這樣的反思交流中,得到思想碰撞、觀念提升。不斷調(diào)整和優(yōu)化學習策略及思維方向,促進知識的意義建構(gòu)。
設(shè)計意圖:學生親自動手參與整個探究過程,讓學生對此知識點的解讀更為深刻,同時讓學生體會到探索的樂趣和成功的體驗,理解生活處處皆化學。
5.知識總結(jié)(強化認知)
課堂最后教師提出關(guān)鍵性問題:剛剛的實驗中,在探究CaCO3、CaO、Ca(OH)2轉(zhuǎn)化時,大家能從中總結(jié)出物質(zhì)轉(zhuǎn)化有什么特點呢?學生能夠總結(jié)出轉(zhuǎn)化過程中元素守恒,上一個反應的生成物是下一個反應的反應物。教師趁熱打鐵,進行總結(jié):在化學學習中,大家要學會舉一反三,通過探究CaCO3、CaO、Ca(OH)2這個轉(zhuǎn)化關(guān)系總結(jié)的規(guī)律,歸納出其他物質(zhì)轉(zhuǎn)化中存在的規(guī)律,希望大家能夠?qū)λ鶎W知識進行遷移。
設(shè)計意圖:通過視覺觀察所領(lǐng)悟到的知識遠遠比聽來的更容易領(lǐng)悟,這樣設(shè)計是符合學生認知規(guī)律的。強化認知,同時培養(yǎng)學生舉一反三的能力,為高中的化學學習做下鋪墊。
本節(jié)課的教學內(nèi)容從生活走進化學,以探究的視角深入,從理性的視角提升,以觀念的視角升華,從而實現(xiàn)以多維視角促進學生物質(zhì)轉(zhuǎn)化觀的初步形成。經(jīng)過以上科學探究過程,學生在對科學知識掌握逐步深入的同時,也經(jīng)歷了如何發(fā)現(xiàn)有價值的問題,如何應用各種方法解決問題的思維歷程,將零散的知識點整合為系統(tǒng)的框架體系。
三、基于觀念培養(yǎng)的初中化學實驗復習課教學反思
(一)要找準時機滲透元素觀
化學元素觀是化學學習的基石,能夠成功構(gòu)建此觀念對于學生認識物質(zhì)世界的有序性有很大幫助,對于學生思維方法的形成有極大的促進;在專題學習或復習課中,教師應適當引導學生構(gòu)建化學元素觀,在元素觀指導下學習化學。
(二)借助實驗扎實培養(yǎng)基本觀念
教師在日常的教學中,適當運用實驗可大大增強學生的理解程度,通過視覺觀察所領(lǐng)悟到的知識,遠遠比聽來的更容易,這樣設(shè)計符合學生認知規(guī)律。在實驗時應重點關(guān)注對比實驗的科學探究思維,重點關(guān)注生活化、簡單化的實驗思維,有目的性地訓練學生的探究能力。
(三)逐步充實,逐步強化,不急于求成
化學是一門系統(tǒng)性很強的學科,初三階段是化學的啟蒙階段,培養(yǎng)學習興趣、學習方法最重要。同時在新課程改革的大背景下,教師不再只是教教材,而是靈活應用教材,這就要求教師在平時的課堂教學中進行點滴滲透,不能急于求成。
參考文獻:
[1]張發(fā)新.談高中化學元素觀的教學功能及教學方法[J].化學教學,2014(6):22-25.
[2]劉忠英.基于化學觀念建構(gòu)的教學設(shè)計——以“生產(chǎn)生活中含氮化合物”為例[J].化學教與學,2014(6):62-64.
[3]吳俊明,吳敏.元素概念的演變與化學元素觀的教學——關(guān)于科學觀念和科學觀念教育的思考之三[J].化學教學,2014(6):3-7.