李志華
(南京師范大學(xué)蘇州實(shí)驗(yàn)學(xué)校江蘇蘇州215133)
試論“發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)”的基本路徑
李志華
(南京師范大學(xué)蘇州實(shí)驗(yàn)學(xué)校江蘇蘇州215133)
“核心素養(yǎng)”被譽(yù)為課程發(fā)展與設(shè)計(jì)的關(guān)鍵DNA。在教學(xué)實(shí)踐基礎(chǔ)上,結(jié)合名師教學(xué)課例研討,提出“發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)”的基本路徑,即提升學(xué)生的“核心素養(yǎng)”必須從提升教師的核心素養(yǎng)開(kāi)始;“發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)”的教育教學(xué)改革必須從轉(zhuǎn)變教育教學(xué)理念開(kāi)始;“發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)”必須從立足課堂、研究教學(xué)開(kāi)始。
化學(xué);核心素養(yǎng);發(fā)展路徑;課例
核心素養(yǎng)是“核心的”素養(yǎng),不僅是“共同的”素養(yǎng),更是關(guān)鍵的、必要的、重要的素養(yǎng),是經(jīng)過(guò)社會(huì)賢達(dá)精心挑選,而且是可學(xué)習(xí)、可教學(xué)、可評(píng)量的關(guān)鍵必要素養(yǎng)。關(guān)注“發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)”的教學(xué)過(guò)程不僅可以提升教師課程設(shè)計(jì)與教學(xué)實(shí)施的效能及學(xué)生學(xué)習(xí)的效能,更可以發(fā)揮國(guó)民教育的學(xué)校功能,進(jìn)而彰顯個(gè)人發(fā)展與社會(huì)發(fā)展的協(xié)調(diào)功能。因此,“核心素養(yǎng)”被譽(yù)為課程發(fā)展與設(shè)計(jì)的關(guān)鍵DNA。
為加強(qiáng)名師引領(lǐng),提高教學(xué)效益,探索“發(fā)展學(xué)生化學(xué)核心素養(yǎng)”的基本路徑,蘇州市教育科學(xué)研究院于2017年5月16日開(kāi)展高中化學(xué)名師教學(xué)課例研討活動(dòng)。田長(zhǎng)明(江蘇省教學(xué)名師)和金茹(江蘇省青年教師“高中化學(xué)”基本功比賽一等獎(jiǎng)獲得者)兩位教師在江蘇省蘇州實(shí)驗(yàn)中學(xué)借班上課。教學(xué)課題為高中化學(xué)選修課程《化學(xué)反應(yīng)原理》中的“酸堿中和滴定”。筆者有幸觀摩此次活動(dòng),并就發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)的基本路徑,結(jié)合這兩節(jié)課做出如下思考。
張華教授認(rèn)為,阻礙核心素養(yǎng)發(fā)展的學(xué)習(xí)方式有:接受式學(xué)習(xí)、儲(chǔ)蓄式學(xué)習(xí)、輸入式學(xué)習(xí)等,其實(shí)這都是當(dāng)下多數(shù)課堂教學(xué)中的主流。筆者以為“改課”的瓶頸不在學(xué)生,而在教師。老師們的口頭禪是“教都教不會(huì),還能自己學(xué)會(huì)呀?”,這種疑問(wèn)式的感嘆正是癥結(jié)所在。多年的改革實(shí)踐表明,課程改革的成敗很大程度上決定于課程改革的意識(shí)和理念能否在課堂中生根發(fā)芽?,F(xiàn)實(shí)中的課堂常常成為“教案劇”的演出舞臺(tái),教師是主角,接受能力強(qiáng)的學(xué)生是配角,多數(shù)學(xué)生是“路人甲”甚至是“聽(tīng)眾或觀眾”。在這樣的課堂教學(xué)里,主角和配角如果能成功地演繹預(yù)先設(shè)定的教案,教學(xué)就是成功的。這是傳統(tǒng)課堂教學(xué)評(píng)價(jià)里屬于具有正常樣態(tài)的課堂,顯然這種正常是“不正?!钡?,更是與“發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)”背道而馳的。
事實(shí)上,兒童是天生就具備學(xué)習(xí)能力的。正如杭州特級(jí)教師劉松的觀點(diǎn):學(xué)習(xí)是與生俱來(lái)的,人天生就愛(ài)學(xué)習(xí)且會(huì)學(xué)習(xí);學(xué)習(xí)是學(xué)生內(nèi)部生成的過(guò)程;教師存在的專業(yè)意義完全就是讓兒童發(fā)生更好的學(xué)習(xí)。因此,必須讓自主學(xué)習(xí)、小組合作、充分展示(學(xué)習(xí)中的輸出)等教學(xué)組織方式,以及質(zhì)疑、糾偏、比較、完善、歸納、演繹等深度學(xué)習(xí)行為成為課堂的“核心要素”。
1.少教多學(xué)
傳統(tǒng)課堂的最大問(wèn)題是教師包辦、學(xué)生依賴,學(xué)生沒(méi)有成為學(xué)習(xí)的主體。瑞士教育心理學(xué)家皮亞杰認(rèn)為:“一切真知都應(yīng)由學(xué)生自己獲得,或由他重新發(fā)現(xiàn),至少由他重新建構(gòu),而不是草率地傳遞給他”。學(xué)生處于被動(dòng)學(xué)習(xí)的地位,異化為知識(shí)的容器,無(wú)法體驗(yàn)知識(shí)形成的完整過(guò)程,更無(wú)法體驗(yàn)主動(dòng)學(xué)習(xí)所帶來(lái)的成就感。學(xué)習(xí)理論認(rèn)為:“學(xué)習(xí)產(chǎn)生于經(jīng)驗(yàn),例如實(shí)踐、對(duì)他人的觀察等”。這一概念強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)的主體性體驗(yàn),這種體驗(yàn)讓學(xué)習(xí)進(jìn)入生命領(lǐng)域,因?yàn)橛辛梭w驗(yàn),學(xué)習(xí)不再僅僅屬于認(rèn)知、理性范疇,同時(shí)也是身心發(fā)展和人格健全的過(guò)程,學(xué)習(xí)表現(xiàn)為學(xué)生主體性參與以及由此產(chǎn)生的自我建構(gòu)。
金老師的教學(xué)案設(shè)計(jì)中出現(xiàn)了大量的“留白”,留給學(xué)生充足的學(xué)習(xí)空間,整個(gè)課堂“教”的時(shí)間不足15分鐘。田老師的課堂以問(wèn)題為線索展開(kāi)學(xué)習(xí),將問(wèn)題拋出以后老師就“退居二線”,將充足的時(shí)間和空間讓給學(xué)生。兩位名師的研究課例均能積極探索“少教多學(xué)”的教學(xué)模式,即教師越來(lái)越少地教授知識(shí),學(xué)生越來(lái)越多地主動(dòng)學(xué)習(xí)。簡(jiǎn)而言之就是教師的“教”在時(shí)間和空間上做減法,學(xué)生的“學(xué)”在時(shí)間和空間上做加法,凸顯學(xué)生學(xué)習(xí)的主體地位。讓化學(xué)教學(xué)實(shí)現(xiàn)從以教師的教為中心到以學(xué)生的學(xué)為中心,從以課堂教學(xué)為中心到課堂教學(xué)與學(xué)生課內(nèi)外自學(xué)相結(jié)合,從以傳授知識(shí)為中心到傳授知識(shí)與培養(yǎng)智能、提高核心素養(yǎng)并重的切實(shí)轉(zhuǎn)變。
2.小組合作
小組合作學(xué)習(xí)中,教師的部分角色逐步由小組成員擔(dān)綱,通過(guò)“兵教兵”的過(guò)程,讓小組同學(xué)切身感受到“閉關(guān)自守”所無(wú)法領(lǐng)略的學(xué)習(xí)視界。優(yōu)秀學(xué)生充分享受“教會(huì)別人、提升自己”的雙重喜悅,建立起強(qiáng)烈的學(xué)習(xí)成就感。由于是學(xué)生之間的平等交流,課堂上交換意見(jiàn)、切磋思想、爭(zhēng)論方法成為學(xué)習(xí)“新常態(tài)”,成績(jī)暫時(shí)滯后的學(xué)生更能從小組合作中收獲到傳統(tǒng)課堂“師講生聽(tīng)”所無(wú)法達(dá)到的學(xué)習(xí)成果,使核心素養(yǎng)提升成為可能。
這兩節(jié)課均能積極倡導(dǎo)小組合作學(xué)習(xí),調(diào)動(dòng)小組每位成員的學(xué)習(xí)積極性。金老師在“酸堿中和滴定”操作階段,安排同桌兩人組成學(xué)習(xí)小組,分擔(dān)準(zhǔn)備、操作、觀察、記錄等工作。在“誤差討論”環(huán)節(jié)就出現(xiàn)的爭(zhēng)議問(wèn)題“滴定前俯視,滴定后仰視”組織小組討論。田老師在進(jìn)行“指示劑選擇及變色情況”的教學(xué)中,讓班級(jí)組成若干四人小組,分別研究酚酞、甲基橙、石蕊是否適合作為酸堿中和滴定的指示劑?如果用作指示劑,滴定前后的變色情況如何?
3.充分展示
傳統(tǒng)教學(xué)的最大苦惱是學(xué)生不易看到自己的學(xué)習(xí)成果,難以回答“學(xué)習(xí)發(fā)生的程度及效果”。化學(xué)教學(xué)中學(xué)生展示的內(nèi)容主要包括:再現(xiàn)學(xué)習(xí)知識(shí)、描述相應(yīng)情境、呈現(xiàn)知識(shí)體系、解決實(shí)際問(wèn)題、完成相應(yīng)操作、交流學(xué)習(xí)心得、產(chǎn)生新的問(wèn)題等。學(xué)生展示的組織形式主要包括異組同質(zhì)展示、團(tuán)隊(duì)成果展示、個(gè)體優(yōu)先展示、正誤對(duì)比展示等。學(xué)生展示的行為方式主要有口頭表達(dá)、實(shí)物展示、角色扮演、媒體演示、實(shí)驗(yàn)操作、模型搭建、板演、展板、墻報(bào)、表演、演講、論文、辯論等。學(xué)生展示不僅是學(xué)習(xí)成果的展示,更是一次次通過(guò)高效學(xué)習(xí),“核心素養(yǎng)”不斷提升和強(qiáng)化的過(guò)程;學(xué)生展示不僅能滿足學(xué)習(xí)知識(shí)的教學(xué)需要,更能達(dá)成學(xué)生“自我實(shí)現(xiàn)”的價(jià)值需求。學(xué)生展示強(qiáng)調(diào)思維外化,這為明確“學(xué)習(xí)是否發(fā)生”與衡量“學(xué)習(xí)是否有效”提供了可能。通過(guò)展示中的討論形成師生、生生之間的“教學(xué)交往”、“協(xié)作活動(dòng)”,將一次次“一知半解”升格為“全知全解”,使“核心素養(yǎng)”得以順利發(fā)展。
如:田老師讓學(xué)生完成計(jì)算“在20mL0.1000mol·L-1的鹽酸溶液中,分別滴加0.1000mol·L-1的氫氧化鈉溶液19.98mL和20.02mL,計(jì)算反應(yīng)后溶液的pH值”以后,小組代表上臺(tái)展示計(jì)算結(jié)果以及結(jié)果所帶來(lái)的啟示。金老師要求學(xué)習(xí)小組向全班展示滴定操作過(guò)程,其他同學(xué)及時(shí)指出滴定操作中的“不規(guī)范”問(wèn)題并加以改正。
“化學(xué)核心素養(yǎng)”包含“宏觀辨識(shí)與微觀探析”、“變化觀念與平衡思想”、“證據(jù)推理與模型認(rèn)識(shí)”、“實(shí)驗(yàn)探究與創(chuàng)新意識(shí)”、“科學(xué)精神和社會(huì)責(zé)任”等五個(gè)要素。教師的首要工作是準(zhǔn)確理解化學(xué)核心素養(yǎng)的內(nèi)涵,并進(jìn)一步把握化學(xué)核心素養(yǎng)的內(nèi)容屬性、內(nèi)涵特點(diǎn)及內(nèi)在聯(lián)系等。
只有在完整地理解核心素養(yǎng)各要素的內(nèi)涵和發(fā)展要求的基礎(chǔ)上,教師才能在課堂教學(xué)設(shè)計(jì)中從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)情境創(chuàng)設(shè)、教學(xué)方式選擇、學(xué)習(xí)方式指導(dǎo)等方面系統(tǒng)化落實(shí)核心素養(yǎng)發(fā)展的各項(xiàng)目標(biāo)。
1.理解核心素養(yǎng)內(nèi)涵
在上課之后的說(shuō)課階段,兩位名師分別就“發(fā)展學(xué)生化學(xué)核心素養(yǎng)”這一主題發(fā)表各自見(jiàn)解。從可操作的教學(xué)層面而言,化學(xué)核心素養(yǎng)包括“宏微結(jié)合的表征方法”、“變化可控的反應(yīng)規(guī)律”、“服務(wù)社會(huì)的綠色價(jià)值”、“同類相似的物質(zhì)性質(zhì)”、“實(shí)驗(yàn)探究的實(shí)現(xiàn)途徑”等。這些有別于傳統(tǒng)教學(xué)所關(guān)注的知識(shí)、技能,將學(xué)科教學(xué)的目標(biāo)指向“高階思維和能力發(fā)展”,其實(shí)這才是“發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)”的關(guān)鍵。
教師在發(fā)展學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)時(shí),要將學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的激發(fā),結(jié)構(gòu)化的化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)的學(xué)習(xí),科學(xué)探究和調(diào)查等關(guān)鍵能力的培養(yǎng),化學(xué)基本觀念、化學(xué)研究方法和思維方式的形成,化學(xué)學(xué)科價(jià)值的理解和價(jià)值觀的建立融合等方面統(tǒng)一起來(lái),其中既包含體現(xiàn)化學(xué)學(xué)科特點(diǎn)的學(xué)科素養(yǎng),也包括跨學(xué)科的素養(yǎng)要素。
2.把握核心素養(yǎng)要素
教師在通曉學(xué)科核心素養(yǎng)的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步確定出中學(xué)生應(yīng)該具備的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的發(fā)展要素。例如:物質(zhì)的客觀性和可認(rèn)知性的觀念與認(rèn)知能力;科學(xué)精神、科學(xué)探究意識(shí)和探究能力;物質(zhì)變化和能量轉(zhuǎn)化的規(guī)律意識(shí)與理性思維習(xí)慣;宏觀視野、微觀分析和符號(hào)表征能力;交流合作意識(shí)、科學(xué)倫理意識(shí)和社會(huì)責(zé)任感等等。
通過(guò)化學(xué)課程的學(xué)習(xí),使學(xué)生初步具備科學(xué)精神,具有社會(huì)責(zé)任感,養(yǎng)成合作意識(shí),具備和他人交流、溝通的習(xí)慣和能力;初步形成化學(xué)學(xué)科的基本觀念,能運(yùn)用化學(xué)知識(shí)解釋、預(yù)測(cè)物質(zhì)結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和變化,了解如何控制化學(xué)過(guò)程;初步具備科學(xué)探究能力,知道獲取物質(zhì)及其變化的信息、基于證據(jù)進(jìn)行推理判斷,具有批判性評(píng)估的能力,能運(yùn)用化學(xué)知識(shí)參與社會(huì)問(wèn)題的討論,提出建設(shè)性意見(jiàn)等。沿著這樣的路徑,幫助學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)的方向才不會(huì)跑偏。
3.優(yōu)化教學(xué)單元設(shè)計(jì)
學(xué)科素養(yǎng)的形成,需要依托結(jié)構(gòu)化的學(xué)科知識(shí)和技能,需要具備認(rèn)識(shí)、理解自然和社會(huì)的學(xué)科觀念和思維模式,還要了解學(xué)科學(xué)習(xí)和研究方法,在學(xué)習(xí)過(guò)程中孕育正確的世界觀、價(jià)值觀和人生觀。
基于核心素養(yǎng)的教學(xué)單元設(shè)計(jì),強(qiáng)調(diào)用結(jié)構(gòu)化的思想,著眼于發(fā)展學(xué)生的學(xué)科素養(yǎng),解讀教學(xué)內(nèi)容,整體安排教學(xué)設(shè)計(jì)。如果教師對(duì)教學(xué)內(nèi)容在發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)的功能心中無(wú)數(shù),就無(wú)法通過(guò)化學(xué)知識(shí)的教學(xué),有意識(shí)地發(fā)展學(xué)生的學(xué)科素養(yǎng)。其結(jié)果必然是把分散在教材不同章節(jié)里的教學(xué)內(nèi)容,變成彼此之間互不相連的知識(shí)碎片,只抓知識(shí)點(diǎn),而丟掉單元教學(xué)內(nèi)容中蘊(yùn)含的核心素養(yǎng)培養(yǎng)要求。
化學(xué)核心素養(yǎng)的培養(yǎng),要求通過(guò)課堂、依托課堂在發(fā)展學(xué)生適應(yīng)社會(huì)和個(gè)人發(fā)展的必備品質(zhì)和關(guān)鍵能力的培養(yǎng)上下工夫。教師應(yīng)從基于有利于教師教的知識(shí)點(diǎn)單元設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向基于有益于發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)的單元設(shè)計(jì)。依據(jù)結(jié)構(gòu)化的教學(xué)單元設(shè)計(jì)組織課堂教學(xué),努力提高教師基于核心素養(yǎng)的課堂設(shè)計(jì)能力。積極探索基于問(wèn)題解決的課堂教學(xué)設(shè)計(jì),以問(wèn)題及其解決作為教學(xué)的主線。在教師的策劃、指導(dǎo)和支持下,學(xué)生積極主動(dòng)地參與問(wèn)題的發(fā)現(xiàn)、提出與解決,整理展示學(xué)習(xí)成果,在探索問(wèn)題解決的過(guò)程中推進(jìn)核心素養(yǎng)的有效發(fā)展。課堂教學(xué)還要緊緊圍繞立德樹(shù)人的方針要求,將人文素養(yǎng)、科學(xué)精神和倫理教育有機(jī)融合,全面發(fā)展學(xué)生的核心素養(yǎng)。
如:圍繞“酸堿中和滴定”學(xué)習(xí)主題,確定基于核心素養(yǎng)的教學(xué)設(shè)計(jì),兩位名師分別采取不同的教學(xué)策略,將“發(fā)展核心素養(yǎng)”的中心任務(wù)落實(shí)在課堂教學(xué)之中。
1.突出反應(yīng)原理的教學(xué)
化學(xué)反應(yīng)原理旨在探究化學(xué)反應(yīng)的規(guī)律及其應(yīng)用。反應(yīng)原理的教學(xué)讓學(xué)生不僅“知其然”更能“知其所以然”,同時(shí)為有志于從事化學(xué)及其相關(guān)專業(yè)的學(xué)生提供較為完整和系統(tǒng)的化學(xué)反應(yīng)原理相關(guān)知識(shí),為將來(lái)進(jìn)一步學(xué)習(xí)化學(xué)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。兩位名師都將“理解中和滴定的基本原理”作為重要的學(xué)習(xí)目標(biāo)。
通過(guò)課前預(yù)習(xí),學(xué)生已初步建立起“酸堿中和滴定是用已知物質(zhì)的量濃度的酸(或堿)來(lái)滴定一定體積未知物質(zhì)的量濃度的堿(或酸),通過(guò)測(cè)定反應(yīng)完全時(shí)消耗已知濃度的酸(或堿)的體積,從而推算出未知濃度的堿(或酸)的物質(zhì)的量濃度的方法”。
田老師在教學(xué)中的處理十分“老道”,課堂上通過(guò)問(wèn)題鏈的形式引導(dǎo)學(xué)生深入思考。
問(wèn)題1:現(xiàn)有一瓶未知物質(zhì)的量濃度的稀鹽酸,請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)方案測(cè)定它的濃度。
師生共同分析:
x元酸和y元堿反應(yīng)完全時(shí),應(yīng)滿足什么關(guān)系式?
xc(酸)V(酸)=yc(堿)V(堿)
我們把已知濃度的酸(或堿)稱為標(biāo)準(zhǔn)液,未知濃度的堿(或酸)稱為待測(cè)液,關(guān)系式又如何?
xc(標(biāo)準(zhǔn))V(標(biāo)準(zhǔn))=yc(待測(cè))V(待測(cè))
從而推出:
繼而,田老師要求學(xué)生完成“練一練”:
圖1 滴定過(guò)程中溶液pH的變化
用0.1032mol·L-1的鹽酸溶液滴定25.00mL未知濃度的氫氧化鈉溶液,至兩者恰好完全反應(yīng)時(shí),用去鹽酸溶液27.84mL,則氫氧化鈉溶液的物質(zhì)的量濃度為多少?
通過(guò)問(wèn)題1的討論,學(xué)生進(jìn)一步加深了對(duì)酸堿中和滴定基本原理的理解。
問(wèn)題2:現(xiàn)用一定濃度的稀鹽酸標(biāo)準(zhǔn)液,滴定某濃度一定體積的氫氧化鈉溶液,恰好完全反應(yīng)時(shí),溶液的pH為多少?我們?nèi)绾闻袛喾磻?yīng)已經(jīng)完全?
給出“常見(jiàn)指示劑的變色范圍”
引導(dǎo)學(xué)生思考:在0.1mol·L-1的鹽酸溶液中,滴加0.1mol·L-1的氫氧化鈉溶液,某同學(xué)認(rèn)為滴加過(guò)程中溶液的pH變化情況如下圖所示,你認(rèn)為該同學(xué)的看法是否正確?
通過(guò)預(yù)先設(shè)置的“練一練”:在20mL0.1000mol·L-1的鹽酸溶液中,分別滴加0.1000mol·L-1的氫氧化鈉溶液19.98mL和20.02mL,計(jì)算反應(yīng)后溶液的pH(lg5=0.7)。
圖2 滴定過(guò)程中溶液pH的突變
學(xué)生通過(guò)計(jì)算發(fā)現(xiàn),多滴0.04mL氫氧化鈉溶液(不足一滴,補(bǔ)充告之膠頭滴管的一滴液體約為0.05mL),溶液的pH值由4.3突變到9.7(如上圖)。
要求學(xué)生完成“算一算”:現(xiàn)有某瓶氫氧化鈉溶液(其真實(shí)濃度為0.1000mol·L-1),現(xiàn)用兩種方法測(cè)定其濃度。
方法一:在20mL0.1000mol·L-1的鹽酸溶液中,滴加2-3滴甲基橙做指示劑,然后滴加該氫氧化鈉溶液19.98mL時(shí),反應(yīng)達(dá)到終點(diǎn),計(jì)算該氫氧化鈉溶液的物質(zhì)的量濃度。
方法二:在20mL0.1000mol·L-1的鹽酸溶液中,滴加2-3滴酚酞做指示劑,然后滴加該氫氧化鈉溶液20.02mL時(shí),反應(yīng)達(dá)到終點(diǎn),計(jì)算該氫氧化鈉溶液的物質(zhì)的量濃度。
學(xué)生通過(guò)計(jì)算得知,方法一所得濃度為0.1001mol·L-1,方法二所得濃度為0.0999mol·L-1。
由此學(xué)生得出“選用指示劑判斷反應(yīng)是否完全,肯定會(huì)存在誤差,但選用合適的指示劑,會(huì)使誤差很小,在許可的范圍內(nèi),可以忽略不計(jì)”的結(jié)論。
2.重視實(shí)驗(yàn)操作的訓(xùn)練
化學(xué)是一門(mén)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然科學(xué),化學(xué)教學(xué)決不能離開(kāi)化學(xué)實(shí)驗(yàn)。通過(guò)化學(xué)教學(xué)讓學(xué)生掌握基本的化學(xué)實(shí)驗(yàn)方法和技能,了解化學(xué)實(shí)驗(yàn)在研究物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)中的應(yīng)用。了解化學(xué)實(shí)驗(yàn)研究的一般過(guò)程,初步形成運(yùn)用化學(xué)實(shí)驗(yàn)解決問(wèn)題的能力。
金茹老師將課堂中的一大部分時(shí)間(約20分鐘)“用心”于“如何進(jìn)行酸堿中和滴定”的實(shí)驗(yàn)操作之中。
首先介紹滴定實(shí)驗(yàn)中涉及的儀器(酸式滴定管、堿式滴定管、錐形瓶、帶蝴蝶夾的鐵架臺(tái))及試劑(已知濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液、未知濃度的待測(cè)溶液)。
繼而重點(diǎn)突破“如何進(jìn)行酸堿中和滴定”這一重點(diǎn)問(wèn)題。教學(xué)中,按實(shí)驗(yàn)步驟展開(kāi)操作訓(xùn)練教學(xué):
(1)滴定準(zhǔn)備階段
①查漏:首先檢查滴定管是否漏水。
②洗滌:用蒸餾水將滴定管、錐形瓶洗凈。
③潤(rùn)洗:分別用標(biāo)準(zhǔn)液和待測(cè)液潤(rùn)洗相應(yīng)的滴定管。
④注液:向滴定管中注入相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)液和待測(cè)液,使液面位于滴定管0刻度以上2-3cm處。
⑤趕氣泡:將滴定管尖嘴部分的氣泡趕盡使之充滿溶液。
⑥調(diào)節(jié)液面:將滴定管內(nèi)液面調(diào)至0刻度或0刻度以下某一刻度,記錄下初始刻度V0。
⑦加液:向錐形瓶中加入一定體積的待測(cè)液,然后滴加2至3滴指示劑。
(2)滴定
左手控制滴定管的開(kāi)關(guān),右手旋搖錐形瓶,邊滴邊振蕩,眼睛注視錐形瓶?jī)?nèi)顏色的變化,滴定先快后慢,當(dāng)接近終點(diǎn)時(shí),應(yīng)一滴一搖動(dòng),最后一滴剛好使指示劑的顏色發(fā)生明顯的變化,且半分鐘內(nèi)溶液的顏色不變。
(3)讀數(shù)
達(dá)終點(diǎn)后,眼睛平視刻度線,記下終了刻度V1消耗溶液V1-V0。
(4)復(fù)滴
重復(fù)上述操作2-3次。
(5)計(jì)算
根據(jù)滴定所用標(biāo)準(zhǔn)液體積,取幾次操作的平均值,代入公式計(jì)算出待測(cè)液的濃度。
在“如何確定酸堿恰好完全反應(yīng)”這一問(wèn)題上金茹老師利用pH傳感器(如左下圖)并用計(jì)算機(jī)輔助繪圖(如右下圖)幫助學(xué)生成功突破這一教學(xué)難點(diǎn)。
圖3 pH傳感器應(yīng)用于酸堿中和滴定
3.設(shè)置真實(shí)問(wèn)題的情景
“問(wèn)題情境教學(xué)”之父馬赫穆托夫認(rèn)為,“問(wèn)題情境教學(xué)”的心理學(xué)依據(jù)是問(wèn)題性思維理論。創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境的實(shí)質(zhì)是引起主體內(nèi)心的認(rèn)知沖突,動(dòng)搖主體已有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)平衡狀態(tài),以激起學(xué)生急于獲取新知識(shí)的愿望和探究新事物的興趣。發(fā)展學(xué)生學(xué)科素養(yǎng),要求學(xué)科教學(xué)要在與現(xiàn)實(shí)生活緊密關(guān)聯(lián)的、真實(shí)性的問(wèn)題情境中展開(kāi),要采用基于問(wèn)題的、基于項(xiàng)目的活動(dòng)方式,基于體驗(yàn)、合作和探究的建構(gòu)式學(xué)習(xí)。需要選擇或創(chuàng)設(shè)合理的學(xué)習(xí)情境,通過(guò)恰當(dāng)?shù)膶W(xué)習(xí)活動(dòng)以促進(jìn)學(xué)習(xí)的發(fā)生,在學(xué)習(xí)者和情境的持續(xù)互動(dòng)中,不斷嘗試問(wèn)題解決的過(guò)程中形成學(xué)科觀念、學(xué)科思維模式和探究技能等關(guān)鍵性素養(yǎng)。
“在實(shí)際問(wèn)題情境的思考中解決問(wèn)題”,兩位名師都將此作為重要的教學(xué)原則和教學(xué)策略,分別體現(xiàn)在多處教學(xué)設(shè)計(jì)之中。
金老師在“數(shù)據(jù)處理”階段,給出真實(shí)的三組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)引導(dǎo)學(xué)生分析思考。
表1 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)
同時(shí)與學(xué)生共同設(shè)計(jì)表格(如下圖)幫助學(xué)生更好地進(jìn)行數(shù)據(jù)分析,為以后的化學(xué)以及其他學(xué)科的試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析提供良好的科學(xué)范例。這種不僅提出問(wèn)題,更能和同學(xué)一起探究得出問(wèn)題解決范例的做法,在現(xiàn)實(shí)教學(xué)中應(yīng)不斷加強(qiáng)。
表2 中和滴定(NaOH—→——HCl)數(shù)據(jù)處理表格
在“誤差分析”部分,以0.1000mol/L的NaOH滴定20.00mL未知濃度的鹽酸溶液為例:c(HCl)=c(NaOH)V(NaOH)/c(HCl)(如表3)。
田長(zhǎng)明老師在“指示劑的選擇”中讓學(xué)生思考:用作酸堿中和滴定的指示劑(常見(jiàn)酸堿指示劑的種類及變色范圍見(jiàn)下圖)有沒(méi)有具體的要求?
表3 誤差分析
學(xué)生分析發(fā)現(xiàn),酸堿中和滴定一般不選用石蕊做指示劑:其一是其變色范圍大,其二是變色不明顯。
繼而通過(guò)研究得出,滴定終點(diǎn)時(shí)指示劑顏色的變化:
在“實(shí)驗(yàn)操作”中,引導(dǎo)同學(xué)思考:
如何量取20mL的鹽酸溶液?
如何準(zhǔn)確量取20.00mL的鹽酸溶液?
如何準(zhǔn)確量取20.00mL的氫氧化鈉溶液?
通過(guò)這一問(wèn)題將“粗略測(cè)量”與“精確測(cè)量”選用儀器的區(qū)別,以及“酸式滴定管”、“堿式滴定管”盛放試劑的要求基本解決。
“問(wèn)題驅(qū)動(dòng)”作為科學(xué)探究的基本方法和重要路徑,這是“發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)”的基本策略。
“核心素養(yǎng)”已成當(dāng)下教育界的一大熱詞,以“發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)”為導(dǎo)向的新一輪課程改革已拉開(kāi)帷幕。蘇州市教科院開(kāi)展與組織的“發(fā)展學(xué)生化學(xué)核心素養(yǎng)”研究極具時(shí)代價(jià)值和深遠(yuǎn)意義。實(shí)踐表明,提升學(xué)生的“核心素養(yǎng)”必須從提升教師的核心素養(yǎng)開(kāi)始;“發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)”的教育教學(xué)改革必須從轉(zhuǎn)變教師的教育教學(xué)理念開(kāi)始;教育教學(xué)改革的推進(jìn)必須扎扎實(shí)實(shí)地從立足課堂、研究教學(xué)開(kāi)始。
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