摘要: 以促進(jìn)學(xué)生形成解決問(wèn)題的思路為目標(biāo),對(duì)“實(shí)驗(yàn)探究化學(xué)反應(yīng)發(fā)生的證據(jù)”任務(wù)主題進(jìn)行整體設(shè)計(jì)。從概念原理與方法程序兩方面分析解決問(wèn)題思路的關(guān)鍵;依據(jù)學(xué)生認(rèn)知基礎(chǔ)和發(fā)展需要,對(duì)學(xué)習(xí)目標(biāo)及其進(jìn)階進(jìn)行規(guī)劃,通過(guò)具體的教學(xué)案例呈現(xiàn)基于目標(biāo)進(jìn)階的教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)與主要策略;通過(guò)促進(jìn)學(xué)生形成解決特定問(wèn)題的思路方法的遞進(jìn)式教學(xué),讓發(fā)展學(xué)生化學(xué)學(xué)科思維方式和解決問(wèn)題能力的目標(biāo)落實(shí)在具體的教學(xué)實(shí)踐中。
關(guān)鍵詞: 實(shí)驗(yàn)探究; 化學(xué)反應(yīng)發(fā)生的證據(jù); 解決問(wèn)題的思路; 學(xué)習(xí)目標(biāo)進(jìn)階; 遞進(jìn)式教學(xué)
文章編號(hào): 10056629(2018)10005107中圖分類(lèi)號(hào): G633.8文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: B
通過(guò)實(shí)驗(yàn)認(rèn)識(shí)物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)與反應(yīng)是中學(xué)化學(xué)教學(xué)的重要組成部分。在某一條件下物質(zhì)是否發(fā)生了化學(xué)反應(yīng),物質(zhì)發(fā)生了怎樣的化學(xué)反應(yīng),如何證明等,是學(xué)生學(xué)習(xí)時(shí)首先需要思考和解決的問(wèn)題。如二氧化碳和水、二氧化碳和氫氧化鈉溶液等無(wú)明顯現(xiàn)象的反應(yīng),部分學(xué)生盡管學(xué)習(xí)了從反應(yīng)物消耗、新物質(zhì)生成兩方面來(lái)分析和解決問(wèn)題的步驟但卻不了解使用這種方法的本質(zhì)原因,在分析相關(guān)問(wèn)題或設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案時(shí)思路不清或缺乏思路與方法[1,2]。鑒于目前已有的相關(guān)文獻(xiàn)大多針對(duì)的是某一具體課例、具體反應(yīng)以及“無(wú)明顯現(xiàn)象的反應(yīng)”教學(xué)等,缺乏對(duì)學(xué)生解決特定問(wèn)題的思路與能力發(fā)展培養(yǎng)的研究。為此,本文選擇以“實(shí)驗(yàn)探究化學(xué)反應(yīng)發(fā)生的證據(jù)”為例,圍繞以促進(jìn)學(xué)生形成解決這類(lèi)問(wèn)題的思路為目標(biāo)的遞進(jìn)式教學(xué)展開(kāi)探討。
1目標(biāo)導(dǎo)向的任務(wù)主題整體設(shè)計(jì)
以促進(jìn)學(xué)生形成解決特定問(wèn)題的思路為目標(biāo),是通過(guò)相應(yīng)的探究任務(wù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的,為此需要對(duì)探究任務(wù)主題進(jìn)行整體設(shè)計(jì)。
“實(shí)驗(yàn)探究化學(xué)反應(yīng)發(fā)生的證據(jù)”這一主題探究的具體問(wèn)題(見(jiàn)圖1)大致包括: 初中階段,
主要研究某一或兩種物質(zhì)混合是否發(fā)生了反應(yīng),側(cè)重通過(guò)實(shí)驗(yàn)從宏觀、定性的角度驗(yàn)證發(fā)生了反應(yīng);高中階段,伴隨著離子反應(yīng)、氧化還原反應(yīng)、可逆反應(yīng)、化學(xué)平衡等相關(guān)知識(shí)的學(xué)習(xí),學(xué)生對(duì)物質(zhì)是否發(fā)生了反應(yīng)的探究進(jìn)一步拓展到微觀、動(dòng)態(tài)和系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)層次,相關(guān)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)側(cè)重研究物質(zhì)發(fā)生了怎樣的反應(yīng),即在驗(yàn)證反應(yīng)發(fā)生的基礎(chǔ)上,還要從宏觀與微觀、定性與定量相結(jié)合的角度進(jìn)一步說(shuō)明反應(yīng)生成物是什么,揭示反應(yīng)的微觀實(shí)質(zhì),如揭示溶液中離子間發(fā)生了離子反應(yīng),或揭示反應(yīng)中有電子轉(zhuǎn)移,證明發(fā)生了氧化還原反應(yīng),或證明發(fā)生的是可逆反應(yīng)等。
如圖1所示,探究任務(wù)的主題具有一定的統(tǒng)攝性,通過(guò)對(duì)探究任務(wù)主題及其下屬內(nèi)容的整體設(shè)計(jì),可以讓學(xué)生的化學(xué)學(xué)習(xí)從“散點(diǎn)”變?yōu)椤斑B貫”而結(jié)構(gòu)化,便于學(xué)習(xí)目標(biāo)的達(dá)成。
2解決問(wèn)題的思路與方法
“實(shí)驗(yàn)探究化學(xué)反應(yīng)發(fā)生的證據(jù)”涉及兩方面: 怎么知道物質(zhì)是否發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)、如何判定物質(zhì)發(fā)生了怎樣的化學(xué)反應(yīng)。其中每一個(gè)問(wèn)題的解決,都需要關(guān)注兩類(lèi)關(guān)鍵的知識(shí): 概念原理和方法程序。
2.1解決問(wèn)題的基本思路源自對(duì)概念本質(zhì)的把握
針對(duì)所探究的問(wèn)題,相關(guān)概念原理知識(shí)是解決問(wèn)題的基礎(chǔ),也是解決問(wèn)題的思路方法所依據(jù)的關(guān)鍵。下面以“探究是否發(fā)生了反應(yīng)”為例加以說(shuō)明。
物質(zhì)在一定條件下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成新物質(zhì),伴隨著能量的變化,這是化學(xué)反應(yīng)的實(shí)質(zhì)與基本特征,也是探究物質(zhì)是否發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的根本依據(jù),即可通過(guò)新物質(zhì)的生成來(lái)證明化學(xué)反應(yīng)的發(fā)生。那如何證明有新物質(zhì)生成呢?
根據(jù)化學(xué)反應(yīng)生成了與反應(yīng)物化學(xué)性質(zhì)不同的新物質(zhì)(即生成物或產(chǎn)物)這一特征,有時(shí)可借助觀察物質(zhì)性質(zhì)的變化(如出現(xiàn)顏色改變、氣體產(chǎn)生、沉淀生成等現(xiàn)象)來(lái)說(shuō)明可能發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)。但需要指出的是,僅憑這些表觀的現(xiàn)象,還不能判斷一定是發(fā)生了化學(xué)反應(yīng),因?yàn)槟承┪锢碜兓矔?huì)產(chǎn)生類(lèi)似的現(xiàn)象。因此,還需要回到化學(xué)反應(yīng)發(fā)生的標(biāo)志是產(chǎn)生新物質(zhì)這一根本點(diǎn)上來(lái)考慮問(wèn)題,即要證明確實(shí)發(fā)生了化學(xué)反應(yīng),就需要通過(guò)進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)來(lái)證明有新物質(zhì)生成,大致有兩種思路: 一是檢驗(yàn)有新物質(zhì)生成,如木炭在氧氣中燃燒,通過(guò)檢驗(yàn)燃燒生成的氣體使澄清的石灰水變渾濁,而反應(yīng)前的氧氣并不具有這一性質(zhì),可以證明木炭在氧氣中燃燒發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成了二氧化碳這一新物質(zhì);二是利用變化前后物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)的差異證明有新物質(zhì)生成,例如,利用指示劑顯示混合前后溶液的酸堿性的變化來(lái)驗(yàn)證鹽酸與氫氧化鈉溶液發(fā)生了反應(yīng)。
對(duì)于化學(xué)反應(yīng)發(fā)生的探究,不僅要明確某一物質(zhì)是否發(fā)生了化學(xué)反應(yīng),而且還需了解到底發(fā)生了怎樣的化學(xué)反應(yīng),以便于增進(jìn)對(duì)相關(guān)物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)與變化的理解。對(duì)此,需要根據(jù)某些反應(yīng)(離子反應(yīng)、氧化還原反應(yīng)、可逆反應(yīng)等)的微觀本質(zhì)和特點(diǎn)的不同而采取相應(yīng)的方法。如借助數(shù)字化實(shí)驗(yàn)說(shuō)明反應(yīng)過(guò)程中某些離子濃度的變化來(lái)說(shuō)明離子反應(yīng)的發(fā)生;借助一定的裝置顯示反應(yīng)過(guò)程中有電流的產(chǎn)生來(lái)說(shuō)明氧化還原反應(yīng)的發(fā)生。又如,借助反應(yīng)能發(fā)生且存在限度、反應(yīng)物和生成物共存、反應(yīng)能雙向進(jìn)行、充分反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)、改變濃度等條件平衡發(fā)生移動(dòng)等,可說(shuō)明發(fā)生的是可逆反應(yīng)。
可見(jiàn),針對(duì)“實(shí)驗(yàn)探究化學(xué)反應(yīng)發(fā)生的證據(jù)”所涉及的兩方面問(wèn)題,解決問(wèn)題的思路是有層次結(jié)構(gòu)的,其思考的方向有所不同。但是,無(wú)論是探究物質(zhì)是否發(fā)生了化學(xué)反應(yīng),還是要回答如何判定物質(zhì)發(fā)生了怎樣的化學(xué)反應(yīng),都需要以化學(xué)反應(yīng)的實(shí)質(zhì)和典型特征為基本依據(jù),由此形成的解決問(wèn)題的思路具有方法論的意義和價(jià)值。因此,引導(dǎo)學(xué)生體驗(yàn)探究化學(xué)反應(yīng)發(fā)生所蘊(yùn)含的化學(xué)知識(shí)與思維方法,可以提升學(xué)生對(duì)化學(xué)反應(yīng)的認(rèn)識(shí),有利于學(xué)生掌握解決這類(lèi)問(wèn)題的思路和方法。
2.2解決問(wèn)題方法的關(guān)鍵在于實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
本文提及的“探究化學(xué)反應(yīng)發(fā)生的證據(jù)”是借助化學(xué)實(shí)驗(yàn)來(lái)完成的,理論上依據(jù)概念原理所形成的解決問(wèn)題的基本思路與實(shí)驗(yàn)中所采用的具體方法程序有很大的差別。相比較而言,實(shí)驗(yàn)方法程序往往較為復(fù)雜,需要從實(shí)驗(yàn)原理與藥品試劑、實(shí)驗(yàn)儀器和裝置、實(shí)驗(yàn)操作等多個(gè)方面[3,4]來(lái)考慮實(shí)驗(yàn)條件的調(diào)控問(wèn)題。其中最為關(guān)鍵的是,為了保證實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可靠性,根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮蛯?shí)驗(yàn)原理,必須對(duì)實(shí)驗(yàn)中的變量進(jìn)行識(shí)別與控制,設(shè)計(jì)對(duì)照實(shí)驗(yàn),并給出操作上的定義[5],即需明確反應(yīng)體系中有哪些因素會(huì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果(變量),在實(shí)驗(yàn)中需要改變的因素是什么(自變量),在實(shí)驗(yàn)中需要保持不變的因素是什么(不變量),要得到實(shí)驗(yàn)結(jié)果需要觀察或測(cè)量的因素是什么(因變量)等。例如,要探究二氧化碳與水是否發(fā)生了反應(yīng),其關(guān)鍵在于要證明有無(wú)新物質(zhì)的生成。根據(jù)二氧化碳通入水中這個(gè)變化體系的特點(diǎn),采取表1中所示的思路2利用變化后的物質(zhì)與反應(yīng)前的物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)差異作為研究和認(rèn)識(shí)化學(xué)反應(yīng)發(fā)生的證據(jù),即在二氧化碳通入水中這個(gè)混合體系中,借助二氧化碳與水反應(yīng)后的生成物(碳酸)能使石蕊變色(而水、二氧化碳各自不具有這一性質(zhì)),通過(guò)對(duì)比實(shí)驗(yàn)排除干擾,進(jìn)而判斷二氧化碳和水發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)。
綜上所述,解決問(wèn)題的思路是指對(duì)要解決的問(wèn)題進(jìn)行思考的方向、路徑或框架,即往哪兒想,怎么想,幫助學(xué)生架構(gòu)界定問(wèn)題與解決策略之間的“橋梁”[6],是促進(jìn)學(xué)生形成解決問(wèn)題的思路的關(guān)鍵。要促進(jìn)學(xué)生形成解決問(wèn)題的思路,首先需要以概念原理為基礎(chǔ),讓學(xué)生知道從哪兒想,想什么。其次圍繞概念原理的實(shí)質(zhì),需采取可操作的實(shí)驗(yàn)方法程序。讓學(xué)生知道怎么想和如何做,這樣有助于幫助學(xué)生掌握解決這類(lèi)問(wèn)題的思維方式和方法。
3學(xué)習(xí)目標(biāo)的規(guī)劃及進(jìn)階設(shè)計(jì)
3.1兩類(lèi)學(xué)習(xí)目標(biāo)的規(guī)劃
如前所述,“實(shí)驗(yàn)探究化學(xué)反應(yīng)發(fā)生的證據(jù)”涉及概念原理和方法程序兩類(lèi)關(guān)鍵知識(shí)?;趯W(xué)生的認(rèn)知基礎(chǔ)與發(fā)展的考慮,本目標(biāo)重在促進(jìn)學(xué)生形成解決特定問(wèn)題的思路方法,即通過(guò)學(xué)習(xí),讓學(xué)生知道或?qū)W會(huì)做彼此相關(guān)的事情,如在初中階段,針對(duì)“探究是否發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)”的學(xué)習(xí)目標(biāo)設(shè)計(jì)見(jiàn)表1。
按照表1所示的學(xué)習(xí)目標(biāo)框架,在高中階段,針對(duì)離子反應(yīng)、氧化還原反應(yīng)、可逆反應(yīng)等的探究,其中目標(biāo)1.1將深入到對(duì)這些反應(yīng)微觀實(shí)質(zhì)的理解;目標(biāo)2.1則拓展到基于這些反應(yīng)的微觀實(shí)質(zhì)不同需采取的相應(yīng)方法。
3.2學(xué)習(xí)目標(biāo)進(jìn)階設(shè)計(jì)
對(duì)于剛剛學(xué)習(xí)化學(xué)的初三學(xué)生來(lái)說(shuō),積累相關(guān)物質(zhì)的性質(zhì)與反應(yīng)的知識(shí)是促進(jìn)學(xué)生形成解決問(wèn)題的思路方法的基本前提,與“實(shí)驗(yàn)探究化學(xué)反應(yīng)發(fā)生的證據(jù)”相關(guān)的內(nèi)容不宜集中學(xué)習(xí),可選取典型反應(yīng)作為載體,通過(guò)恰當(dāng)?shù)姆椒ㄖ饾u積累物質(zhì)性質(zhì)與反應(yīng)相關(guān)知識(shí)、拓展認(rèn)識(shí)和解決問(wèn)題的角度和思路以及解決問(wèn)題的具體方法等。為此需要進(jìn)一步對(duì)目標(biāo)進(jìn)階進(jìn)行設(shè)計(jì)。
針對(duì)“實(shí)驗(yàn)探究物質(zhì)是否發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)”的學(xué)習(xí),初中階段的學(xué)習(xí)進(jìn)程及主要發(fā)展目標(biāo)(見(jiàn)表1、表2)大致如下:
一是基于實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察進(jìn)行分析與推理,結(jié)合進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)證明有新物質(zhì)生成,初步形成解決問(wèn)題的基本思路與方法。
二是討論實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容與過(guò)程,思考如何控制變量等,體會(huì)解決問(wèn)題方法的關(guān)鍵在于實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。
三是利用所學(xué)的解決問(wèn)題的思路與方法,針對(duì)問(wèn)題設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)方案,分析和解決相關(guān)問(wèn)題。
在高中階段,學(xué)生將陸續(xù)學(xué)習(xí)并接觸到與離子反應(yīng)、氧化還原反應(yīng)、可逆反應(yīng)等相關(guān)的實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)。依據(jù)所探究反應(yīng)的微觀實(shí)質(zhì),拓展解決問(wèn)題的角度和方法以及能設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)解決相關(guān)問(wèn)題是高中階段所要發(fā)展的重要目標(biāo)(見(jiàn)表2)。
4目標(biāo)導(dǎo)向的遞進(jìn)式教學(xué)案例與策略
以促進(jìn)學(xué)生形成解決問(wèn)題的思路為目標(biāo)導(dǎo)向,教學(xué)按照整體設(shè)計(jì),分段推進(jìn)的原則逐步實(shí)施。現(xiàn)選取初中“氧氣的化學(xué)性質(zhì)”、“二氧化碳與水的反應(yīng)”教學(xué)案例簡(jiǎn)介如下。
4.1教學(xué)案例1——引導(dǎo)學(xué)生初步形成解決問(wèn)題的思路
4.1.1目標(biāo)進(jìn)階的確定
“氧氣的性質(zhì)”的學(xué)習(xí)是學(xué)生第一次較為系統(tǒng)地認(rèn)識(shí)某一具體物質(zhì)的性質(zhì),其認(rèn)識(shí)思路與方法的學(xué)習(xí)尤為重要。通過(guò)實(shí)驗(yàn)可觀察木炭、鐵絲分別在氧氣中燃燒產(chǎn)生了明顯的現(xiàn)象,但是,木炭燃燒、鐵絲在氧氣中燃燒是否發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)?如何證明呢?考慮到學(xué)生在之前的學(xué)習(xí)中已經(jīng)知道物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)必定有新物質(zhì)生成,因此,可以將氧氣與木炭、鐵絲是否發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)作為問(wèn)題探究點(diǎn),引導(dǎo)學(xué)生思考解決這一問(wèn)題的關(guān)鍵在于要檢驗(yàn)?zāi)咎咳紵㈣F絲燃燒后是否有新物質(zhì)生成,從而幫助學(xué)生初步厘清研究一個(gè)反應(yīng)是否發(fā)生就需要證明有新物質(zhì)生成的基本思路。
為此,以氧氣的化學(xué)性質(zhì)(木炭燃燒、鐵絲在氧氣中的燃燒)為載體,其目標(biāo)進(jìn)階A1: 初步形成解決問(wèn)題的基本思路。即: 在觀察實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,通過(guò)實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)有新物質(zhì)生成,進(jìn)而證明物質(zhì)發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)。
4.1.2基于目標(biāo)進(jìn)階的教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)
以單元進(jìn)階A1為導(dǎo)向,探究木炭燃燒的教學(xué)活動(dòng)[7]設(shè)計(jì)如下:
[情境素材]呈現(xiàn)生活中木炭燃燒的實(shí)例。
[演示實(shí)驗(yàn)1]木炭在空氣、氧氣中燃燒。
[問(wèn)題1.1]你觀察到哪些現(xiàn)象?
[問(wèn)題1.2]木炭燃燒是否發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)?如何證明?
(提供小資料: 木炭燃燒生成了二氧化碳,二氧化碳可以使澄清石灰水變渾濁,而氧氣沒(méi)有這個(gè)性質(zhì)。)
從學(xué)生已有的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)出發(fā),借助實(shí)驗(yàn)引導(dǎo)學(xué)生對(duì)木炭燃燒的現(xiàn)象進(jìn)行觀察、比較與分析,利用問(wèn)題1.2促進(jìn)學(xué)生思考證明其發(fā)生了化學(xué)反應(yīng),需要檢驗(yàn)?zāi)咎咳紵笫欠裼行挛镔|(zhì)生成,培養(yǎng)學(xué)生基于實(shí)驗(yàn)證據(jù)做出判斷的思維習(xí)慣??紤]到學(xué)生已有的認(rèn)知基礎(chǔ),此問(wèn)題的處理可借助小資料的提示,在教師的啟發(fā)和引導(dǎo)下完成,其解決問(wèn)題的思路見(jiàn)圖2。
按照?qǐng)D2所示的思路,對(duì)于鐵絲在氧氣中燃燒的教學(xué)活動(dòng)[8]設(shè)計(jì)如下:
[情境素材]出示燒紅的電爐絲、汽車(chē)上燒紅的點(diǎn)煙器等圖片。
[演示實(shí)驗(yàn)2]鐵絲在氧氣中的燃燒。
[問(wèn)題2.1]你觀察到了什么現(xiàn)象?這說(shuō)明了什么?
[問(wèn)題2.2]如何證明鐵絲在氧氣中的燃燒是發(fā)生了化學(xué)變化?(提供小資料: 上述變化過(guò)程中落在瓶底的黑色固體為四氧化三鐵。鐵絲與稀鹽酸反應(yīng)有氣泡生成,而四氧化三鐵與稀鹽酸混合沒(méi)有氣泡生成。)
利用生活素材激發(fā)學(xué)生好奇心,借助實(shí)驗(yàn)引導(dǎo)對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察與比較,通過(guò)追問(wèn),再次促進(jìn)學(xué)生進(jìn)一步體會(huì)要證明發(fā)生了化學(xué)反應(yīng),需要檢驗(yàn)其變化后是否有新物質(zhì)生成,讓學(xué)生養(yǎng)成用事實(shí)說(shuō)話、基于實(shí)驗(yàn)證據(jù)做出判斷的思維習(xí)慣。同樣,考慮到學(xué)生已有的認(rèn)知基礎(chǔ),此問(wèn)題的處理需借助資料提示,在教師的啟發(fā)和引導(dǎo)下完成。
4.2教學(xué)案例2——促進(jìn)學(xué)生體會(huì)解決問(wèn)題的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法
4.2.1目標(biāo)進(jìn)階的確定
關(guān)于“二氧化碳的性質(zhì)”,二氧化碳與水的反應(yīng)是教學(xué)重點(diǎn)之一,由于其無(wú)明顯現(xiàn)象,二氧化碳與水是否反應(yīng)常常成為一個(gè)探究點(diǎn)。對(duì)于教材中呈現(xiàn)的“小花實(shí)驗(yàn)”[9],學(xué)生初次接觸時(shí)往往感覺(jué)不好理解,對(duì)這個(gè)實(shí)驗(yàn)要探究的核心問(wèn)題以及解決這一問(wèn)題的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)依據(jù)或策略認(rèn)識(shí)不清晰。對(duì)此,以“探究二氧化碳與水是否反應(yīng)”為載體,其教學(xué)目標(biāo)不僅僅是通過(guò)實(shí)驗(yàn)了解二氧化碳與水能發(fā)生反應(yīng)、反應(yīng)生成的物質(zhì)能使石蕊變色等;而更為重要的是認(rèn)識(shí)和體會(huì)解決特定類(lèi)型問(wèn)題的基本思路與實(shí)驗(yàn)方法,體會(huì)化學(xué)反應(yīng)中的條件控制以及對(duì)比實(shí)驗(yàn)對(duì)于化學(xué)學(xué)習(xí)的重要性等。
為此,以“二氧化碳與水反應(yīng)”為載體,其目標(biāo)進(jìn)階A2: 體會(huì)解決問(wèn)題的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法,即要通過(guò)討論實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容與過(guò)程,思考控制變量等,幫助學(xué)生了解其中的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。
4.2.2基于目標(biāo)進(jìn)階的教學(xué)策略
(1) 注重對(duì)學(xué)生思維方法的啟迪
以目標(biāo)單進(jìn)階為導(dǎo)向,本實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的教學(xué)思路與啟發(fā)性問(wèn)題設(shè)計(jì)見(jiàn)表3。教學(xué)中設(shè)計(jì)的這些連續(xù)性、啟發(fā)性問(wèn)題以知識(shí)實(shí)質(zhì)為原點(diǎn),關(guān)注思考問(wèn)題的角度和線索,注重思維過(guò)程的外顯。其中從問(wèn)題1到問(wèn)題5,重在引導(dǎo)學(xué)生回到“化學(xué)反應(yīng)”概念本身,教學(xué)生從頭到尾地想問(wèn)題: 如何證明一個(gè)化學(xué)反應(yīng)的發(fā)生、探究二氧化碳與水是否反應(yīng)需要考慮什么、“小花實(shí)驗(yàn)”為什么這樣做等。在經(jīng)歷這一過(guò)程中,學(xué)生通過(guò)分析、識(shí)別、關(guān)聯(lián)、推測(cè)等思維活動(dòng),促進(jìn)學(xué)生辨別探究的核心問(wèn)題并形成對(duì)問(wèn)題及其相關(guān)影響因素的理解,知道如何控制變量等。問(wèn)題6是引導(dǎo)學(xué)生對(duì)探究過(guò)程的反思,其意圖在于鼓勵(lì)學(xué)生去分析、反思探究的過(guò)程,從中感悟探究化學(xué)反應(yīng)發(fā)生的基本思路,促進(jìn)學(xué)生能把今后遇到的類(lèi)似問(wèn)題與這個(gè)問(wèn)題相聯(lián)系,成為自我指導(dǎo)的學(xué)習(xí)者。
上述教學(xué)思路重在引導(dǎo)學(xué)生明晰探究的核心問(wèn)題和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本依據(jù),為學(xué)生形成解決問(wèn)題的思路與方法提供具體指導(dǎo),如引導(dǎo)學(xué)生分析其實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)中要得到實(shí)驗(yàn)結(jié)果需要觀察什么,哪些因素可能會(huì)干擾或影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果,實(shí)驗(yàn)中是如何處理的等,以此幫助學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟原理的理解。
(2) 提供方法工具將解決問(wèn)題的思路方法外顯
為了幫助學(xué)生厘清這個(gè)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)思路,在學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)、現(xiàn)象觀察與分析的同時(shí),在教學(xué)中指導(dǎo)學(xué)生借助“列表法”來(lái)呈現(xiàn)對(duì)實(shí)驗(yàn)的分析和思考過(guò)程,將實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)背后的思路方法抽提出來(lái)并將其顯性化,使學(xué)生清晰地看到這一實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵在于識(shí)別變量和控制變量(見(jiàn)表4)。
4.3其他——注重具體方法的豐富與遷移應(yīng)用
以“探究二氧化碳與水是否發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)”為載體,學(xué)生初步體會(huì)到解決這類(lèi)問(wèn)題的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路與方法,還需在后續(xù)相關(guān)內(nèi)容如二氧化碳與氫氧化鈉溶液、鹽酸和氫氧化鈉溶液的反應(yīng)探究中得到強(qiáng)化和拓展,即針對(duì)所研究物質(zhì)性質(zhì)及反應(yīng)體系的不同,幫助學(xué)生積累解決這類(lèi)問(wèn)題的具體方法和經(jīng)驗(yàn)。
學(xué)生解決問(wèn)題思路的形成能夠指導(dǎo)學(xué)生分析和解決陌生情境下的相關(guān)問(wèn)題,教師教學(xué)中需要促進(jìn)學(xué)生在具體問(wèn)題的解決活動(dòng)中領(lǐng)悟“思路方法”的工具性和可遷移性。在二氧化碳與氫氧化鈉溶液、鹽酸和氫氧化鈉溶液的反應(yīng)探究中,可讓學(xué)生的學(xué)習(xí)目標(biāo)達(dá)到進(jìn)階A3(設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)解決相關(guān)問(wèn)題),還可針對(duì)實(shí)驗(yàn)室中氫氧化鈉試劑是否變質(zhì)、食品包裝袋中生石灰干燥劑是否變質(zhì)等問(wèn)題,引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來(lái)分析和解決實(shí)際問(wèn)題。此外,高中階段還可以讓學(xué)生遷移應(yīng)用到二氧化硫通入水中、氯氣溶于水等是否發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)等問(wèn)題的探究中。
5結(jié)束語(yǔ)
以目標(biāo)進(jìn)階為導(dǎo)向,分階段遞進(jìn)式地促進(jìn)學(xué)
生形成解決特定問(wèn)題的思路與方法,讓發(fā)展學(xué)生化學(xué)學(xué)科思維方式和解決問(wèn)題能力的目標(biāo)落實(shí)在具體的教學(xué)實(shí)踐中。
解決問(wèn)題的思路方法與特定的任務(wù)(或問(wèn)題)緊密相關(guān),學(xué)生解決問(wèn)題的思路與方法的形成是一個(gè)持續(xù)進(jìn)步的過(guò)程,教師的教學(xué)要為學(xué)生解決問(wèn)題思路的形成創(chuàng)造機(jī)會(huì)和提供發(fā)展的空間。
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