《金屬防護和廢金屬回收》這一內容非常重要,一是它密切聯系生產生活實際,二是它蘊含著重要的化學學科知識、方法和觀念。同樣是這個內容,在初中化學(以及科學)課程和高中化學課程(如《化學與生活》模塊)中都有明確要求,但是要求是不一樣的。那么,在初中化學教學中,關于這一課題,我們要教給學生什么呢?繆老師的這一節課為我們做了很好的示范。
一、方法引導和思維啟迪
眾所周知,新課程以培養學生的科學素養為主旨,構建了知識與技能、過程與方法、情感態度價值觀三維一體的課程目標。廣大教師對三維目標都很認同,但是課程目標到教學目標有一個轉化或者說細化的過程。具體到一節課,三維目標怎么落實?這的確是一個說起來容易做起來很難的問題。
關于知識目標,大多數教師都能做到如數家珍,條分縷析,滴水不漏。但是關于后兩個維度目標,可能很多教師頗感困惑。因為知識與技能的內容是顯性的,而過程與方法的內容并不是顯而易見的,或者說是隱性的。雖然說現在的教科書中特別重視過程與方法,也給廣大教師以引導,但是這一內容主要還是靠我們教師自己去挖掘。同樣,情感態度價值觀的內容也是隱性的,也需要教師充分運用自己的教學智慧。
只關注知識與技能的教學是平庸的教學,而將三維目標有機融合的教學才是優質的教學,因為后者將培養學生的科學素養作為宗旨。我認為,繆老師在《金屬防護和廢金屬回收》這一節課中很好地落實了三維目標。以下著重分析這節課的過程與方法的目標是如何落實的。
一是觀察的方法。譬如,在課的開始,就讓學生觀察實驗圖,引導學生仔細觀察實驗現象;接下來,在鐵釘銹蝕的實驗中,又引導學生進行全面觀察,對比觀察;然后在生銹的鐵釘與鹽酸反應的實驗中,也要求學生進行仔細觀察。觀察不僅僅是看看而已,同時也伴隨著思維活動。我們注意到,繆老師不斷地引導學生在觀察時進行思考,由表及里,深入分析實驗現象背后的原因。這樣,學生的觀察活動不僅僅停留在事物的表象,而且深入到事物的本質。
二是實驗方法。本節課將實驗引導與啟迪思維相結合,以實驗創設教學情境。實驗是教學的基本內容和基本手段。在鐵釘的銹蝕實驗中,同時呈現5組實驗現象,這種對照實驗(或者稱對比實驗)的方法,對于分析影響鐵釘銹蝕的因素是很有成效的。同時也讓學生學習了控制變量的實驗方法。我們注意到,在溫度對金屬銹蝕速率的影響這一內容的教學中,還培養了學生設計實驗方案的能力。
三是思維的方法。如果說,前面提到的觀察方法和實驗方法屬于經驗方法的話,那么思維方法就屬于理性方法。這節課至少運用了分析與綜合、比較與類比、歸納與演繹等思維方法。
二、學科基本觀念的滲透
現在,不少人在談論學科的基本觀念。化學學科的基本觀念是什么?包含哪些內容?這個問題見仁見智。但是,概括地說,化學學科的基本觀念一定是超越具體的事實和概念的知識,是對化學學科最一般規律的認識。就繆老師的這節課來說,我以為體現了以下一些化學基本觀念:
一是化學實驗觀。人們常說,化學是以實驗為基礎的科學。的確,化學發展到今天,須臾離不開化學實驗?;瘜W事實的發現靠實驗,化學理論的建立也是以實驗為基礎,然后必須經過實驗的檢驗。實驗是化學學科的基本特征,同時也應該是化學教學的基本特征。遺憾的是,在現實的教學中,不少教師對化學實驗不夠重視。以前是講實驗、畫實驗,現在流行以視頻實驗代替真實的實驗。
繆老師對實驗的重視,體現在雖然是借班上課,但在一周之前就請所在學校的老師準備了實驗,(鐵釘生銹需要一星期時間才能有明顯效果)??梢韵嘈牛绻谧约喊嗉壣险n,也許會在教室里放置這組實驗,讓學生每天觀察。
二是元素觀?;瘜W元素觀的建立,有利于學生對物質世界形成有序的認識,有利于培養學生學習化學的思維方法。在初中階段,學生剛開始學習化學,建立起元素觀非常重要。這節課,繆老師在講了鐵的銹蝕之后,接著呈現了銅的銹蝕的問題,引導學生根據銅綠的化學式,推測影響銅銹蝕的因素可能有哪些。這就是根據元素守恒的原則進行的推理。
三是化學變化觀?;瘜W是研究物質的組成、結構和變化的科學?;瘜W變化觀無疑是化學學科的核心觀念之一。那么,這節課的化學變化觀體現在哪里呢?一是影響化學反應的因素,也就是化學反應能否發生、如何發生的問題,屬于化學熱力學的范疇,比如,鐵的銹蝕、銅的銹蝕、“是哪些物質參與了反應”等問題。二是影響化學反應速率的因素,也就是化學反應快慢的問題,這屬于化學動力學的范疇。比如,溫度對鐵銹蝕速率的影響就屬于這一范疇。
化學變化本身有客觀規律,客觀規律不存在好與壞的問題。我們了解化學反應的規律,就是為了控制或者利用這些規律。在學習了影響金屬銹蝕的因素之后,接下來就是運用前面學習的化學變化知識分析金屬的防護問題。這是順理成章的事情。然而,繆老師又呈現了用鐵粉為食品保質、保鮮的例子。這是出乎我的意料的,可以說看到這里,眼睛為之一亮。通過這個例子,很好地培養了學生的辯證思維。
三、知識的遷移和運用
舉一反三,學以致用,這樣的知識才有價值。本節課從鐵的銹蝕和防護,遷移到銅、鋁的銹蝕和防護,從影響金屬銹蝕及其速率的因素入手,分析了金屬防護的方法。
可能有的老師認為,這節課的有些內容偏深了,比如銅的銹蝕問題、鋁的外層致密的氧化物的問題。但是,從課堂情況看,學生是可以理解和接受的。當然,知識內容講到什么深度,要看學生的基礎,授課對象是一所重點中學的學生,他們的接受能力可能會超出我們的預設。
總體來說,這節課較好地體現了學科思想方法,有效激發了學生的課堂學習熱情,是一堂成功的好課。但也有些細節問題有待完善,比如,就實驗而言,還有創新的空間。教材中的實驗當然是經典的,我們有必要做。但是隨著新技術的出現,有些新實驗我們也可以嘗試。譬如,鐵的銹蝕的實驗,我見到過有的老師用活性鐵粉來做,用氧氣傳感器檢驗瓶中的氧氣,在很短的時間內可以發現氧氣濃度下降到3%以下,效果非常好。
以上是我對繆老師這節課的一孔之見,不當之處,敬請指正。
(作者為南京師范大學教師教育學院教授)