初中化學教育以提高學生的科學素養為宗旨,課堂教學必須超越對具體知識本身的追求,從傳授事實、掌握知識轉變為應用知識、發展觀念,即要從知識為本的教學轉向觀念建構的教學,這就要求課堂教學要有智慧,教師要構建富有化學味的課堂?;诖?,龍巖市初中化學名師工作室確定了“課堂教學如何體現化學學科特色”的科研課題。
項目負責人陳美釵老師在“堿的化學性質”課堂教學示范課中,在課程資源的選擇與利用、教學過程的設計、課堂教學活動的組織與引導等方面進行了精心、全面的規劃。凸顯化學實驗的探究功能,在知識教學中傳遞觀察、對比、類推等化學方法研習,解決核心問題思維瓶頸,傳遞物質的兩面性、性質決定應用、宏觀—微觀—符號三重表征等化學學科觀念,使學生從化學學科觀念的視角看待問題、分析問題、解決問題,將知識內化為本身的能力。作為觀察者,我們認為本節課是有智慧和充滿化學味的課堂教學,在課堂教學中體現了化學學科的特色。
一、設置恰當的實驗探究核心問題
本節課的學習內容是堿的化學性質。學生在二氧化碳的學習中已經認識到二氧化碳能與石灰水反應,對氫氧化鈣的化學性質有了一定的認知基礎,在學習了酸的性質之后,從“物質類屬”角度出發,對學習堿的化學性質在學習方法上也有了認知基礎,從“二氧化碳能與石灰水反應”轉到“大家能不能猜測一下CO2與NaOH溶液是否也能反應呢?你依據什么做猜測的?如果能夠反應,請試著寫出化學方程式”核心問題也就水到渠成。
課堂中首先設計了3個實驗。【實驗1】將NaOH溶液倒入盛有CO2的集氣體瓶中,先讓學生觀察“兩者混合接觸后沒有現象”,進而引出“如何設計實驗證明CO2與NaOH溶液確實發生了化學反應”?!緦嶒?】將去殼熟雞蛋放在盛有CO2的集氣體瓶口,將NaOH溶液倒入集氣體瓶中并振蕩的“瓶吞雞蛋”實驗?!緦嶒?】將NaOH溶液倒入盛有CO2的燒瓶中,將導管綁有氣球的單孔橡皮塞塞緊燒瓶并振蕩的“氣球膨脹”實驗,通過“明顯的實驗現象”引導學生從“壓強減小”反推到“氣體減少”,進而讓學生初步判斷NaOH溶液與CO2發生了反應。
3個實驗緊緊圍繞“CO2與NaOH溶液是否也能反應?”的問題開展,從“沒有現象”到設計一定實驗觀察到“明顯現象”,一方面調動了學生積極參與課堂實驗觀察與思考的高漲情緒,另一方面為問題的解決到知識的產生創設了探究的體驗和感悟。當學生初步認識到CO2與NaOH溶液能反應時,呈現“多樣化的實驗設計”方案圖,讓學生體驗化學實驗與知識聯系的美妙之處。
在進行實驗設計時,有一位學生把他的方案“往溶液里滴加紫色石蕊試液,溶液變紅,再將溶液加熱,若溶液仍為紅色,則證明有發生化學反應”寫在黑板上,這位學生的思路是錯的。但陳老師并沒有置之不理,而是進行了“這位同學想用指示劑設計實驗方案的思路”的點評,順勢提問:“檢驗堿性是用石蕊試液更好,還是用酚酞試液更好?”引導學生用更明顯的現象進行設計,通過對比實驗“酚酞試液分別滴入到氫氧化鈉溶液、【實驗1】完成后的溶液”,讓學生認識到實驗設計的不科學之處,修正學生知識與思維的認識。
二、開展方法研習,打破思維瓶頸
對于問題“CO2與NaOH溶液是否也能反應呢?你依據什么做猜測的?”陳老師做了“通過前面鹽酸、硫酸的學習,都屬于酸,性質很相似,氫氧化鈉和氫氧化鈣都是同類物質,因此可以類推氫氧化鈉也能與二氧化碳反應”,“今天我們認識氫氧化鈉、氫氧化鈣的化學性質,也是運用對比的學習方法”的引導,從學生已有的認識出發,從方法研習入手進行學法指導,引導學生從類推方法進行知識的遷移與應用。呈現“多樣化的實驗設計”方案圖后,拋出“對這些方案證明CO2與NaOH確實發生了反應,你會有什么質疑的嗎?”的問題,讓學生進行深層次的思考?!岸趸紩c水反應”,學生這樣回答。“二氧化碳還會溶于水”,陳老師這樣補充。思維的和諧在課堂中這樣得到體現。
基于質疑呈現問題組:因為CO2會溶于水,所以還必須設置對照實驗,即用 代替燒堿溶液進行實驗,如果觀察到軟塑料瓶變癟程度 (填“增大”或“減小”),才能最終證明CO2與NaOH確實發生了反應。基于質疑開展對比實驗:取【實驗1】集氣瓶中的溶液適量倒入一試管中,往其中滴入稀鹽酸,觀察到大量氣泡產生;取氫氧化鈉溶液適量倒入一試管中,往其中滴入稀鹽酸,觀察不到現象?!芭袛喽趸寄芘c氫氧化鈉溶液反應,是采用氣壓變化更可靠,還是檢驗生成物更可靠?”問題組的設計與對比實驗進行方案的評價,使學生更清晰地認識到探究“CO2與NaOH溶液是否也能反應呢?”的知識的產生和發展。方法的研習、思維的突破、問題的解決及知識的產生,能讓學生在學習中進行自我調節、修正,內化為自身的學習能力。
三、建構化學觀念,促進知識向能力轉化
以“知識為本”的教學轉向“觀念建構”的教學正逐漸被一線教師接受。化學基本觀念不以現成的結論呈現在教材中,它內隱于課程教材體系中。本節課中陳老師以具體化學知識的學習為載體,進行化學觀念建構。呈現“泡過氫氧化鈉的雞爪”圖片,讓學生認識到氫氧化鈉的腐蝕性,呈現氫氧化鈉常用于制人造絲、造紙等圖片,讓學生認識氫氧化鈉的應用,“如果我們合理利用它,它就能夠為我們的生產生活起促進作用”,通過對比、解釋,引導學生認識“物質的兩面性”。
當學生寫了往澄清石灰水通入二氧化碳的化學方程式后,設計了問題串。(請通過觀察化學方程式思考以下問題:1.要檢驗某氣體是否為二氧化碳,可利用什么試劑?2.盛裝石灰水的試劑瓶用久后瓶壁上會附有一層白色的膜,該白膜的成分是什么?3.用石灰漿粉刷墻壁,干后能形成堅硬的墻面。這是為什么?4.請解釋用石灰漿抹的墻壁剛開始為什么會有水珠?)?!罢J真觀察化學方程式,與同學們交換一下我的觀察方法,如果從反應物的角度觀察,從CO2角度觀察,可以獲得這是CO2的一種化學性質,所以可以解釋可以用石灰水檢驗二氧化碳,從反應物氫氧化鈣角度觀察,可以獲得氫氧化鈣的一種化學性質,從而找到應用的一些依據”,“化學符號不管是化學式,還是化學方程式,都是我們學習化學強大的思維工具”,問題不僅承載解決知識的功能,還傳遞“物質的性質決定用途”的觀念,挖掘化學符號的價值觀還使學習觀念從無形到有形,以“知識為本”的教學轉向“觀念建構”的教學在這里得到充分的展示。
堿作為化合物知識的學習,離不開進行實驗、觀察現象、符號表達。進行【實驗4】,在氫氧化鈉溶液、石灰水中分別滴加硫酸銅溶液后,先根據實驗現象寫出氫氧化鈉與硫酸銅反應的化學方程式,“請大家從反應物、生成物物質分類的角度,生成物和反應物的組成,觀察有什么特征?”陳老師和學生一起找尋反應規律和書寫方法,學生嘗試書寫氫氧化鈣與硫酸銅反應的化學方程式,化學方程式的書寫從模仿到建構,體現化學學科符號表達特有的思維觀念。通過前面問題的設計、實驗的探究,學生對氫氧化鈉、氫氧化鈣具有相似的化學性質有了知識的認知,在對比氫氧化鈉、氫氧化鈣知識的學習中,學生認識到組成上有相似性,引導學生建立“組成決定性質”的觀念,“溶液中都存在OH-”,揭示兩種堿的水溶液有共同的化學性質的微觀本質,構建“宏觀現象—微觀解釋—符號表達”三重表征觀念。
本節課以有智慧的教學設計,對兩種常見的堿的化學知識進行深入挖掘,以化學觀念教學為引領,以活動促發展,讓學生經歷知識的探索、發現過程,在深層次的思維活動中獲得清晰的知識認識,也讓學生在化學課堂教學中體驗到濃厚的化學味所帶來的情感愉悅。當然,這也讓課堂觀察者明白了如何開展有化學味的課堂教學,課堂教學如何體現化學學科特征。