張文杰 陳海榮
(江陰市山觀高級中學 江蘇 江陰 214437)
一堂“方法與價值觀”教育的精彩課例
——以苯的教學設計與對話為例
張文杰陳海榮
(江陰市山觀高級中學江蘇江陰214437)
知識與技能、過程與方法、情感態度與價值觀是教育目標的三個方面。文章以苯的課堂教學設計為例,采用師師對話的模式,說明把方法、價值觀教育與知識與技能整合在一起,闡述方法與價值觀教育在教學中的巧妙設計,潤物無聲。
過程與方法;情感態度與價值觀;苯
知識與技能、過程與方法、情感態度與價值觀是教育教學過程中應該達到的三個目標維度。在教學設計中,人們更容易關注知識與技能的傳授,方法與價值觀的教育容易縮水。三維目標在一節優秀的課堂教學中是相輔相成的,在教學設計中不能顧此失彼,而應做到最佳整合。
“苯”是在學習過烷烴和烯烴的基礎上學習的,它有飽和烴與不飽和烴的性質,但又存在明顯差異,是新的一類烴的代表。苯在工業生產中是一種重要的原料,“苯”的學習,不僅能讓學生感受到“化學服務于生活”,而且使烴的知識得到完善和延伸,也是培養學生邏輯思維能力、觀察能力、動手、動腦能力的重要內容。
古希臘生物家普羅塔戈說過這樣一句話:“頭腦不是一個要被填滿的容器,而是一把需被點燃的火把。”好的教學設計就是引燃這支火把的火種。
19世紀歐洲許多國家都使用煤氣照明,煤氣通常是壓縮在桶里貯運的,人們發現這種桶里總會剩有一種油狀液體,但長時間無人問津。英國化學家法拉第對之產生了興趣,他花了整整五年時間提取這種液體,用蒸餾的方法在80℃左右將這種油狀液體進行分離,這種物質就是苯。
張老師:“陳老師,在這短短的幾句話中,承載了很多信息啊。有歐洲的照明史,有煤氣的儲存,有科學家法拉第,科學家的研究精神,有苯的物理性質和分離方法等。”
陳老師:“理科的教學語言就應該言簡意賅。在引入中,不僅要告訴學生苯的發現和來源,更重要的是向同學們傳達一種科學家的精神——關注常人視而不見的東西,并且能夠持之以恒地研究。這種精神最值得傳承下去。正是法拉第的貢獻,我們才能進一步認識苯,研究苯。”

Michael Faraday(1791-1867)
陶行知說過:“行是知之始,知是行之成。”用親身感受代替死背教科書是學生認知行為的最大提升。人們認知物質的直觀方法就是感官,把經驗轉化為知識。看到顏色和狀態;聞到氣味;檢驗到溶解性和密度;查資料可以拓寬認知面。一瓶苯放到實驗桌上,學生去親歷親為,獲得最直觀的信息。
張老師:“一節實驗課要花很長的時間準備,但是看到同學們的學習熱情,還是很值得的。”
陳老師:“是啊,教師就應該為學生創造條件體驗,提供機會探究。克服教師一言堂。通過體驗學習,也無言地告訴了學生認知的科學方法,而不是一味地盲從他人或教科書。”
張老師:“在比較苯和水的密度大小時,您還讓學生想方法鑒定苯在上層還是下層,而不是簡單地告訴學生上層是苯,當然細心觀察的同學能注意到苯滴入水中是浮在上層的。”
陳老師:“一個小問題也能調動學生的思維活性。學生再往試管中加水,發現下層的水面升高了,說明苯的密度比水小,在上層。學生通過動手實驗獨立解決問題,會體驗到很大的成就感。”
張老師:“關于資料的查閱,你做的百度截圖很清晰。這塊知識完成后,您還讓學生自己做了歸納與提煉,不擔心浪費時間嗎?”
陳老師:“課前學生時間和條件都受到限制,不然讓學生親自去查就好了。在這里,我代勞了,主要想讓他們知道,查資料也是一種重要的學習方法。隨著信息化的飛速發展,利用網絡查資料會更便捷。像百度文庫和百度百科對我們老師的教學都特有幫助。另外,歸納與總結是學生認識物質、增強記憶的高效方法。”

法拉第發現了苯,并且做了提取。法國科學家日拉爾等人通過實驗發現苯僅有碳、氫兩種元素組成,其中碳元素的質量分數為92.3%,氫元素的質量分數為7.7%,苯蒸氣的密度為相同條件下氫氣的39倍。你能通過計算確定苯的分子式嗎?
張老師:“陳老師,教材中已經把苯的分子式告訴了學生,您為什么又提供數據讓學生計算呢?”
陳老師:“從物質的組成確定物質的化學式是化學研究中重要的一步。教師提供數據,讓學生去計算,去分析,增強計算能力。確定了苯的分子式,也為后面苯的結構和化學性質的研究打下了基礎。我們要做的就是要善于抓住機會,點燃學生思維的火花。”
作為一種由碳氫兩種元素組成的有機物,苯具備怎樣的化學性質呢?“可燃性。”學生會毫不猶豫地回答。燃燒的現象又如何呢?還有的同學提出了苯與酸性高錳酸鉀容易反應,也有的同學提出了苯與溴水反應。
張老師:“很多課例在得到苯的分子式后,就來研究苯的結構,是否含有雙鍵或叁鍵等不飽和鍵。您怎么想到要初探苯的化學性質呢?”
陳老師:“得出了苯的分子式后,初探苯的化學性質,主要目的是為了分散教學難點。苯的可燃性是顯而易見的,但是燃燒的現象就需要學生思考了,原因與含碳量有關。在這里,我是先讓學生利用所學知識猜想燃燒現象,再通過實驗驗證,這也是探究性教學的基本做法。在初探化學性質時,學生很容易受到烯烴化學性質的影響。我們組織學生用酸性高錳酸鉀和溴水兩個實驗來對猜想驗證,這也為后面的探究苯的結構奠定思維基礎。總體來說,就是運用了猜想加驗證的學習方法。如果直接根據苯中所缺少的氫原子的個數來推測苯的結構,這對于我的學生而言是有難度的,不符合學情。”
根據苯分子中碳原子與氫原子的個數比和實驗事實,教師引導學生分析苯分子的可能結構。

陳老師:“直接將苯分子的可能結構給學生,能夠降低學生的思維負擔,因此,我們備課時還要備學情,不能為了思考而思考,超越學生思維的思考也沒有意義。在可能結構中,我們要引導學生利用所學知識和實驗現象來分析排除,逐步來建構學生的正確認知。”
張老師:“是啊,排除了四種不可能的結構后,我觀察到學生渴望知道苯結構的表情越來越明顯。您的設計還是非常符合學生的認知規律的。”
在學生的期待心情中,教師又推出了一位大師——凱庫勒。他曾經渴求探索苯的結構,并且還出現了因夢而成的佳話。

德國化學家凱庫勒

凱庫勒夢境示意圖

苯的凱庫勒式

苯的凱庫勒結構簡式
凱庫勒說過:“我們應該會做夢!那么我們就可以發現真理,但不要在清醒的理智檢驗之前,就宣布我們的夢!”這又是大師思想的真諦。凱庫勒苯環結構的有關觀點:①6個碳原子構成平面六邊形環;②每個碳原子均連接一個氫原子;③環內碳碳鍵以單雙鍵交替。但是,如果是單雙鍵交替的話,那么,在前面的實驗中,為什么不能和溴水加成呢?為什么不能使酸性高錳酸鉀溶液褪色呢?科學證明:苯只有一種碳碳鍵長,并且苯的鄰位二鹵代物只有一種結構。大師的結論也有問題嗎?
陳老師:“教給學生學會質疑,也是教學的一項任務。不盲從、敢質疑、會思考是推動認知的原動力。”
美國化學家鮑林根據前人的經驗和自己的實驗結果得出了苯的模型。

苯的鮑林模型

苯的鮑林式結構簡式

苯的比例模型
至此,苯環的結構特點歸納如下:①平面正六邊形,分子中的六個碳原子和六個氫原子均在同一平面;②各個鍵角都是120°;③苯分子中碳碳鍵的鍵長為1.40×10-10m,介于單鍵(1.54×10-10m)和雙鍵(1.33×10-10m)之間。人類對于苯的結構認識就更加的完善:苯環內是介于單鍵與雙鍵之間的特殊共價鍵,而不是單雙鍵交替的結構。由于對凱庫勒的紀念,凱庫勒結構簡式可以繼續使用。

苯的硝化反應裝置圖
苯的微觀結構已經探究清楚。根據苯的結構特點可以猜想苯的化學性質——取代和加成。苯的取代和加成是否和烷烴與烯烴的相同呢?就進入了下一步的實驗探究。有苯的溴代、苯的硝化反應和苯與氫氣加成反應。
張老師:“苯的結構明確后,再探究苯的化學性質,可謂水到渠成。”
陳老師:“這一塊知識是本課題的重點也是難點,在前面的教學中排除了苯不具有的性質,也就明確了苯與烷烴和烯烴的性質差異。苯的取代反應中溴代和硝化反應是比較有代表性的實驗,因此要重點探究。由于液溴的特殊性質,在溴代反應中,我采用了視頻輔助教學。苯硝化反應的實驗中含有了一些學生以前沒有接觸過的元素,重點采用了分組探究學習。本實驗中采用了水浴加熱,兼具冷凝回流作用的長導管等,都應讓學生體驗觀察。化學學科的特點就是以實驗為基礎,實驗教學不能打折扣,盡量創造條件讓學生體驗。”
張老師:“在實驗過程中,我看到學生能夠做到井井有條,忙而不亂,相互配合。”
陳老師:“是的,這也是平時教學中給學生多加練習的結果。一堂課,老師付出的越多,學生收獲的也就越多,尤其是知識以外的東西。”
陳老師:“研究物質的目的是為了應用。作為系統研究物質的一個完整流程,苯的應用也應該全面介紹,這也是“STS”教學的要求,也能激發學生的學習熱情。性質決定用途也是重要的化學思想。”

張老師:“陳老師,本節課的教學設計的確是處處有匠心。尤其是在過程與方法,情感態度與價值觀方面傾注了智慧,給人的感覺是潤物細無聲啊。”
陳老師:“授之以魚不如授之以漁,在新課程改革中,我們更應該關注方法與價值觀的教育,說實話,這也是當前很多中學生缺乏的。”
[1]王祖浩.高中化學教學參考書:化學必修2[M].南京:江蘇教育出版社,2007
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[3]王朝銀.步步高學案導學設計·蘇教版化學必修1[M].哈爾濱:黑龍江教育出版社,2013:91
1008-0546(2015)10-0070-03
G633.8
B
10.3969/j.issn.1008-0546.2015.10.024