◆唐小清
五年制高職化學課堂創設教學情境的途徑和方法
◆唐小清
針對五年制高職教育要樹立“以綜合素質培養為基礎,以能力培養為主線”的指導思想,結合五年制高職教育特點,為全面推進素質教育,深化化學課程體系,改革人才培養模式,在多年一線教學過程中積極探索以情境教學法培養學生分析問題、解決問題的能力,以更好地達成課程標準要求和既定教學目標。
情境教學法;化學;五年制高職
由于五年制高職學生化學知識基礎薄弱,加之化學知識本身比較抽象,學生難以理解,徒增學生學習化學的難度。因此,在五年制高職化學教學過程中,應該從學生現有知識出發,創設一種生動活潑、引人入勝的教學情境,使學生在不自覺中達到認知活動與情感活動的有機“滲透”與“融合”,使學生的情感和興趣始終處于最佳狀態,全身心地投入學習中,從而保證教學活動的有效性和預見性。以此引起學生認知結構的不平衡,造成學生心理懸念,來喚起學生的求知欲望,激發學生自主尋求解決問題的動機。
在化學教學過程中,筆者根據自己多年教學經驗,總結了以下幾種創設情境的途徑和方法。
化學是一門“以實驗為基礎”的學科,許多重要發現和科學探究都借助于化學實驗,這一點在教學過程中創設情境時有優越條件。在化學教學中可通過演示實驗、學生分組實驗或設計實驗習題等方式來創設實驗情境。
演示實驗時,教師務必引導學生仔細觀察實驗過程中產生的現象,然后分析實驗現象,最后得出結論。在學習原電池時,教師先將銅片放入盛有稀硫酸的燒杯中,學生看到銅片表面無明顯變化,再將鋅片(不與銅片接觸)放入盛有稀硫酸的燒杯中,學生看到鋅片表面有大量氣泡產生。此時的實驗現象學生自然而然就解答了:因為金屬活動性順序表中,鋅在氫之前,銅在氫之后,所以鋅與稀硫酸反應產生氫氣,而銅不與稀硫酸反應。教師這時用導線將銅片和鋅片連接起來,學生驚訝地發現銅片表面產生氣泡,而鋅片表面氣泡消失了。通過對比兩次實驗現象,讓學生思考后回答:為什么用導線連接兩種金屬后會出現上述現象?由此情境引導學生探究原電池的原理,自然能激起學生對新課題的興趣,從而提高教學的有效性[1]。
學生分組實驗是在實驗過程中讓學生真正動手接觸化學儀器。學生喜歡自己動手操作、親自參與活動的積極性很高,但往往因為動手能力不夠強,在實驗過程中表現為緊張忙碌、手足無措。教師可根據教學需要,設計一些形式多樣、能讓學生直接操作、貼近學生實際水平的實驗活動,充分利用化學實驗的魅力,提高學生化學學習興趣。如在做“實驗室制取氧氣”的學生分組實驗時,為了培養學生的觀察能力、分析問題和獨立解決問題的能力,在實驗課開始時,教師對本次實驗中的注意事項未做說明,實驗過程中發現,有的學生成功地收集到氧氣,而有些學生沒有收集到氧氣,也有些學生發現水槽中水的顏色發生變化。學生的實驗結果與預想的結果發生沖突,激起探求問題的欲望,通過積極思考并與同學交流,找到出現以上各種現象的原因,并歸納完成這個實驗的注意事項。這樣不但有效調動了學生學習的主觀能動性,也加深了對所學知識的印象。
教學中教師應當充分利用實驗情境的作用,引導學生仔細觀察并研究、分析實驗現象,激起學生強烈的求知欲和探究熱情,以更好地揭示化學現象本質,探究化學知識的規律[2]。
化學史就是化學學科發生、發展的歷史,即化學家認識自然界化學變化規律的過程。它既有從事化學研究的人們的希望,也有人們的奮斗以及失望;既有成功的歡心和喜悅,又有艱難險阻以至犧牲。展現這個過程,不僅展現了科學家揭示了的自然規律,促進學生對知識的理解能力的提高、科學思維方法的養成,而且展現了科學家的深刻的社會性、豐富的情感以及良好的個性品格。因此,化學史在化學教學中是創設教學情境的極好素材。
如在教學氯氣性質時,教師可以創設如下教學情境:
1774年,瑞典化學家舍勒在軟錳礦(主要成分是MnO2)與濃鹽酸混合加熱的實驗過程中,發現一種黃綠色且具有強烈刺激性氣味的氣體。但由于受到當時“燃素說”(后來證明是錯誤的)的影響,他最終未能確定這種氣體的組成。后來的一些研究者又被當時廣泛認同的“一切酸中均含有氧”的觀點束縛,認為此黃綠色氣體是“氧化的鹽酸”氣。直到1810年,英國化學家戴維基于以大量的實驗事實為依據,確認“氧化的鹽酸”不是一種化合物,而是由一種新元素組成的單質,他將這種元素命名為chlorine,有“綠色”之意。中文譯名曾為“綠氣”,后改名為“氯氣”。
作者:唐小清,陜西交通職業技術學院講師,研究方向為高職化學教學(710021)。
通過以上情境,學生很快知道了氯氣是一種黃綠色氣體,有強烈刺激性氣味,而且記憶深刻[3]。
化學學科與人們的日常生活息息相關,現實生活中接觸到的許多事物,存在無窮無盡的化學現象。若教師能把千變萬化的化學現象與豐富多彩的日常生活聯系起來,以教學情境的方式展示給學生,學生將會感到熟悉、真實、親切、激動和興奮;教師還可以將報紙、雜志、書籍中具有代表性的熱點、焦點問題以及能給人以啟迪的問題或案例作為教學的情境素材,把生活、生產中的實際問題與理論知識緊密聯系起來,培養學生利用理論知識分析問題和解決實際問題的能力,增強學生的思維能力和探究能力[4]。
如在學習鹽酸性質時問學生:“可溶性鋇鹽有毒,為什么在醫療上用硫酸鋇作鋇餐,碳酸鋇卻不能?”在學習鹽的水解時,教師可以讓學生思考:“明礬凈水的原理是什么?泡沫滅火器能滅火的原因是什么?銨態氮肥為什么不能和草木灰混合使用?”學習硬水軟化的方法——煮沸法時,讓學生思考:“燒水的水壺為什么易結水垢?如何除去水垢?”學習乳化作用時,為了使學生區別乳化作用與溶解,教師設置教學情境:“衣物上不小心沾上油污,可用汽油擦洗,用洗滌劑也可以去除油污,二者的原理是否相同?為什么?”學習酯化反應時,教師用“為什么酒越陳越香”導入,以“廚師做魚時常常把白酒和食醋混合使用,你知道為什么嗎”結束;學習影響氣體溶解度的因素時創設教學情境:“打開可樂飲料的瓶蓋時,為什么會有大量的氣泡冒出?為什么燒水時,在水未燒開之前就會冒氣泡?”學習金屬防腐的措施時,以學生熟悉的“自行車車把上有鍍層、車鏈上涂油”創設情境,等等。
現代社會離不開化學。在教學中,教師要善于挖掘學生的生活經歷和經驗,利用這些與學生的生活實際聯系密切、能激起學生思維的熱點和疑點,并能從中提取與教學有內在關系的情境素材,巧妙創設教學情境,產生認知的沖突、推動思維的漣漪。這樣不但可以使學生認識到化學學習的現實意義和化學知識的現實價值,還能激發學生將化學知識應用于生活實踐的熱情,使學生體會到“學以致用,用中求新”的不變真理[1]。
化學是在原子、分子的層次上研究物質的性質、組成、結構以及變化規律的科學,內容比較抽象難懂;而五年制學生的抽象思維能力還不強,使學生的學習產生不可逾越的鴻溝,也給教師的教學增加了難度。
為了解決這個矛盾,需要教師仔細分析教學內容和五年制學生的思維特點,尋找二者之間的契合點,利用實物、模型、圖表、幻燈等直觀教具,或利用視頻、動畫等多媒體技術,對圖、文、聲、像等各種信息創設教學情境,將抽象的教學內容設計成為生動、具體的教學情境,把抽象、枯燥的知識轉化為鮮活、生動的知識,使抽象概念具體化,調動學生的學習興趣,為學生的思維提供形象支撐,讓學生在真實環境中感悟和體驗知識,降低學生學習的難度,實現教學目標。
如在教學離子反應概念時,教師首先播放一段視頻:向盛有稀硫酸的燒杯中逐滴加入氫氧化鋇溶液。學生發現隨著氫氧化鋇溶液的加入,與稀硫酸組成閉合回路的小燈泡先逐漸變暗,最后漸漸熄滅;繼續滴加氫氧化鋇溶液,燈泡又慢慢地變亮。此時教室里沸騰了,這出乎意料的現象,在學生的心理上產生極大的矛盾沖突,他們思潮涌動,探求新知識的熱情被激發出來,迫切想知道其中的緣由。因為學生已經知道溶液導電的原因和影響溶液導電性強弱的因素,故教師設問:“為什么剛開始時燈泡發光?為什么加入Ba(OH)2溶液時,燈泡逐漸變暗?為什么自由移動的離子會減少?”針對教師提出的問題,學生積極思考,展開主動探究,提高了辯證地分析問題和解決問題的能力[5]。
化學課堂教學應該是一個不斷啟發、引導學生分析矛盾、解決矛盾的過程。在化學教學中,教師只有有意創設各種符合學生實際認知水平的問題情境,將教學目標轉化為一個個具體問題情境體現出來,使學生原有的知識與必須掌握的新知識之間發生沖突,才能激發學生內在學習動機的最佳誘因,從而激發他們的認知需求,快速進入學習狀態,促進他們主動參與教學活動,展開積極、主動、緊張、活躍的思維活動,在解決問題過程中體驗成功的喜悅[6]。
首先,教師在創設問題情境時,所提問題一定要小且要具體,讓學生容易找到問題的切入口,便于利用已有知識在具體情境中充分展開討論和質疑,并從中得出新的結論。
其次,所提問題難易程度要適中。問題太難或太易,都不會使學習者達到最佳的學習動機狀態,也不能對學生思維能力的培養起到良好的促進作用。創設的情境必須定向于學生最近發展區的、有一定思維含量的問題,讓多數學生經過思考能夠得到問題的答案,激發興趣。
再次,創設的情境問題要有一定的層次性和適當的梯度,問題由易到難、由小到大、由簡到繁、由表及里,層層推進,降低學生學習的難度,讓盡可能多的學生參與課堂活動,讓不同學習程度的學生都有收獲;幫助學生搭建思維支架,啟發學生在原有知識基礎上更好地接納新知識[7]。
最后,教師創設問題情境時,問題的設置要精,不一定要多;在設計問題時要能兼顧學生和教材;問題拋出后要留給學生足夠的思考、討論和探究的時間,才能發揮學生的能動性,培養學生解決問題的能力[8]。
課例:物質的量濃度教學。
【問題1】很多化學反應都是在溶液中進行,對于溶液通常不稱其質量,而是量它的體積。能否通過量取一定體積溶液而計算其中所含溶質物質的量呢?
【問題2】若利用溶質質量分數計算麻煩,你認為符合什么條件的濃度表示方法更適合計算一定體積溶液中所含溶質物質的量呢?理由呢?
【問題3】NaCl溶液物質的量濃度為1 mol·L-1,其含義是什么?
【問題4】將0.2 mol Na2CO3固體溶于水配制成2 L溶液,所得溶液物質的量濃度為多少?
【問題5】10 g NaOH固體溶于水得到250 mL溶液,所得溶液物質的量濃度為多少?
【問題6】500 mL 2 mol·L-1硫酸溶液中,H2SO4物質的量為多少?從該溶液中取出50 mL,剩余溶液物質的量濃度為多少?為什么?
【問題7】11.7 g NaCl固體溶于500 mL水中,所得溶液的物質的量濃度為多少?
【問題8】將0 ℃ 101 kPa條件下22.4 L HCl氣體溶于水中,配制成500 mL溶液,計算所得溶液的物質的量濃度。
【問題9】配制500 mL 0.1 mol·L-1的NaOH溶液,需NaOH固體質量為多少?
【問題10】如何配制100 mL 0.1 mol·L-1Na2CO3溶液?需要哪些儀器?有哪些步驟?
【問題11】從定義、單位、表達式等方面對比物質的量濃度與質量分數。
解決問題有助于思維能力的培養。在教學過程中,教師適時地創設恰當的問題情境,讓學生帶著問題學習,引發學生積極思維,使學生養成良好的思維習慣,提高思維品質[1]。
習題是化學學習過程中不可缺少的重要環節之一。在日常教學中,教師應精心挑選一些習題,根據學生在練習過程中可能遇到的不能解決的難題,靈活地創設教學情境,不僅能從不同的思維角度對學生進行強化訓練,使學生的知識結構更加完善,而且能及時反饋、了解學生對知識的掌握程度,便于根據學生學習情況調整教學策略,進行后續教學。
如教學同分異構體的類型,教師創設如下習題情境:
下列幾種有機物中,互為同分異構體的是_______;為同種物質的是________;為同系物的是________。

學生根據已有知識比較順利地完成任務,緊接著根據習題中出現的幾種同分異構體,總結出同分異構體的類型有碳鏈異構、位置異構和官能團異構。學生根據已有知識,通過自我探究構建新知識,學習興趣高漲,學習效率也提高了[9]。
以上是創設教學情境時常用的幾種方法,這些方法之間相互滲透、相互聯系,經常相互搭配使用,而不是割裂開來。在實際教學過程中,對于某一項學習內容,一般不可能只創設一種教學情境,最好能通過幾種不同的情境素材、用幾種不同的方式來創設教學情境,使不同的學生可以嘗試幾種不同的學習方式,以更好地激發學生的思維,促成教學目標的達成,增強情境教學的有效性。
例如:在教學乙烯加成反應時,由于學生對于加成反應原理理解不夠透徹,教師就可以采用多種方式創設教學情境,讓學生看乙烯加成反應的Flash動畫,也可以利用乙烯的球棍模型給學生演示斷鍵加成的過程;由于化學平衡的概念抽象難懂,在教學時,教師可以利用現代多媒體技術模擬動態平衡的過程,還可以給學生舉水池進出水的例子,使學生利用數學知識幫助理解化學中的抽象概念。
創設情境的目的是為了更好地達成教學目標,是為了學生更好地發展。在教學中,并不是每個知識點都需要創設情境。因此,要根據教學實際,有需要就創設,沒有需要就不創設,而不應該為了創設情境而創設情境,被情境牽著鼻子走。如何創設一個適合的、有價值的和有啟迪性的教學情境,能夠讓學生從其中獲取有用知識,促進學生發展和獲得情感體驗,還需一線的教師在實踐中不斷地去分析、嘗試、反思和探討[10]。
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