李忠元 徐丹丹


摘要:基于對“現象教學”核心內涵的理解,以初中化學“溶解現象”為例,從現實問題出發,運用主題教學方法設計單元復習。從溶液的形成、特征、配制方法、定量表示、溶液計算等方面設計學習任務,構建溶液的知識體系和教學設計思路。在真實情境下解決實際問題,調動了學生學習的積極性,實現了單元復習課功能,在提高學生知識水平的同時,發展學生的合作能力、交流能力和創新能力,促進學生核心素養的發展。
關鍵詞:現象教學;復習課;設計研究
文章編號:1008-0546(2022)09-0076-04中圖分類號:G632.41文獻標識碼:B
“現象教學(TeachingByTopic)”是基于現象(主題)的教學。“現象教學”從學生現實生活中存在的真實問題和情境入手,事先確定一些主題,然后圍繞這些主題,將相近的學科知識重新編排形成學科融合式的課程模塊,在同一模塊中囊括跨學科的知識,以主題貫穿學習,實現跨學科教學。[1]“現象教學”的特征是圍繞真實的任務,結合項目式、情境體驗式和合作學習式,讓學生在合作和探究的過程中達成主題任務目標,培養學生的綜合能力。“現象教學”的最大特點是基于需要、剖析現象、回歸應用,通過跨學科的合作教學,使學生獲取知識并發展各方面的能力。
在化學課程中進行的“現象教學”,主要是融合學科知識圍繞某一主題進行的教學。本文以初中化學“溶解現象”單元復習為例,通過對溶液相關的主題內容進行重新設計,確定建立知識點之間的內在聯系,使之具有可探索性,增加學生獲取直接經驗的空間,提升學生的能力水平,建構完整的具有邏輯性的知識體系,從而形成對溶液相關知識的較為全面的理解,使課堂教學不僅是一個教與學的過程,更是一個經過創新的實踐過程。“溶解現象”涵蓋了多方面的內容,與工農業生產和人們的日常生活密切相關。例如:水能溶解許多物質形成溶液,許多營養物質都是分散或溶解于水中最終被人體吸收的。在人類的生產和生活中,溶解現象隨處可見,應用極其廣泛,涉及農藥、醫藥、紡織印染、石油開采、污水處理、生產生活中常用的冷卻劑、農作物無土栽培營養液、水產養殖、風力及日光海水曬鹽、生理鹽水等溶液的配制、飲料、各種日用洗滌劑、化妝品、乳制品、植物油、溶液的導電性等。[2]
一、基于“現象教學”的設計策略
復習課是對已有知識的整合、深化、提升和重組構建的過程,溶解現象與學生生活聯系緊密,在設計“溶解現象”復習課時,通過創設真實的問題情境,以實驗為載體,引導學生通過實驗探究活動進行相關知識點的復習,在問題解決中鞏固所學知識,在對知識體系進行重構的過程中,促進學生感受學科價值,解決復習問題,能使復習課變得有趣高效。
1.教學設計思路
基于“現象教學”設計的復習課,主要設計思路為:①真實情境下的問題驅動;②對驅動問題展開探究;③嘗試各種問題解決的方法;④在活動中提升能力;⑤問題解決,成果分享。
依據上述思路,在設計“溶解現象”單元復習課時,首先要通讀教材,研讀課標和考綱對本章的基本要求,通過對溶液定義、特征、性質、組成、溶質質量分數等概念的聚焦,確立復習主題和重點,使創設的問題情境與真實情境相交融,設計出一條明晰的以主題教學和實驗探究活動引領的復習主線。其次,通過對真實情境下問題的探究、分析、處理,學會解決問題的方法,并在此過程中整合本章教材內容,使之條理化、系統化、網絡化。再次,選擇以自主、合作、探究學習為基本方法,使整個復習過程設計的問題充滿啟發性、思考性、創新性和探究性,在問題解決的基礎上分享學習成果。
2.教學設計方法
(1)從現象的真實性、探究的有序性和思維的深刻性確立復習視角,在設計“溶解現象”復習課時,我們重點做了以下考慮:從創設真實情境與設計驅動性問題(現象的真實性)、建立探究任務與安排探究環節(探究的有序性)、掌握探究方法與建構化學概念(思維的深刻性)三個研究視角對“溶解現象”的內容進行了梳理,通過對本單元各部分知識點的梳理,設計探究情境和問題,通過對問題的解決加深對溶液相關知識的理解和掌握,通過復習整合讓學生形成完整的知識體系。
(2)以一瓶失去標簽的無色液體為情境核心設計實驗探究活動主線
首先,結合復習內容,創設一個真實的情境:以探究一瓶失去標簽的無色液體為情境核心,展開對此無色液體成分的猜想,進而引導學生從溶液的形成、特征、配制方法、溶液的定量表示、固體溶解度等方面生成一系列問題,以此為主線把溶液知識都串起來,形成一條明晰的實驗探究活動主線。[3]
其次,通過對失去標簽的無色液體的探究,引導學生以小組為單位設計實驗方案,讓學生在假設、探究、釋疑中不斷解決問題,逐步構建知識網絡,提高學生分析、分類、歸納、綜合等能力,進一步激發學生學習的興趣和求知欲,提升高階思維能力,發展學科核心素養,培養學生科學探究的能力。
3.教學設計方案
根據溶解現象章節內容,提前安排各小組獨立設計項目主題方案,經過分組展示、討論、歸納整理后形成以下五個方面的學生探究主題:
主題1:物質在溶解過程中會發生哪些變化?為什么會發生這些變化?
主題2:水溶液具有哪些重要的性質?這些性質有何應用?
主題3:如何表示溶液的組成?還有哪些方法可以表示溶液的組成?
主題4:影響物質溶解性的因素有哪些?這些因素是如何影響物質溶解性的?
主題5:如何定量表示物質的溶解性?利用其可以解決什么問題?
圍繞上述項目主題內容再組織學生分組設計活動方案,并在教師指導下進行優化、整合,使之更具有可操作性,體現了以學生活動為主體,以問題探究為主線,以問題解決為形式,以能力培養為核心,引導學生通過對相關主題的討論與探究,讓學生在分析溶液性質的基礎上,系統掌握與此相關的知識。
二、基于“現象教學”的設計關注要點
單元教學設計的整體性、系統性和進階性能促進學生核心素養的發展。基于“現象教學”及實驗探究活動引領的復習課,在教學過程設計時,我們重點考慮了以下幾點:
1.課堂引入要新穎,設計的問題要富有思考性和啟發性
首先展示一瓶失去標簽的無色液體,讓學生觀察并思考杯中液體是不是溶液?如果是溶液,應該具有什么特征?如何驗證杯中液體是溶液?這樣創設的問題驅動情境既簡單又富有思考性,有利于促進學生積極思考,開展探究。[3]
指導學生建立“溶液”概念時,除了在實驗室準備高錳酸鉀、硝酸銨、氫氧化鈉等化學藥品外,還請學生找來一些身邊的物品;例如:食鹽、白糖、植物油、面粉等,以方便在后續探究中提高學生的注意力和興趣。讓學生分組把高錳酸鉀、硝酸銨、氫氧化鈉、食鹽、白糖、植物油、面粉等常見物質溶于水,觀察現象,并追問:植物油、面粉溶于水有什么特點?以此為線索引導學生積極思考并總結懸濁液、乳濁液和溶液的特點及區別。在家里,如何清洗油污?引導學生分析生活中的乳化現象,并交流討論溶解和乳化的區別。
2.探究思路要清晰,設計的實驗要富有趣味性和創新性
為了讓學生把目光從教材實驗轉向生活中的現象,引導學生嘗試設計了一些生活趣味小實驗。譬如圍繞主題1:物質在溶解過程中會發生哪些變化?如何根據物質溶解時常伴隨吸熱或放熱現象設計實驗來鑒別失去貼標簽的硝酸銨、氫氧化鈉、氯化鈉三瓶白色固體?學生利用物質溶解時熱量變化能導致裝置內外壓強差變化的原理,先獨立思考設計實驗方案,再通過上網查閱資料尋找較佳實驗方案,最后經小組交流后確定本組的實驗方案。各小組經過充分交流后將設計的實驗方案匯總如下:
(1)用等體積水溶解等質量的三種固體,用手粗略感知溶解前后水溫的變化。
(2)用等體積水溶解等質量的三種固體,使用溫度計精確測量溶解前后的溫度變化。
(3)把盛水的燒杯放在表面噴灑一層水的小木塊或玻璃片上,然后分別溶解三種固體,能把燒杯和木塊或玻璃片凍在一起的是硝酸銨固體。
(4)把盛水的燒杯放在表面滴有熔化的石蠟的小木塊或玻璃片上,待兩者粘連在一起后,再分別加入三種固體,使之溶解。能使燒杯下面石蠟熔化的是氫氧化鈉固體。
(5)利用圖1所示裝置,滴入水使固體溶解,如觀察到燒杯中導管口有氣泡冒出,說明被溶解的固體是氫氧化鈉,如果燒杯中的導管里有水柱上升,說明被溶解的固體是硝酸銨;無明顯變化的是氯化鈉。
(6)利用圖2所示裝置,滴入水使固體溶解,如觀察到U形管右端液面升高,說明被溶解的固體是氫氧化鈉,如觀察到U形管左端液面升高,說明被溶解的固體是硝酸銨;無明顯變化的是氯化鈉。
(7)利用圖3所示裝置,滴入水使固體溶解,如觀察到氣球膨脹,說明被溶解的固體是氫氧化鈉,如觀察到氣球變癟,說明被溶解的固體是硝酸銨;無明顯變化的是氯化鈉。
(8)利用圖4所示裝置,滴入水使固體溶解,如觀察到氣球a變癟,氣球b膨脹,說明被溶解的固體是氫氧化鈉,如觀察到氣球a膨脹,氣球b變癟,說明被溶解的固體是硝酸銨;無明顯變化的是氯化鈉。
(9)用圖5所示裝置,將溶解有固體的溶液傾倒在燒瓶底部,如觀察到鵪鶉蛋緩慢上升,并從瓶口“吐”出來說明被溶解的固體是氫氧化鈉,如觀察到鵪鶉蛋緩慢下降,并進入燒瓶,說明被溶解的固體是硝酸銨;無明顯變化的是氯化鈉。[4]
學生根據所設計的實驗分組完成后,教師再啟發引導學生思考上述實驗設計,利用了什么原理?為什么物質溶于水時,有的表現為吸熱,有的表現為放熱?啟發引導學生完成微觀解釋。
利用創新實驗,不僅趣味性強,而且現象非常明顯,效果很好。這些實驗超越傳統學科界線,適時與物理學科相結合,讓學生在真實的生活情境中,從化學的角度去分析生活現象,解決生活問題,體驗化學與生活的聯系,學生品嘗到學以致用的樂趣,才能真正體會到學習化學的樂趣,從而使學生的綜合能力得到全方位提升。
3.探究要有思考性,設計的問題要富有思維的深刻性和遞進性
“溶解現象”是學生系統認識溶液的開端,涉及到溶液方方面面的知識,通過創設真實的問題情境,設計一些具有思維含量的遞進性問題,引導學生通過實驗探究解決一些具體生產和生活的問題,可在問題解決中提高學生思維的深刻性和分析問題、解決問題的能力,提高學生的學科核心素養。
例如:對于溶解度、溶解度曲線的相關概念及飽和溶液與不飽和溶液的相互轉化復習是這樣設計的:往盛有100mL水的燒杯里加一藥匙硝酸鉀,攪拌,(展示杯中溶液)能看到什么現象?繼續加入固體仍可以繼續溶解,說明什么?通過實驗,讓學生明白固體不能在水中無限制溶解,從而強化飽和溶液的概念及固體溶解度的概念,通過實驗探究展示杯中不飽和溶液與飽和溶液是如何轉化的,引導學生積極思考。
物質在一定溫度下、一定量的水里是不能無限制溶解的,可用溶解度來定量表示物質的溶解性。不同溫度下物質的溶解度是不同的,可用溶解度曲線來更直觀地表示物質溶解度的變化。根據溶解度曲線,能獲得哪些信息?降溫是結晶的一種方法,若想完全結晶應該怎么辦?
再如,對溶液的配制實驗是這樣設計的:農業上小麥育種需要使用15%的氯化鈉溶液,如何配制100g溶質質量分數為15%的氯化鈉溶液?先讓學生獨立思考,然后小組交流討論:需稱量多少克氯化鈉?量取多少毫升水?在配制過程中要用到哪些儀器?如果想加快溶解有什么建議?讓學生簡述配制溶液的步驟,達成共識后開始動手實驗。設計的問題一環扣一環,以此啟發、引導學生積極思考溶液的配制方法。
三、基于“現象教學”設計的反思
在化學復習課中實施“現象教學”,既是一種嘗試,也是一種探索。探索的重點是培養學生的問題意識、探究意識,它改變了傳統教學中教師講學生被動學的局面,讓學生在輕松、快樂、民主、和諧、充滿啟發的氛圍中學習[5]。
1.提高學生的學習興趣,突出了學生的主體地位
教育的魅力是讓學生能將學到的知識應用到生活實踐中去。“現象教學”突出了“課堂是靈魂,學生是主體,教師是關鍵”的教學理念,其精髓在于發揮問題對學習過程的指導作用,調動學生學習的主動性和積極性。“現象教學”的終極目標不再是學習單純的知識,而是學生如何運用所學知識去解決生活中的實際問題,以及這個過程給學生帶來的改變。在這種教學中,教師僅在關鍵時刻起到點撥、引導的作用,教師不再是導演,而是學生知識建構的促進者、引導者和咨詢者。為學生帶來了新鮮有趣的學習方式,讓學生更積極地參與到課程當中快樂、自由地學習,充分激發了學生的好奇心和創造力,學生的主體地位得以真正凸顯,讓學生真正在參與和創造中體驗學習的樂趣和成功。
2.提高學生的探究意識,有助于培養學生的綜合素養
“現象教學”以問題為導向,以培養學生的核心素養為目標,把學習設置到有意義的問題情景中,學生為解決這些問題需要查閱資料、訪談、歸納、整理所需的知識與技能,然后通過自主探究和合作來解決問題,學習隱含在問題背后的學科知識,形成解決問題的技能和自主學習的能力。運用這種學習方式,目的在于讓學生在真實的環境中進行學習,促進學生不斷地思考,培養學生的自主學習精神,從而有利于把孤立的知識點有機融合成整體知識鏈,有利于鍛煉學生的動手能力、合作能力、探究意識、思維能力、表達溝通能力以及歸納總結、綜合理解、邏輯推理、口頭表達、主導學習、終身學習等能力,更好地提升學生的綜合素養。
參考文獻
[1]馬小雯,蘇春景.芬蘭“基于現象的教學”對我國基礎教育的啟示[J].齊魯師范學院學報,2019(6):64.
[2]王祖浩.義務教育教科書化學(九年級下冊)[M].上海:上海教育出版社,2017.5-17.
[3]李忠元,徐丹丹.以化學實驗引領復習課的創新嘗試[J].化學教與學.2015(1):64-66.
[4]徐丹丹.物質溶解時的吸熱或放熱現象實驗的創新設計[J].教學儀器與實驗,2014(1):34.
[5]莫春榮.基于“現象教學”的小學科學實踐活動實施策略[J].中國教師,2017(7):26.