黃丹娜



摘 要 基于任務驅動的課堂教學實踐有利于提升學生的學習能力和培育學科素養。以“探究錫紙成分”為例,開展初中化學“金屬的化學性質”的復習教學,從主題確立、目標制定、教學流程、教學過程等方面闡述初中化學復習課堂實踐過程,為復習課教學提供借鑒。
關鍵詞 初中化學 任務驅動 教學實踐 金屬的化學性質
任務驅動課堂教學強調學生自主學習,以真實問題解決為出發點,學生在任務驅動下自主合作探究,在完成任務過程中獲取知識,提升能力,形成思維[1]。基礎教育課程改革強調改變教與學的方式,發展學生的核心素養。新的義務教育化學課程標準明確提出初中階段要以發展核心素養為主旨,重視開展任務驅動學習、項目學習等素養導向的教學。基于任務驅動的課堂教學作為能促進學生積極參與并開展深度學習的課堂教學模式,有利于提升學生的綜合能力,培養創新意識,有效地落實核心素養的培育。
任務驅動學習是教師在理解課程目標、分析教學內容的基礎上,結合核心知識創設基于真實情境的學習任務,將合作探究學習落實于常態化的課堂教學中。規避了項目式學習由于時間長、跨度大,在初三階段難以實現的弊端。現以“探究錫紙成分”為例,通過設計學習任務與驅動問題,引導學生綜合應用所學知識與技能開展探究學習,并對實施過程中的關鍵問題進行深度思考、解決。
一、主題確立
設定適合的主題是開展任務驅動學習的關鍵,主題確立要依據課程標準,圍繞教學內容,以學科核心知識為載體,選取貼近社會生產和生活的真實素材,提煉主題知識,融入具體的學習任務中,激發學生的探究欲望,培養解決實際問題的能力[2]。
金屬是初中化學的重要學習內容,是學習和研究一類物質的開始,金屬既有共同的通性,又有各自的個性,利用金屬活動性順序表認識金屬的化學性質是金屬學習的核心知識。本節課是在學習完金屬的化學性質基礎上,從學科知識在生活中的實際應用出發,以學生熟悉的“錫紙”為研究對象,挖掘能夠激發學生興趣和引發深度思考的驅動問題開展課堂學習。基于“金屬的化學性質”,任務和問題的設計主要圍繞金屬與酸、氧氣、金屬化合物等物質的反應,引導學生自覺地聯系已有知識展開實驗探究,在解決問題的過程中加深對金屬的化學性質的再認識,完善知識結構,提高科學探究能力,初步形成認識物質性質的思路和方法,感悟化學既源于生活,又用于生活,這符合新課標提出的課程內容要求和價值導向。
二、教學目標
課堂教學要求學生在解決問題的過程中進行知識構建,提升關鍵能力和思維品質。主題確立后,應根據學習主題確定教學目標,整體規劃學習任務和學習活動。教師要依據課程標準,研究、分析學習內容所蘊含的知識、技能、方法、觀念,及其在實際生產、生活中的應用價值,制定學習活動的明確目標[3]。本節課結合新課程標準對學生核心素養發展的要求,圍繞學習主題的內容結構,制定教學目標如下:
1.根據金屬的活動性順序,設計合理的實驗方案,驗證“錫紙”的成分,提升實驗方案設計能力和操作能力。
2.通過觀察、比較、查閱資料、證據推理等方法探究“錫紙”的化學性質,提高科學探究能力與分析能力,培養敢于質疑、嚴謹求實的科學態度與創新意識。
3.通過對發現問題、解決問題過程的反思,形成應用金屬的化學性質進行科學探究的思路和方法,提升知識遷移能力,感受化學知識在解決實際問題中的價值。
4.通過歸納概括金屬的化學性質的共性和差異性,學會從“類”的角度認識物質,初步形成學習一類物質的思維模型。
三、教學流程
基于教學目標,課堂教學以“錫紙”為研究對象,提出相關驅動性問題,激發學生的興趣和探究欲望。圍繞“揭秘‘錫紙的成分”“探究‘錫紙的化學性質”“‘錫紙的使用和保存”“建構認識金屬類物質的思維模型”等幾個主要任務展開,讓學生在合作探究、交流展示、反思總結等活動中提升思維,發展核心素養。主要教學流程如圖1所示。
四、教學過程
學生以小組為單位,4人或6人為一組,根據任務目標,通過合作探究的形式完成任務。
(一)任務一:揭秘“錫紙”的成分
1.任務驅動。探究“錫紙”的成分是錫還是鋁。
2.情境導入。展示燒烤時常用的“錫紙”商品及其成分說明,引發學生質疑。
3.問題引領。問題1:錫和鋁的性質有什么不同?
問題2:你能根據現有的藥品和儀器設計簡單的實驗進行驗證嗎?
4.探究活動。學生小組合作,根據提供的藥品和儀器設計實驗方案并完成實驗,得出結論。
5.活動表現。大部分學生設計了如下實驗方案:將形狀、大小相似的鐵釘和“錫紙”放入試管中,加入等量、等濃度的稀鹽酸,觀察到錫紙表面產生大量氣泡,鐵釘表面產生少量氣泡,如圖2所示。根據實驗現象,分析得出“錫紙”的成分為鋁。
6.總結提升。學生通過實驗探究,形成基于金屬與酸反應的化學性質設計對照實驗來區別不同金屬的認識。
(二)任務二:探究“錫紙”的化學性質
1.任務驅動。根據對金屬物質的認識,分析“錫紙”具有的化學性質。
2.情境導入。演示并投影實驗:將“錫紙”放入盛有稀鹽酸的試管中,引導學生觀察,一開始并沒有氣泡產生,激發學生思考。
3.問題引領。問題3:“錫紙”在稀鹽酸中沒有立即產生氣泡的原因是什么?
問題4:“錫紙”還會與什么物質發生反應?請設計實驗驗證你的猜想。
學生提出“錫紙”表面有氧化物,“錫紙”還會與氧氣、硫酸銅等反應,設計并完成相關實驗后,再次提出問題。
問題5:為什么“錫紙”在酒精燈火焰上加熱時沒有燃燒?
問題6:“錫紙”放入硫酸銅溶液中為什么沒有析出紅色的銅?能用什么方法讓“錫紙”表面析出銅?
4.探究活動。學生小組交流討論,回顧所學金屬的化學性質,猜想“錫紙”可能有的化學性質,并設計實驗方案進行驗證。
5.活動表現。對于問題3和4,學生提出猜想:①“錫紙”能與氧氣反應,在表面生成致密的氧化鋁薄膜;②“錫紙”還能與一些金屬化合物的溶液發生反應,如硫酸銅溶液。動手實驗并觀察現象:①用坩堝鉗夾持一小片“錫紙”,放在酒精燈火焰上加熱,觀察到“錫紙”發紅,熔而不滴;②將“錫紙”放入裝有硫酸銅溶液的試管中,觀察到有少量氣泡產生,表面沒有析出紅色固體。
對于問題5和6,學生根據教師提供的有關錫、鋁、氧化鋁熔點的資料卡片,思考后解釋了以上現象。同時提出先除去表面的氧化鋁,再放入硫酸銅溶液中的實驗方案。有的學生嘗試直接往放入“錫紙”的硫酸銅溶液中加入適量稀鹽酸,結果觀察到“錫紙”表面產生大量氣泡,很快析出大量紅色固體,如圖3所示。
6.總結提升。學生在合作探究中歸納“錫紙”的化學性質,并初步形成從共性、個性等方面認識金屬類物質的思維模型,如圖4所示。
(三)任務三:“錫紙”的使用和保存
1.任務驅動。歸納影響“錫紙”的保存和使用的因素。
2.情境導入。播放生活中使用“錫紙”的視頻,引導學生觀察并思考問題。
3.問題引領。問題7:根據對“錫紙”性質的認識,日常生活中應如何正確使用和保存“錫紙”?
4.探究活動。小組內交流討論,根據獲得的知識及教師提供的有關鋁、氧化鋁性質的相關資料,總結影響“錫紙”使用和保存的因素及正確的使用方法。
5.活動表現。學生匯報:①不能長時間接觸酸性或堿性物質;②不能直接置于溫度較高的火焰上長時間加熱。
6.總結提升。通過將所學的化學知識應用到實際生活中,引導學生學會從化學的視角看待事物和解決實際問題。
(四)任務四:建構探究金屬類物質的思維模型
1.任務驅動。總結探究金屬類化學性質的思路方法。
2.情境導入。金屬制品在生活中使用廣泛,啟發學生思考如何應用所學的知識和方法對一些金屬進行科學探究和認識。
3.問題引領。問題8:在探究“錫紙”的過程中,應用了什么知識?采用了哪些方法?發現了什么問題?
4.探究活動。學生小組內交流,通過回顧和反思對“錫紙”性質的探究過程,總結探究金屬化學性質的思路和方法。
5.活動表現。學生交流學習經歷和感悟,提出自己的一些認識。如:①可以通過熟悉物質的性質去猜想同一類的陌生物質的性質;②實驗方案中需要設計對照實驗進行探究;③同一類物質的性質也有特殊的事例,看待事物要有一般與個別相結合的思想。
6.總結提升。在學生相互交流和教師的引導基礎上,師生共同歸納探究金屬的化學性質的思路方法,如圖5所示。并初步建構出應用一般與個別相結合的思想認識和學習一類物質的思維模型,如圖6所示。
五、教學反思
(一)合作學習小組的構建
基于任務驅動的學習是在教師的引導下,學生通過小組合作形式開展學習活動。學習小組的組建并不是隨意的,科學分配學習小組,是學生有效地開展交流討論、實驗探究等學習活動的重要保障。
1.尊重學生學習能力的差異。由于不同學生的學習能力存在差異,為了盡可能地保證全班學生都能夠積極主動地參與項目活動,避免學習能力較弱的學生在解決問題中遇到困難時失去學習興趣和信心,教師需要了解班級學生的實際情況,以互補性原則作為主要依據進行合理分組。
2.充分發揮學生的特長。構建合作學習小組除了根據學生的學習能力外,還可以從學生性別、個性、特長等方面綜合考慮進行合理調配。例如,在“驗證‘錫紙成分”任務中,需要知識基礎好的學生提出根據金屬活動性順序表中錫和鋁的位置關系設計實驗方案,引導全組進行實驗操作,完成項目任務;動手能力強的學生進行實驗操作;表達能力好的學生負責成果匯報等。
總之,合作學習小組的構建要求組長發揮積極的組織作用,小組成員密切配合,發揮各自特長,真正以合作學習的方式展開探究活動,以促進每位學生學有所獲。
(二)任務和驅動問題的設計
基于真實情境的任務驅動學習,倡導從生活中挖掘素材,選擇貼近學生生活、具有真實意義的主題,將任務融入情境,設計驅動性問題,培養學生綜合運用所學知識和技能解決實際問題的意識和能力。
1.設計適合學生完成的任務
初三化學教學任務重,學生學習壓力大,學習過程主要在課堂中完成。由于課堂教學時間有限,任務和問題的設計尤其重要。設計時需要考慮能否激起學生的探究欲望,是否符合學習的內容要求,難度是否與學生的知識基礎和能力匹配。驅動任務的設計要以教學目標的實現為依據,選擇有代表性的研究對象,有利于知識建構,有利于學生能力、素養的提升,并且能在有限課堂時間內完成。
2.設計促進驅動任務完成的引領性問題
以任務目標為依據設計驅動性問題則更有針對性。設計的問題應具有能驅動學生聯系已學知識,解決方案多元化,問題解決真實、有意義等特征[4]。例如,在“探究‘錫紙的化學性質”任務中,提出問題“根據對金屬類物質的認識,你認為錫紙還會與什么物質發生反應?你將如何設計實驗進行驗證?”問題指向性明確,使學生自覺地聯系金屬類物質的化學性質進行思考探究,最終形成探究金屬的化學性質的一般思路,并學會遷移、應用這種認識思路去解決新的問題。
圍繞目標,創設與學科知識、學生實際相匹配的任務和問題,才能在教學過程中引導學生主動地提取已學知識和經驗開展積極探究,在解決問題的過程中重構知識體系,形成認知模型。
(三)學習中知識的拓展
任務驅動是基于真實情境中對真實問題的解決。初三學生雖然具備了一定的分析能力,但知識水平有限,學生在應用已有知識解決問題的過程中可能會遇到一些困難,這時候需要教師提供一些相關的拓展知識,推動學習活動的正常開展。
1.提供資料,消除知識盲點。在探究過程中,學生可能會遇到一些知識盲點,這時教師可以提供一些補充性知識作為學習資料。例如,在學生探究“錫紙”與氧氣的反應時,教師可以提供鋁、錫、氧化鋁的熔點等信息資料,幫助學生理解加熱時出現的“熔而不滴”現象,從而明白為什么錫紙材料選擇鋁,降低思考難度。
2.補充知識,化解認知沖突。學生在實驗中可能會觀察到一些與預想不一致的現象,與已學知識產生沖突,也需要教師進行補充性解釋,消除學生的疑惑。例如,學生在將錫紙放入硫酸銅溶液時發現產生氣泡,提出為什么會有氣泡產生的疑問。這時不宜對高中化學中的“鹽類水解”知識做過多分析,而應結合初中對有些鹽溶液不一定呈中性的認知,解釋硫酸銅溶液是一種呈弱酸性的鹽溶液,讓學生容易接受,又不會占用太多時間而影響課堂學習活動的進行。
教學時,拓展知識補充時應考慮其是否能夠讓學生接受,避免引入超出學生理解能力的內容,既造成學習負擔的加重,又影響學習的進度。
(四)學習的總結評價
總結和評價是深化學習的重要組成部分,促進素養發展目標達成的重要環節。新課程標準提倡教學中積極開展學生自評、互評與教師評價相結合的評價方式,充分發揮評價對發展核心素養的功能[5]。
1.關注學生的學習表現。教師對學生學習的評價,不能用單一的測驗方式來檢驗最終的學習成果,而應針對學生在任務完成過程中的學習態度、活動行為、學習成果等多方面進行評價。課堂上教師要密切關注學生在小組交流討論、實驗方案設計、實驗操作等學習活動中的表現,觀察個人和小組的學習情況,對個人活動行為、小組合作能力等適時做出階段性評價。
2.注重學生間的自評互評。課堂評價還可以組織學生開展自評互評活動。學生發表對自身的認識,同時對其他同學設計的實驗方案進行評價與質疑,提出自己的意見。通過自評互評,學會傾聽和反思,更好地發現自身的優勢和不足,也提高了評價能力。在學生對學習活動進行總結的基礎上,教師應再次引發學生進一步思考,對整個學習過程進行全面的總結和評價,增進學生對知識的系統理解,提升認識,促進思維模型的建構,提高解決問題的能力,從而增強對后續學習的意愿。
本節課最終的總結評價環節,引導學生審視學習過程,學會從物質類別視角探究物質性質的思路方法,建立從共性和個性視角學習一類物質的思維模型,實現培養學科思維,發展學科素養的教學目標。
[參 考 文 獻]
[1]王磊.基于化學學科的項目式學習探索:歷程、收獲、反思與展望[J].教育,2019(48):4-6.
[2]符愛琴,周曉燕.初中化學微項目化學習課程的構建研究:以項目“皮蛋的制作”為例[J].化學教學,2022(1):32-37.
[3]王云生.任務驅動學習、項目學習的本質特征及其運用:以化學教學為例[J].福建基礎教育研究,2019(2):103-105.
[4]胡佳怡.項目式學習及其實踐困境的突破[J].教學與管理,2021(11):5-8.
[5]鄭愛芳.指向“教、學、評一致性”的教學設計與實踐[J].中小學教學研究,2020(4):56-61.
(責任編輯:姜顯光)