生命科學視域下建構化學高效課堂的研究

張紅霞

(江蘇省南通市通州區育才中學,江蘇 南通 226000)

化學學科作為一門基礎的自然學科,與實際生活以及自然環境具有緊密的連接,蘊含著豐富的生命元素,對于培養學生的生命科學觀念,滲透生命教育具有重要的作用.因此,教師應深挖教材中的生命元素,結合核心素養的培養需求,轉變課堂教學模式,促進學生生命科學價值觀的形成.

1 聚焦核心素養,談滲透生命科學的契機

1.1 動手操作時,輸出平衡思想

平衡思想作為化學學科核心素養的基本體現之一,包含質量守恒以及酸堿中和等多個方面,其對于培養學生的科學生命觀念有著積極的作用.因此,教師應強化動手操作環節中的價值滲透,引導學生深度分析操作過程中體現出的化學平衡現象,感悟其中蘊含的價值觀念.

結合具體動手操作過程,可以有效地加深學生對知識的理解,直接感受其中的化學思想和生命觀念.在學習“酸與堿的中和反應”這一小節時,引領學生在安全環境下開展實驗操作,首先制備一份濃度較低的NaOH溶液放在燒杯中,之后將無色酚酞溶液滴入其中觀察現象,接下來用滴管緩慢向燒杯中滴入HCl溶液觀察現象.通過現象分析學生發現滴入酚酞后溶液呈紅色,當緩慢滴入HCl后到某一個臨界點溶液變到無色.而出現這一現象的原因則是燒杯中的中和反應過程以及其蘊含的酸堿平衡思想.當溶液中酸與堿總量平衡,恰好完全發生中和反應后則可以得到中性溶液,所以不再使酚酞變紅.在上述教學設計中,教師及時地把握了動手操作環節對學生生命價值觀念以及核心素養的培養契機,強化學生在動手操作時對平衡觀念的感知,促使其形成科學的生命化學觀念[1].

1.2 項目學習時,加強證據推理

項目學習應用在初中化學課堂中可以將學習目標具象化,讓學生在明確的任務需求指引下開展項目學習工作.結合核心素養以及生命教育的滲透原則,教師應加強項目學習中的論證推理環節,讓學生有理有據地總結化學規律,促進科學推理能力的培養提升.

合理地布置項目學習任務,指引學生探究的方向可以有效地提升課堂學習效率.比如,在學習“金屬資源的利用和保護”這一小節時,布置項目學習任務如下:“鐵作為生產中提取量最大的金屬,在日常生活中占據重要的作用.給出其一般制備原理圖,并嘗試推理圖中各個環節所發生的化學反應過程以及其作用.”學生通過觀察制備原理圖可以得知其中的主要反應是CO+Fe2O3,隨著反應的進行,排出的CO2氣體進入石灰水使其變渾濁,同時最后的尾氣收集裝置用來處理多余的未反應物,主要是CO,防止其對空氣造成污染,并根據已有的化學知識給出不同裝置的反應原理,輔助驗證自己的猜想.可見,在項目學習中學生能夠在更貼近實際生產的氛圍中感受化學知識的應用原理,并在具體的任務指引下嘗試利用已有的反應現象推理化學反應過程,并結合反應原理和產物等分析對應的現象,從而提升學生的證據推理能力.

2 基于認知特點,談滲透生命科學的策略

2.1 融合生活素材,了解社會責任

初中化學教材內容中有大量的生命教育素材,并且這些素材大多與日常生活具有緊密的聯系,教師應有意識地調動學生的生活經驗,在課堂教學設計中融入生活素材,增強學生的學習體驗感,使其充分地認識到化學知識在社會生活中發揮的重要作用[2].

比如,在學習“化學肥料”這一小節時,結合多媒體設備為學生展示在社會生產活動中常用的化學肥料,并給出正確施肥、未施肥以及錯誤施肥三種情況下農作物的表現對比,為學生提供直觀的學習體驗.通過對比觀察三種條件下的作物生長情況,學生發現在農作物缺少某些化學元素時往往會出現特定的病狀,比如缺鉀時導致的葉緣失綠焦枯等問題,而錯誤施肥或者大量施肥后則會導致害蟲泛濫的問題.進一步地引領學生探究常見化肥中對植物生長起到積極促進作用的化學元素,比如常見的氮肥有尿素、氨水以及多種硝酸鹽,可以為植物提供N元素.融入生活素材開展課堂教學的過程中,學生可以親身感受到化學知識在生活中起到的重要作用,從而促進學生化學學科社會責任感的提升.

2.2 穿插史學知識,培養意志品質

古今中外大量的化學家不僅留下了豐富的化學知識,同時也提供了寶貴的精神財富.針對生命科學中意志品質這一因素的培養,教師應有針對性地滲透化學史知識,讓學生了解化學家夜以繼日、勇于探索的化學故事,促進學生意志品質的培養.

在課堂教學中結合教學內容合理地滲透化學史實,不僅可以起到活躍氣氛的作用,還能有效地喚醒學生的精神感悟,養成優秀的意志品質.比如,在學習“生活中常見的鹽”這一部分內容時,為學生介紹我國近代著名化學家侯德榜的辛酸經歷.侯氏制堿法是侯德榜先生提出的一種新式制堿方法,不僅打破了國外的技術封鎖,同時提升了原料利用率,可以同時生產Na2CO3以及NH4Cl兩種有用物質.讓學生感受當時我國化學行業所面臨的困境,體會侯德榜先生契而不舍的鉆研精神,同時激勵學生的民族自尊心和自信心,喚醒愛國熱情.

2.3 開展課外實踐,塑造美好心靈

生命科學視域下的化學教學不能拘泥于課堂教學的固定模式,而應注重課外實踐活動對于培養學生美好心靈的重要性,結合教學內容布置貼近生活、有關生命活動的實踐活動,讓學生在完成活動應用化學知識的同時,切實地感受到生命科學教育.

比如,在學習“燃燒的條件”這一小節后,組織課外實踐活動邀請消防官兵到學校開展火災逃生演練活動,讓學生親自實踐自救方法,感受其中蘊含的化學知識原理.通過消防官兵的講解,學生了解到了常見的滅火方法包括隔絕可燃物或者氧氣、降低溫度幾種,同時了解常見的干粉滅火器、CO2滅火器以及水基型滅火器的應用場景.最后在實踐活動中學習在火災場景下的逃生過程,首先應用濕布捂住口鼻,避免有毒氣體吸入,同時降低身體彎腰從消防通道有序逃出火災現場.在實踐活動中學生通過親身經歷火災逃生演練活動,有效地強化了學生對這一過程中蘊含的化學知識原理的認知,同時在實踐過程中學生之間友好互助,在無情的災難氛圍中感受到了教師與同學的關愛,促進了學生的美好心靈的塑造.

3 指向學科實驗,談滲透生命科學的內容

3.1 探究燃燒條件,認識生命安全

燃燒是生活中最常見的一種化學現象,對人體以及社會經濟具有極大的潛在威脅.在化學課堂中對燃燒的條件進行探究,掌握降低火災風險的方法并結合燃燒條件得出撲滅火災的具體措施,讓學生充分地認識到化學學科對生命安全的重要意義.

結合實驗操作引領學生探究燃燒反應進行所需的條件.實驗器材主要有木條、石塊、紙條、蠟燭、酒精燈等,首先將紙條和石塊分別用酒精燈點燃,可以發現前者可以燃燒而石塊僅僅發燙不會燃燒,從而得出燃燒所需條件之一為物體必須可燃.之后設計實驗,用一個透明燒杯罩住正在燃燒的蠟燭,觀察現象,發現過一段時間后蠟燭熄滅,分析可以得出是因為燒杯罩內的氧氣燃燒殆盡,所以氧氣也是燃燒反應的必要條件之一.最后驗證木條和紙條同樣放置在酒精燈上,觀察其燃燒的先后,可以得出結論,當溫度達到一定點后物體才會燃燒,從而探究得出了三個必要條件,并可以針對性地設計出滅火方法.在實驗學習中,學生對燃燒反應有了更深刻的認識,便于學生掌握實驗學習的要點.同時在這一過程中結合教學內容引入生命安全教育,有效地提升了學生的安全意識.

3.2 探究水的組成,保護生命資源

水是生命之源,是人體以及自然界最重要的組成成分.在學習水的組成這一小節時,教師應設計實驗活動讓學生對水的組成有直觀的認識,掌握其化學組成原理,同時加深學生對水資源的重視程度,喚醒學生的生命資源保護意識.

在這一實驗設計中教師應充分發揮學生的主觀能動性,讓學生根據已有知識基礎分析電解水實驗中各個步驟的作用,分析并歸納實驗中會出現的現象以及產生氣體后的檢驗方法.在此基礎上讓學生嘗試寫出水的組成元素.首先引領學生在觀察實驗現象的同時對其進行總結,可以得出在實驗進程中電池兩極都有無色氣體產生,并且正負極氣體體積比為1∶2.接下來用不同的方法對兩種氣體進行驗證,發現正極氣體可以使帶火星木條復燃,從而證明其為O2,而負極氣體可以燃燒發出淡藍色火焰,證明其是H2,進而根據氣體體積比可以得出結論水分子由H和O兩元素組成,并且兩者比例為2∶1.在實驗之后應及時地滲透有關生命教育內容,突出水資源的重要性以及保護水資源的化學相關方法.通過上述實驗探究,學生充分了解了水資源的組成,熟悉了兩種常見氣體的驗證方法,并且直觀地感受到生命資源的重要性,堅定了要保護這一重要資源的信心.

3.3 鑒別二氧化碳,呵護生命環境

有毒氣體的鑒別以及尾氣處理是實驗設計中的重要內容,如果無法有效鑒別和處理有毒有害氣體則會對人體生命健康以及自然環境造成巨大的危害.因此,教師應結合二氧化碳鑒別實驗,助力學生養成呵護生命環境的意識.

二氧化碳與一氧化碳是生活中經常產生的兩種氣體,后者作為一種有毒氣體對人體具有嚴重的威脅.結合實驗設計帶領學生對兩種無色無味氣體進行鑒別.學生首先從兩者的性質出發,發現其中CO2是酸性氣體,溶入水中后具有弱酸性可以使石蕊變紅,是一種有效的辨別方法.之后從兩者的可燃性進行分析,兩者的組成均是C和O,但是CO2是充分燃燒后的產物不具有可燃性,因此是否燃燒也是鑒別兩種氣體的有效手段.此外從兩者的化學反應入手可以利用澄清石灰水進行辨別,在這一實驗中教師應著重注重學生的尾氣處理設計,切記將CO進行處理,避免對人體造成傷害.在尾氣處理設計中,學生可以充分地認識到有毒化學氣體對人體生命安全的潛在危害,并積極地利用化學手段對其進行處理,有效地培養學生的生命安全意識.