庄德刚
(苏州市相城区陆慕高级中学 江苏 苏州 215131)
课堂是学生学习的关键场所,高中化学如何进行有效的课堂教学,始终是我们一线教师的重大课题。广大一线教师和研究人员从不同角度进行了广泛的思考,特别是新课程实施以来,这方面的探索更为深入。我们江苏省实行新高考以后,高一、高二化学(必修)课每周安排两节,一学年大约80节课,而化学知识琐碎庞杂,怎样花较少的时间,获取好的教学成绩,是我们必须解答的命题。
关注学生学习的主体性,促进学生主动学习,是时下化学课堂的主旋律。主动学习不仅表现在学生 “想学”,有学习的欲望,而且表现学生“会学”。实际上,绝大多数学生在每节课开始的时候,或者一个新内容学习的起始阶段,只要教师引发得当,学生的学习欲望是容易激发的。但是,我们的教学情况往往是事与愿违,日复一日枯燥、繁琐的教学,使学生的学习激情逐步丧失,以致有些学生不愿意参与课堂教学活动,或者有些学生只是依靠自己的意志力,“坚持学习”着,效果不好。为什么会出现这种情况,原因是一个重要的问题没有解决:学生会不会学?
在“想学”之后,“会学”更为重要。
高中化学的逻辑要求、思维水平、知识容量等与其他学科有很大区别,如果学生仅仅有“想学”的热情,而没有“会学”的方法,那是不可能学好高中化学的。“会学”的方法,很多老师认为就是“学习方法的指导”,认为通过“学习方法的指导”(如,如何预习,如何复习,如何作业,如何检查,如何阅读,如何订正等)就可以解决问题。实践表明,这些上位的“学习方法指导”是必要的,但对于学生来说,他们更需要的是解决问题的方法和能力。这种“会学”的方法,是不能靠几条原则指导出来,只有在课堂教学过程中,学生不断地参加教学活动,在活动过程中积累学习的经验才能慢慢获得。
高中化学课程标准明确提出“让每一个学生以轻松愉快的心情去积极探究化学变化的奥秘,形成持续的化学学习兴趣,增强学好化学的自信心;给每一个学生提供平等的学习机会,使他们都能具备适应现代生活及未来社会所必需的化学知识、技能、方法和态度,具备适应未来生存和发展所必备的科学素养;注意从学生已有的经验出发,让他们在熟悉的生活情景中感受化学的重要性,了解化学与日常生活的密切关系,逐步学会分析和解决与化学有关的实际问题;让学生有更多的机会主动地体验探究过程,在知识的形成、联系、应用过程中养成科学的态度,获得科学的方法,在‘做科学’的探究实践中逐步形成终身学习的意识和能力。”这就要求我们在化学教学中,引导学生进行化学探究,不断挑战自我,获得解决问题的方法,促进学生从“想学”向“会学”升华。
下面以高三“电化学”专题复习为例,说明在高中化学课堂教学中,如何促进学生从“想学”向“会学”升华。
化学课堂教学中,问题是引发学生思维与探索活动的向导。有了问题,学生的好奇心才能被激发;有了问题,学生的思维才会开始启动;有了问题,学生的探究才真正有效;有了问题,学生的学习动力才会被驱动。设计恰当的问题,特别是设计围绕课堂主线的问题链,能够有效启发学生思维,有效促进学生学习。
本节课,设计了这样的问题链。
【问题1】天宫一号是中国首个空间实验室。2011年9月上天后,天宫一号将被改造为一个短期有人照料的空间实验室。空间实验室的能源之一是氢氧燃料电池,请设计实验证明氢气、氧气能形成原电池。
【问题2】在空间实验室中,氢气、氧气的最直接来源是什么? 请设计实验加以证明。
【问题3】有科学家根据电解原理设计了空间实验室内空气更新实验系统。该系统结构示意图如下:
宇航员是通过什么原理获得新鲜氧气?呼吸产生的CO2的循环途径是什么?
以这三个问题为主问题,每个问题又衍生出系列子问题,这样,学生在探究解决问题的过程中,既系统复习了原电池、电解池等旧知识,又提升了学生综合运用知识的能力。在解决问题的过程中,有利于学生将零碎的知识系统化,将不同的知识网络化。同时也让学生在具体的科学情景中感受化学的重要性,了解化学与科技的密切关系,逐步学会分析和解决与化学有关的一些简单的实际问题,促进了学生的学习主动性。
仅有问题是不够的,教师要对每个问题的解决,进行适度的引导、提示、调控,促进学生积极参加探索活动。这些活动包括假设、探索、验证、讨论、交流、总结、反思等一系列思维过程。在活动过程中,教师不断锤炼学生的思维,不断积累学生的经验,使学生学会思考,自我构建知识体系,真正让学生“会学”。
本节课的前面所述的问题链安排了如下活动:
【活动1】学生根据天宫一号空间实验室的能源(氢氧燃料电池)提示,讨论得出该电池是以KOH水溶液作电解质、氢气作负极、氧气作正极的燃料电池。设计如下:
负极:2H2+4OH--4e-=4H2O
正极:O2+2H2O+4e-=4OH-
电池总反应:2H2+O2=2H2O
【活动2】围绕氢气、氧气的来源,展开了元素化合物知识、气体制备的旧知识的讨论、反思,交流、评价,总结出空间实验室中,氢气、氧气的最直接来源是碱性条件下电解H2O,然后用H2、O2组合成原电池。
阳极:4OH--4e-=2H2O+O2↑
阴极:2H2O+4e-=4OH-+2H2↑
电解池总反应:2H2O=2H2↑+O2↑
【活动 3】提供仪器、药品,2 节 1.5 伏 1 号电池,石墨棒,电解槽,饱和氢氧化钾,电线和开关,让学生组装电解池,观察两端电极周围产生的气泡速率。
【活动 4】电解产生 H2、O2以后,把上述 2 节 1.5 伏 1号电池换成100mA的电流计,其他连接不变,观察电流计的偏转情况。让学生体会能量转化、损耗、守恒。
【活动5】讨论:空间实验室内空气更新实验系统中管道①把飞船座舱中含较多CO2的潮湿空气通人“电化学CO2处理系统”的N极室,通过该电极的反应可把CO不断吸收,该电极的反应式为 ______________,其电解产物吸收C02的离子方程式为___________,在N极吸收CO2后形成的离子会通过隔膜进入M极,通过M极的电极后应可使CO2从电解液中释放出来,并保持系统内的pH不变,该电极反应式为____________,CO2逸出的离子方程式为_____________。
管道②是将处理后的空气混入“电解水系统”产生的新鲜氧气,然后通人飞船座舱内供宇航员呼吸用,在“电解水系统”中Y为_____极,X极的电解反应式为_______________。
教师引导学生自觉反思,是促进学生从 “想学”向“会学”升华的关键所在。会反思也是学生学习成功的重要标志,但学生的反思不是自然生成的,必须在教师的引导下,在教师的设计下,系统地、有组织地进行问题解决的教学,“会学”才有可能更有效。我们的每个教学环节,都应该有:先让学生试试看、师生共同修正、给出示范解答、变式训练、回顾解题过程的方式,这样能够有效训练学生的前反思、中反思、后反思。例如本节课就设计了以下问题来促进学生进行反思活动。
(1)试试看,我们如何设计原电池?
(2)观察一下,氢氧燃料电池的两极有什么要求?
(3)思考一下,电解池与原电池是否相同?
(4)设计怎样的电解池才能获得氢气、氧气?
(5)要想获得清新空气,宇航员呼出的二氧化碳气体如何参与电极反应?
根据学生的活动表现,我在课上及时提醒学生,问题解决开始时,要仔细分析条件和结论,对难以下手的问题,要注意和已有知识进行联系,回忆过去解决问题的方法等;问题解决过程中,我会提醒学生要仔细检查、甄别、小心求证;问题解决之后,提醒学生及时进行回顾总结。
问题驱动、活动引导、反思升华等措施的落实,会让学生真正“在学习”、“在思考”,才会使学生从“想学”向“会学”发展,这样的高中化学课堂也是有效教学,会让新课改焕发盎然生机。
[1] 中华人民共和国教育部.普通高中化学课程标准(实验稿)[M].北京:人民教育出版社,2003
[2] 王军翔.中学化学教学设计与案例[M].陕西:陕西师范大学出版社,2010:239~242