《金属防护和废金属回收》这一内容非常重要,一是它密切联系生产生活实际,二是它蕴含着重要的化学学科知识、方法和观念。同样是这个内容,在初中化学(以及科学)课程和高中化学课程(如《化学与生活》模块)中都有明确要求,但是要求是不一样的。那么,在初中化学教学中,关于这一课题,我们要教给学生什么呢?缪老师的这一节课为我们做了很好的示范。
一、方法引导和思维启迪
众所周知,新课程以培养学生的科学素养为主旨,构建了知识与技能、过程与方法、情感态度价值观三维一体的课程目标。广大教师对三维目标都很认同,但是课程目标到教学目标有一个转化或者说细化的过程。具体到一节课,三维目标怎么落实?这的确是一个说起来容易做起来很难的问题。
关于知识目标,大多数教师都能做到如数家珍,条分缕析,滴水不漏。但是关于后两个维度目标,可能很多教师颇感困惑。因为知识与技能的内容是显性的,而过程与方法的内容并不是显而易见的,或者说是隐性的。虽然说现在的教科书中特别重视过程与方法,也给广大教师以引导,但是这一内容主要还是靠我们教师自己去挖掘。同样,情感态度价值观的内容也是隐性的,也需要教师充分运用自己的教学智慧。
只关注知识与技能的教学是平庸的教学,而将三维目标有机融合的教学才是优质的教学,因为后者将培养学生的科学素养作为宗旨。我认为,缪老师在《金属防护和废金属回收》这一节课中很好地落实了三维目标。以下着重分析这节课的过程与方法的目标是如何落实的。
一是观察的方法。譬如,在课的开始,就让学生观察实验图,引导学生仔细观察实验现象;接下来,在铁钉锈蚀的实验中,又引导学生进行全面观察,对比观察;然后在生锈的铁钉与盐酸反应的实验中,也要求学生进行仔细观察。观察不仅仅是看看而已,同时也伴随着思维活动。我们注意到,缪老师不断地引导学生在观察时进行思考,由表及里,深入分析实验现象背后的原因。这样,学生的观察活动不仅仅停留在事物的表象,而且深入到事物的本质。
二是实验方法。本节课将实验引导与启迪思维相结合,以实验创设教学情境。实验是教学的基本内容和基本手段。在铁钉的锈蚀实验中,同时呈现5组实验现象,这种对照实验(或者称对比实验)的方法,对于分析影响铁钉锈蚀的因素是很有成效的。同时也让学生学习了控制变量的实验方法。我们注意到,在温度对金属锈蚀速率的影响这一内容的教学中,还培养了学生设计实验方案的能力。
三是思维的方法。如果说,前面提到的观察方法和实验方法属于经验方法的话,那么思维方法就属于理性方法。这节课至少运用了分析与综合、比较与类比、归纳与演绎等思维方法。
二、学科基本观念的渗透
现在,不少人在谈论学科的基本观念。化学学科的基本观念是什么?包含哪些内容?这个问题见仁见智。但是,概括地说,化学学科的基本观念一定是超越具体的事实和概念的知识,是对化学学科最一般规律的认识。就缪老师的这节课来说,我以为体现了以下一些化学基本观念:
一是化学实验观。人们常说,化学是以实验为基础的科学。的确,化学发展到今天,须臾离不开化学实验。化学事实的发现靠实验,化学理论的建立也是以实验为基础,然后必须经过实验的检验。实验是化学学科的基本特征,同时也应该是化学教学的基本特征。遗憾的是,在现实的教学中,不少教师对化学实验不够重视。以前是讲实验、画实验,现在流行以视频实验代替真实的实验。
缪老师对实验的重视,体现在虽然是借班上课,但在一周之前就请所在学校的老师准备了实验,(铁钉生锈需要一星期时间才能有明显效果)。可以相信,如果他在自己班级上课,也许会在教室里放置这组实验,让学生每天观察。
二是元素观。化学元素观的建立,有利于学生对物质世界形成有序的认识,有利于培养学生学习化学的思维方法。在初中阶段,学生刚开始学习化学,建立起元素观非常重要。这节课,缪老师在讲了铁的锈蚀之后,接着呈现了铜的锈蚀的问题,引导学生根据铜绿的化学式,推测影响铜锈蚀的因素可能有哪些。这就是根据元素守恒的原则进行的推理。
三是化学变化观。化学是研究物质的组成、结构和变化的科学。化学变化观无疑是化学学科的核心观念之一。那么,这节课的化学变化观体现在哪里呢?一是影响化学反应的因素,也就是化学反应能否发生、如何发生的问题,属于化学热力学的范畴,比如,铁的锈蚀、铜的锈蚀、“是哪些物质参与了反应”等问题。二是影响化学反应速率的因素,也就是化学反应快慢的问题,这属于化学动力学的范畴。比如,温度对铁锈蚀速率的影响就属于这一范畴。
化学变化本身有客观规律,客观规律不存在好与坏的问题。我们了解化学反应的规律,就是为了控制或者利用这些规律。在学习了影响金属锈蚀的因素之后,接下来就是运用前面学习的化学变化知识分析金属的防护问题。这是顺理成章的事情。然而,缪老师又呈现了用铁粉为食品保质、保鲜的例子。这是出乎我的意料的,可以说看到这里,眼睛为之一亮。通过这个例子,很好地培养了学生的辩证思维。
三、知识的迁移和运用
举一反三,学以致用,这样的知识才有价值。本节课从铁的锈蚀和防护,迁移到铜、铝的锈蚀和防护,从影响金属锈蚀及其速率的因素入手,分析了金属防护的方法。
可能有的老师认为,这节课的有些内容偏深了,比如铜的锈蚀问题、铝的外层致密的氧化物的问题。但是,从课堂情况看,学生是可以理解和接受的。当然,知识内容讲到什么深度,要看学生的基础,授课对象是一所重点中学的学生,他们的接受能力可能会超出我们的预设。
总体来说,这节课较好地体现了学科思想方法,有效激发了学生的课堂学习热情,是一堂成功的好课。但也有些细节问题有待完善,比如,就实验而言,还有创新的空间。教材中的实验当然是经典的,我们有必要做。但是随着新技术的出现,有些新实验我们也可以尝试。譬如,铁的锈蚀的实验,我见到过有的老师用活性铁粉来做,用氧气传感器检验瓶中的氧气,在很短的时间内可以发现氧气浓度下降到3%以下,效果非常好。
以上是我对缪老师这节课的一孔之见,不当之处,敬请指正。
(作者为南京师范大学教师教育学院教授)