孙华伟
(江苏省南京市金陵中学龙湖分校,江苏南京 211500)
九年级是帮助学生形成正确的价值观念、必备品格和关键能力的重要时期。实验探究是一种化学教学中常用的手段。对一些化学问题的深度教学,能使学生的知识面和视野更加开阔,有助于学生思维能力的提升,从而使学生以科学、客观的态度来对待化学反应可能出现的结果。
尽管新课程改革已经实施了很多年,但“灌输式”的授课方法还在一定范围内存在。有些教师的教学仍然浮于表面,从内容到教学设计都没有进行深层次的挖掘,导致学生的思维能力始终得不到提高,更不要说学生学科核心素养的培养了。对此,教师应引入深度教学法,培养学生的思维能力,引导学生对教学内容进行深度探究,将所学知识在脑海中形成完整的知识网络,成为一个积极思考的全能型人才[1]。
在初中化学教学中,教师要想进行深度教学,就要结合教学内容与学生的实际情况,选择有效的教学策略,重视培养学生的科学探究能力。人教版九年级化学教材中以氢氧化钠和盐酸反应为例来探究中和反应。由于反应现象不明显,教材编写者设计了用酚酞溶液帮助判断反应是否发生的实验方案。教师可以借助于pH 试纸、pH 计、数字化仪器进行教学设计,引导学生对中和反应产生深度理解,从微观探析到宏观辨识、从证据推理到模型认知全方位地理解中和反应,以促进学生综合素养的提高。以下是教学进阶和深度教学的几个课堂教学设计片段。
【教学设计片段一】
教师演示向氢氧化钠溶液中滴加稀盐酸溶液,让学生观察实验现象。
学生观察实验,发现无明显现象。
师:如何证明这两种物质之间能否发生化学反应呢?
生:借助于指示剂酚酞。
实验:第一步,取5mL 氢氧化钠稀溶液于烧杯中;第二步,向烧杯中滴加几滴无色酚酞溶液,产生无色酚酞变红的现象;第三步,向烧杯中滴加稀盐酸,边加边搅拌至溶液颜色恰好变为无色为止。
师:为什么可以用酚酞溶液来判断该反应是否发生呢?
生:氢氧化钠溶于水解离出钠离子和氢氧根离子。氢氧根离子能够使无色酚酞溶液变红色,反应后溶液变为无色,说明溶液中已经没有氢氧根离子,溶液不显碱性,则说明氢离子与氢氧根离子结合生成了水。
教师投影NaOH+HCl 反应的微观图像,引导学生讨论上述反应中离子的变化。
师:酸溶液与碱溶液的反应实质上是酸溶液中的氢离子与碱中的氢氧根离子结合生成了水,其化学方程式为
OH-+H+=H2O。(拓展到高一必修一离子反应)
评析:这种教学设计的教学内容虽然和高中化学内容有所衔接,但对于化学反应的微观探析不到位,没有把微观探析和宏观辨识结合起来。
教师可以借助于pH 试纸测定溶液的pH 变化,构建数学模型,进行深度教学。
【教学设计片段二】
教师演示向氢氧化钠溶液中滴加稀盐酸溶液,让学生观察实验现象。
学生观察实验,发现无明显现象。
师:是否有直观的方法可以判断氢氧化钠和稀盐酸的化学反应?
生:可测定溶液的pH 变化来确定氢氧化钠和稀盐酸是否发生化学反应。
分组实验:小组内分工合作用pH 试纸或pH 计测定反应前后溶液的pH。
图1 氢氧化钠溶液pH变化曲线
实验步骤:第一步,取5mL 氢氧化钠稀溶液放入烧杯中;第二步,用pH 试纸测定溶液的pH 并记录;第三步,向烧杯中滴加稀盐酸,边加边搅拌,每滴加五滴稀盐酸就测定一次溶液pH,至溶液pH 小于7 后再连续测定五次。最终,根据数据绘制氢氧化钠溶液pH 和稀盐酸溶液质量的函数图像(见图1)。
师:酸溶液与碱溶液的反应实质上是酸溶液中的氢离子与碱中的氢氧根离子结合生成了水,其反应方程式是OH-+H+=H2O。(拓展到高一必修一离子反应)
评析:该教学设计比第一种教学设计更加完善,引入数学思想,培养了学生“宏观辨识和证据推理”的学科素养。
教师可以引入数字化实验进行深度探究,以培养学生“微观探析和宏观辨识”“证据推理和模型认知”的学科素养。
【教学设计片段三】
教师演示向氢氧化钠溶液中滴加稀盐酸溶液。
学生发现实验无明显现象。
师:是否有直观的方法可以判断氢氧化钠和稀盐酸的化学反应?
教师利用数字化仪器进行实验演示。
演示:第一步,取5mL 氢氧化钠稀溶液放入烧杯中,并连接测定溶液pH 的数字传感器;第二步,向烧杯中滴加稀盐酸,至显示器上显示的溶液pH 小于7 为止。
学生根据数据形成的溶液pH 变化图像,判断出氢氧化钠和盐酸发生了化学反应。
师:酸溶液与碱溶液的反应实质上是酸溶液中的氢离子与碱溶液中的氢氧根离子结合生成了水,其反应方程式是OH-+H+=H2O。(拓展到高一必修一离子反应)
评析:这种教学设计应用了数字化实验,化抽象为形象,把抽象的内容用形象的图像直观地表现了出来,使学生的学习基于证据推理的微观探析和宏观辨识。
通过本课的教学设计探究,笔者认为,在进行教学设计时,教师既要遵循课程标准、教材设计的要求,又要整合教材,按照学生的思维发展方向重新编制教学内容,以加深不同学习水平的学生对实验探究过程的理解。其中,数字化实验不仅能够补充一些实验知识,还能够体现出微观世界的丰富多彩,从而培养学生自主学习知识的能力。这种拔高思维的教学设计,能够引导学生站在不同的角度思考和分析问题,更加详细地判断化学实验的反应类型,将所学知识形成系统,灵活运用。
深度教学的目标是让学生在掌握基础知识的情况下,能够根据自身发展规律运用所学知识解决实际问题,对这些知识进行总结,并在教师的引导下适当拓展提升,从而实现深度学习。教师应将书本内容与实际生活相结合,对教学内容进行深层次延伸和拓展,教学设计要有章可循,实验操作要更具实用性,从而培养学生的学科素养。