李忠元 徐丹丹
摘要:基于对“现象教学”核心内涵的理解,以初中化学“溶解现象”为例,从现实问题出发,运用主题教学方法设计单元复习。从溶液的形成、特征、配制方法、定量表示、溶液计算等方面设计学习任务,构建溶液的知识体系和教学设计思路。在真实情境下解决实际问题,调动了学生学习的积极性,实现了单元复习课功能,在提高学生知识水平的同时,发展学生的合作能力、交流能力和创新能力,促进学生核心素养的发展。
关键词:现象教学;复习课;设计研究
文章编号:1008-0546(2022)09-0076-04中图分类号:G632.41文献标识码:B
“现象教学(TeachingByTopic)”是基于现象(主题)的教学。“现象教学”从学生现实生活中存在的真实问题和情境入手,事先确定一些主题,然后围绕这些主题,将相近的学科知识重新编排形成学科融合式的课程模块,在同一模块中囊括跨学科的知识,以主题贯穿学习,实现跨学科教学。[1]“现象教学”的特征是围绕真实的任务,结合项目式、情境体验式和合作学习式,让学生在合作和探究的过程中达成主题任务目标,培养学生的综合能力。“现象教学”的最大特点是基于需要、剖析现象、回归应用,通过跨学科的合作教学,使学生获取知识并发展各方面的能力。
在化学课程中进行的“现象教学”,主要是融合学科知识围绕某一主题进行的教学。本文以初中化学“溶解现象”单元复习为例,通过对溶液相关的主题内容进行重新设计,确定建立知识点之间的内在联系,使之具有可探索性,增加学生获取直接经验的空间,提升学生的能力水平,建构完整的具有逻辑性的知识体系,从而形成对溶液相关知识的较为全面的理解,使课堂教学不仅是一个教与学的过程,更是一个经过创新的实践过程。“溶解现象”涵盖了多方面的内容,与工农业生产和人们的日常生活密切相关。例如:水能溶解许多物质形成溶液,许多營养物质都是分散或溶解于水中最终被人体吸收的。在人类的生产和生活中,溶解现象随处可见,应用极其广泛,涉及农药、医药、纺织印染、石油开采、污水处理、生产生活中常用的冷却剂、农作物无土栽培营养液、水产养殖、风力及日光海水晒盐、生理盐水等溶液的配制、饮料、各种日用洗涤剂、化妆品、乳制品、植物油、溶液的导电性等。[2]
一、基于“现象教学”的设计策略
复习课是对已有知识的整合、深化、提升和重组构建的过程,溶解现象与学生生活联系紧密,在设计“溶解现象”复习课时,通过创设真实的问题情境,以实验为载体,引导学生通过实验探究活动进行相关知识点的复习,在问题解决中巩固所学知识,在对知识体系进行重构的过程中,促进学生感受学科价值,解决复习问题,能使复习课变得有趣高效。
1.教学设计思路
基于“现象教学”设计的复习课,主要设计思路为:①真实情境下的问题驱动;②对驱动问题展开探究;③尝试各种问题解决的方法;④在活动中提升能力;⑤问题解决,成果分享。
依据上述思路,在设计“溶解现象”单元复习课时,首先要通读教材,研读课标和考纲对本章的基本要求,通过对溶液定义、特征、性质、组成、溶质质量分数等概念的聚焦,确立复习主题和重点,使创设的问题情境与真实情境相交融,设计出一条明晰的以主题教学和实验探究活动引领的复习主线。其次,通过对真实情境下问题的探究、分析、处理,学会解决问题的方法,并在此过程中整合本章教材内容,使之条理化、系统化、网络化。再次,选择以自主、合作、探究学习为基本方法,使整个复习过程设计的问题充满启发性、思考性、创新性和探究性,在问题解决的基础上分享学习成果。
2.教学设计方法
(1)从现象的真实性、探究的有序性和思维的深刻性确立复习视角,在设计“溶解现象”复习课时,我们重点做了以下考虑:从创设真实情境与设计驱动性问题(现象的真实性)、建立探究任务与安排探究环节(探究的有序性)、掌握探究方法与建构化学概念(思维的深刻性)三个研究视角对“溶解现象”的内容进行了梳理,通过对本单元各部分知识点的梳理,设计探究情境和问题,通过对问题的解决加深对溶液相关知识的理解和掌握,通过复习整合让学生形成完整的知识体系。
(2)以一瓶失去标签的无色液体为情境核心设计实验探究活动主线
首先,结合复习内容,创设一个真实的情境:以探究一瓶失去标签的无色液体为情境核心,展开对此无色液体成分的猜想,进而引导学生从溶液的形成、特征、配制方法、溶液的定量表示、固体溶解度等方面生成一系列问题,以此为主线把溶液知识都串起来,形成一条明晰的实验探究活动主线。[3]
其次,通过对失去标签的无色液体的探究,引导学生以小组为单位设计实验方案,让学生在假设、探究、释疑中不断解决问题,逐步构建知识网络,提高学生分析、分类、归纳、综合等能力,进一步激发学生学习的兴趣和求知欲,提升高阶思维能力,发展学科核心素养,培养学生科学探究的能力。
3.教学设计方案
根据溶解现象章节内容,提前安排各小组独立设计项目主题方案,经过分组展示、讨论、归纳整理后形成以下五个方面的学生探究主题:
主题1:物质在溶解过程中会发生哪些变化?为什么会发生这些变化?
主题2:水溶液具有哪些重要的性质?这些性质有何应用?
主题3:如何表示溶液的组成?还有哪些方法可以表示溶液的组成?
主题4:影响物质溶解性的因素有哪些?这些因素是如何影响物质溶解性的?
主题5:如何定量表示物质的溶解性?利用其可以解决什么问题?
围绕上述项目主题内容再组织学生分组设计活动方案,并在教师指导下进行优化、整合,使之更具有可操作性,体现了以学生活动为主体,以问题探究为主线,以问题解决为形式,以能力培养为核心,引导学生通过对相关主题的讨论与探究,让学生在分析溶液性质的基础上,系统掌握与此相关的知识。
二、基于“现象教学”的设计关注要点
单元教学设计的整体性、系统性和进阶性能促进学生核心素养的发展。基于“现象教学”及实验探究活动引领的复习课,在教学过程设计时,我们重点考虑了以下几点:
1.课堂引入要新颖,设计的问题要富有思考性和启发性
首先展示一瓶失去标签的无色液体,让学生观察并思考杯中液体是不是溶液?如果是溶液,应该具有什么特征?如何验证杯中液体是溶液?这样创设的问题驱动情境既简单又富有思考性,有利于促进学生积极思考,开展探究。[3]
指导学生建立“溶液”概念时,除了在实验室准备高锰酸钾、硝酸铵、氢氧化钠等化学药品外,还请学生找来一些身边的物品;例如:食盐、白糖、植物油、面粉等,以方便在后续探究中提高学生的注意力和兴趣。让学生分组把高锰酸钾、硝酸铵、氢氧化钠、食盐、白糖、植物油、面粉等常见物质溶于水,观察现象,并追问:植物油、面粉溶于水有什么特点?以此为线索引导学生积极思考并总结悬浊液、乳浊液和溶液的特点及区别。在家里,如何清洗油污?引导学生分析生活中的乳化现象,并交流讨论溶解和乳化的区别。
2.探究思路要清晰,设计的实验要富有趣味性和创新性
为了让学生把目光从教材实验转向生活中的现象,引导学生尝试设计了一些生活趣味小实验。譬如围绕主题1:物质在溶解过程中会发生哪些变化?如何根据物质溶解时常伴随吸热或放热现象设计实验来鉴别失去贴标签的硝酸铵、氢氧化钠、氯化钠三瓶白色固体?学生利用物质溶解时热量变化能导致装置内外压强差变化的原理,先独立思考设计实验方案,再通过上网查阅资料寻找较佳实验方案,最后经小组交流后确定本组的实验方案。各小组经过充分交流后将设计的实验方案汇总如下:
(1)用等体积水溶解等质量的三种固体,用手粗略感知溶解前后水温的变化。
(2)用等体积水溶解等质量的三种固体,使用温度计精确测量溶解前后的温度变化。
(3)把盛水的烧杯放在表面喷洒一层水的小木块或玻璃片上,然后分别溶解三种固体,能把烧杯和木块或玻璃片冻在一起的是硝酸铵固体。
(4)把盛水的烧杯放在表面滴有熔化的石蜡的小木块或玻璃片上,待两者粘连在一起后,再分别加入三种固体,使之溶解。能使烧杯下面石蜡熔化的是氢氧化钠固体。
(5)利用图1所示装置,滴入水使固体溶解,如观察到烧杯中导管口有气泡冒出,说明被溶解的固体是氢氧化钠,如果烧杯中的导管里有水柱上升,说明被溶解的固体是硝酸铵;无明显变化的是氯化钠。
(6)利用图2所示装置,滴入水使固体溶解,如观察到U形管右端液面升高,說明被溶解的固体是氢氧化钠,如观察到U形管左端液面升高,说明被溶解的固体是硝酸铵;无明显变化的是氯化钠。
(7)利用图3所示装置,滴入水使固体溶解,如观察到气球膨胀,说明被溶解的固体是氢氧化钠,如观察到气球变瘪,说明被溶解的固体是硝酸铵;无明显变化的是氯化钠。
(8)利用图4所示装置,滴入水使固体溶解,如观察到气球a变瘪,气球b膨胀,说明被溶解的固体是氢氧化钠,如观察到气球a膨胀,气球b变瘪,说明被溶解的固体是硝酸铵;无明显变化的是氯化钠。
(9)用图5所示装置,将溶解有固体的溶液倾倒在烧瓶底部,如观察到鹌鹑蛋缓慢上升,并从瓶口“吐”出来说明被溶解的固体是氢氧化钠,如观察到鹌鹑蛋缓慢下降,并进入烧瓶,说明被溶解的固体是硝酸铵;无明显变化的是氯化钠。[4]
学生根据所设计的实验分组完成后,教师再启发引导学生思考上述实验设计,利用了什么原理?为什么物质溶于水时,有的表现为吸热,有的表现为放热?启发引导学生完成微观解释。
利用创新实验,不仅趣味性强,而且现象非常明显,效果很好。这些实验超越传统学科界线,适时与物理学科相结合,让学生在真实的生活情境中,从化学的角度去分析生活现象,解决生活问题,体验化学与生活的联系,学生品尝到学以致用的乐趣,才能真正体会到学习化学的乐趣,从而使学生的综合能力得到全方位提升。
3.探究要有思考性,设计的问题要富有思维的深刻性和递进性
“溶解现象”是学生系统认识溶液的开端,涉及到溶液方方面面的知识,通过创设真实的问题情境,设计一些具有思维含量的递进性问题,引导学生通过实验探究解决一些具体生产和生活的问题,可在问题解决中提高学生思维的深刻性和分析问题、解决问题的能力,提高学生的学科核心素养。
例如:对于溶解度、溶解度曲线的相关概念及饱和溶液与不饱和溶液的相互转化复习是这样设计的:往盛有100mL水的烧杯里加一药匙硝酸钾,搅拌,(展示杯中溶液)能看到什么现象?继续加入固体仍可以继续溶解,说明什么?通过实验,让学生明白固体不能在水中无限制溶解,从而强化饱和溶液的概念及固体溶解度的概念,通过实验探究展示杯中不饱和溶液与饱和溶液是如何转化的,引导学生积极思考。
物质在一定温度下、一定量的水里是不能无限制溶解的,可用溶解度来定量表示物质的溶解性。不同温度下物质的溶解度是不同的,可用溶解度曲线来更直观地表示物质溶解度的变化。根据溶解度曲线,能获得哪些信息?降温是结晶的一种方法,若想完全结晶应该怎么办?
再如,对溶液的配制实验是这样设计的:农业上小麦育种需要使用15%的氯化钠溶液,如何配制100g溶质质量分数为15%的氯化钠溶液?先让学生独立思考,然后小组交流讨论:需称量多少克氯化钠?量取多少毫升水?在配制过程中要用到哪些仪器?如果想加快溶解有什么建议?让学生简述配制溶液的步骤,达成共识后开始动手实验。设计的问题一环扣一环,以此启发、引导学生积极思考溶液的配制方法。
三、基于“现象教学”设计的反思
在化学复习课中实施“现象教学”,既是一种尝试,也是一种探索。探索的重点是培养学生的问题意识、探究意识,它改变了传统教学中教师讲学生被动学的局面,让学生在轻松、快乐、民主、和谐、充满启发的氛围中学习[5]。
1.提高学生的学习兴趣,突出了学生的主体地位
教育的魅力是让学生能将学到的知识应用到生活实践中去。“现象教学”突出了“课堂是灵魂,学生是主体,教师是关键”的教学理念,其精髓在于发挥问题对学习过程的指导作用,调动学生学习的主动性和积极性。“现象教学”的终极目标不再是学习单纯的知识,而是学生如何运用所学知识去解决生活中的实际问题,以及这个过程给学生带来的改变。在这种教学中,教师仅在关键时刻起到点拨、引导的作用,教师不再是导演,而是学生知识建构的促进者、引导者和咨询者。为学生带来了新鲜有趣的学习方式,让学生更积极地参与到课程当中快乐、自由地学习,充分激发了学生的好奇心和创造力,学生的主体地位得以真正凸显,让学生真正在参与和创造中体验学习的乐趣和成功。
2.提高学生的探究意识,有助于培养学生的综合素养
“现象教学”以问题为导向,以培养学生的核心素养为目标,把学习设置到有意义的问题情景中,学生为解决这些问题需要查阅资料、访谈、归纳、整理所需的知识与技能,然后通过自主探究和合作来解决问题,学习隐含在问题背后的学科知识,形成解决问题的技能和自主学习的能力。运用这种学习方式,目的在于让学生在真实的环境中进行学习,促进学生不断地思考,培养学生的自主学习精神,从而有利于把孤立的知识点有机融合成整体知识链,有利于锻炼学生的动手能力、合作能力、探究意识、思维能力、表达沟通能力以及归纳总结、综合理解、逻辑推理、口头表达、主导学习、终身学习等能力,更好地提升学生的综合素养。
参考文献
[1]马小雯,苏春景.芬兰“基于现象的教学”对我国基础教育的启示[J].齐鲁师范学院学报,2019(6):64.
[2]王祖浩.义务教育教科书化学(九年级下册)[M].上海:上海教育出版社,2017.5-17.
[3]李忠元,徐丹丹.以化学实验引领复习课的创新尝试[J].化学教与学.2015(1):64-66.
[4]徐丹丹.物质溶解时的吸热或放热现象实验的创新设计[J].教学仪器与实验,2014(1):34.
[5]莫春荣.基于“现象教学”的小学科学实践活动实施策略[J].中国教师,2017(7):26.