生命科学视域下建构化学高效课堂的研究

张红霞

(江苏省南通市通州区育才中学,江苏 南通 226000)

化学学科作为一门基础的自然学科,与实际生活以及自然环境具有紧密的连接,蕴含着丰富的生命元素,对于培养学生的生命科学观念,渗透生命教育具有重要的作用.因此,教师应深挖教材中的生命元素,结合核心素养的培养需求,转变课堂教学模式,促进学生生命科学价值观的形成.

1 聚焦核心素养,谈渗透生命科学的契机

1.1 动手操作时,输出平衡思想

平衡思想作为化学学科核心素养的基本体现之一,包含质量守恒以及酸碱中和等多个方面,其对于培养学生的科学生命观念有着积极的作用.因此,教师应强化动手操作环节中的价值渗透,引导学生深度分析操作过程中体现出的化学平衡现象,感悟其中蕴含的价值观念.

结合具体动手操作过程,可以有效地加深学生对知识的理解,直接感受其中的化学思想和生命观念.在学习“酸与碱的中和反应”这一小节时,引领学生在安全环境下开展实验操作,首先制备一份浓度较低的NaOH溶液放在烧杯中,之后将无色酚酞溶液滴入其中观察现象,接下来用滴管缓慢向烧杯中滴入HCl溶液观察现象.通过现象分析学生发现滴入酚酞后溶液呈红色,当缓慢滴入HCl后到某一个临界点溶液变到无色.而出现这一现象的原因则是烧杯中的中和反应过程以及其蕴含的酸碱平衡思想.当溶液中酸与碱总量平衡,恰好完全发生中和反应后则可以得到中性溶液,所以不再使酚酞变红.在上述教学设计中,教师及时地把握了动手操作环节对学生生命价值观念以及核心素养的培养契机,强化学生在动手操作时对平衡观念的感知,促使其形成科学的生命化学观念[1].

1.2 项目学习时,加强证据推理

项目学习应用在初中化学课堂中可以将学习目标具象化,让学生在明确的任务需求指引下开展项目学习工作.结合核心素养以及生命教育的渗透原则,教师应加强项目学习中的论证推理环节,让学生有理有据地总结化学规律,促进科学推理能力的培养提升.

合理地布置项目学习任务,指引学生探究的方向可以有效地提升课堂学习效率.比如,在学习“金属资源的利用和保护”这一小节时,布置项目学习任务如下:“铁作为生产中提取量最大的金属,在日常生活中占据重要的作用.给出其一般制备原理图,并尝试推理图中各个环节所发生的化学反应过程以及其作用.”学生通过观察制备原理图可以得知其中的主要反应是CO+Fe2O3,随着反应的进行,排出的CO2气体进入石灰水使其变浑浊,同时最后的尾气收集装置用来处理多余的未反应物,主要是CO,防止其对空气造成污染,并根据已有的化学知识给出不同装置的反应原理,辅助验证自己的猜想.可见,在项目学习中学生能够在更贴近实际生产的氛围中感受化学知识的应用原理,并在具体的任务指引下尝试利用已有的反应现象推理化学反应过程,并结合反应原理和产物等分析对应的现象,从而提升学生的证据推理能力.

2 基于认知特点,谈渗透生命科学的策略

2.1 融合生活素材,了解社会责任

初中化学教材内容中有大量的生命教育素材,并且这些素材大多与日常生活具有紧密的联系,教师应有意识地调动学生的生活经验,在课堂教学设计中融入生活素材,增强学生的学习体验感,使其充分地认识到化学知识在社会生活中发挥的重要作用[2].

比如,在学习“化学肥料”这一小节时,结合多媒体设备为学生展示在社会生产活动中常用的化学肥料,并给出正确施肥、未施肥以及错误施肥三种情况下农作物的表现对比,为学生提供直观的学习体验.通过对比观察三种条件下的作物生长情况,学生发现在农作物缺少某些化学元素时往往会出现特定的病状,比如缺钾时导致的叶缘失绿焦枯等问题,而错误施肥或者大量施肥后则会导致害虫泛滥的问题.进一步地引领学生探究常见化肥中对植物生长起到积极促进作用的化学元素,比如常见的氮肥有尿素、氨水以及多种硝酸盐,可以为植物提供N元素.融入生活素材开展课堂教学的过程中,学生可以亲身感受到化学知识在生活中起到的重要作用,从而促进学生化学学科社会责任感的提升.

2.2 穿插史学知识,培养意志品质

古今中外大量的化学家不仅留下了丰富的化学知识,同时也提供了宝贵的精神财富.针对生命科学中意志品质这一因素的培养,教师应有针对性地渗透化学史知识,让学生了解化学家夜以继日、勇于探索的化学故事,促进学生意志品质的培养.

在课堂教学中结合教学内容合理地渗透化学史实,不仅可以起到活跃气氛的作用,还能有效地唤醒学生的精神感悟,养成优秀的意志品质.比如,在学习“生活中常见的盐”这一部分内容时,为学生介绍我国近代著名化学家侯德榜的辛酸经历.侯氏制碱法是侯德榜先生提出的一种新式制碱方法,不仅打破了国外的技术封锁,同时提升了原料利用率,可以同时生产Na2CO3以及NH4Cl两种有用物质.让学生感受当时我国化学行业所面临的困境,体会侯德榜先生契而不舍的钻研精神,同时激励学生的民族自尊心和自信心,唤醒爱国热情.

2.3 开展课外实践,塑造美好心灵

生命科学视域下的化学教学不能拘泥于课堂教学的固定模式,而应注重课外实践活动对于培养学生美好心灵的重要性,结合教学内容布置贴近生活、有关生命活动的实践活动,让学生在完成活动应用化学知识的同时,切实地感受到生命科学教育.

比如,在学习“燃烧的条件”这一小节后,组织课外实践活动邀请消防官兵到学校开展火灾逃生演练活动,让学生亲自实践自救方法,感受其中蕴含的化学知识原理.通过消防官兵的讲解,学生了解到了常见的灭火方法包括隔绝可燃物或者氧气、降低温度几种,同时了解常见的干粉灭火器、CO2灭火器以及水基型灭火器的应用场景.最后在实践活动中学习在火灾场景下的逃生过程,首先应用湿布捂住口鼻,避免有毒气体吸入,同时降低身体弯腰从消防通道有序逃出火灾现场.在实践活动中学生通过亲身经历火灾逃生演练活动,有效地强化了学生对这一过程中蕴含的化学知识原理的认知,同时在实践过程中学生之间友好互助,在无情的灾难氛围中感受到了教师与同学的关爱,促进了学生的美好心灵的塑造.

3 指向学科实验,谈渗透生命科学的内容

3.1 探究燃烧条件,认识生命安全

燃烧是生活中最常见的一种化学现象,对人体以及社会经济具有极大的潜在威胁.在化学课堂中对燃烧的条件进行探究,掌握降低火灾风险的方法并结合燃烧条件得出扑灭火灾的具体措施,让学生充分地认识到化学学科对生命安全的重要意义.

结合实验操作引领学生探究燃烧反应进行所需的条件.实验器材主要有木条、石块、纸条、蜡烛、酒精灯等,首先将纸条和石块分别用酒精灯点燃,可以发现前者可以燃烧而石块仅仅发烫不会燃烧,从而得出燃烧所需条件之一为物体必须可燃.之后设计实验,用一个透明烧杯罩住正在燃烧的蜡烛,观察现象,发现过一段时间后蜡烛熄灭,分析可以得出是因为烧杯罩内的氧气燃烧殆尽,所以氧气也是燃烧反应的必要条件之一.最后验证木条和纸条同样放置在酒精灯上,观察其燃烧的先后,可以得出结论,当温度达到一定点后物体才会燃烧,从而探究得出了三个必要条件,并可以针对性地设计出灭火方法.在实验学习中,学生对燃烧反应有了更深刻的认识,便于学生掌握实验学习的要点.同时在这一过程中结合教学内容引入生命安全教育,有效地提升了学生的安全意识.

3.2 探究水的组成,保护生命资源

水是生命之源,是人体以及自然界最重要的组成成分.在学习水的组成这一小节时,教师应设计实验活动让学生对水的组成有直观的认识,掌握其化学组成原理,同时加深学生对水资源的重视程度,唤醒学生的生命资源保护意识.

在这一实验设计中教师应充分发挥学生的主观能动性,让学生根据已有知识基础分析电解水实验中各个步骤的作用,分析并归纳实验中会出现的现象以及产生气体后的检验方法.在此基础上让学生尝试写出水的组成元素.首先引领学生在观察实验现象的同时对其进行总结,可以得出在实验进程中电池两极都有无色气体产生,并且正负极气体体积比为1∶2.接下来用不同的方法对两种气体进行验证,发现正极气体可以使带火星木条复燃,从而证明其为O2,而负极气体可以燃烧发出淡蓝色火焰,证明其是H2,进而根据气体体积比可以得出结论水分子由H和O两元素组成,并且两者比例为2∶1.在实验之后应及时地渗透有关生命教育内容,突出水资源的重要性以及保护水资源的化学相关方法.通过上述实验探究,学生充分了解了水资源的组成,熟悉了两种常见气体的验证方法,并且直观地感受到生命资源的重要性,坚定了要保护这一重要资源的信心.

3.3 鉴别二氧化碳,呵护生命环境

有毒气体的鉴别以及尾气处理是实验设计中的重要内容,如果无法有效鉴别和处理有毒有害气体则会对人体生命健康以及自然环境造成巨大的危害.因此,教师应结合二氧化碳鉴别实验,助力学生养成呵护生命环境的意识.

二氧化碳与一氧化碳是生活中经常产生的两种气体,后者作为一种有毒气体对人体具有严重的威胁.结合实验设计带领学生对两种无色无味气体进行鉴别.学生首先从两者的性质出发,发现其中CO2是酸性气体,溶入水中后具有弱酸性可以使石蕊变红,是一种有效的辨别方法.之后从两者的可燃性进行分析,两者的组成均是C和O,但是CO2是充分燃烧后的产物不具有可燃性,因此是否燃烧也是鉴别两种气体的有效手段.此外从两者的化学反应入手可以利用澄清石灰水进行辨别,在这一实验中教师应着重注重学生的尾气处理设计,切记将CO进行处理,避免对人体造成伤害.在尾气处理设计中,学生可以充分地认识到有毒化学气体对人体生命安全的潜在危害,并积极地利用化学手段对其进行处理,有效地培养学生的生命安全意识.