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一、設計有梯度的問題,幫助學生搭建思維的“腳手架”
在數學教學過程中,教師要以內在邏輯為主線、有梯度的數學問題作為驅動,使教學內容逐層呈現、環環相扣,為學生搭建思維的“腳手架”,有效幫助學生突破學習難點,促使學生不斷挑戰思維潛在的“發展區”,使思維走向深刻。
數學教學只有遵循學生的認知規律,才能有效地引領學生的思維走向深刻,而這需要教師設計有梯度的問題驅動學生思考。以教學人教版五年級數學下冊“分數的意義”這一內容為例,教師在設計有梯度的問題時可以這樣做。
第一,鋪設的問題要有梯度、環環相扣,揭示問題要層層推進、有深度。平鋪直敘的教學不利于學生的數學思維走向縱深。在數學教學中,教師要為學生的思維活動找到最佳的“載體”,而有梯度的問題能夠將學生的思維推向深處。例如,在回顧舊知時,需要喚醒學生認識一個物體或一個平面圖形的[14]的學習經驗,教師可以這樣設計題:
(1)辨析下面哪些圖中的陰影部分表示全部的[14],哪些不是,請說明理由(見圖1)。
(2)在認識多個物體或一個平面圖形的[14]時,呈現9個小圓(見圖2)的活動材料及相關問題:①4幅圖在圈法方面有什么共同點?看得出[14]的含義嗎?請說明這里的[14]是怎么來的?②涂色部分是4個小圓的[14],空白部分是4個小圓的( )。所以,[14]+[34]=1.③這個“1”指的是1個小圓嗎?如果不是,它指的是什么?學生在面對有梯度的問題時,通過分析典型材料,體會分數意義中“單位1”的含義,這是一個加強與深化的過程。教師將新舊知識進行對比、抽象,內化單位“1”的含義,這是一個從量變到質變的過程。
第二,問題的跟進與提升要有高度。在數學學習活動中,學生會經歷抽象與概括的過程,這其實就是“數學化”的過程,也是思維不斷提升的過程。教學時,教師可以通過觀察圖形(見圖3),利用類比的方法,使學生加深對“分數的意義”這一概念本質的理解。比如,要求學生將4個小圓的[14]和8個小圓的[14]進行比較分析,學生便會產生疑問:為什么二者都表示全部的[14],而前者的[14]對應的是1個小圓,后者的[14]對應的是2個小圓?這時,教師再把之前一個物體或一個平面圖形的[14]與當前多個物體或一個平面圖形的[14]進行對比(如圖4),讓學生在對比中抽象出“分數的意義”這一本質,從而提高數學思維能力。
二、有形素材,點化學生的思維
在數學學習活動中點化學生潛在的思維,關鍵是要選擇合適的有形學習材料。換言之,學生的無形數學思維(意識形態)需要有形的學習材料(視覺感觀)作為載體,并在有形刺激與無形頓悟中完成數學學習活動。下面,筆者以教學人教版六年級數學上冊“平方數的相差關系”為例進行說明。
第一,教師要提供可“觀察”的信息,這是因為,學生內隱性的數學思維活動需要有形的數學信息作為支撐。教學時,教師依次在黑板上板書幾組具有相差關系的平方數,如52-32、72-42、652-352,同時利用問題驅動學生自主探索平方數的相差關系(如圖5):(1)選擇一兩個算式,在對應的格子圖中表示出兩個平方數相差的關系,并用陰影涂出這兩個平方數相差的部分;(2)根據“等積變形”規律,通過割、移、補等方法把兩個平方數相差部分轉化為規則圖形(用示意圖表示出來),并用一個算式表示它的大小;(3)和同桌說一說計算的過程。學生圍繞問題自主探索,借助格子圖(形)直觀呈現平方數相差部分,并用式(數)表示相差部分的大小,將數與形結合起來(如圖5)。這一學習過程是學生展示與交流的過程,也是從材料中獲取信息的過程,更是提升數學思維能力的過程。在匯報交流中,學生不但展示了計算的過程,而且能夠用數學語言表達探索的過程,有效地進行了深度學習,提升了思維品質。
第二,創設可“比較”的材料。提高學生的思維水平需要有效的信息素材作為載體,教師呈現學生自主探索的結果(如圖6),能夠為學生提供豐富的信息,讓學生能夠再次獲取直觀的感知以及相對充足的可視信息,為抽象、概括出平方數的相差關系的內在規律提供可靠的支撐,也為學生隱性的思維活動走向深刻提供了學習素材。
第三,完善可“概括”的條件。有效概括需要建立在充分的數學活動基礎之上,教學中教師為了讓學生進行有效概括,可以將學生掌握平方數的相差關系的規律這個過程分為4步:①呈現成果,為學生提供豐富的感觀信息;②引導觀察,自主發現平方數相差關系的一般性規律;③一一對應,數形結合;④順勢概括,得出平方數相差關系的一般性規律。學生數學思維的形成和提升不是一蹴而就的,教師需要在數學活動中慢慢滲透,引導學生在幾組不同的學習活動材料中尋求相同之處(即異中求同),這是提升思維品質與數學核心素養的有效途徑。
第四,把握可“抽象”的時機。抽象是數學學習活動的最高階段,其過程也正是學生活動經驗積累的過程。教學中,教師在“順勢抽象”一般性規律之前,可以先讓學生經歷信息感知、自主觀察、對應求聯這3個過程,然后讓學生抽象出平方數相差關系的一般性規律,即平方差公式(如圖7)。在這個過程中,學生的思維經歷了從特殊到一般的過程,也經v了一次完整的數學歸納過程,能夠有效地促使思維走向深刻。
三、有序展開,內化數學核心素養
培養學生的數學核心素養是一個漫長的過程,在這個過程中,教師需要引領學生經歷思維的發散與聚合,讓學生對數學知識的掌握有個頓悟于心、后發于行的過程。下面,筆者結合人教版四年級數學“平面圖形的面積關系”的教學,說一說如何有序地開展數學活動,培養學生的數學核心素養。
第一,從具體到抽象需要“中間地帶”的過渡。培養學生的數學核心素養,關鍵在于教師在引領學生從具體到抽象的數學學習過程中,如何處理教學“中間地帶”(即“教學核心環節”)。假如教師直接告知學生,將“三角形看作是上底為0的梯形,將平行四邊形看作是上底和下底相等的梯形”,那么學生也能夠理解梯形面積公式適應于三角形、平行四邊形與長方形的面積計算公式,但是,這樣的學習過程不利于提高學生的數學能力。因此,當學生畫出4種常見的梯形時(見圖8),教師要引導學生明確,數據采集可以從整數向小數延伸,發散學生的思維,彰顯課堂教學動態推進過程中的變與不變、有限與無限的關系。此外,教師展示了上底和下底長度均為小數的幾組梯形圖形(見圖9),讓學生真正理解“數缺形少直觀,形缺數難入微”的數形結合的數學思想。比如,越往右,梯形上底的長度就越短,如果把梯形的上底和下底分別標上字母AB、CD,上底長度越短,即A點與B點越接近,AB點之間的距離就越小。如果AB點的距離為0時,那么梯形就變成了三角形,這時三角形的面積可以這么計算:(0+10)×4÷2,而梯形的面積公式也適用于三角形的計算面積,所以S三角形=(b+a)×h÷2(b=0)。以上兩個教學環節就是讓學生順利地完成從具體到抽象過渡的“中間地帶”,教學時教師巧妙處理這樣的“中間地帶”,有利于提高學生的數學能力。
第二,從感性材料到理性思考需要“多維信息”作為支撐。從感性到理性是數學學習的必經過程,這個過程處理得好,對于提升學生的思維水平與數學核心素養具有重要的作用。數學學習從感性到理性需要“多維信息”的支撐,教學中教師可以選取一些標注了數據的梯形直觀圖,引導學生從數形結合的角度進行觀察,并對長方形、平行四邊形、三角形與梯形的面積計算公式進行有效溝通并提供直觀的素材(感性材料),通過問題驅動引導學生進行靜態觀察與動態思考(理性判斷),明確梯形面積公式適用于三角形、平行四邊形與長方形的面積計算公式,這樣的教學可以幫助學生積累感性材料,助推學生頓悟,是培養學生數學核心素養的有效路徑。
第三,從特殊到一般需要“夯實過程”來保障。從特殊到一般的數學推理過程是一種十分重要的數學能力,那么,教學中如何扎實有效地落實這一目標呢?在這節課中,教師最后讓學生理解梯形面積公式可以統領三角形、長方形、平行四邊形的面積計算公式,使學生經歷了“繪畫梯形―展示作品―發散思考―師生交流―觀察感知―理性頓悟―溝通發現”的“數學化”過程,最后歸納總結得出一般性規律(如圖10)。學生經常經歷從特殊到一般的學習過程,將會逐步提高自己的數學能力,如類比、抽象、概括等能力,并在解題過程中提升數學核心素養。
關鍵詞:核心素養;初中;化學實驗教學
一、初中化學實驗教學存在的問題
(一)教師存在的問題
初中化學是極具抽象性的一門學科,因而教師在進行化學教學的過程中要以實驗教學為中心,這不但可以幫助學生提高對化學知識的理解,更能夠培養學生的實際運用能力[1]。然而,在實際的實驗課堂上基本都是以教師進行實驗操作,學生進行觀察、記錄為主,這樣傳統、單一的教學方法違背了以學生為主的教學理念,學生的主觀能動性得不到充分的發展,失去了對化學課程學習的興趣和動力,并開始出現注意力不集中、參與度不高、敷衍等現象。如此不但達不到化學實驗教學應有的作用和效果,同時還會造成學生成績的大幅度下降,各個層次的學生之間的差距越來越大,嚴重打擊學生的學習積極性和自信心。
(二)學生存在的問題
初中學生正處于青春叛逆期,其心理變化比較復雜,他們更喜歡富有吸引力、挑戰性的活動。而此階段的學生在學習的過程中如果接觸到的教學方式總是陳舊的、缺乏創新的填鴨式教學,那么他們就會認為學習是無趣、疲勞、乏味的,這種情況得不到及時的解決,就會造成學生注意力的分散,長此以往,學生對于化學知識的理解能力、掌握能力就會越來越低。
二、基于核心素養的初中化學實驗教學反思
(一)學校加強對化學實驗教學的重視和支持力度
要想提高化學實驗教學的有效性,學校需要加強對化學實驗教學的重視程度,要認識到化學實驗可以有效激發和培養學生保持對化學長久、持續的學習興趣和積極性,在實際的實驗操作過程中可以有效地培養學生的創新性精神和能力,更能夠培養學生的思維能力和探索性。學校可以和相關部門進行聯合,為學校爭取更多的專門用于化學實驗教學的資源支持,包括化學用具、材料、技術支持、資金、實驗項目等[2],而學校還可以開辟出專門的場地和教室作為化學實驗室,并且撥出專門的款項用于化學器材的配置,安排專門的教師負責化學用品定期的維護工作,對老化的、性能下降的器材及時進行更換,以保證初中化學實驗課程的正常進行。學校還要大力支持化學教師的創新性想法,及時給予人力、物力的支持,以此提高化學實驗教學的多樣性,提高教師和學生參與的積極性和熱情度。
(二)提高教師自身的專業技能和素養
要想有效地培養學生的核心素養,就要不斷地提高化學教師的專業技術和素質修養。學校要定期安排教師參加化學學術研究會、交流會,轉變教師的思想觀念,保證教師將最新的教學思想運用到課堂上。教師還要積極參與各學校聯合組織的化學教師教學、實驗技能比武、交流活動,學習更多的教學方法,以便使化學實驗課程變得更加生動、活潑,轉變師生之間的關系,讓化學實驗教學變成學生快樂成長的樂園。
(三)開展小組合作探究,培養學生的核心素養
新課程要求教師在進行教學的過程中,要充分尊重學生的個性化發展,做到以生為本、以師為輔,最大限度地提高學生的主體地位。這就要求教師在進行化學實驗教學的過程中,開展小組合作探究。具體教學中,教師要以學生發展為本,按照“異質同組”的原則進行分組,以小組為單位,通過觀察、動手實驗、提出猜想、論證等過程一起探索問題的答案。期間,經過“個體自學—小組間生生互動—全班同學與老師的互動”等環節完成教學過程,再采取小組成員互評、學生自評等方式,從各個方面對學生在小組合作學習中的表現做出具體評價,以充分培養學生的核心素養。例如,在做物質的鑒別實驗時,教師可以將學生分為2~4人為一組的實驗探究小組,要求學生自主設計實驗,得出相關化學原理。有的小組想到了用鹽酸溶液去鑒別,有的小組想到了用氯化鈣溶液去鑒別,還有的小組打算用石灰水進行鑒別。期間,各組成員在組內相互討論,各抒己見,再合作動手設計、操作實驗,最終得出結論。之后,教師進行評價。由此可見,開展小組合作學習,提高了學生的參與度,提高了學生的自主學習能力和思維能力、團隊協作能力、辯證能力,有效地培養了學生的核心素養。
原電池的學習內容是培養學生學科核心素養的好素材,根據本人的教學經驗,知道不同的教師教學這個課題時效果相差很大,有的教師做完銅鋅原電池的實驗得出原電池的形成條件,然后用該條件去判斷是否形成原電池,沒有微觀探析原電池的本質,也沒有讓學生自主討論得出結論,從而抑制學生的思維,沒有將知識轉化成能力和素養。下面介紹本人對原電池的教學設計和核心素養的形成過程。
一、原電池教學設計思想
二、教學過程
1.回顧知識、提出問題
水電解會分解H2和O2,而H2與O2點燃會生成水,那么H2和O2在常溫常壓下會發生反應嗎?
做演示實驗,在U形管中先電解水,去掉外加電流,把兩個石墨電極連接生日賀卡,唱起了生日歌(學生驚訝),為什么?
設計目的:引起學生的好奇心,求知欲
2.已學知識,分析思考
根據已有經驗比較下列反應,從反應速率、能量變化、反應類型、化合價變化、電子轉移等方面比較。
NaOH+HCl=NaCl+H2O Zn+H2SO4=ZnSO4+H2
氧化還原反應由氧化反應和還原反應組成,兩者之間有電子轉移。
設計目的:充分利用已學知識,體現學科特色
3.實驗設計、學生動手
① Zn、Cu分別插入稀硫酸溶液中
Zn、Cu同時插入稀硫酸溶液中
③ Zn、Cu用連有電流計的導線連接,并插入稀硫酸溶液中
④ Cu、C用連有電流計的導線連接,并插入稀硫酸溶液中
第④個實驗是對比實驗,幫助學生對原電池的本質的理解,記錄實驗現象。
4.推理分析,自主討論
通過宏觀辨識和微觀的探析,理解原電池本質這是學習本節內容最關鍵的一步。必須做好三點:一是設計有效的問題;二是通過自主學習,討論與交流,讓學生自主得出結論,達到自主發展;三是歸納、總結、提高。
問題設計:
(1) 實驗①Zn與稀硫酸反應的電子是如何交換的?
(2) 實驗③有電流的產生,判斷電子的流向,并說明H+能在銅片上得電子的原因。
(3) 實驗①、③的電子交換有什么不同?
(4) 兩個電極的作用是什么?說說如何形成閉合回路?
(5) 實驗④為什么沒有電流產生(或微小的電流)?那么形成電流的前提條件是什么?
(6) 什么是原電池?形成原電池的一般條件是什么?
(7) 對電極材料有什么要求?
討論歸納:
(1) 原電池的概念
利用合適的材料作電極,將氧化還原反應的氧化反應和還原反應分開,使電子通過外電路,形成電流的裝置。或者,將化學能轉變為電能的裝置。
(2) 形成原電池的一般條件
a.存在一個自發的放熱的氧化還原反應
b.選擇合適的材料作電極
c.與電解質(或電解質溶液)形成閉合回路
(3) 電極材料的選擇
由反應物的性質決定
(4) 原電池的正負極
失去電子(流出電子)發生氧化反應的電極為負極
得到電子(接納電子)發生還原反應的電極為正極
5.原電池的設計,實驗論證
(1) Cu+2FeCl3=2FeCl2+CuCl2
(2) 2FeCl3+2KI=2FeCl2+I2+KCl
畫出實驗裝置,電極反應,實驗驗證
學生獲得成功感、快樂感、價值得到體現。
6.歸納與總結
微觀探析,必須到位,如本節教學關鍵是:
(1) 形成原電池,必須存在一個自發的氧化還原反應,能把兩個半反應分開,有時必需用鹽橋。
(2) 在Cu、Zn、稀硫酸原電池中,H+為什么移動Cu極,而不移向Zn極
(3) 形成閉合回路,必須在電極上有電子的得失
(4) 分子極、離子極混合,為什么必須用鹽橋
在高中階段,學生們會有九個文化科目的學習,也會有體育課和音樂美術等藝術類的課開設,大多數的人都會認為學生化學核心素養的培養僅僅與思想政治課上老師們所講的世界觀、人生觀、價值觀有關系,用那些觀念來指導化學實驗, 但這樣的分析是片面的。 如何培養高中生們的化學核心素養呢? 首先要從形成化學核心素養的主客觀因素著手,教師在進行教學活動的時候通常都希望學生們對周圍的事物都有著敏銳的感知力和強烈的社會責任感,毫無疑問這是促進核心素養的客觀因素;其次,學生們自己要明確核心素養所包括的內容,眾所周知,素養可以拓詞為素質修養,那么這就與思想道德品質和能力才干分不開了,雖然說學生核心素養的高低不一定能作為評價學生全面發展的依據, 但這也從側面體現和考察了學生的綜合素質;最后,一個人的言行舉止也是核心素養的重要組成部分,如果說化學核心素養是一個人關鍵的能力以及精神面貌,那么它對時代和社會而言也就顯得不可或缺了。
二、高中生們化學核心素養的體現方面
首先是身心健康的素養,一個人只有擁有了健康的體魄才能在化學實驗室里來去自如的做一些化學實驗,只有平和以及情緒穩定才能為化學核心素養注入新鮮的源泉和能量;其次是化學思維的素養,學校是一個系統學習知識的地方,當然也是化學核心素養形成的關鍵場所,尤其是化學邏輯思維素養的培養, 在學生心智形成的重要階段,讓化學邏輯思維悄然形成是非常明智的選擇; 再者是學生的人文素養,每個人都是社會中的一份子,都會參與相應的社會活動, 將來我們的社會發展文明程度一定會越來越高,那么就需要教育的目標朝著民主法治、公平公正、勇敢誠信和文明友善的方向去完善; 學生的化學核心素養與高中生們未來的專業素養也是緊密聯系在一起的,化學也是一門專業課程,專業素養一般指的是一個人比較突出的特長,隨著社會生產力的快速發展,社會上各行各業的分工只會越來越細致,工作的分工協作也顯得尤為重要, 這樣才能完成各式各樣的復雜的工作任務和目標,相信高中生們在擁有了這幾方面的核心素養之后一定能夠開拓出屬于自己的未來,用化學核心素養解決生活中的系列問題。。
三、探索高中生化學核心素養培養的方法策略
身處在21世紀的高中生們正面臨著各種各樣的挑戰,既有新興技術的挑戰又有經濟快速發展的機遇,然而思想道德的核心素養的缺乏一直是令社會和家庭頭疼的問題。一個缺乏社會責任感和沒有同情心的人是無法真正了解到其他人的感受的,也就更加不懂得什么叫做換位思考了,而化學核心素養是其中的一個分支,于是高中生化學核心素養的培養就迫不及待了。雖然高中生即將要面臨的是高考的轉折點,但是這也不能成為核心素養欠缺的托詞,高考的確像一根指揮棒似的指引著教師和學生的方向,然而在某個方面也確實影響了教學的高效性。高中生化學核心素養的培養需要家長和老師們的協同配合,在學校里,教師要時刻提醒學生們遵守實驗室的相關警告規定,在家里也可以適當的用一些化學現象來培養高中生的化學核心素養,盡可能的為核心素養助力,同時,高中生們之間的化學核心素養的交流學習也是非常有必要的。
關鍵詞:化學計量;物質的量;高中化學;微觀;宏觀
文章編號:1008-0546(2017)04-0052-03 中圖分類號:G632.41 文獻標識碼:B
doi:10.3969/j.issn.1008-0546.2017.04.017
一、 研究背景
1. 本節的地位和作用
物質的量這一核心概念是溝通微觀粒子數和宏觀物理量之間的橋梁,通過這一“橋梁”可以把宏觀的物理量如:物質的質量、氣體的體積、溶液的物質的量濃度和微觀的微粒數聯系起來(見圖1),同時物質的量這一概念的形成可以使學生從定性的認識物質的組成上升到定量的計量化學反應,從而把化學反應和化學實驗變得可以操控,把化學問題變成更實際的問題(見圖2)。
2. 學生認知情況分析
學生普遍反映物質的量一節比較難學,然而“難”究竟“難在哪里?”。只有找準問題所在,進行有效的、有針對性的教學目標設定和教學方法的選擇才能做到有的放矢,解決學生的實際困難。C合分析本節課的學習,學生主要是以下幾個方面存在困難:
第一:初中物質微粒性知識太薄弱。據了解,很多學校初三的化學課是考什么就學什么,對于中考比較少考查的內容根本都不講,造成高一一部分學生對分子、原子、離子、質子、中子、電子等微粒都不甚了解,所以這部分高一學生在計算微粒數的時候感覺無從下手。比如:不少的學生對1mol H2O中為什么有2mol H、1mol O這些問題百思不得其解。其根源就是物質的微粒構成種類和數目方面存在障礙。
第二:學生從定性認識到定量的計算方面存在一定的困難。初中比較淺顯地介紹了物質的微粒構成,要求的微粒觀是比較低層次的定性了解,對“量”的計算不做要求,因此從定性的認識到定量的計算需要在“化學計量在實驗中的應用”也就是物質的量的概念教學中得到突破。
第三:學生在“宏觀”和“微觀”轉變方面存在困難。物質的量概念很陌生,雖然和其他物理量有相似之處,和宏觀的“集合體”的概念也有一定的相似之處,但如果不進行相應的教學情景設計和教學思路的引導,學生很難把相似的概念進行對比和聯系,在計算時,由于對陌生概念的不理解往往“去蒙”或逢計算就出錯。
第四:教學方式帶來核心概念理解上的困難。傳統的對“化學計量在實驗中的應用”這一節課教師偏重講、練結合,學生往往學了很久對這節課還不甚了解,因為對核心概念物質的量為什么要引入,以及在化學實驗中到底有什么作用,還是一知半解,給以后的學習也帶來了很多障礙,讓學生覺得化學很難學。
二、研究案例的過程
1. 提出問題
如何在“物質的量在實驗中的應用”一節中對微粒觀的基本思想進行滲透。從近幾年中國知網搜到的文章來看,國內研究者對于微粒觀的形成普遍開始重視。但有一些側重理論研究,對課堂中的實施不夠具體。如李曉嬌在微粒觀在中學階段的要求和在中學化學課堂中實施給予一定的理論指導和實踐探索,黃瓊對比了基于微粒觀形成的教學設計在不同層次的學校、不同層次的學生、不同版本的教材實施中效果的對比。其他的一些研究者是從以下幾個方面對 “物質的量”這一核心概念進行突破。第一、選擇多樣化的宏觀教具,創設問題情境,側重學生從宏觀理解微觀的物質;第二、針對“物質的量”這一核心概念的研究大多是教師主導下完成的,學生被老師設置的問題牽著走;第三、老師用自己的教學技巧和語言促進學生對“微觀的量”到“宏觀的量”的聯系理解,學生缺乏自主探究形成知識的樂趣。
2. 教學前預設
第一次教學設計基于化學基本概念――微粒觀的形成,從概念的引入到活動的設計都進行了精心設計從而突出概念教學的特征,學生的練習和教師的講授相結合。用課前測試調查了解學生對微粒觀的掌握情況――用故事和生活實例引入統計方法在實際問題中的應用――引入物質的量的概念――用物質的量統計微粒數時的換算(NA、N、n三者的轉變關系)體會物質的量的作用。―― 引入M,n、M、m三者的關系進行計算。――得出物質的量在化學計量中的應用的方便。
3. 第一次授課時學生研學問題的解決
教學設計以學生微粒觀形成為主導,注重學生自主探究知識過程,設計了一些多樣化的教學活動,在教學過程中充分調動了學生學習的積極性,學生參與度大大提高,課堂氣氛非常融洽和熱烈。課后,我對學生關于“物質的量”核心概念的掌握情況進行了訪談,發現學生掌握情況相比之前的教學沒有特別明顯的突破。課堂上學生聽課都很投入,也很“忙”沒有提出太多問題,但上完課后對微粒、數量、微觀宏觀轉變依然覺得落實不夠到位,“物質的量”這一核心概念大多是教師主導下完成的,課堂上學生是被老師設置的問題牽著走,被動的走完了整個過程,至于為什么引入這個物理量?這個物理量在化學實驗中有什么作用,是否帶來化學實驗的方便?從微觀量到宏觀量如何轉變?等問題學生依然一知半解,只是機械記住了幾個公式和物理量的轉變關系。缺乏思考物質的量這個核心概念在建立宏觀和微觀聯系中的作用。
4. 二次授課中,研學問題的解決
分析學生的微觀與宏觀轉變的思維障礙點。
學生普遍反映物質的量一節比較難學,然而“難”究竟“難在哪里?”只有找準問題所在,進行有效的、有針對性的教學目標設定和教學方法的選擇才能做到有的放矢。
思維障礙一:物質的微粒構成種類和數目方面存在障礙。學生對分子、原子、離子、質子、中子、電子等微粒都不甚了解,所以在計算微粒數的時候感覺無從下手,連微粒都不知道是什么,也就談不上對微粒“量”的把握。比如:不少的學生對1mol H2O中為什么有2mol H、1mol O這些問題百思不得其解。
教學環節一:
【交流評價】分析學生對“物質微粒組成和量”的掌握情況
【課前預習】調查問卷,點評特征卷
一、①氣體、H2O的微粒構成
②金屬、C等單質的微粒構成
③可溶性的酸、堿、鹽溶質在水中的微粒存在
思維障礙二:學生在“宏觀”和“微觀”轉變方面存在困難。物質的量概念很陌生,和宏觀的“集合體”的概念也有一定的相似之處,但如果不進行相應的教學情景設計和教學思路的引導,學生很難把相似的概念進行對比和聯系。
對核心概念的作用一知半解。物質的量為什么要引入,在化學實驗上到底有什么實際作用。不解決這些問題,學生永遠做不到真正掌握這個概念。
如何能有效地實現“微觀的量”到“宏觀的量”的順利轉化,并有效地落實到具體教學的實施中,是本節課的關鍵所在。
教學環節二:體會化學實驗中微觀粒子數“量”的需求和微觀粒子數目不可測之間的矛盾
1滴水中的水分子由100個人平均每秒數3個需要大概160多億年才數的完。數量極其龐大的微觀粒子如何統計?
【思考交流】如果你是超市采購員,你如何統計大批量的蘋果?
教學環節三:體會物質的量這一物理量在統計微觀粒子數量時帶來的方便
【課內探究】
1、以總個數計量微觀粒子方便嗎?以“摩爾”為單位計量微觀粒子方便嗎?
2、1摩爾H2O分子是 H2O分子,含有 個H原子,含有 個O原子。
教學環節四:從實際出發,理解物質的量核心概念在溝通微觀和宏觀的作用
【思考交流】1mol的微觀粒子是6.02×1023個是怎樣規定的?如果某反應需要1mol的C做反應物,實驗室如何獲取1molC?
【引導】1mol12C質量為12g,這一數目我們可以順利地在實驗中用天平“稱量”出C的原子數。拓展開來,如果我們知道某物質1mol微觀粒子的質量也就能在實驗室用天平“稱出”其微觀粒子數。
【思考交流】
1.寫出摩爾質量的意義、單位、計算公式。
2.摩爾質量的數值有什么特點。
3.請你用計算公式表示如何用物質的質量去計算物質的微觀粒子數。
思維障礙三:學生不了解為什么引入“物質的量”這個概念,對于其在化學實際問題中的應用不甚明了。在化學反應中“物質的量”到底表示什么,怎么把用物質的量把宏觀可測與微觀化學反應之間的矛盾化解和融合,是學生需要解決的更高層次的問題。
教學環節五:體會核心概念――物質的量在化學反應中的意義
【思考與交流】試用物質的量、微觀粒子數、質量等物理量說明反應:H2+CuO[=][][=][]Cu+H2O 在反應物和生成物“量”方面表示的意義。
教學環節六:應用訓練提升,進一步理解物質的量在微觀宏觀之間轉化的重要意義
【思考與交流】
計算下列結果并寫出公式和計算過程
1)某反應需要3.01×1022個C參加反應,實驗室需要稱量的C為多少克?
2)49g硫酸溶于水中得到溶液中的H+物質的量和個數,SO42-的物質的量和個數為多少?
二、案例研究的評價和分析
教學設計著重從以下兩個方面開展課堂活動,促進學生核心概念的構建,宏觀和微觀之間的轉化。
第一,以生為本,從課前調查,到目標制訂,再到教學設計和課后調查反思,充分體現了學生為主體,教師為主導的教學理念。
第二,創設有利于學生了解“微觀”世界的教學情境。從熟悉的宏觀物體的統計方法出發,類比遷移物質微觀上微粒量的統計,更加有利于學生從微觀到宏觀的過渡,符合學生的認知規律。
第三,設計課堂自主探究活動,讓學生體驗自主獲得知識的樂趣,從而從微觀上接受和理解“物質的量”在化學中的重要地位和應用價值,激發學生學習化學的熱情和動力。
第四,圍繞核心概念“物質的量在實驗中的應用”設計教學活動,讓學生反復體會物質的量的引入對解決實際問題帶來的方便。體會摩爾質量、氣體摩爾體積、物質的量的濃度在化學實驗中溝通微觀和宏觀的重要作用。
三、收獲和反思
本節課后,在后續的作業中反映出來幾個值得深思的問題:
第一,本節課是基于核心概念物質的量的建立,讓學生對物質的微粒構成,以及微粒的數量有了更深的認識,比如:哪些物質是由分子組成,哪些物質是由原子組成,哪些物質在水溶液中是離子。
第二,學生對概念的理解和辨析都掌握得很好。從作業和后續的學生訪談中反映出來,學生的概念辨析題都做的不錯,基本都能做對,說明這節課的實施還是有成功的地方,對物質的量這個核心概念在溝通微觀和宏觀的作用,物質的量如何把微粒數換算成宏觀可測的質量等問題都能有比較深的體會和準確的認識。
第三,有些學生對于物質的化學式以及方程式中“量”的含義還停留在比較表面的認識,比如:有學生認為H2O是H2和O組成,認為只是兩種物質的拼湊,對化學反應的本質――原子重新拆分和組合沒有形成概念。
第四,學生對于物質的量的相關概念與符號表達比較陌生,符號與物理量對號入座還不熟練,導致計算中還是會出現問題。
高中化學微觀到宏觀轉變,不是靠一節兩節課來形成的,需要長期在日常教學中不斷滲透給學生,才能使學生理解和利用化學這個工具去認識和改造社會、生活、科技、環境中的問題,從而讓化學成為有用的學科。
參考文獻
[1] 中華人民共和國教育部.全日制義務教育化學課程標準(實驗稿)[M].北京:北京師范大學出版社,2001
[2] 王磊等.在課程中如何進行基于核心觀念建構的教學設計[J].化學教育,2005(1):173
[3] 謝鴻雁.微粒作用觀下的化學課堂教學[J].教學理論與實踐,2008(2):62-63
[4] 張勁輝.高一化學教學中微粒觀的培養構想[J].福建教育學院學報,2011(10):42-44
[5] 黃瓊. 中學化學教學中學生物質微粒觀的培養[D].濟南:山東師范大學,2009