周騰
摘要:成功的課堂,語言是基礎,方法是支點,思想是靈魂,素養(yǎng)是目標。如何以化學知識為載體對學生進行方法指導與思想滲透,達到發(fā)展能力,提升素養(yǎng)的終極目標是每一位化學教師孜孜不倦的追求。文章試圖以“硝酸的性質”為載體,從實踐層面談個人的一些嘗試。
關鍵詞:核心素養(yǎng);方法思想;實踐思考
文章編號:1008-0546(2017)05-0041-04 中圖分類號:G633.8 文獻標識碼:B
doi:10.3969/j.issn.1008-0546.2017.05.013
筆者剛參加了市級的優(yōu)質課評選活動,從說課到上課,一路走來,對如何設計并上好一節(jié)課有了更深入的思考。筆者認為成功的課堂,語言是基礎,方法是支點,思想是靈魂,素養(yǎng)是目標。下面就蘇教版“硝酸的性質”的教學設計談個人的一些實踐思考。
一、設計理念
基礎教育改革著重強調核心素養(yǎng),提升學生的核心素養(yǎng)成為教育的終極目標,化學學科以其鮮明的學科特點理應在這輪變革中發(fā)揮重要的作用。中學化學“核心素養(yǎng)”體系主要包括宏微結合、變化可控、服務社會、同類相似和實驗探究五個方面[1]。專家學者更多是在理論層面上的探討,如何以一節(jié)課為載體提升學生的核心素養(yǎng)還鮮有嘗試。筆者試圖以“硝酸的性質”為載體,充分發(fā)掘其育人功能。
高度決定視野,發(fā)展學生核心素養(yǎng)的課堂,要求教師必須站在一定的高度上整體把控,不能局限于學生對具體化學知識的獲得與掌握,還要思考怎樣將知識上升到化學學科觀念的認識高度,開闊學生的視野,實現(xiàn)知識由“學會”到“學活”的轉變,這是一個深度學習的過程。深度學習的基礎是理解,核心是建構,價值在于遷移與應用[2]。課堂教學需要以建構主義為實踐旨向;知識不是客觀世界的映像,而是個體經驗的生成;學習是引導學生主動建構的活動,教學是師生之間的合作性建構[3]。
基于以上認識,化學課堂教學設計應以追求學科素養(yǎng)或能力為目標,而不是單純知識點的堆積。需要堅持“以學生為本”的發(fā)展理念,對學生的學習方式進行變革,真正實行“自主、合作和探究”的課堂教學方式,提升學生的“學習力”。教師作為課堂教學的引領者,學生學習的促進者,要讓學生學習的過程成為在教師指導下,用自己的體驗和思維方式,獨立思考,合作交流,主動建構的過程,是學生的思維得到鍛煉和展示的過程,是學科方法和思想得以提升的過程,是一個深度學習的過程。
二、教學分析
1. 教材分析
本節(jié)課是典型的元素化合物知識,硝酸對學生來說既熟悉又陌生,作為三大強酸之一,學生久聞其名,但對于制備氫氣時為何不使用硝酸仍心存疑惑,有探究的欲望。硝酸既具有酸的通性,又有自身的特殊性,這是引導學生認識特殊和一般關系的很好切入點。硝酸的強氧化性既是本節(jié)課學習的重點,也是教學難點。教材在處理這部分內容時從實驗入手,通過引導學生觀察銅與濃硝酸和稀硝酸反應時的不同現(xiàn)象,加深對硝酸氧化性的認識,同時也解開了學生的疑惑。本節(jié)內容安排在最后,承擔鞏固離子反應、氧化還原反應、物質的量等基本知識的載體作用,是在教學設計時需要充分考慮的一個方面。
學生通過對濃硫酸性質的學習,知道氧化性酸與酸的氧化性是有本質區(qū)別的,初步理解了稀硫酸與濃硫酸的氧化性是由不同元素體現(xiàn)的,具備了從元素觀上去認識物質的氧化性,這是通過類比方法建構硝酸氧化性的良好基礎,要充分發(fā)掘應用。
硝酸與銅反應的實驗,因為產生的NO和NO2會造成環(huán)境污染,因此有很多的實驗改進類型,是激發(fā)師生創(chuàng)新思維的良好契機,通過對不同裝置的比較,既發(fā)展了學生的思維能力又滲透了環(huán)境教育。同時,教師也可通過對比實驗引導學生認識由于硝酸的濃度不同,產物不同,性質有差異,量變引起了質變,滲透辯證思想。
硝酸用途廣泛,但不合理使用又是人類安全的巨大隱患,這是對學生進行辯證思維訓練的一個很好的落腳點。
2.三維目標
(1)了解硝酸的物理性質、工業(yè)制法及主要用途。
(2)掌握硝酸的不穩(wěn)定性,理解硝酸保存的注意事項。
(3)通過類比、對比濃、稀硫酸的氧化性,掌握濃、稀硝酸的氧化性,感悟“異中求同,同中求異”的化學思維方法。
(4)能夠正確書寫有關反應的化學方程式,鞏固氧化還原與離子反應知識。
(5)通過探究的方式學習硝酸的性質,培養(yǎng)問題意識,發(fā)展思維能力,滲透方法思想,提升學生素養(yǎng)。
三、設計思路
四、教學設計
環(huán)節(jié)1:精彩引入
有這樣一種物質,它畏光怕熱,深居簡出;它性格剛烈,脾氣暴躁,好與人爭鋒;它身懷絕技,屢建奇功,是工農業(yè)生產的功臣,是國防工業(yè)的脊梁,在它的助推下,無數生靈慘遭涂炭;它是酸氏王國中的三大天王,與另一位天王關系密切,合體后功力大增,所向披靡,成為水中之王,整個金屬帝國無人能敵;它又俠骨柔情,曾因保護一枚獎章而成為化學史上的一段佳話;它究竟是天使還是魔鬼?就讓我們帶著這些疑問一同走進硝酸的神秘世界。
設計意圖:用精彩的語言濃縮硝酸的主要性質,統(tǒng)攝全課,設置懸疑,激發(fā)學生求知欲。
視頻播放:無錫某國道一輛運送硝酸的鋁罐車發(fā)生側翻,現(xiàn)場彌漫著大量紅棕色煙霧,可聞到刺鼻的氣味。消防人員立即進行噴水稀釋、堿水潑灑處理,以防其擴散、污染環(huán)境。
設計意圖:通過新聞報道,學生仿佛置身事故現(xiàn)場,真切感受硝酸泄漏的驚險瞬間,認識到不合理使用化學物質會引起環(huán)境污染,只有掌握物質的化學性質才能化險為夷,趨利避害,為人類服務。
環(huán)節(jié)2:新聞解讀
問題1:刺鼻的氣味、噴水的措施能說明硝酸具有哪些物理性質?
問題2:堿水潑灑的處理方式是否恰當,體現(xiàn)了硝酸的什么性質?
問題3:現(xiàn)場紅棕色的煙霧是什么?是如何形成的?結合氧化還原守恒規(guī)律推測產物并寫出化學方程式。思考久置的濃硝酸為何呈黃色?應如何保存?
問題4:為何能用鋁罐車運輸濃硝酸?濃硫酸也能用鋁罐車運輸,體現(xiàn)其什么性質?能否據此推測濃硝酸的性質?
學生活動1:由問題1結合濃硝酸實物展示,觀、聞、思,歸納硝酸的物理性質。
學生活動2:通過問題2回顧酸的五個通性,對于硝酸與金屬反應的特殊性需后續(xù)實驗探究,留下懸念,激起探究欲望。
學生活動3:通過問題3認識硝酸的不穩(wěn)定性,鞏固氧化還原反應知識,感悟硝酸保存方法,與實物展示時硝酸保存在棕色細口瓶中相呼應。
學生活動4:由問題4引發(fā)學生回憶濃硫酸的強氧化性,據此推測濃硝酸的強氧化性,體會類比思維方法在化學學習中的運用。
設計意圖:從化學的視角出發(fā),步步深入,層層遞進,深度解讀新聞,引出問題并預測硝酸的性質。讓問題成為貫穿課堂的一條主線,通過對問題的分析與解決,引導學生運用已有知識經驗建構硝酸的性質,培養(yǎng)學生的問題意識及探究能力,讓學生體驗運用化學知識解決生活中的實際問題的成功喜悅感。
環(huán)節(jié)3:類比推理(圖2)
環(huán)節(jié)4:探究實驗
實驗1:濃、稀硝酸與銅反應對照實驗(圖3)
學生活動5:交流討論,選擇裝置(不同小組所選裝置可以不同),動手操作,觀察現(xiàn)象,分析產物,寫出方程式并用雙線橋分析,指出氧化劑與還原產物,在教師的引導下類比濃硫酸與銅反應,分析該反應體現(xiàn)了硝酸的什么性質?
設計意圖:投影給出四套反應裝置,在比較中尋求最佳方案(實驗結束后小組間討論再比較優(yōu)劣),培養(yǎng)學生發(fā)散思維能力;通過對比實驗,讓學生直觀感受硝酸濃度不同,現(xiàn)象不同,產物不同,量變引起質變,滲透辯證思想;方程式的書寫,雙線橋的使用,鞏固了化學用語及氧化還原知識;化學學科自身的符號系統(tǒng)既可以從微觀水平解釋物質的組成與變化,又可以從宏觀水平上描述物質的狀態(tài)和性質,從而成為聯(lián)系宏觀與微觀的橋梁和中介[4]。引導學生養(yǎng)成運用宏觀現(xiàn)象、微觀本質、符號表達三重表征方法進行化學思維的習慣。
學生活動6:以銅與稀硝酸反應為例書寫離子方程式3Cu+8H++2NO3-■3Cu2++2NO↑+4H2O。在此基礎上分析:在稀硫酸中加入銅粉,銅粉不溶解,再加入KNO3 ,發(fā)現(xiàn)銅粉溶解,為什么?
設計意圖:在教學實踐中發(fā)現(xiàn)相當一部分學生誤以為H2SO4+2KNO3■2HNO3+K2SO4能夠反應,有HNO3生成,故銅溶解。這個問題暴露了學生的思維障礙點,反映出學生對離子反應的本質認識模糊,難以靈活運用。此時教師不要急于點評,而是給予積極肯定,然后順著學生的錯誤思路分析:假如該反應能夠發(fā)生,應該屬于什么類型的反應?大部分學生回答是復分解反應,再追問復分解反應發(fā)生的條件是什么?順理成章形成悖論,學生頓悟。教師再適時揭示本質:一方出H+,另一方出NO3-,是組合產生硝酸,而不是反應產生硝酸,其實質是離子方程式的遷移應用,學習時要注意追根溯源。
環(huán)節(jié)5:比較硫酸與硝酸的氧化性規(guī)律(表1)
(1)稀硫酸:與金屬活動性處于H之前的金屬反應,置換出H2。
(2)濃硫酸:加熱下能與多數金屬和非金屬單質反應,放出SO2。
(3)稀硝酸:能與多數金屬單質反應,一般放出NO。
(4)濃硝酸:能與多數金屬和非金屬單質反應,一般放出NO2。
設計意圖:師生互動,生生互動,看表探討規(guī)律,培養(yǎng)學生運用比較、歸納、概括等方法對圖表信息進行加工的能力,是發(fā)展學生思維的高潮部分,是教學的重難點。教師應引導學生從分析體現(xiàn)氧化性的元素入手,讓學生認識到稀硫酸的氧化性是+1價H體現(xiàn)(氧化性弱,只能氧化活潑金屬),濃硫酸的氧化性是+6價S體現(xiàn),而硝酸的氧化性是+5價N體現(xiàn),因體現(xiàn)氧化性的元素不同,故氧化性強弱不同,還原產物不同。通過分析濃硫酸與濃硝酸屬不同物質,但由于都是強氧化性酸,因而均具有強氧化性,運用的是類比思維,異中求同(從不同物質中尋求共同點);濃、稀硝酸屬于同一種物質,但因濃度不同,氧化性強弱有差異,運用的是對比思維,同中求異(從相同物質中發(fā)現(xiàn)差異性);這些思維方法在化學學習中要經常使用,需不斷強化。
環(huán)節(jié)6:歸納總結:硝酸化學性質
投影:從酸的通性、強氧化性、不穩(wěn)定性三個方面進行總結。
設計意圖:引導學生認識到學習化學有一個基本的思維習慣:就是從物質類別、氧化還原和特性三個宏觀角度分析探討物質性質。同類物質性質相似但不是完全相同,例如:酸一般可與活潑金屬(金屬活動性順序表H之前的金屬)反應放出氫氣,但硝酸就比較特殊,與金屬反應一般不生成氫氣,讓學生領悟“一般”和“特殊”的關系,借此提醒學生學習時不能死記硬背,生搬硬套,只有二者兼得,方能活學活用。
環(huán)節(jié)7:硝酸用途
投影1:硝酸用途的系列圖片
投影2:玻爾巧藏諾貝爾金質獎章的故事
結束語:硝酸究竟是天使還是魔鬼?硝酸本無罪,人類欲加之,這是硝酸的困惑,更是人類的反思。學習化學的目的就是要掌握物質的性質,摸清反應的規(guī)律,進而合理使用物質,趨利避害,為人類服務,實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。
設計意圖:以圖片形式介紹硝酸的廣泛用途,對學生形成強烈的感官刺激。敘事研究者指出,講述故事,傾聽故事是人類基本的生存方式和表達方式[5]?;瘜W小故事激發(fā)了學生興趣,拓展了學生視野,培養(yǎng)學生家國情懷。通過對硝酸“功”與“過”的探討,引導學生運用辯證觀點看問題,引發(fā)學生對學習化學重要意義的更深層次思考,升華主題,與開篇遙相呼應,形成一個整體。
環(huán)節(jié)8:整理與規(guī)納:
設計意圖:零散的、碎片化知識令人生厭、自然也就缺乏持久的記憶,在學習中要注意整合,從整體著眼,構建知識網絡,領會轉化關系,鞏固相關內容。知識重要,比知識更重要的是學科方法和思想,要在學習的過程中不斷體會、感悟、收獲化學學科獨特的方法和思想,進而再運用這些方法和思想促進對知識的更好掌握,這才是正確的學習之路。引導學生站在一個新的高度上重新審視自己學習的過程,在總結中感悟,在反思中升華。
五、教學反思
1. 語言的錘煉一刻不能放松,化學教師也應舌燦蓮花。
在教學實踐中發(fā)現(xiàn)不少老師不重視對課堂語言的錘煉,總認為修煉語言是文科老師的事情,理科老師應重在對學生邏輯思維及解法指導上下功夫,實則有失偏頗。“名角一臺戲,名師一堂課”,其中很重要的一點就是語言精煉,傳神,富有文采。難以想像一位語言平淡的老師能夠上出一堂生動的課來!靈動的課堂必須要有出彩的語言。“臺上一分鐘,臺下十年功”,錘煉語言非一日之功,需要幾年、幾十年甚至一生的修煉。語言是教師的看家本領,既然選擇了傳道授業(yè),就必須時刻注意錘煉自己的語言,“一語中的,一言傳神”應成為每一位化學教師的追求。
2. 培養(yǎng)問題意識,滲透方法思想應成為化學教師的習慣。
問題是科學研究的起點,適切性問題最有利于激發(fā)認知沖突,發(fā)展學生思維。問題情境的創(chuàng)設,激發(fā)了學生的學習欲望,通過設計有梯度的系列問題,引導學生由現(xiàn)象到本質,步步深入,借助已有的知識與經驗,在解決問題的過程中主動建構新知識。教師要因勢利導,不斷啟發(fā)、點撥和矯正,力求“不憤不啟,不悱不發(fā)”。
在教學中要注意引導學生不僅要知道“是什么”,更要知道“為什么”,通過小組合作探究去發(fā)現(xiàn)知識背后所蘊含的關鍵原理、方法、思想,提煉核心知識、提升核心素養(yǎng),不僅可以讓學生學會深入思考,更能加深對所學知識的理解,讓學生體驗豁然開朗,融會貫通的學習快感。
3. 重視探究實驗,有毒不應成為不做實驗的借口。
“實驗是最高的法庭”。要充分發(fā)揮實驗的育人功能,引導學生在活動中獲取知識,在過程中獲取方法。例如,圖3中的四套反應裝置,對于甲、乙、丁學生應該容易判斷其優(yōu)劣,但對于丙裝置,需要教師引導分析,學生才能真正領悟其妙處。操作方法:左針筒抽取少量濃硝酸后將止水夾關閉,可以清晰看到反應劇烈進行,溶液呈藍綠色(為何不是藍色?學生有困惑。),生成紅棕色氣體,證明產生了NO2;后將止水夾打開將液體推向右針筒并關閉止水夾,此時濃硝酸與水混合后變?yōu)橄∠跛?,溶液變?yōu)樗{色(可讓學生猜測原因并設計方案驗證),反應繼續(xù)進行,但非常緩慢,產生無色氣體;最后將左針筒內液體注入濃NaOH溶液可觀察到有藍色沉淀產生,隨后抽取少許空氣,氣體馬上變?yōu)榧t棕色,證明無色氣體為NO。丙裝置的優(yōu)點在于將濃、稀硝酸與銅反應合二為一,藥品用量少,反應在封閉環(huán)境中進行,不排放有毒氣體,符合綠色化學理念;操作簡單,現(xiàn)象明顯,易于在教室內開展分組實驗;實踐表明學生興趣濃厚,氣氛熱烈,不僅學到相關的知識,更拓展了思維,對實驗現(xiàn)象的觀察和分析過程,本身就是方法積累和能力提高的過程。在此過程中教師要給學生留下思考的時間和空間,不要越位;要重視對學生思維遷移能力和分析歸納能力的培養(yǎng);要善于分析比較、歸納得出規(guī)律。實驗有毒,往往成為很多老師不做實驗的借口。其實,這正是培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力的難得機會,要好好把握,充分加以利用。
課堂不應追求所謂的“快速準確”,關鍵看能否以知識為載體滲透方法和思想,發(fā)展學生能力,提升學生素養(yǎng)。課堂的精彩在于學生的精彩,課堂的收獲應該是學生有收獲。一切教學設計均應基于學情展開,只有有效預設,才能精彩生成,在探尋育人的道路上沒有終點,我們永遠在路上。
參考文獻
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