但世輝 方向東
[摘要] 分析高中生缺乏職業(yè)生涯教育的現(xiàn)狀,以新人教版高中化學(xué)教材必修二第六章第一節(jié)“化學(xué)反應(yīng)與電能”第1課時教學(xué)為例,在原有教學(xué)三維目標(biāo)的基礎(chǔ)上,增設(shè)職業(yè)生涯教育發(fā)展目標(biāo),從“我是電力工程師”的角色扮演、伏打電池的科學(xué)史話、問題驅(qū)動模式的探究活動、解決實(shí)際問題的體驗(yàn)式活動和化學(xué)科技前沿的認(rèn)知活動等多個維度,在引導(dǎo)學(xué)生分析原電池的工作原理和構(gòu)成條件的同時,自然而然地滲透職業(yè)生涯教育。
[關(guān)鍵詞] 職業(yè)生涯教育;原電池;角色扮演;問題驅(qū)動
一、職業(yè)生涯教育教學(xué)現(xiàn)狀分析
“職業(yè)生涯教育”具體是指將傳播知識與學(xué)生將來的工作和生存方式相結(jié)合,幫助學(xué)生正確認(rèn)識自我、認(rèn)識職業(yè)發(fā)展與需求,使學(xué)生在具有勞動觀、職業(yè)觀、相應(yīng)的職業(yè)知識和技能的同時,培養(yǎng)學(xué)生積極主動地選擇人生道路的能力。新高考模式靈活地增加了學(xué)生對學(xué)科的自主選擇權(quán),這有利于學(xué)生的個性發(fā)展,但對于未成年的高中生而言,絕大多數(shù)學(xué)生在高中學(xué)習(xí)階段或在選擇選考科目時,僅是依據(jù)個人目前的興趣和擅長的能力來考量,并沒有良好的職業(yè)生涯意識?!镀胀ǜ咧谢瘜W(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版2022年修訂)》對職業(yè)生涯教育提出了明確要求:我國普通高中教育的任務(wù)是促進(jìn)學(xué)生全面而有個性的發(fā)展,為學(xué)生適應(yīng)社會生活、高等教育和職業(yè)發(fā)展做準(zhǔn)備,為學(xué)生的終身發(fā)展奠基。然而,事實(shí)卻是在一線教學(xué)中,由于面臨高考升學(xué)壓力大、學(xué)科課時緊張、教師的專業(yè)技能缺乏等客觀因素,學(xué)生職業(yè)生涯規(guī)劃教育開展得較少且并不到位,大多學(xué)校沒有設(shè)置獨(dú)立的職業(yè)生涯教育課程。
二、教學(xué)目標(biāo)
在制定教學(xué)目標(biāo)時,除了常規(guī)的學(xué)科教學(xué)三維目標(biāo)之外,為了更好地滲透職業(yè)生涯教育,還應(yīng)該增設(shè)具體且明確的職業(yè)生涯教育目標(biāo)(如表1),整個教學(xué)過程會據(jù)此目標(biāo)進(jìn)行開展,以此確保職業(yè)生涯教育在本節(jié)課教學(xué)過程中滲透的有效性。
三、滲透職業(yè)生涯教育的實(shí)施過程
1.在角色扮演的模擬活動中導(dǎo)入職業(yè)生涯教育
創(chuàng)設(shè)情境:動畫展示熱電廠的生產(chǎn)過程。
知識講解:通過動畫展示,講述熱電廠使用火力發(fā)電的過程,其最主要的發(fā)電方式是汽輪機(jī)發(fā)電,利用燃料在鍋爐中燃燒產(chǎn)生的蒸汽,沖擊汽輪機(jī),再帶動發(fā)電機(jī)發(fā)電。
角色互換:如果你是電力工程師,在上述發(fā)電過程中,能量是如何轉(zhuǎn)化的?
學(xué)生分組討論,得出結(jié)論:具體能量轉(zhuǎn)化方式為化學(xué)能→熱能→機(jī)械能→電能。
問題討論:我國目前的電能來源中火力發(fā)電占80%左右,是最主要的發(fā)電方式。你作為電力工程師,請從能量轉(zhuǎn)化的效率來分析火力發(fā)電的劣勢與不足在哪?有沒有更好的方式來解決?
分組討論,概述想法:因?yàn)槟芰拷?jīng)過多次轉(zhuǎn)化,所以化學(xué)能到電能的轉(zhuǎn)化率會大大降低,造成能量的過度損耗。如果能由化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能,既提高能源轉(zhuǎn)化效率,又能從根本上緩解我國能源危機(jī)。
教師小結(jié):你們作為電力工程師很稱職,既考慮了化學(xué)技術(shù)問題,還上升到了家國情懷,這種把化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的裝置就是今天的學(xué)習(xí)內(nèi)容——原電池。
2.在基于化學(xué)史的探究活動中培養(yǎng)職業(yè)生涯精神
教師設(shè)問:如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔??或許我們可以從一段科學(xué)史話中找到答案。
[閱讀材料]1780年意大利科學(xué)家伽伐尼在解剖青蛙時做了一個實(shí)驗(yàn):將青蛙放在銅制解剖盤里,當(dāng)解剖刀接觸娃腿時,蛙腿發(fā)生抽搐。于是,他得出結(jié)論:青蛙自身肌肉和神經(jīng)里的生物電是導(dǎo)致抽搐的原因。善于質(zhì)疑的意大利物理學(xué)家伏打提出疑問:為什么只有當(dāng)青蛙腿和銅器、鐵器接觸時才發(fā)生抽搐?他做了如下實(shí)驗(yàn)。
實(shí)驗(yàn)1:將青蛙腿放在銅盤里,用解剖刀去接觸,蛙腿抽搐;實(shí)驗(yàn)2:將青蛙腿放在木盤里,用解剖刀去接觸,蛙腿不動。最終伏打用實(shí)驗(yàn)推翻了伽伐尼的結(jié)論,他發(fā)現(xiàn)2種活潑性不同的金屬同時接觸蛙腿,蛙腿就會動,蛙腿抽搐只是起到了顯示電流通過的作用,所謂特殊的“動物電”是不存在的。
伏打又進(jìn)一步開展實(shí)驗(yàn):將1塊金幣和1塊銀幣頂住舌頭,用導(dǎo)線將二者連起來,舌頭就感到了苦味;將2種金屬連接起來,一端接觸眼皮上部,一端用嘴含住,當(dāng)剛一接觸的瞬間,奇異的事發(fā)生了,居然產(chǎn)生了光的感覺!伏打開始認(rèn)識到,金屬不僅是導(dǎo)體,而且能夠產(chǎn)生電。1800年,伏打用浸過食鹽水的一片濕布夾在銀、鋅兩塊金屬片之間,可以產(chǎn)生電流。這就是世界上第一款原電池裝置——伏打電池。
探究活動:根據(jù)伏打的設(shè)計(jì)思路,各實(shí)驗(yàn)小組合作探究,設(shè)計(jì)原電池裝置,記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象至表2。已經(jīng)備好的實(shí)驗(yàn)儀器和試劑有鋅片、銅片、稀硫酸、導(dǎo)線、電流表、燒杯等。
小組匯報(bào),教師歸納:根據(jù)自己的設(shè)計(jì),所有小組均看到,銅片上有氣泡,電流表偏轉(zhuǎn),實(shí)現(xiàn)了化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能,通過討論也能夠描述原電池的工作原理:
鋅片失去電子產(chǎn)生負(fù)電荷,銅片置換出酸中的氫離子產(chǎn)生正電荷,因此閉合回路中產(chǎn)生電流。
[設(shè)計(jì)意圖]以學(xué)生現(xiàn)有的認(rèn)知水平和知識技能,此項(xiàng)探究活動不能由學(xué)生完全自由發(fā)揮地進(jìn)行。因此,本次探究活動之前筆者預(yù)留了兩個伏筆:一是所用儀器和試劑適當(dāng)限定范圍,避免亂用,這以便于為實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)提供思路;二是伏打電池的科學(xué)史話引導(dǎo),讓學(xué)生在伏打設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上稍作改進(jìn)便可完成,這樣讓學(xué)生體會到了完成科學(xué)實(shí)驗(yàn)的樂趣,同時能夠領(lǐng)悟到科學(xué)實(shí)驗(yàn)必備的嚴(yán)謹(jǐn)態(tài)度和敢于質(zhì)疑的科學(xué)精神,這為職業(yè)生涯精神的培養(yǎng)做了課堂滲透。
3.在問題驅(qū)動模式的探究中優(yōu)化職業(yè)生涯教育
問題1:為什么是鋅而不是銅失電子?
學(xué)生1:我們在初中已學(xué)過銅和稀硫酸不反應(yīng)。
問題2:既然是原電池,肯定有正負(fù)極之分,誰做正極誰做負(fù)極?如何證明?
學(xué)生討論并實(shí)驗(yàn):可觀察本裝置中電流表指針的偏轉(zhuǎn)方向,再把電流表和干電池連接進(jìn)行對照,最終便可確定鋅為負(fù)極、銅為正極。
問題3:電子從鋅電極流出之后,是沿導(dǎo)線轉(zhuǎn)移還是從溶液中轉(zhuǎn)移?
分組討論:(學(xué)生2)因?yàn)槿芤褐械碾娮柽h(yuǎn)大于導(dǎo)線中的電阻,所以電子從導(dǎo)線轉(zhuǎn)移才符合規(guī)律。
問題4:溶液中的陰、陽離子是否移動?又是如何移動的?
分組討論:(學(xué)生3)負(fù)極附近聚集大量Zn2+,帶正電荷,為使電荷平衡,SO42-自然移向負(fù)極。同理,溶液中H+移向正極。
教師演示:用滴管從正中間伸入稀硫酸中,滴加少量KMnO4溶液,可觀察到紫色向負(fù)極移動,即可證明陰離子移向負(fù)極。
歸納提升:電子從負(fù)極經(jīng)導(dǎo)線移向正極,陰離子移向負(fù)極,陽離子移向正極。
教師引導(dǎo):回到實(shí)驗(yàn)記錄表2,剛才我們分析的是主要現(xiàn)象及原理,除此之外還有其他哪些現(xiàn)象?
學(xué)生4:我們不僅觀察到銅片上有氣泡,鋅片上也有氣泡,而且燒杯發(fā)熱。
教師講解:鋅片上確實(shí)有少量氣泡,其原因跟鋅片的純度、表面光滑度、H+的濃度等有關(guān)。另外請大家思考,燒杯發(fā)熱說明什么?
學(xué)生5:說明有熱量放出,更說明原電池裝置并沒有百分之百地把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能,還有一部分轉(zhuǎn)化成熱能損耗。
教師評價:剛才同學(xué)們回答得很好,不僅是個人的能力,更是所在小組集體智慧的結(jié)晶,為表彰大家的優(yōu)異表現(xiàn),我給每個小組獎勵一張音樂賀卡。
[設(shè)計(jì)意圖]所謂問題驅(qū)動式教學(xué)就是把“知識問題化”,是將共性教材內(nèi)容轉(zhuǎn)化為學(xué)生變化的、個性的、創(chuàng)新的認(rèn)知體系與認(rèn)知能力。在本部分教學(xué)設(shè)計(jì)中,筆者預(yù)設(shè)了5個問題,層層遞進(jìn)。一方面關(guān)注到原電池工作原理的微觀過程,并用宏觀的實(shí)驗(yàn)加以證明,讓學(xué)生能夠從宏觀和微觀相結(jié)合的視角分析問題。另外,又關(guān)注到一些非主體現(xiàn)象(鋅片上有氣泡、燒杯發(fā)熱),筆者并沒有一味強(qiáng)調(diào)銅片上產(chǎn)生氣泡這一主體現(xiàn)象,更沒有指引學(xué)生只關(guān)注化學(xué)能完全轉(zhuǎn)化為電能,而忽視了其他形式的能量轉(zhuǎn)化。這符合辯證法思想,即重視用聯(lián)系、發(fā)展、全面的觀點(diǎn)看問題,這種辯證法思想的滲透也會為學(xué)生后期職業(yè)生涯的發(fā)展提供保障。
4.在解決實(shí)際問題的活動中提升職業(yè)生涯能力
教師引導(dǎo):請大家播放一下音樂賀卡,聽聽看有什么變化。結(jié)果不到半分鐘,賀卡聲音就越來越低沉。
設(shè)問:賀卡怎么不工作了呢?
學(xué)生:這種聲音明顯是因?yàn)殡娏坎蛔恪?/p>
教師引導(dǎo):那我們剛學(xué)到的原電池工作原理就恰好派上了用場,讓我們用一些常見的物品嘗試,發(fā)揮大家剛學(xué)的知識,讓賀卡重新響起來。剛才我們實(shí)驗(yàn)中用到的是稀硫酸,可實(shí)際生活中哪有稀硫酸呢?又可用什么代替呢?請大家設(shè)計(jì)方案,同時記錄實(shí)驗(yàn)裝置圖和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象??捎玫膶?shí)驗(yàn)儀器和用品有鐵釘、銅片、酒精、導(dǎo)線、金屬夾、番茄。
學(xué)生活動:利用所提供的儀器和用品,盡可能地設(shè)計(jì)出更多的裝置,并畫下簡圖,記錄賀卡是否能夠再次響起,同時對實(shí)驗(yàn)的不同結(jié)果進(jìn)行歸納。
師生合作探究,得出結(jié)論:老師匯總并展示各小組的設(shè)計(jì)方案(如表3),各組指出自己的問題,根據(jù)實(shí)驗(yàn)效果共同探討原電池的構(gòu)成條件。對比方案1、方案2和方案4,可說明原電池的構(gòu)成條件之一:2種活性不同的金屬(或非金屬)做電極;對比方案2和3,可說明另一構(gòu)成條件:形成閉合的回路;對比方案2和方案5得出:需要有能導(dǎo)電的電解質(zhì)溶液。
播放電池工程師的工作場景:各位同學(xué)都是優(yōu)秀的電池制造專家,未來的某一天,不僅是一張賀卡,你們將會設(shè)計(jì)出更高效、更環(huán)保的電池來替代傳統(tǒng)能源,那將是新能源領(lǐng)域革命性的顛覆。
[設(shè)計(jì)意圖]設(shè)置真實(shí)的問題情境并最終通過實(shí)踐得到解決,這種方式最能激發(fā)并維持學(xué)生的自主學(xué)習(xí)興趣,在這種實(shí)際解決問題的過程中,學(xué)生的職業(yè)就是一名電池制造專家,只憑借身邊常見的物品(番茄、鐵釘?shù)龋┚湍軉淤R卡,這種自己動手解決問題的成就感能轉(zhuǎn)化為職業(yè)體驗(yàn)的自豪感,在親身體驗(yàn)中提升職業(yè)生涯規(guī)劃的教育效果。
四、教學(xué)效果與反思
通過角色扮演,讓學(xué)生的身份轉(zhuǎn)換成電力工程師、電池設(shè)計(jì)專家等多種職業(yè)。在這些職業(yè)的扮演過程中解決實(shí)際問題,體驗(yàn)職業(yè)特點(diǎn),同時通過電池發(fā)展史的引入,讓學(xué)生感受科學(xué)家必備的科研品質(zhì),有助于學(xué)生對職業(yè)生涯自我定位,并培養(yǎng)良好的職業(yè)精神和素養(yǎng)。當(dāng)然,職業(yè)生涯教育只是課堂教學(xué)中的一種滲透,課堂知識的學(xué)習(xí)依然是主干,比如問題驅(qū)動式的教學(xué)模式的應(yīng)用、小組合作探究式的實(shí)驗(yàn)等,其主要目的依然是在強(qiáng)化學(xué)生對原電池工作原理和構(gòu)成條件這些主干知識的理解和應(yīng)用。職業(yè)生涯教育在主干知識的教學(xué)過程中應(yīng)更多起到滲透作用,避免產(chǎn)生頭重腳輕、顧此失彼的現(xiàn)象。
[本文系湖北省教育科學(xué)規(guī)劃2021年度重點(diǎn)課題“數(shù)字化實(shí)驗(yàn)在中學(xué)化學(xué)教學(xué)中的實(shí)踐策略研究”(項(xiàng)目編號:2021JA147)和湖北省襄陽市教育規(guī)劃2021年度重點(diǎn)課題“數(shù)字化技術(shù)在中學(xué)化學(xué)探究性實(shí)驗(yàn)的應(yīng)用策略研究”(項(xiàng)目編號:XJKGA21052)階段性研究成果]
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