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中学化学课堂教学实践:有效互动的智慧模式

时间:2023-07-31 理论教育 版权反馈
【摘要】:教师应该利用化学实验生动的魅力和丰富的内涵,充分展现有效互动策略的生动点,使学生“会动”。竞争性互动学习可以有效激发学生学习的成就动机,使学生积极参与互动教学,从而使沉寂的课堂活跃起来。学生就近自由组合,4 人一组,他们以“应聘者”的姿态来设计以 Al 单质为原料制备 Al3的各种实验方案。

中学化学课堂教学实践:有效互动的智慧模式

(一)找“支点”,类比策略

阿基米德说:“给我一个支点,我可以撬起整个地球。”类比是思维的支点,通过对新旧知识结合点的类比分析,不但能使学生巩固已有的知识水平,更能合理地探求未知的科学规律,我们必须充分发掘互动策略的支点,使学生的能动成为可能,达到“既在情理之中,又出乎意料之外”的境界。

例如,在苯酚酸性强弱的新授课教学中,重点让学生思辨的过程如下表5-7所示。

表5-7 无机化学元素化合物复习提问

教师要提醒学生注意 SO2除了考虑酸性氧化物的通性,还应注意其强还原性。

新授课布设陷阱,形成认知冲突:

生1:2C6H5ONa+CO2(少量)+H2O→2C6H5OH+Na2CO3;C6H5ONa+CO2(过量)+H2O→C6H5OH+NaHCO3

生2:C6H5ONa+CO2(无论多少)+H2O→C6H5OH+NaHCO3

此时,台下学生议论纷纷,探索热情高涨。教师顺势把支持各自观点的学生分为两大组,要求互相反驳并提出理由。

……

【师生共评】

两位同学对之前学过的强酸制弱酸的原理掌握的都很好,但生2 思考得更为全面细致。因为苯酚的酸性介于碳酸的一级与二级电离的酸性之间,苯酚与Na2CO3仍要发生反应:即 C6H5OH+Na2CO3→C6H5ONa+NaHCO3。因此,我们在学习时不能思维定式,必须审时度势。

趁热打铁,教师又提出如下问题:已知苯酚与亚硫酸的酸性关系为:H2SO3>HSO3->C6H5OH,当 SO2通入苯酚钠溶液时的反应情况?

这时,全班同学思维高度集中,各个自信满满,同学们又好又快地得出了正确的结论。

如此引导学生能动地在类比中品味,在反馈中深入,自然会收到良好的教学效果。

(二)创“生动”,竞争策略

苏霍姆林斯基曾说过:“在人的心灵深处,总有一种根深蒂固的需要,这就是希望自己是一个发现者、研究者、探索者。”新课改重新定位了学生的角色,使得学生在教师的引导下,在宽松民主的学习氛围中真正做了学习的主人。

化学是一门以实验为基础的自然科学。教师应该利用化学实验生动的魅力和丰富的内涵,充分展现有效互动策略的生动点,使学生“会动”。研究表明,合理的良性竞争有利于激发学生的上进心,有利于形成团结合作的团队精神,有利于提高个体和集体的战斗力。竞争性互动学习可以有效激发学生学习的成就动机,使学生积极参与互动教学,从而使沉寂的课堂活跃起来。

比如,在高三化学复习课上,笔者曾模拟举办了一场“招聘会”,择优录取。学生就近自由组合,4 人一组,他们以“应聘者”的姿态来设计以 Al 单质为原料制备 Al(OH)3的各种实验方案。“招聘会”上可谓百家争鸣,针锋相对。

组1:由金属活动性顺序,用铝和水反应就能置换氢气,同时得到氢氧化铝

(马上有“竞聘者”提出反对)组2:此法可操作性不强,在常温下铝很难和水反应,即使高温也很难。单质 Al 应该先用稀硫酸溶解,后用烧碱沉淀之或者先用烧碱溶解,后用稀硫酸沉淀之。

组3:鉴于 Al(OH)3两性,应该先用稀硫酸后用过量氨水;或者先用烧碱后通入过量 CO2,否则前功尽弃。

组4:由铝先制氯化铝溶液再通电电解。(从电解饱和食盐水知识迁移)

组5:由铝先制硫化铝固体再加水水解。(联想之前氮化镁与水的反应)

组6:先制氯化铝溶液再与硫化钠溶液进行双水解。

组7:以金属 Al 作负极、石墨作正极、电解液为 NaCl 组成原电池。

组8:以金属 Al 作阳极电解 NaCl 溶液。

组9:由铝先制氯化铝溶液再加热蒸干。

组10:以铝先按一定比例分别制取硫酸铝和偏铝酸钠溶液,然后混合沉淀。

【案例分析】

整个应聘过程由学生自由、开放地探究,不断地变换角度去创新思维,教师真正成为组织者和引导者,充分体现了学生的主体性。最终,师生在可操作性、节能、环保、效益等方面给予综合评价,得出了组10 方法为最佳方案。

(三)促“生成”,“拿来”策略

从学生智力因素与非智力因素分析,可把学生大致分为四类:精而勤、精而不勤、不精而勤、不精不勤。这势必导致有的学生“吃得好”,如沐春风;有的学生“吃不饱”,如饥似渴;有的学生“吃不了”,如履薄冰。因此,教学内容是否适合互动,互动的难度是否适宜,互动的时机是否恰当就显得尤为重要。

高中化学脉络清晰,内涵丰富,不同的学习内容在不同的学习阶段对学习者有着不同的学习要求,教师应该吃透教学内容,摸准学生的学习心理,善于捕捉有效互动策略的生成点,有时候“节外”也可以“生枝”,“塞翁”也可以“失马”,学生思维的野马在拓展了的空间中驰骋,不无裨益。这样可以保护学生思维的积极性,增强学生学习的成就动机,使学习变得春风化雨,使教学变得高度有效。

例如,乙烯第二课时的实验教学。

教师在讲台前进行演示实验:①乙烯通入酸性高锰酸钾溶液;②乙烯通入溴水;③点燃乙烯气体。学生仔细地观察实验现象。

师:请同学们观察实验现象,并填写表格(表5-8)。

投影:“观察与思考”。

师:看到各有什么现象?说明乙烯具有什么性质?

表5-8 乙烯的性质实验及现象

学生完成表格 5-9。

表5-9 学生结论课堂实录

师:嗯,观察得很仔细,现象描述得很到位,和性质的联系也很准确。其他同学有没有不同意见?

生1:烧瓶内好像出现了黑色,那是什么物质呀?

师:对呀,(手指着烧瓶)确实是有黑色的物质,同学们觉得会是什么呢?

很多学生异口同声地说道:是碳。

师:对。(微笑地对学生1)为什么有碳生成,你能告诉我吗?

生1:哦,我明白了。是浓硫酸的脱水性,使乙醇脱水成碳了。

师:这就对了,还有其他想法吗?

生2:既然生成了碳,那么碳在加热的条件下会和浓硫酸反应生成 SO2,而 SO2也会使酸性高锰酸钾溶液褪色,那就说明不了是乙烯使酸性高锰酸钾褪色了。

很多同学向同学乙投去了赞赏的目光,对他的问题表示赞同。还有一些同学把目光投向了老师,希望老师能够解答这个问题。就在这时,又有两个同学站了起来。(www.xing528.com)

生3:SO2也会使溴水褪色,那这个实验也不作数了。

生4:还有,为什么书上写的是溴的四氯化碳溶液,而老师你用的是溴水,它们之间有区别吗?

面对成串的问题,学生的学习积极性一下被调动起来了。有些同学已经开始讨论,有几个平时不怎么爱学习的同学也流露出少有的专注,希望尽快从教师这里得到答案。

师:这些问题很有意义,同学们想得很深入。实验中会生成 SO2,SO2会对实验产生影响。但是不是这些实验都失去意义了呢?请同学们仔细看看这支试管。(指着溴水和乙烯反应后的试管)

生2:试管里面的液体好像分层了,底部好像有油状液体。

师:对,这能说明什么问题呢?

生3:说明生成了比水重不溶于水的二溴乙烷。

生4:这样的话,虽然有 SO2干扰,不也能说明乙烯和溴水反应了。

师:对啊!是因为乙烯和溴加成生成了二溴乙烷才分层的,请同学们写出这个反应方程式,并分析加成反应的原理和定义。

师:再来看看溴水的问题。溴水中除了溴分子以外,还有哪些成分?

生:还有 HBr、HBrO、H2O

师:那溴的 CCl4溶液中呢?

生:Br2、CCl4

师:结合加成反应的原理,想想这两种溶液哪个更好。

生4:当然是溴的 CCl4溶液了,副反应少,干扰少。

师:没错。其实溴水、溴的 CCl4溶液中通入乙烯,都能发生乙烯和溴的加成反应。但考虑到副反应问题,教材上选了溴的 CCl4溶液,体现了教材的科学严谨。

师:再来看看乙烯和高锰酸钾这个实验。

生5:乙烯和高锰酸钾反应的产物是什么?

师:这个问题超出了我们的教学要求,这里我就不详细说明了,如果同学们有兴趣,我们可以课后进行讨论。

学生5:那 SO2的干扰就不能排除了。

师:能不能设计实验排除干扰呢?

学生5:应该可以的,先把 SO2除掉就行了。

……

面对各种“意外”问题,教师有以下几种态度可供选择:(1)合理回避;(2)点到为止;(3)积极利用。视不同问题的有效程度,教师应该选择不同的处理方式。对问题有效性的判断,是教师教学理念和教学能力的体现。首先,教师应树立强烈的资源意识,珍惜课堂生成资源,用好课堂生成资源。其次,教学设计要留有空间,教学过程可适当调整,教学策略应注重引导。最后,要不断学习总结,加强理论修养,提高对问题有效性的辨别能力,做到不盲从。

(四)访“焦点”,“剥笋”策略

“忽如一夜春风来,千树万树梨花开。”新课改已经全面铺开,以学生为主体的教学理念已经深入人心,课堂教学上广大一线教师各显神通。虽不能说是“昙花一现”,但可以说是“保留项目”,很多是为了应付校内外的各种开课展示活动,没有把教科研作为一种教学常态,没有时常自省自己教学中的得与失,没有更多地关注学生在学习过程中产生的困惑。

现代教学论指出,感知不是学习产生的根本原因,产生学习的根本原因是问题。没有问题,学习就成了被动地接受、记忆和模仿。高中新课程教学总是在一定的单位时间内展开,要使单位时间内的教学产生最大效益,就涉及以问题为纽带组织课堂教学时,要对问题进行梳理与选择。课堂教学中,倾注师生较多时间与精力的一定是对学生知识技能有促进、对学生思维智慧有挑战、对学生情感精神有触动的有价值的关键性问题。因此,教师在进行课堂教学的目标定位与预设时,要充分关注发现和提炼具有一定思维容量的、可以层层剥笋似的、牵一发而动全身的问题。古人有云:“疑则思,思则通,通则变,变则灵。”教师应该努力创造有效互动策略的聚焦点,驱动学生的求知欲,使他们始终处于学习的兴奋状态。

例如,在“酯化反应与酯的水解”的教学中,笔者相继提出以下问题,或并进、或深入,以期拨动学生思维的心弦。

1.你能推测乙酸与乙醇在反应中可能的断键方式吗?

2.若要证明自己的推测,你可以提供出科学合理的验证方法吗?

3.如果乙酸中的氧原子标记为 18O,那么产物水的相对分子质量将是多少?

4.如果乙醇中的氧原子标记为 18O,那么最终含 18O 的物质有哪些?

5.若要合成 CH3CO18OC2H5或者 CH3C18OOC2H5,需要哪些原料?

【设计意图】

此处设计不仅让学生从不同角度理解酯化反应与酯的水解的原理,而且巩固了醇、醛、羧酸的转化关系,此谓“知新”不忘“温故”。只有当预设的问题聚焦了学生的思维,学生才能有意义地主动构建化学知识。

再如,在讲“金属镁的性质”时,教师可以演示镁带在空气中燃烧的实验,同学们看到镁带剧烈燃烧并发出耀眼的白光,感到新奇而兴奋。

教师趁机提出:怎样才能将燃烧的镁带火焰熄灭?(这可以大大激发学生的探索热情)

学生会不约而同地说:CO2气体。

此时,再让一位学生上讲台来演示将燃烧的镁带伸入装满 CO2的集气瓶中,结果大大出乎学生的意料,学生展开了激烈的讨论,课堂气氛十分活跃。

经过仔细观察燃烧后集气瓶中物质的颜色和状态,分析生成了“白加黑”即氧化镁和碳,最后终于得出了“不能用 CO2来熄灭镁带火焰”的正确结论。

接着,教师可以继续做演示实验,又给学生一个惊喜:镁条在氮气中燃烧。同时抛出更深层次的问题:(1)镁条在空气中燃烧的产物主要有哪些?(2)若有 1mol 镁分别在氧气、二氧化碳、氮气中完全燃烧,所得固体的质量由大到小的顺序是什么?

【设计意图】

这样在一惊一喜、一学一练之间,不仅教会学生通过自己实验掌握镁与氧气、二氧化碳、氮气反应的性质,更重要的是教育学生在认识和掌握事物普遍规律的同时,还应注意其特殊性,从而培养他们辩证地分析和解决问题的思维能力。

(五)抓“共鸣”,情感策略

苏霍姆林斯基曾说:“教师的语言修养,在很大程度上决定着学生在课堂上脑力劳动的效率。”刘勰说:“感人心者,莫先乎情。”声情并茂的课堂教学语言会使学生觉得意味深长、引人入胜。教师要把文本的内涵化为自己的情思,化为课堂里的喜怒哀乐去感染学生,从而使抽象变得具体,呆板变得活跃,深奥变得浅显,平凡变得神奇。

苏教版教材中设计了“化学史话”“活动与探究”等栏目,这有利于提高学生学习化学的兴趣,有利于学生了解科学发展的规律,有利于培养学生的创新意志品质。教师可以从化学 1 专题 1 第一单元就开始,如为什么需要的聪明才智比发现十种新元素还要高的首次人工合成尿素能在维勒的手中完成,而钒元素的发现却在他的眼皮底下悄悄溜走了?在讲解“原子结构”时,结合卢瑟福的试验,讲述严密的科学抽象和逻辑思维能力,加上精确的试验,使他成功地打开了原子神秘大门的丰富史实,使学生大开眼界,在兴奋不已的同时,陶冶情操,鼓舞斗志,培养学生的科学思维。在讲“浓硫酸的性质”时,可以联系当时震惊全国的“杨玉霞毁容案”。在讲“乙醇的性质”时,可以展示令人发指的“山西朔州假酒案”。在讲王水的知识时,可以给学生叙述丹麦科学家玻尔用王水保存诺贝尔金质奖章的故事等等。这些内容都不同程度地激发了学生心中或气愤或鼓舞的内在情感,这种情感的表现不仅可以做掌握知识的催化剂,而且也有利于学生品德素质的培养。

此外,教材中经常有些理论、定律、实验、现象、仪器、方法等以科学家的名字命名,例如,阿伏伽德罗常数及定律、门捷列夫的元素周期律、范德华力、丁达尔效应、启普发生器、凯库勒结构式侯氏制碱法等。无机化学中许多元素的发现、有机化学中许多化合物的发现、许多规律的发现都包含很多有趣的故事。化学课堂教学本身就应渗透化学史教育,我们不仅要与现行教材、教学内容有效互动,更要与科学进行历史的有效互动,在互动的过程中学习揭示科学规律的必要方法和必备精神,达到精神上的追求及心灵上的共鸣,以此来追求课堂学习的水乳交融与博古通今。

笔者认为,类比策略是课堂互动的基础,教学首先应该建立在学生的最近发展区上进行,充分挖掘教学内容的支点,使学生“能动”;竞争策略是课堂互动的深化,可以使学生充分表现自我认知,增强他们的学习成就动机;“拿来”策略是课堂互动的延伸,教学可以“节外生枝”,实现不一样的精彩;“剥笋”策略是课堂互动的焦点,教学问题环环相扣,各个击破,有助于学生思维的独立性和创新性的培养;情感策略是课堂互动的升华,从内心世界激起学生热爱化学科学的涟漪,同时可以培养学生在科学学习和今后可能的研究道路上的求实求真精神。

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