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基于实验探究的化学素养课堂教学模式初探
2013年10月09日 11:03 来源:《教学仪器与实验》(京)2013年4期 作者:顾备战 字号

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  一、化学素养课堂的提出

  “化学素养课堂”是以人为本的化学课堂,在教学中更突出地体现于尊重、引领、协作、开放,学生通过课堂的学习获得终身发展必备的化学素养。素养之“素”有“本色、本真、朴实、纯净”之意,引导教师追求课堂教学的“真、善、美”;“素养”之“素”也有“原本、根本、本质”之意,启示化学素养课堂从学生的内在潜质、个性成长规律出发,引领和促进学生主动参与、自主发展,养成终生受益的素质。化学素养课堂着力减负增效,唤醒学生的内心觉悟,点燃学生的心灵智慧,充分尊重学生的认知规律,关注学生的心理特点和主体意识,让学生主动参与,在化学学习的过程中感受到知识的收获和成长的幸福。

  二、化学素养课堂的教学目标

  1.培养核心化学素养

  新课程倡导课堂不仅仅是为了知识而教学,而且还要注重三维教学目标的达成,即“知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三位一体的课程目标”。把过程与方法作为课程目标之一是新课程标准的突出特点。化学素养课堂将紧扣“过程与方法”,试图在过程与方法中培养学生一生受用的化学素养。具体包括:

  ①化学学习素养。即良好的学习化学习惯、学习化学品质、学习化学方法、学习化学状态等。

  ②化学知识素养。这是化学教材所蕴涵和传播的。教师要用好化学教材同时也要超越化学教材,要能把课堂化学教学内容与学生的生活和丰富多彩的世界贯通起来。

  ③化学能力素养。课堂要培养学生思维、阅读、合作、表达、质疑、想象、动手等多种学习能力。

  ④化学精神素养。既包括人文素养,又包括学生在化学课堂得到的生命体验,如被尊重的感觉、成功的愉悦、发现的自豪、潜能的激发、自信的释放、思维的碰撞等。

  2.提升化学学习力

  化学学习力就是学习化学的动力、能力和毅力的总和。化学素养课堂以学生学习化学自主化为重点,注重化学学习力的提升,化学学习成绩不仅得到较大提高,并且养成良好学习化学习惯,掌握高效学习化学方法。这些将让学生终身受益。

  三、基于实验探究的化学素养课堂教学的一般过程

  下面以人教版选修四第四章第一节《原电池》实验课教学为例,探讨基于实验探究的化学素养课堂教学的一般过程。

  1.创设情景,引出问题

  [创设情景]先给出稳压电源图片,介绍不稳定电压的危害:会给设备造成致命伤害,影响生产,质量不稳定等多方面损失;同时加速设备的老化、影响使用寿命甚至烧毁配件;严重者甚至发生安全事故,造成不可估量的损失。稳压设备在我们的生活生产中应用广泛:大型机电设备、金属加工设备、生产流水线、建筑工程设备、电梯、医疗器械、刺绣轻纺设备、广播电视及家用电器、照明等需要稳压的场所。

  [引出问题]电压稳定则需要电流稳定,在必修二中我们已经学过利用化学能转变电能的装置——原电池。我们知道原电池可以产生电流,但原电池产生的电流稳定吗?学生的课堂激情一下子就被调动起来,因为在必修二学习的时候,学生关心的问题是能否产生电流,并没有关注电流稳定的问题。从泛学科问题情景中设问,教学情境可以引导学生进入质疑、释疑的情境,使其心理处于兴奋状态,形成兴趣氛围,进而形成使“学习者对学习活动本身感兴趣”的内在学习动机。

  2.发现问题,分析问题

  [发现问题]通过分组实验,观察现象,从而发现问题。提供实验仪器与药品:电流表、导线四根、原电池容器两个、铜电极、锌电极、碳电极、U型管(配2团棉花)、滴管、硫酸铜溶液、硫酸锌溶液、饱和的KCl溶液(共24组,根据人数而定,2人一组)。

  学生活动1:依提供的仪器与药品,根据原电池原理自主设计各种可能的原电池。

  学生活动2:分组实验探究原电池反应,注意观察电流是否稳定。

  通过分析和讨论,学生们很快发现:在锌极上析出了许多Cu,时间稍长电流就不稳定,因此不适合实际应用。

  学生活动3:分析讨论电流不稳的原因。

  [分析问题]由于在锌极上很快就析出许多Cu,把Zn极跟硫酸铜溶液逐渐隔开,从而增加了电池的内阻,使电流不能畅通。而且断开装置后看到Zn和溶液还在继续反应。在提出问题后,要及时引导学生转向主动探究化学基本知识和技能的学习上来。在这过程中,教师的主要作用是启发学生的思路和方法。

  3.解决问题,应用问题

  [解决问题]为了避免发生这种现象,我们该怎么改进设计呢?问题的关键在于锌和溶液不能放在一起。为了寻找答案通过阅读教材发现,使用盐桥可以解决这个问题。那么盐桥是什么呢?为何有这样的神奇的作用?面对这样的困惑,在课堂上我并没有直接提供盐桥,而是让学生试探着去做盐桥,熟悉盐桥的结构。这样盐桥的神秘感才会消除。

  学生活动4:利用U型管(配2团棉花)、饱和的KCl溶液做盐桥。即用滴管将饱和KCl溶液注入U型管中,加满后用捻紧的棉花塞紧U型管两端即可,管中不能存有气泡。

  学生活动5:探究盐桥的作用。用一个充满饱和KCl溶液的盐桥,将置有锌片的溶液和置有铜片的溶液连接起来,然后将锌片和铜片用导线连接,并在中间串联一个电流计。观察有什么现象?取出盐桥,又有什么现象?可以看到:有盐桥存在时,电流计指针发生偏转,即有电流通过电路,说明盐桥是有作用的,而且发现电流是稳定的,达到预期的效果。取出盐桥时,电流计指针即回到零点,说明没有电流通过。

  [应用问题]引导学生去改进已经熟悉的“锌—硫酸—铜”原电池,即如何得到稳定的电流(此时再给每一组提供硫酸溶液),有意识地开展后续思维训练,从对个案的认识和处理,达到对“类”的体悟和解决“面”的问题。

  4.升华问题,拓展认知

  带领学生探究盐桥中溶液浓度大小对原电池电流的影响,以此丰富他们对盐桥的认识。升华问题,指在问题解决后及时点拨、总结和延伸以拓展认知,帮助学生从感知、感受到感悟,走向掌握知识、促进思维、培养能力的过程。

  基于实验探究的化学素养课堂教学模式围绕一个问题(主题),在创设一个有利于学生研究的情景、途径和教师启发引导的基础上,通过让学生自己动脑、主动探究、相互协作和寻求帮助等手段,达到问题解决的目的。通过思维的载体——问题,来引发学生的感知,调动学生的思维,达到完成认知的目的。通过问题产生动机,进而促进学生分析和处理信息来实际感受和体验知识的生成过程,进而实现通过课堂的学习获得终身发展必备的化学素养。

  【参考文献】

  [1]张景彪.素养教育——以养为道的生命修行[M].北京:清华大学出版社,2012.

  [2]郭其俊.数学教育的归真返璞[J].中学数学杂志,2004,(5).^

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