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指向深度学习的初中化学概念教学
——以“复分解反应”为例颜士才
(浙江省杭州市翠苑中学 浙江杭州 310012) 稿件编号:2021-03-0063莫琳·希凯认为:深度思考就是不断逼近问题的本质[1]。而深度学习是对学习者学习状态的本质描述,包括学习的学习效度、思维层次及认知进阶等方面。
国内学者何玲、黎加厚认为:深度学习是指在理解的基础上,学习者能够批判地学习新思想和事实,并将它们融入原有的认知结构中,能够在众多思想间进行联系,并能够将已有的知识迁移到新的情境中,做出决策和解决问题的学习[2]。
笔者认为,相对传统教学而言,化学概念的深度教学是指能让学生对概念进行主动建构与深度思考,促进学生化学高阶思维进阶的教学。
1 教材内容的深度分析与改进“复分解反应”是浙教版九年级《科学》第一章第六节的部分教学内容,根据新课标要求,学生了解复分解反应的涵义、反应条件,及能够区分判定四种基本反应类型,能用于解释日常生活中的一些化学现象。就“复分解反应”编排次序来看,本章第一节首先引出了物质变化的概念,及化学变化的本质。紧接着后面几节内容围绕物质的酸碱性、常见的酸、常见的碱、酸和碱之间发生的反应、几种重要的盐展开,尤其是在几种重要的盐的性质之后,即在“盐的制取”模块中才引出复分解反应,给人一种水到渠成的感觉。
在浙教版《科学》“复分解反应”内容安排上,教材编写者在安排“盐的制取”时,穿插了一个“活动”即在盛有碳酸钠溶液的试管里加入氯化钙溶液的演示实验,通过分析此反应特点,得出复分解反应的涵义。这种水到渠成的背后,需要学习基础非常扎实的学生才能做到真正内化。而对于部分同学而言,课堂上真正领悟复分解反应谈何容易?!
一个化学反应的特点不足以支撑一个规律,即使能够支撑,也难免让人怀疑其真实准确性,更难让善于质疑的学生们信服。又因为是教师演示,也不利于学生的动手分析能力和学科素养的培养。笔者通过调查发现,在实际课堂教学中,学生的整体学习兴趣并不高。
针对以上问题,笔者对教材进行适度改编,通过基于深度学习铺垫的相关前概念回顾→针对概念引出的深度实验探究→透析反应条件的深度进阶实验探究等三个环节来提升本次内容的教学效率。
2 教学活动的设计呈现与拓展2.1 相关前概念回顾,做好深度学习铺垫复分解反应的前置条件是化学变化,即至少有一种反应物发生电离生成自由移动的阴、阳离子,反应时相互交换阳离子或阴离子,生成新的化合物的过程。
点评:在新课引入阶段,通过化学变化、电离、常见的酸碱盐的化学性质/共性等相关前概念回顾,为复分解反应的引出做好充分的铺垫。同时让学生对第一章物质及其变化内容建构整体的关联性,让学生意识到知识不是碎片化的,而是有机的统一整体。
2.2 设计分组实验,开展深度实验探究根据前面相关前概念的复习回顾,学生已有充分的知识储备来进行针对复分解反应的实验探究。通过对酸、碱、盐等之间反应的分组实验探究,探寻不同反应之间的共性特征。在进行每一个实验探究时,注意对实验现象的语言准确描述,并会正确书写相关的化学方程式。
分析思考1:反应过程中,各元素的化合价是否发生了变化?
分析思考2:上述四个化学反应中,反应物通过什么方式转化为生成物的?
分析思考3:这些反应属于前面学习过的分解反应、化合反应吗,为什么?如何定义这一反应类型?
点评:学生通过实验探究,真切地看到了每个发生反应的实验现象,对反应特点进行归纳分析,并与以前学过的反应类型做对比,分析得到这是一种新的反应类型。即引出复分解反应涵义。
2.3 探讨反应条件,设计深度进阶实验学习复分解反应涵义之后,学生会产生新的困惑:任何两种化合物混合后都会发生复分解反应吗?
分析思考4:任何酸、碱、盐等之间都能发生复分解反应吗?即两种化合物之间发生复分解反应是否具有一定的条件限制?
由上述实验可知,酸、碱、盐之间并不是都能发生复分解反应的。只有当两种化合物相互交换成分,生成物中有沉淀或有气体或有水生成时,复分解反应才可以发生[3]。
点评:学生通过四组实验探究,前三组实验能够看到产生气体、沉淀、颜色变化等实验现象,第四组实验无明显的实验现象,对生成物特点进行归纳、讨论分析。得出复分解反应条件。
进一步思考:凡是符合复分解反应条件的反应一定会发生吗?
通过设计难溶性盐和可溶性盐、难溶性碱和可溶性盐、强酸和难溶性盐及碱之间的复分解反应是否进行,探讨酸、碱、盐之间的貌似符合复分解反应条件的反应也未必能够发生。得出碱和盐、盐和盐(即无酸参加时)之间的复分解反应除符合其反应条件外,还必须符合都可溶的前提条件。让学生通过实验探究,辩证地分析看待复分解反应及其反应条件。
点评:从宏观角度来说,复分解反应能否发生是有特定条件的。对生成物而言,两种化合物中必有水、气体、沉淀三者至少之一;对反应物而言,当反应物中没有酸时,反应物要均可溶于水时反应才能发生[4] 。
从微观角度来说,复分解反应只是两种化合物之间相互交换离子成分,反应前反应物中各离子是以一定比例共存的,在反应前后各元素化合价不变,离子种类和个数不变,但随反应的持续发生,溶液中自由移动的离子数目(即离子浓度)不断减小[4]。即复分解反应是电解质在溶液中发生的离子间相互反应。当溶液中存在的某些离子能互相结合而使其浓度迅速减小的话,那么离子就向减小离子浓度的方向进行[5]。
复分解反应是初中化学内容的一个重要概念,同时也是一种基本反应类型[6-8]。复分解反应概念的深度教学对其他三种基本反应类型的理解也有一定的影响和促进作用。如何高效地进行化学概念教学,使学生的学科核心素养的培养得到真正落实,是广大一线教师亟待解决的重要课题。
如何使学生对化学概念的学习从枯燥乏味、照本宣科中解脱出来。进行深度思考、设计思维进阶的概念深度教学,无疑是较为有效的一种实施途径。
参考文献[1][美]莫琳·希凯.深度思考:不断逼近问题的本质[M].孔锐才译.南京:江苏凤凰文艺出版社,2018.[2]何玲,黎加厚.促进学生深度学习[J].现代教育,2005(5):29-30[3]王晶,郑长龙.义务教育教科书·化学(九年级)(下册)[M].北京:人民教育出版社,2012:72-78[4]杜卫洁.课标与素养视域下复分解反应教学探析[J].中学化学教学参考,2020(4):11-13[5]李广洲,任红艳.学科教学详解 (初中化学)[M].长沙:湖南教育出版社,2015:312 - 313[6]王祖浩,王磊.义务教育教科书·化学(九年级)(下册)[M].上海:上海教育出版社,2015:52-60[7]中华人民共和国教育部.义务教育化学课程标准(2011年版)[M].北京:北京师范大学出版社,2012:4-10[8]中华人民共和国教育部.普通高中化学课程标准(2017年版)[M].北京:人民教育出版社,2018:29-31尽快订阅2021年《化学教育》
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