劉以蒙


初中生通常要到初三階段才能正式接觸化學學科,而這門學科的知識點十分繁雜、抽象,在短短一個學年的時間內,初中生很難將化學知識掌握得爐火純青。在實際教學中,由于化學概念是這門學科的基石,如果教師能將化學概念由淺至深、由表及里地剖析給學生,將能降低知識的理解難度,提高學生的學習效率。基于此,文章從創設情境、設計問題、結合史實、合作實驗、宏微調控等角度入手,探究高效的教學路徑。
一、創設情境,梳理知識體系
由于化學概念的內容復雜、種類繁多,學生在學習的過程中,很容易因知識的碎片化而無法理清各個概念之間的聯系。因此,教師想要優化概念教學,首先要幫助學生梳理好知識體系,鞏固學生的化學基礎。對此,教師可以采用創設情境的授課方式,通過多種引人入勝的教學情境,引導學生從感性理解上升為理性認識,促進新知識與舊知識之間的聯系,建立完整的化學知識體系。
首先,教師可以利用思維導圖,構建直觀的網格化知識情境,讓學生從多個角度了解化學概念之間的內在聯系。比如按照具體內容劃分,化學概念可以分為物質組成、物質性質、物質變化、物質結構、化學用語、化學量六個類型。比如屬于物質組成的有單質、混合物、化合物、純凈物、酸、堿、鹽等等;屬于物質性質的有狀態、顏色、溶解性、化合價等等;屬于物質結構的有原子、分子、離子、質子、中子等等;屬于物質變化的有化合反應、置換反應、分解反應、質量守恒等等。按照邏輯學角度劃分,化學概念可以分為交叉關系、從屬關系、并列關系。比如化合物和單質兩個概念既不對立,也不包含,屬于并列關系;氧化反應和化合反應雖然不完全相同,但內容上有一定的重復,屬于交叉關系。按照定義特征劃分,化學概念可以分為抽象概念和具體概念。比如質量守恒、化學式、原子與分子,這些可以進行識別,屬于具體概念;將這些概念進一步歸類,如復分解反應、化合反應,則屬于抽象概念。
其次,教師可以將重要的概念知識整理出來,運用微課技術,將其錄制成短視頻。由于微課視頻大多簡明扼要,用時較短,可以在3~5分鐘之內完整剖析某個化學概念的含義,十分適用于情境教學法。同時,微課資源也能靈活應用于學生的課前預習和課后復習,可以讓學生根據自己的需求,自由選擇學習內容。例如教師在教學完化合物、單質、純凈物、混合物的概念時,可以將這些知識點記錄在微課視頻中。借助微課情境,幫助學生回顧這些化學概念。在此基礎上,教師還能結合一些情境例題。比如展示一張圖片(如圖一所示),告知學生黑圓和白圓分別是不同的原子,讓學生思考這些圖片中,表示化合物、混合物、單質、純凈物的分別是什么。由此,學生可以利用情境的提示,加深學習體會。
二、設計問題,拓展思維深度
若想讓學生吃透化學概念,教師不應局限于傳統的“填鴨式”教學,而是要轉變自己的教學定位,從主導課堂變為引導課堂,用合理的方式引導學生主動探究、主動思考。對此,教師可以采用問題教學法,通過設計問題鏈,將化學概念由淺至深、通俗易懂地講解出來,充分拓展學生的思維深度,幫助學生突破學習難關。
首先,教師要通過富有趣味性和生活性的問題,做好課堂導入工作,完成概念教學的鋪墊。以滬教版九上“構成物質的基本微粒”的教學為例,本堂課主要講解有關“分子”和“原子”的知識點。教師可以先導入以下情境,初步引入有關分子和原子的化學概念。在開課之前,教師可以先取出一瓶噴霧狀的香水,對著自己的手部連續噴灑。隨后,教師詢問學生是否聞到了香氣?當得到學生肯定的回答后,教師繼續追問學生:我明明朝著自己的手部噴香水,沒有對著你們噴,為什么你們能聞到香氣呢?設計這個問題的目的是要讓學生了解分子和原子的抽象性,雖然我們看不見,也觸碰不到,但這種微觀粒子卻是真實存在的。
其次,教師可以準備一根細鐵絲與一把銼刀,讓學生從鐵絲上刮下細屑,并詢問學生,根據鐵原子的質量進行計算,一粒細屑中可能有多少個鐵原子呢?這個問題旨在提示學生,雖然原子和分子肉眼不可見,但大量的原子聚集在一起,就能形成實體,直到能看到、觸碰的程度。學生在刮鐵屑、算數量的過程中,可以讓自己的概念學習由感性認知朝理性思考的方向發展。
其三,教師可以提問一些科普性質的問題,讓學生逐漸認識分子和原子的性質。例如通過“為什么熱菜香味更重”這個問題,說明分子和原子處于不斷運動的狀態。通過“你知道一滴水中有多少水分子嗎”這個問題,說明分子和原子的體積小、質量小。由此,可以循序漸進地延伸問題難度,幫助學生掌握主要概念。
其四,教師可以結合之前的教學過程,對學生提出一些拓展思考問題。例如你認為構成物質的基本微粒是什么?這些微粒是靜止不動的嗎?如果它們是運動的,那么在生活中有哪些例子可以證明這個觀點?這些問題能進一步促進學生的生活聯想,幫助學生理解化學概念的內涵。
三、結合史實,打開學習視野
傳統的化學教學多以教材為主,授課過程通常會顯得枯燥乏味,教學素材也具有一定的局限性,難以引起學生的學習興趣。若想讓化學概念教學顯得更為多元化,教師可以適當結合化學歷史,引導學生從其他視角作為學習的切入點,產生觸類旁通的學習感受。這樣不僅能讓概念教學的層次更加豐富,還能打開學生的學習視野,充分提高學生的探究積極性。
例如教學滬教版九上“組成物質的化學元素”時,教師可以先呈現一些真實的歷史事件,讓學生了解本堂課的學習價值。比如我國黑龍江克山縣的百姓,在1935年出現了一種地方性的心臟病,不僅發病率較高,治療也十分不易。自新中國成立后,中央領導十分關注這個問題,并專門派專家對這種“克山病”進行調查和研究。最后發現,大多數克山縣百姓之所以會罹患這種特殊性的心臟病,主要因為體內缺乏一種微量元素硒。當找到問題根源時,這個困擾當地數十年的疾病就迎刃而解。通過這段化學歷史,學生不僅能了解到建國初期我國在化學元素上的研究成果,也能認識到微量元素對人體健康能起到一定的影響作用。
其次,教師可以帶領學生回看歷史故事。比如教學“元素周期表”時,教師詢問學生:為什么表中的數字表示的是相對原子質量呢?這些元素與上堂課所學的原子有什么聯系?結合以上問題,教師再為學生科普世界上知名化學家對元素概念的研究歷史。讓學生全面了解道爾頓、蓋墨林、邁爾、門捷列夫等人的研究成果,逐漸引出“同種原子的總稱”這個化學概念。隨后,教師再繼續介紹湯姆生、盧瑟福等科學家,根據他們的成就,導入核電荷數、原子序數等概念。除此之外,關于元素名稱的來由,教師也可以通過歷史視頻,加深學生的認知。例如通過科普短視頻,講解“占星學-煉金術-道爾頓的研究成果——貝采尼烏斯所提的現代元素符號”,逐步講解化學符號的演變過程。由此,可以讓學生產生良好的學習代入感,從化學歷史中感受化學家的智慧,突破化學概念的學習難點。
四、合作實驗,促進交流互動
化學是一門注重實踐的學科,想要深入講解概念,教師必須要加強實驗教學。因此,教師在剖析化學概念時,可以通過小組合作的方式開展實驗教學,讓學生在實踐操作中加強交流互動,啟發化學思維,充分理解化學概念的含義。
仍以“構成物質的基本微粒”的教學為例,教師可以結合教材中的重要實驗,為學生剖析各個實驗步驟的具體用意。如圖二所示,該實驗會分成三個步驟,分別測試酚酞溶液和濃氨水之間的反應問題。根據相關的實驗結果,學生需要通過實驗來進行深入思考,推測有關分子性質的實驗結論。
在此基礎上,教師還可以將實驗內容進一步延伸。比如(1)準備好同樣的一杯熱水和一杯涼水,在里面各滴入一滴墨汁,觀察兩杯水會發生什么改變。(2)準備一個容量瓶,先添加半瓶水,再添加滴入墨汁的酒精,直至刻度線的位置。封緊瓶塞之后,不斷搖晃和震蕩,看看液面情況發生什么樣的改變。(3)用兩個針筒分別抽取10ml的水與10ml的空氣,將筒口堵住,嘗試壓縮針筒,看看哪個針筒壓縮的幅度最大。(4)將碘固體放在容器內,嘗試加熱,觀察碘固體的變化。(5)在試管中裝入MnO2,添加H2O2溶液,再將帶有火星的木條放入其中,觀察試管內的化學變化。針對以上實驗,學生可以自由選擇探究方向,并進行討論和分析,判斷分子有哪些性質特點。這樣不僅能鍛煉學生的合作學習能力,也能把概念與實驗有效地結合在一起。
最后,教師可以將探究的主動權交還給學生,鼓勵學生大膽放飛想象,利用生活事物來創新實驗,以證明剛才得出的學習觀點。例如將冰糖放進水中,溶解之后,液體的總體積反而會減小。該實驗能證明分子之間具有一定的間隔。再比如對比日光環境和屋內陰涼環境,哪個環境的濕衣服干得更快。該實驗能證明分子運動速度與溫度之間的關系。由此,通過以上創新性的實驗,不僅有助于培養學生的化學探究素養,也能通過多種多樣的創新實驗,讓學生嘗試運用化學概念,深入理解化學概念。
五、宏微調控,改進教學方法
在以往的概念教學中,教師處理教材、剖析教材的教學方法通常會比較保守。而在素質教育的背景下,教師的授課思路要靈活,幫助學生跳出教材的框架,從多個角度獲取知識,養成良好的探究意識。以滬教版九下“溶解現象”的教學為例,教師可以采用宏偉調控的教學方法。
首先,概念教學要兼具宏觀辨識與微觀探析。在講解“溶解”時,從宏觀角度,教師可以提示學生,將兩個物質進行混合,首先要觀察是否能形成溶液狀的混合物,該混合物是否滿足穩定、均一的條件。如果滿足,則可以視為溶解。而從微觀的角度,需要教師從分子擴散、離子擴散的角度來深入剖析,觀察甲物質在與乙物質接觸時,前者是否能以分子的狀態分散向后者,如果是則視為溶解。關于概念教學,宏微調控是必經的教學流程,這樣可以防止學生出現學習視角閉塞的情況,幫助學生更好地理解化學概念,并為培養學生的邏輯思維打下良好的基礎。
其次,教學方式要從定性轉變為定量,這樣的教學有助于提高學生的認知。比如關于溶液的學習,在定性的角度上,學生接觸的是溶質和溶劑的概念。而在定量的層面上,則需要學習溶質的質量分數。同理,關于溶解能力,在定性的層次上通常比較含蓄,會采用易溶解、可溶解、難溶解這種模棱兩可的論述。而在定量層次上,將會以溶解度的形式表述出來,概念的展示將會更加精準。由此,學生在概念學習上會顯得更加實事求是。
最后,關于概念的教學,既要重視經驗,也要走向實證。學生在探究問題的過程中,結合生活經驗,可以少走彎路,但結合實證,才能讓學習過程做到有始有終。例如教學溶液“均一性”的特點時,按照傳統的經驗法,一般會讓學生嘗試喝汽水,體會每一口相同的暢飲感受。而在素質教學的背景下,這段教學經驗可以用于導入課堂。再適當結合一些實際論證,比如使用密度計測量這瓶飲料不同地方的溶液密度。這樣可以實現感性到理性的過渡,幫助學生加強對化學概念的認知。
不積跬步,無以至千里。要想讓學生學好化學,教師必須要加強概念教學,從情境、問題、史實、實驗、教法等路徑入手,使教學過程更為直觀、易懂。由此激發學生的學習熱情,營造和諧、高效的教學氛圍,對初中生化學核心素養的成長具有積極的影響作用。