陳文婷
(南京市金陵中學 江蘇 南京 210005)
問題情境就是一種具有一定的困難,需要學生努力去克服,而又在學習能力范圍內的學習情境。學習者的學習愿望,總是在一定情境中產生的,在化學課上一個好的問題情境,往往能夠激起學生強烈的問題意識和探究動機,引發(fā)學生積極思考,從而獨立解決問題,發(fā)展其探究能力、思維能力和創(chuàng)造能力。
從創(chuàng)設問題情境所應用的手段和方法入手,有以下三種教學策略:
化學實驗的直觀性、生動性和變化性使其自身充滿了探究的懸念,易引起學生的問題意識和探究興趣,這是經常采用的創(chuàng)設問題情境的方法。
[教學案例1-1]利用化學實驗,引發(fā)化學概念或物質結構類探究問題
學生分組實驗:用一支試管取少量Na2CO3溶液,另一支試管取少量CaCO3粉末,分別向兩支試管中滴加稀鹽酸,觀察現象。
最初學生觀察到的兩支試管中的現象相同:有氣泡產生。再觀察發(fā)現:Na2CO3整個溶液中均勻的產生氣泡;而CaCO3不溶于水,只有在其表面會產生氣泡。(如右圖)
觀察完實驗后,請同學分析兩支試管中的化學反應的實質。
Na2CO3溶液中由其電離的CO32-均勻的分布在整個溶液中,和H+接觸產生氣泡。CaCO3不溶于水,反應時在固體表面與H+反應。
再引導學生寫出兩個反應的離子方程式:CO32-+2H+= H2O + CO2↑;CaCO3+ 2H+=Ca2++ H2O + CO2↑。
最后學生知道:離子方程式表示化學反應本質。難溶于水、難電離的物質在離子方程式中用化學式表示,可溶于水、易電離的物質在離子方程式中用離子表示。
這雖然是一個非常簡單的實驗,但是它讓學生親眼觀察到了抽象的概念所體現出的具體形象,從而產生探究的興趣。
圖1
[教學案例1-2]利用化學實驗,引發(fā)對某種實驗方法的探究
學生分組實驗:
(1)用三支試管分別取水、酒精、CCl4,分別在其中加入固體碘。同學們首先被不同的顏色所吸引,同時觀察到加入水中的碘沒有完全溶解,而其他兩種溶液中的碘完全溶解。
(2)用兩支試管分別取酒精、CCl4,在其中加入碘水。奇特的現象再次激起了學生探究的興趣:酒精與碘水互溶,但在裝有CCl4的試管中出現了分層現象,振蕩后發(fā)現CCl4層變成了紫紅色,水層的黃色變得很淺,為什么?CCl4的作用是什么?有什么實際的用途?
通過這兩個對比實驗學生通過討論得出:萃取的原理、萃取劑選擇的條件,學會了分離混合物的一種實驗方法。
[教學案例1-3]利用化學實驗,引發(fā)對物質性質的探究
蔗糖與濃硫酸的反應:取大約10 g蔗糖放入小燒杯中,加幾滴水并攪拌,用量杯量取約7mL濃硫酸,加入蔗糖中,迅速攪拌。蔗糖遇濃硫酸變黑。變成的黑色物質在小燒杯內膨脹,形成海綿狀圓柱體,疏松多孔,并能聞到刺激性氣味。這一明顯的實驗現象,帶給學生強烈的視覺、嗅覺沖擊,驅使他們提出一系列的問題。上述實驗中,黑色物質是什么?為什么是疏松多孔?刺激性氣味的氣體是什么?怎樣產生的?這些問題,通過實驗,學生自主提出,學生之間展開充分的討論。探究性學習的氛圍自然而然形成。
課堂上,學生通過觀察到新異的實驗現象,同時提出一系列有待深入探究的問題,如反應產物究竟是什么,濃硫酸在蔗糖中起什么作用等等。一個探究性很強的實驗為學生創(chuàng)設了豐富的問題情境,吸引學生主動進入探究狀態(tài)。
近年來,現代信息技術越來越普及、深入地應用于學科課堂教學中,多媒體技術和網絡技術為學生學習提供了豐富的資源。運用信息資料和媒體手段,展示特定的內容而創(chuàng)設問題情境的方式,我們稱為利用多媒體資源創(chuàng)設問題情境。
[教學案例2—1]播放聯系實際的多媒體圖片、錄像片,激發(fā)學生探究興趣
在課堂中先播放1893年美國科學家查爾斯·固特異發(fā)現硫化橡膠的過程。影片中的畫面能激起學生探究橡膠以及硫化橡膠結構的興趣,從而以此為突破口探究整個高分子材料的結構以及性質。
再如:在課前先給出蘇州園林一些窗格子的圖片,能工巧匠們將相同的瓦片砌成了不同花型的窗格子。通過圖片讓學生由生活中的美景聯想到微觀世界中分子結構的 “美”,由此引發(fā)出有機物同分異構體的探究學習。
[教學案例 2-2]通過軟件分析化學實驗數據,引發(fā)對化學反應規(guī)律或原理的探究
在學習元素周期律時,先將一些元素的性質數據(如原子半徑和元素化合價)用office軟件處理成不同形式的圖片呈現給學生,通過一些直觀的圖形引發(fā)學生對元素周期律的探究。
圖2
圖3 蘇州園林窗(1)
圖4 蘇州園林窗(2)
圖5 原子半徑變化數據圖
[教學案例3—1]講故事創(chuàng)設問題情境
圖6 元素化合價的周期性變化
關于“化學反應可逆性是否普遍存在”的教學,可先講一則故事:1798年拿破侖遠征埃及,當時隨行的一位法國化學家 Claude-louis Berthollet(1748-1822)發(fā)現沿途的鹽湖河岸邊有許多碳酸鈉晶體沉積,他立即想到了這個實驗里十分熟悉的反應:Na2CO3+CaCl2=CaCO3↓+2NaCl,Berthollet認為碳酸鈉的生成是氯化鈉與碳酸鈣長期作用的結果。學生聽完故事后非常驚訝:氯化鈉與碳酸鈣能發(fā)生反應?這則故事與學生的前概念發(fā)生沖突,使之產生學習的興趣,從而通過探究,理解化學反應的可逆性是普遍存在的。有趣的故事情節(jié)比較容易吸引學生的注意力,同時幫助學生建立已有認知與新知識之間的聯系。需要注意的是,這些應用于課堂教學的小故事,最好取材于真實情節(jié),有一定的科學依據。除了有傳說性質的小故事外,講科學史、科學家的小故事也是非常好的創(chuàng)設問題情境的素材。
[教學案例3—2]課前作業(yè)創(chuàng)設問題情境
課前布置學生進行“巧取雞蛋膜”的實驗,使用家里可獲取的原料將雞蛋殼和雞蛋膜分離,從而制備半透膜。
學生提出的方法很多:有把整個生雞蛋泡在醋里;有把雞蛋煮熟了再取蛋膜的;也有先將生雞蛋開個小洞,倒出其中的液體,再往小洞中注入醋。學生提出方法很多但最后能提供完整蛋膜實物的卻不多。
課上再根據最后學生提供的蛋膜實物,對不同實驗方案加以研究討論分析,提出最佳的實驗方案(如圖,從蛋殼開口處加入醋酸,反應產生的CO2可將蛋膜和蛋殼比較容易的分開),在討論的過程中引出對溶液、膠體、濁液粒子大小的探究學習。
圖7
總之,結合學生的認知規(guī)律特點,以學生為主體,創(chuàng)設合理恰當的問題情境,能有效引發(fā)學生認知沖突與矛盾,激發(fā)學生的求知欲與好奇心,從而激活學生思維,達到掌握知識、發(fā)展思維能力的目的。