洪永健
(晉江市新僑中學(xué),福建晉江362216)
以提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)為主旨的化學(xué)基礎(chǔ)教育課程改革,要求化學(xué)教學(xué)必須超越對事實性知識的傳授,通過引導(dǎo)學(xué)生高水平、高層次的思維活動形成化學(xué)基本觀念。因此,當(dāng)前新課程教學(xué)較之以往傳統(tǒng)教學(xué)的一個重大改變就是:善于引導(dǎo)學(xué)生對化學(xué)核心概念與基本原理深入理解,注重學(xué)生化學(xué)基本觀念、基本方法的自我形成?;瘜W(xué)基本觀念源于所學(xué)的具體化學(xué)知識,是化學(xué)知識在學(xué)生頭腦中的提煉與升華,觀念的建構(gòu)離不開對具體化學(xué)知識的深入學(xué)習(xí)。事實性的化學(xué)知識是構(gòu)建化學(xué)基本觀念的必要素材和前提條件,在培養(yǎng)化學(xué)基本觀念建構(gòu)的過程中發(fā)揮工具和載體作用,這些事實性知識通過不斷的概括提煉形成深層的、可內(nèi)化、可遷移的觀念。宋心琦教授認為,使學(xué)生能牢固地、準(zhǔn)確地、哪怕只是定性地建立起基本的化學(xué)觀念,應(yīng)當(dāng)是中學(xué)化學(xué)課堂教學(xué)的第一目標(biāo)。[1]
結(jié)合筆者并參考其他教師的教學(xué)經(jīng)驗,本文就基于觀念建構(gòu)的化學(xué)課堂教學(xué)進行了一些思考與實踐。
何為化學(xué)基本觀念?畢華林教授提出:“化學(xué)基本觀念是學(xué)生通過化學(xué)課程的學(xué)習(xí),在深入理解化學(xué)學(xué)科特征的基礎(chǔ)上所形成的對化學(xué)的總體看法和概括性認識。它不是具體的化學(xué)知識,也不是化學(xué)知識的簡單組合,它是學(xué)生通過化學(xué)學(xué)習(xí)在頭腦中留存的,在考察他周圍的化學(xué)問題時所具有的基本的觀念性的東西,也可以認為是學(xué)生所獲得的對化學(xué)的總觀性的認識”。[2]
化學(xué)基本觀念體系構(gòu)成:第一,知識類的基本觀念:元素觀、微粒觀、變化觀;第二,方法類的基本觀念:分類觀、實驗觀、計量觀;第三,情感類的基本觀念:化學(xué)價值觀。這些基本觀念涵蓋了化學(xué)在認識物質(zhì)世界的基本思想方法和思維方式,是辯證唯物主義世界觀和方法論在化學(xué)科學(xué)領(lǐng)域上的具體體現(xiàn)。[3]化學(xué)的理論基礎(chǔ)是:“元素觀”“分類觀”“變化觀”三大核心觀念?!霸赜^”指出了世界的物質(zhì)性,即:物質(zhì)是由元素組成的,同種物質(zhì)的組成是固定的;在化學(xué)變化中元素是守恒的;用元素符號和化學(xué)式來描述物質(zhì)的組成;物質(zhì)的組成決定其性質(zhì)。對學(xué)生要求其形成“以元素為核心的物質(zhì)家族觀”的“元素觀”?!胺诸愑^”是指化學(xué)物質(zhì)和化學(xué)變化是多種多樣的,可以把物質(zhì)和化學(xué)變化以不同的標(biāo)準(zhǔn)進行分類,對物質(zhì)和變化進行分類研究有利于掌握物質(zhì)和變化的本質(zhì)?!白兓^”指出物質(zhì)運動是有規(guī)律的,變化充分顯示出物質(zhì)的各種性質(zhì),學(xué)生需要以不同的視角看待物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化。
“觀念建構(gòu)”教學(xué)是指在化學(xué)觀念指引下,學(xué)生經(jīng)過思維活動對化學(xué)知識深刻理解和掌握,并通過一步步的反思、概括、提升,不斷形成化學(xué)的基本觀念。在化學(xué)課堂中實施觀念建構(gòu)教學(xué),對于學(xué)生的學(xué)習(xí)和發(fā)展有如下促進作用:
1.促進學(xué)生學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變。簡單記憶大量化學(xué)知識是不可能形成化學(xué)基本觀念的,只有通過自身積極主動探究,在對知識深入理解,并在與老師、同學(xué)交流討論中不斷概括提煉而成。
2.增進對知識的深層次理解。化學(xué)基本觀念的形成是以對事實性知識深入理解為前提的,學(xué)生在建構(gòu)觀念中要對概念和原理反復(fù)思考、高階提煉,從而達到由表層掌握到深層理解的轉(zhuǎn)化,促進學(xué)生可持續(xù)發(fā)展。
3.促進知識向能力的轉(zhuǎn)化。由于化學(xué)觀念是在大量具體化學(xué)知識的深入學(xué)習(xí)、不斷提煉下建構(gòu)的,知識和觀念的廣泛聯(lián)系大大增強了知識的應(yīng)用空間,有效促進知識向能力的轉(zhuǎn)化,提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。
實踐證明,要從事實性知識中概括提煉出化學(xué)基本觀念,需要經(jīng)過一個復(fù)雜、長期的過程,需要在實際教學(xué)中靈活運用教學(xué)策略,巧妙建構(gòu)觀念,需要學(xué)生高階思維和豐富情感的積極參與。基于觀念建構(gòu)下的課堂教學(xué)中所采取的教學(xué)策略和所開展的教學(xué)活動直接影響到學(xué)生的認知水平和思維能力的提高。促進學(xué)生觀念的建構(gòu),可運用以下教學(xué)策略。
建構(gòu)主義學(xué)習(xí)觀認為:有意義的學(xué)習(xí)就應(yīng)該在一個豐富的學(xué)習(xí)環(huán)境中進行,富有吸引力、多維度的問題情境可建立多元的聯(lián)系,產(chǎn)生多元的理解,創(chuàng)設(shè)足夠的自我空間建構(gòu)知識。一個內(nèi)涵豐富、富有啟發(fā)的問題能激起學(xué)生用現(xiàn)有知識或?qū)W習(xí)新知識解決新問題的欲望,有效驅(qū)動學(xué)生進行深層思考。在觀念建構(gòu)教學(xué)中要善于把具體事實或核心概念轉(zhuǎn)設(shè)成問題情境,引導(dǎo)學(xué)生積極探索,自主建構(gòu)觀念。在富有思考價值的問題驅(qū)動下組織教學(xué),可有效避免灌輸式的教學(xué)指導(dǎo)和克服死記硬背式的學(xué)習(xí)方式。教師在積極創(chuàng)設(shè)“問題情境”時,要充分考慮到學(xué)生現(xiàn)有知識儲備,搭橋鋪路、巧設(shè)梯度,問題能建立廣泛聯(lián)系、遷移性強、活化率高,只有創(chuàng)設(shè)位于學(xué)生“最近發(fā)展區(qū)”和“新舊知識結(jié)合點”的問題,才能使學(xué)生有目的、有實效地探索,高效自我建構(gòu)觀念。
例如,在學(xué)習(xí)“常見的化學(xué)反應(yīng)——燃燒”時,筆者選取了全球都會關(guān)注的奧運火炬作為情境,巧妙地創(chuàng)設(shè)四個“火炬之謎”(即問題):火炬的燃料、火炬點燃、火炬的外形構(gòu)造和火炬熄滅,以探究“火炬之謎”貫穿于整堂課。用整合的問題、精巧的設(shè)計,將本節(jié)課最為本質(zhì)的四個教學(xué)知識點(即可燃物、著火點、與空氣接觸、滅火原理)串聯(lián)成一條鮮明的教學(xué)主線,師生在共話“奧運火炬”的話題中,輕松地完成知識的遷移、觀念的建構(gòu)?!俺R姷幕瘜W(xué)反應(yīng)——燃燒”的問題情境教學(xué)過程如圖1所示。
圖1 “燃燒”反應(yīng)的問題情境教學(xué)圖
問題中心情境的教學(xué)策略同樣可應(yīng)用于二氧化碳的實驗室制法、自然界中的水、微粒的性質(zhì)、金屬防護和廢金屬回收等。
化學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的自然科學(xué),實驗探究所具有的獨特優(yōu)勢在于能有效促進學(xué)生開創(chuàng)性化學(xué)思維品質(zhì)的形成和發(fā)展,自主構(gòu)建完善的化學(xué)知識框架體系。因此,教師在組織實驗教學(xué)中,應(yīng)根據(jù)學(xué)生已有知識和能力,巧設(shè)實驗情境,以實驗為載體引出問題,激發(fā)學(xué)生好奇心,進而引導(dǎo)學(xué)生自主分析、自主探究、自主解決問題,通過實驗探究讓學(xué)生切身體驗和感受知識的發(fā)生和發(fā)展變化過程,自主建構(gòu)化學(xué)基本觀念。學(xué)生親身體驗實驗探究對觀察能力的培養(yǎng)、思維品質(zhì)的形成、化學(xué)知識的理解、化學(xué)觀念的建構(gòu),都是其他教學(xué)形式所無法替代的。在由淺入深、環(huán)環(huán)相扣的探究環(huán)節(jié)設(shè)計下激發(fā)學(xué)生大膽猜想、深入交流研討和主動探究的欲望,在探究中體會、反思、提升。
在創(chuàng)設(shè)實驗探究情境進行觀念建構(gòu)教學(xué)時,教師事先要做好導(dǎo)學(xué)案分發(fā)給學(xué)生,讓他們在實驗前做好充分準(zhǔn)備,在清晰實驗?zāi)康牡幕A(chǔ)上將探究主要任務(wù)集中在“猜想與假設(shè)”和“設(shè)計實驗方案”上。而課堂上積極調(diào)動小組同學(xué)深入研討和修正,最終確定最優(yōu)化的實驗方案,這樣課堂的主要時間都讓學(xué)生在交流、反思、改進、展示和評價。也可根據(jù)教學(xué)內(nèi)容巧設(shè)一個真實的實驗情境,通過巧設(shè)疑惑,引發(fā)思考,進而研討探究方案,實施探究活動。學(xué)生在實驗情境中形成認知沖突,激發(fā)進一步探究的欲望,主動進行思考和探究。在課堂上教師要善于引導(dǎo),善于在關(guān)鍵處巧設(shè)問題,將探究點設(shè)置在學(xué)生的最近發(fā)展區(qū)內(nèi),在學(xué)生難以理解的知識處設(shè)置好臺階,降低學(xué)生的認知難度,使教學(xué)預(yù)設(shè)符合學(xué)生的認知現(xiàn)狀,達到了“不憤不啟,不悱不發(fā)”的境界。
案例:化學(xué)實驗復(fù)習(xí)——氫氧化鈉變質(zhì)探究
教師創(chuàng)設(shè)一個真實的情境:學(xué)?;瘜W(xué)實驗操作會考時,少數(shù)學(xué)生在做“酸與堿的性質(zhì)”實驗時,發(fā)現(xiàn)往預(yù)先滴了無色酚酞的NaOH溶液中逐滴加入鹽酸時,除了看到紅色逐漸褪去至消失外,還看到了試管中出現(xiàn)了少量氣泡,是什么原因造成這一“意外”現(xiàn)象?經(jīng)過學(xué)生討論思考后得出結(jié)論:該NaOH溶液變質(zhì)了。接下來圍繞NaOH溶液變質(zhì)的問題,引導(dǎo)學(xué)生提出以下四個探究問題:(1)如何檢驗NaOH溶液是否變質(zhì)?(2)如何檢驗NaOH溶液是部分變質(zhì)還是全部變質(zhì)?(3)部分變質(zhì)的NaOH溶液中雜質(zhì)如何除去?(4)如何測定部分變質(zhì)的NaOH溶液中各成分的質(zhì)量分數(shù)?為解決問題,學(xué)生們進行了大量的思考、討論,自行設(shè)計實驗方案,自我進行合作探究,自我評價,自我完善。整堂課下來,學(xué)生探究熱情高,思維活躍,勤于動手,樂于合作,充分體驗到科學(xué)探究的樂趣。學(xué)生自我探究和綜合運用知識的能力得到發(fā)展的同時,也自主建構(gòu)了“分類觀”“定量觀”“轉(zhuǎn)化觀”“實驗觀”等化學(xué)基本觀念。
實驗探究情境的教學(xué)策略可應(yīng)用于金屬的性質(zhì)、質(zhì)量守恒定律、酸與堿的化學(xué)性質(zhì)、粗鹽提純、溶液配制、溶液酸堿性測定等基礎(chǔ)實驗。
我們知道:在學(xué)習(xí)理論性知識的過程中,往往是讓學(xué)生在感知各種各樣具體事例的基礎(chǔ)上,通過分析、歸納等思維活動掌握同類事物的共同特征。化學(xué)概念和原理等理論性知識反映的正是物質(zhì)及其變化的本質(zhì)屬性和內(nèi)在規(guī)律。在進行化學(xué)概念和原理等理論性知識教學(xué)時,我們可采取的教學(xué)策略:先提供大量的與所學(xué)概念、原理有密切關(guān)聯(lián)的具體生活、生產(chǎn)事例,然后引導(dǎo)學(xué)生運用對比、辨析、抽象等思維方式對具體事例進行分析,進而概括、歸納出具體事例中同類事物共同的、關(guān)鍵的特征。這種教學(xué)策略注重引導(dǎo)學(xué)生通過分析、理解、概括,在學(xué)生頭腦中形成對同類事物關(guān)鍵特征的總體認識。
案例:單質(zhì)和化合物的教學(xué)
活動一:請同學(xué)們盡可能多地寫出你所知道的物質(zhì)(能寫化學(xué)式的請寫出化學(xué)式)。
學(xué)生交流歸納出下列物質(zhì):空氣、海水、可樂、啤酒、氧氣、二氧化碳、五氧化二磷、水、氧化鎂、高錳酸鉀、過氧化氫、二氧化錳、氮氣、鐵、氯酸鉀……
活動二:請同學(xué)們把所寫出的物質(zhì)按純凈物、混合物進行分類。
問題:分完類別后,同學(xué)們發(fā)現(xiàn)什么規(guī)律了嗎?
討論:(1)純凈物都只有一種分子;(2)純凈物可以寫出化學(xué)式;(3)純凈物或混合物都可能有固、液、氣三態(tài)……
活動三:請同學(xué)們再將純凈物按自己的想法進行分類,說出分類依據(jù)。
討論:(1)按物質(zhì)狀態(tài);(2)按物質(zhì)性質(zhì);(3)按元素種類。
歸納:師生一起分析各類物質(zhì)的分類依據(jù),歸納出單質(zhì)是由同種元素組成的,只有一種分子;化合物是由不同種元素組成的,也只有一種分子。根據(jù)不同的分類依據(jù)有很多種物質(zhì)分類方法。
活動四:鞏固應(yīng)用練習(xí)。
教學(xué)效果:學(xué)生在教師的引導(dǎo)下,始終在自己的認知水平上進行學(xué)習(xí)活動,學(xué)習(xí)積極性被充分調(diào)動起來,思維活躍,學(xué)習(xí)效果明顯。學(xué)生在環(huán)環(huán)相扣的活動中都有自己思索的空間,都有新的發(fā)現(xiàn)。活動中學(xué)生不僅理解了單質(zhì)、化合物的概念,同時也掌握了混合物、純凈物、單質(zhì)、化合物、氧化物等概念間的聯(lián)系和區(qū)別,體會了物質(zhì)的分類,感受了化學(xué)的學(xué)習(xí)方法,化學(xué)的元素觀、微粒觀、分類觀在潛移默化中逐步建構(gòu)起來。[4]
在學(xué)生初步學(xué)習(xí)某個化學(xué)概念時,如物質(zhì)的變化、元素、酸、堿、鹽、反應(yīng)基本類型、酸堿中和反應(yīng)等概念教學(xué)時,均可采用這種教學(xué)策略引導(dǎo)學(xué)生自主建構(gòu)新知識、新觀念。
問題情境和探究活動的創(chuàng)設(shè)都應(yīng)該在學(xué)生現(xiàn)有認知水平、“最近發(fā)展區(qū)”基礎(chǔ)上,如果過度地追求全面、深入,往往會通過隨意拓展知識難度來實現(xiàn)觀念建構(gòu),以期達到一個“理想、完整”境界,這種不切實際地拔高觀念建構(gòu)的高度,往往讓學(xué)生無法真正理解知識,自主建構(gòu)觀念。在化學(xué)課堂教學(xué)中,切不可任意將知識內(nèi)容前移或增加知識難度來達成基本觀念,一定要掌控好課堂教學(xué)中觀念建構(gòu)的尺度,要基于課標(biāo)要求,分析知識內(nèi)容間的聯(lián)系,找準(zhǔn)知識掌握、方法形成、觀念建構(gòu)的層次水平,再依次分解到各節(jié)的教學(xué)任務(wù)中。
提倡觀念建構(gòu)的教學(xué)就是要改變過度重視表層基礎(chǔ)知識學(xué)習(xí)和死記硬背、簡單積累具體知識的做法,但是也不能矯枉過正,不考慮具體內(nèi)容的特點,盲目追求觀念建構(gòu)——硬要每一節(jié)課都要構(gòu)建某種觀念的想法是不可實現(xiàn)的。當(dāng)然,強調(diào)“觀念”的建構(gòu),并不是削弱化學(xué)基礎(chǔ)知識和研究方法的學(xué)習(xí)。化學(xué)基礎(chǔ)知識與方法和化學(xué)基本觀念在促進學(xué)生全面發(fā)展中都發(fā)揮著重要作用,都是不可或缺的?;A(chǔ)知識是方法學(xué)習(xí)、實驗探究、觀念建構(gòu)、能力培養(yǎng)的必要載體,而觀念的構(gòu)建反過來又會增進對知識的深層次理解。所以,在課堂教學(xué)中必須準(zhǔn)確把握知識、方法、觀念之間的關(guān)系,要依據(jù)具體學(xué)習(xí)內(nèi)容的特點有選擇、有針對性地進行觀念建構(gòu)的教學(xué)。
實踐證明,觀念是在大量的事實、概念、知識的基礎(chǔ)上進行加工提煉出來的一種總觀性的認識。觀念建構(gòu)不是一個可被簡單告知或強加的過程,而是學(xué)生在解決具體問題過程中及在反思、評價活動中領(lǐng)悟提煉而逐漸達成,即觀念需要在教師有意識的價值引導(dǎo)與學(xué)生積極的自主建構(gòu)中形成。隨意創(chuàng)設(shè)沒內(nèi)涵、沒層次、沒價值的問題、情境和活動很難讓學(xué)生深入理解、概括提煉知識,很難讓學(xué)生建構(gòu)出有價值、有深遠影響的化學(xué)觀念。幫助學(xué)生建構(gòu)化學(xué)基本觀念需要教師精心創(chuàng)設(shè)驅(qū)動性或開放性問題、生動有趣的教學(xué)情境、富有吸引力的探究活動來充分調(diào)動學(xué)生主動思索、深入理解,在化學(xué)知識不斷豐富和反復(fù)提煉概括中逐步建構(gòu)化學(xué)基本觀念。
義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)指出:“義務(wù)教育階段的化學(xué)教育,要激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的好奇心,引導(dǎo)學(xué)生認識物質(zhì)世界的變化規(guī)律,形成化學(xué)的基本觀念?!盵5]化學(xué)教師要積極成為學(xué)生建構(gòu)化學(xué)基本觀念的組織者、引導(dǎo)者和踐行者,讓化學(xué)課堂成為化學(xué)觀念建構(gòu)的實踐平臺,使以往的知識教學(xué)轉(zhuǎn)變?yōu)橛^念的教學(xué),轉(zhuǎn)變成為教會學(xué)生現(xiàn)在會學(xué)、以后會用的教學(xué)?!?/p>
[1]宋心琦,胡美玲.對中學(xué)化學(xué)的主要任務(wù)和教材改革的看法[J].化學(xué)教育,2001(9):9-13.
[2]畢華林,盧巍.化學(xué)基本觀念的內(nèi)涵及其教學(xué)價值[J].中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考,2011(6):3-6.
[3]盧巍.對化學(xué)基本觀念及“觀念建構(gòu)”教學(xué)的認識[J].當(dāng)代教育科學(xué),2010(9):62-64.
[4]婁延果.課程標(biāo)準(zhǔn)案例式導(dǎo)讀與學(xué)習(xí)內(nèi)容要點[M].長春:東北師范大學(xué)出版社,2012.
[5]中華人民共和國教育部.義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2011年版)[S].北京:北京師范大學(xué)出版社,2012.