王順利
摘要:復習課教學有鞏固舊知、糾正偏差、知識貫通和激活思維的作用。創(chuàng)設高質量的情境載體,適當重構知識框架,給學生換一個視角看已經學習的知識內容。通過“富氧空氣”與我們周圍空氣的比較、“富氧空氣”的模擬混制、“富氧空氣”中氧氣含量的測定,12個問題串和學生討論,進行“我們周圍的空氣”的深度復習。
關鍵詞:富氧空氣;比較;模擬;實證:激活
文章編號:1008-0546(2019)07-0053-03
中圖分類號:G632.41
文獻標識碼:B
doi: 10.3969/j .issn.1008-0546.2019.07.016
復習課教學有鞏固舊知、糾正偏差、知識貫通和激活思維的作用。教學實踐中,教師更多關注知識與技能目標的熟練度,更多強化準確率和規(guī)范表達,降低了學科的生長性和思維的深刻性,復習課顯得“有板有眼”,創(chuàng)新不足,學生學習的內生動力激活不足,難以激活學生的內驅力?;诖耍P者嘗試創(chuàng)設高質量的情境載體,適當重構知識框架,給學生換一個視角看已經學習的知識內容,這樣的處理,給學生進行“陌生建構”,增強新鮮感,提高復習的投入度,進而提升學生的思維品質。
一、新學習情境的內涵
新學習情境能為學生提供感興趣的問題,吸引學生的注意力,為學生學習提供抓手,促進學生思維活動的展開。在復習課教學中,教師要盡可能創(chuàng)設真實、完整的新學習情境,要強調在知識實際應用的真實情境中呈現知識,把學與用結合起來,讓學習者像“專家”一樣進行思考和實踐。借助完整的學習情境統(tǒng)領復習,能使復習教學做到有線索、有中心,能使零散的化學知識更清晰、更完整、更系統(tǒng),能更加突出化學學科的核心價值和育人功能。
新學習情境的創(chuàng)生可以有多個來源,一是借助生產和生活實際,挖掘趣味資源,比如長途運輸魚類的“生氧劑”過氧化鈣,可以串聯氧氣、氫氧化鈣的復習;二是實驗中的異?,F象或者創(chuàng)新實驗,如“變質的氫氧化鈉中加鹽酸”并未見到氣泡,以此為載體整合酸堿鹽的復習;干冰與各物質的趣味實驗,可由此復習碳及其氧化物;三是構建物質的循環(huán),如以“小樹枝中的碳元素”為載體構建碳循環(huán)等;四是以物質的制備方法的選擇為載體,如“如何獲得二氧化碳”“如何獲得氫氧化鈉”等構建物質的轉化等。
二、“富氧空氣”在“我們周圍的空氣”復習中的應用
“富氧空氣”是用高純氮和航天用氧按照一定比例人工混制而成的,其中含有體積分數為70%的氮氣、25%以上的氧氣,水分也非常低,通常在航空航天中供給航天員呼吸使用,所用的氧氣含量高于普通空氣。
以“富氧空氣”為學習情境,可以將“空氣的成分及其用途”“氧氣的制取”“空氣中氧氣含量的測定”等主干核心知識內容串聯起來。選擇航天科技的素材為學習情境貫穿課堂始終,能有效調動學生學習的積極性。下面以“我們周圍的空氣”復習為例,談談如何利用“富氧空氣”提高復習課教學效益。
1.比較:再認識空氣成分及作用
比較是認識世界,獲取知識的一種有效方法。通過創(chuàng)設真實的學習情境,引導學生在真實的情境中帶著問題進行比較,我們可以找出事物之間的相同或不同點,可以加深我們對相關概念的理解,鞏固知識的記憶,掌握概念的內涵。
教學片斷1:
問題1:這是氧氮混合氣,它與我們周圍的空氣在成分上有什么差異?
學生討論結果:①氧氮混合氣中氮氣的含量約70%,比空氣中氮氣含量低;②氧氣的含量約30%,比空氣中氧氣含量約21%要高;③普通空氣中除了含有氮氣、氧氣之外,還含有稀有氣體、二氧化碳等;④我們周圍的空氣是一種由多種氣體混合而成的混合物,成分及含量都相對固定。
問題2:航天員呼吸的是一種“富氧空氣”,“富氧空氣”中氧氣的含量是否越多越好?
學生討論結果:①氧氣含量過高會損害人體器官,人是不能長時間呼吸純氧的;②如果富氧空氣中氧氣含量太高,更容易引起火災,還列舉了俄羅斯空間站發(fā)生火災的事件。
問題3:為了安全,航天員呼吸的富氧空氣中仍然需要混入氮氣。我們周圍的空氣中氮氣、氧氣、稀有氣體和二氧化碳分別有哪些用途呢?
學生討論結果:①二氧化碳含量過高會引起溫室效應;②但少量的二氧化碳還可以維持地球上適宜人類生存的溫度,二氧化碳就像蓋在地球身上的“被子”,如果沒有二氧化碳地球生物很難存活;③空氣中氮氣資源也很重要,它其實是生命體中氮元素的主要來源,有學生還說到了“哈勃的合成氨”貢獻。
采用“氧氮混合氣”的餅圖和“我們周圍空氣”的柱狀圖的呈現,以此為學習情境引導學生比較兩種氣體的成分及其含量的異同,對空氣成分為什么要維持在一個比較固定的范圍,對空氣的作用與其成分之間的必然聯系,對空氣是一種寶貴的資源進行了深度學習。
2.模擬:再探索氧氣的制取
模擬,是指在教師指導下,學生模擬扮演某一角色或在教師創(chuàng)設的一種學習情境中,進行技能訓練和調動學生學習積極性的一種典型的情境教學法。模擬教學的意義在于創(chuàng)設一種和諧的、身臨其境的教學環(huán)境,拓寬教學渠道,增強教學的互動性,通過情境模擬構架起理論與實際相結合的橋梁[1]。
教學片斷2:
問題4:今天我們也來模擬航天混氣師來混制“富氧空氣”,這是事先收集好的氮氣,如何獲得氧氣呢?空氣中本身含有約21%的氧氣,可以分離液態(tài)空氣制取氧氣。
追問:實驗室用什么方法制取氧氣呢?你認為用哪種物質更好呢?為什么?
學生討論:①從操作簡便、節(jié)約能源、生成物的量、經濟價格、環(huán)保等多角度進行了比較;②每種方法各有優(yōu)點,我們應該根據實際需要來綜合考慮。
問題5:依據你選擇的反應原理和氧氣的性質,利用現有儀器組裝一套制取氧氣的裝置,并思考你們的發(fā)生裝置適合哪個反應,各有什么優(yōu)點?這是一套帶有多孔塑料片的裝置,它適合過氧化氫制氧氣嗎?
問題6:請用過氧化氫溶液和二氧化錳來制取一瓶氧氣。
問題7:根據圖示的混制裝置(圖2),通過合作,混制兩瓶“富氧空氣”。
這個環(huán)節(jié)借助模擬混制“富氧空氣”的學習情境,為學生提供了近似真實的訓練環(huán)境,使學生主動地參與到學習過程,加強了師生之間、生生之間的合作與交流;較全面地復習了實驗室制取氧氣的主要知識,提高了學生的實驗操作能力,也培養(yǎng)了學生的創(chuàng)新思維,收到了很好的教學效果。
3.實證:再測定氧氣的含量
實證是教學設計中最有力的手段,讓學生體會科學研究的過程,感悟實證的魅力,尤其是在全新的情境載體下,最終測出的氧氣含量具有“不確定性”,充滿了“未知的情趣”。
教學片斷3:
問題8:這瓶富氧空氣中氧氣的含量大約是多少?你有什么方法來測定?
學生討論:利用紅磷燃燒消耗氧氣,根據進入水的體積來判斷氧氣的體積。
問題9:利用紅磷測定氧氣的含量直觀而簡約,但測量結果不太準確,原因是多方面的。你還有什么改進方法呢?
學生討論:①燒杯換成量筒;②紅磷換成白磷;③用放大鏡或熱水引燃,等等。
問題10:還有其它更簡便的方法來完成這個實驗嗎?
學生討論:用注射器,看注射器內水的讀數變化,這樣能解決導管長,水容易殘留在導管里的問題。
問題11:我們能不能變“讀水”為“讀氣”呢?引導學生觀察老師課前做過的一個改進(如圖3),請同學們觀察這個實驗的儀器,思考實驗原理和操作步驟。接下來播放課前錄制好的實驗視頻,提醒大家仔細觀察,并討論氣球的作用是什么?根據什么現象來判斷消耗氧氣的體積呢?怎么計算氧氣的含量?
學生討論:①氣球可以緩沖燒瓶內的壓強,防止燒瓶炸裂,使實驗更加安全;②直接來讀注射器內空氣的變化,變讀水為讀氣;③燒瓶的容積是250mL,根據lOOmL注射器的活塞最后停在25mL刻度處的實驗現象,可以得出消耗的氧氣是75mL,從而計算得出“富氧空氣”中氧氣的含量約為30%。
問題12:即使用上述方法測定,仍然無法獲得較精確結果,如:紅磷或白磷無法將氧氣全部反應;氣體壓強差導致誤差等。但利用氧氣傳感器(圖4)已經能非常迅速且較為準確的測出氧氣含量,儀器很快顯示29.5%的測量結果。因此,隨著元素分析、色譜、光譜等測定技術手段的發(fā)展,現代分析已更為準確且快捷。
4,激活:復習課的重要價值
利用模擬混制的“富氧空氣”進行測定氧氣含量的探究活動,使學生感受到化學學習的知識情境是鮮活的,真實的化學就在我們的身旁。測定“富氧空氣”中氧氣含量的實驗教學,也使學生經歷了“富氧空氣”成分的比較、樣品的采集、制備、收集、保存和測定的全過程,既體現了學習情境的完整性,也強化了知識內容的系統(tǒng)性?!案谎蹩諝狻边@一學習情境在教學過程中得以處處、時時的有效體現,將抽象、枯燥、裸露的知識內容以生動、深刻、重整了的學習情境來實現具體化,實現了知識內容的有效表達,使學生的復習真正實現了再認識、再思考和再探究,使復習的意義——遺忘知識的蘇醒、易錯問題的警醒和深度學習欲望的喚醒得到了有效落實。激活體驗,激活認知,激活思維,是復習課的重要價值。
注重新學習情境的教學,拋棄說教式,起到了潤物細無聲的效果,是一種濡染和浸潤。我們會越來越清楚地認識到,確立完整的新學習情境對提高復習教學效率的重要性,讓我們致力于新學習情境的教學研究,將游離的知識內容放置到一個新學習情境中去化合,讓復習課教學“形散而神聚”,使復習課教學更具價值觀念,更有深度和效度,更具魅力和張力。
參考文獻
[1]梁遠進,略論模擬教學法中的合作與交流[J].南方論刊,2009(12):102-103