沈莉萍
摘要:初三化學(xué)復(fù)習(xí)課中的概念復(fù)習(xí)是學(xué)生學(xué)習(xí)、教師教學(xué)的難點。為了突破難點,從概念的喚醒、概念的厘清、概念的深化三方面論述了概念教學(xué)中情境問題鏈的設(shè)計,促進概念理解的活動設(shè)計,幫助學(xué)生突破概念理解的障礙。
關(guān)鍵詞:概念;情境;問題鏈
文章編號:1008-0546(2021)10-0079-04中圖分類號:G632.41文獻標(biāo)識碼:B
doi:10.3969/j.issn.1008-0546.2021.10.019
學(xué)科概念是學(xué)科本質(zhì)的體現(xiàn),一個或多個學(xué)科概念構(gòu)成了學(xué)科的核心主題,對學(xué)科知識起到統(tǒng)領(lǐng)和主導(dǎo)作用。概念的學(xué)習(xí)需要立足于學(xué)生對概念的認知發(fā)展過程,把握概念本質(zhì),形成結(jié)構(gòu)化的知識體系,進而實現(xiàn)知識與能力的相互轉(zhuǎn)化,提升學(xué)生的思維能力和知識價值的判斷能力。有關(guān)“溶液”的內(nèi)容是近年來中考的高頻考點,尤其是溶解度曲線的應(yīng)用。體現(xiàn)了中考考綱對學(xué)生從定性認識到定量計算,再到應(yīng)用推理三個層次上對學(xué)生能力進行考查,是學(xué)生定量化思維的體現(xiàn),也是化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)形成的重要組成部分。溶解度曲線是溶解度受溫度影響情況的一種形象化、直觀化的表示,是幫助學(xué)生解決許多有關(guān)溶解度問題的載體。在新課的學(xué)習(xí)中,學(xué)生學(xué)習(xí)了有關(guān)溶液的相關(guān)概念,如溶液與溶解、溶質(zhì)與溶劑、溶液的狀態(tài)、溶解度與溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)、溶解度曲線上點的含義等。從學(xué)生的掌握情況來看,學(xué)生對溶解度曲線的定性理解相對容易掌握,但是對于定量計算問題,容易出錯。一是學(xué)生對概念理解不到位,二是學(xué)生不會運用溶解度曲線來解決定量計算問題,是概念理解不到位導(dǎo)致的知識遷移和運用出現(xiàn)問題。
所以,我們在教學(xué)中要注重概念含義的教學(xué),從概念的生活來源與意義,到概念的學(xué)科內(nèi)涵和本質(zhì),最后上升到概念的遷移和運用。下面就以“溶液專題復(fù)習(xí)”一課為例(如表1),簡述復(fù)習(xí)課中促進概念理解的教學(xué)策略。
一、教學(xué)主要流程
二、復(fù)習(xí)課中促進概念理解的教學(xué)策略
1.創(chuàng)設(shè)情境,喚醒概念
學(xué)科概念不是孤立存在的,每一個學(xué)科概念都有它現(xiàn)實的來源和含義,這在新課的學(xué)習(xí)中會涉及。但是學(xué)生只有將抽象的概念置于合理的生活應(yīng)用情境中,才能有助于學(xué)生理解它的本質(zhì),體現(xiàn)出它的現(xiàn)實意義。這個“合理的情景”首先要來源于實際生產(chǎn)生活,具有思考點和啟發(fā)點,即真實性;并且要與學(xué)生的學(xué)習(xí)目標(biāo)相適宜,情境中的學(xué)科問題和能力要求要符合課程標(biāo)準(zhǔn)的要求,即科學(xué)性;其次學(xué)習(xí)情境創(chuàng)設(shè)要與學(xué)情相切合,基于學(xué)生的已有經(jīng)驗和學(xué)習(xí)需求,不脫離學(xué)生的實際,不遠離學(xué)生的基礎(chǔ),即適切性。溶液這一專題學(xué)習(xí)的實際意義在于物質(zhì)的分離與提純,因此可以選擇生活中涉及物質(zhì)分離與提純的應(yīng)用作為這節(jié)復(fù)習(xí)課的情景素材,如海水曬鹽等。但是,在人教版初中化學(xué)教材中,也有關(guān)于海水曬鹽流程的介紹,教師在新課的授課過程中會有介紹,學(xué)生對這個素材相對比較熟悉了,缺乏新鮮感。所以復(fù)習(xí)課中,再采用海水曬鹽的話,就會給學(xué)生“炒冷飯”的感覺,沒有新鮮感,也不具備思考點和啟發(fā)點。本節(jié)課選擇與“海水曬鹽”原理相似的“冬撈堿夏曬鹽”的生活素材,從熟悉的海水到陌生的湖水,學(xué)生知其然但不知其所以然。熟悉的素材讓學(xué)生有親近感,但又不太清楚其在化學(xué)學(xué)科中的學(xué)科價值,有利于激起學(xué)生的求知欲,從而能夠主動、愉悅、迅速地投入學(xué)習(xí)。在教學(xué)中,首先從溶液的角度認識和了解鹽堿湖水,喚起學(xué)生對于溶液、溶解、溶質(zhì)和溶劑等概念的回憶。另外,學(xué)生學(xué)習(xí)了海水曬鹽后對食鹽的提取比較熟悉,可以脫口而出用蒸發(fā)結(jié)晶的方法,但是對于純堿的提取不能立馬找到合適的方法,從熟悉的“曬鹽法”到陌生的“制堿法”,在新的情境中喚起了學(xué)生對于溶解度曲線應(yīng)用的回憶,由此引導(dǎo)學(xué)生建立學(xué)習(xí)模型,用實驗室配制的氯化鈉溶液和碳酸鈉溶液模擬鹽堿湖中的氯化鈉溶液和碳酸鈉溶液。結(jié)合溶解度曲線理解溫度改變對溶液濃度的影響,并且用點的移動表示濃度的變化,數(shù)形結(jié)合,加深理解。通過溶解度曲線的變化規(guī)律,總結(jié)出氯化鈉和碳酸鈉的結(jié)晶方法,并且形成一般規(guī)律。
2.提出問題,厘清概念
化學(xué)概念很多比較抽象,是學(xué)生學(xué)習(xí)的障礙點和難點,所以在教學(xué)中特別要注意階梯型,盡量循序漸進,不能一蹴而就,使學(xué)生對概念由淺入深、由表及里、有感性到理性的達到深刻理解。因此,要在學(xué)習(xí)情景中創(chuàng)設(shè)有關(guān)聯(lián)、有層次、有呼應(yīng)的連貫問題——即“問題鏈”,借助問題鏈將概念和概念之間的內(nèi)在邏輯關(guān)系體現(xiàn)出來,引導(dǎo)學(xué)生在層層思考中體會概念的內(nèi)涵與外延,以及概念之間的本質(zhì)聯(lián)系,降低學(xué)生對概念的認知難度。情境是問題鏈的開端,情境中蘊含的學(xué)科問題是學(xué)習(xí)情境和學(xué)科知識的橋梁和紐帶,是建構(gòu)結(jié)構(gòu)化知識的關(guān)鍵。
在溶液的復(fù)習(xí)中,主要有兩條情境素材線:一條是對鹽堿湖水的認識線,另一條是制堿的方法線,這兩條線分別對應(yīng)的學(xué)科問題是對溶液的基本認識以及利用溶解度曲線的規(guī)律對物質(zhì)進行提純和分離,接著轉(zhuǎn)化成三個包含情境的學(xué)科問題:(1)鹽堿湖水是不是溶液?(2)如何從鹽堿湖水中提取氯化鈉和碳酸鈉?(3)工業(yè)上如何生產(chǎn)碳酸鈉?為了解決這三個大問題,學(xué)生會自發(fā)去思考和探究,提出一些問題串,如為了解決“鹽堿湖水是不是溶液”的問題,就必須考慮溶液的基本特征是什么?溶質(zhì)有哪些?溶質(zhì)在湖水中以什么形式存在?也就是需要學(xué)生從宏觀和微觀兩個角度回顧厘清溶液的基本特征及溶解的本質(zhì),同時延伸出對溶液狀態(tài)、濃度的判斷等一系列問題串。從判斷溶液的飽和與不飽和狀態(tài)開始,就進入了關(guān)于溶液的定量計算。這種計算是由問題引發(fā)的自主式概念激發(fā),是判斷溶液狀態(tài)的需要,學(xué)生自覺提出要求該溫度下氯化鈉和碳酸鈉的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù),與該溫度下的飽和溶液溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)作對比,才能知道此時溶液的狀態(tài),這就涉及到利用溶解度求飽和溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)。在求解的過程中,學(xué)生對溶解度和溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)這兩個定量化的概念的區(qū)別和聯(lián)系就有切身的體會,而不是停留在記憶層面。在解決“如何從鹽堿湖水中提取氯化鈉和碳酸鈉”這個問題時,根據(jù)氯化鈉和碳酸鈉的不同性質(zhì),學(xué)生自然而然就會將這個問題分為兩個問題去解決,即如何提取氯化鈉和如何提取碳酸鈉。氯化鈉的提取學(xué)生比較熟悉,根據(jù)氯化鈉的溶解度曲線,比較容易解答;碳酸鈉學(xué)生比較陌生,但其溶解度曲線與學(xué)生學(xué)過的硝酸鉀比較類似,可以遷移應(yīng)用在碳酸鈉的提純與分離上,通過“溫度降低,溶液濃度如何變化”“溶解度曲線上的點如何移動”等問題的引導(dǎo),厘清結(jié)晶方式的選擇與溶解度曲線變化規(guī)律之間的關(guān)系。通過對工業(yè)制堿法的了解,從原理和裝置兩個角度引發(fā)學(xué)生疑問:(1)易溶的碳酸氫鈉為何在這個反應(yīng)中是沉淀?這是對溶解度曲線的進一步應(yīng)用。(2)為何要先通氨氣一段時間后再通二氧化碳?為何要用冰水?這是引入氣體溶解度這一重要概念,并且讓學(xué)生理解溫度對氣體溶解度的影響。
通過在情境中設(shè)置適宜的問題鏈,循序漸進,分散難點,當(dāng)孤立的概念用問題建立起了聯(lián)系,在學(xué)生腦海中立體化、框架化了(如圖1),學(xué)生在問題求解中進行主動的學(xué)習(xí)、探究、判斷、評價等高質(zhì)量思維活動[1],那么學(xué)科思維也就不知不覺建立起來了。
3.科學(xué)方法,深化概念
(1)透析“點”的含義,擴展理解寬度
溶液這一專題中難點是溶解度、溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)的概念理解以及溶解度曲線的應(yīng)用。學(xué)生對于溶解度、溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)、溶解度曲線的理解主要停留在概念的字面理解上,即能說出什么是溶解度、溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù),知道溶解度曲線是表示物質(zhì)溶解度隨溫度變化的一種曲線,但是一到概念的應(yīng)用,即將溶解度、溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)和溶解度曲線結(jié)合在一起,就感覺無從下手。溶解度是一個定量化概念,溶解度曲線圖中的點也應(yīng)該有定量化意義,溶解度是指在一定溫度下,100克水中,某固體物質(zhì)達到飽和狀態(tài)時溶解的溶質(zhì)的質(zhì)量。所以溶解度曲線上的點,代表的是相應(yīng)溫度下每100克水中達到飽和狀態(tài)時溶解的溶質(zhì)的質(zhì)量。基于此,我們可以計算此時飽和溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)。所以,溶解度曲線上的點,除了表示溶液的飽和狀態(tài)外,還能表示此時溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù);那么,溶解度曲線下方的點,除了能表示溶液的不飽和狀態(tài),還能表示每100克水中溶解了多少克溶質(zhì),進而計算其溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)。本節(jié)課設(shè)置了正向判斷和反向計算兩方面的學(xué)生活動來突破難點:一是從實際的溶液狀態(tài)、溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)出發(fā),在溶解度曲線上找對應(yīng)的點(表1中A點和B點);二是通過溶解度曲線上的點得出溶液的狀態(tài),并且比較溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)的大?。ㄈ鐖D2)。在活動中體會、理解、總結(jié)溶解度曲線圖中點的這兩層含義,擴展對概念理解的寬度。
(2)掌握“點”的移動,挖掘思維深度
溶解度曲線圖中的線,代表了某物質(zhì)的溶解度隨溫度變化的趨勢,這種直觀性的知識學(xué)生容易掌握,但是一旦和實際溶液的狀態(tài)及溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)變化結(jié)合起來,就轉(zhuǎn)換不過來。在本節(jié)課中,為了解決如何從鹽堿湖中獲得氯化鈉和純堿的問題,就要了解將氯化鈉、碳酸鈉的溶解度及溶解度曲線,并且要知道如何應(yīng)用溶解度曲線解決實際問題。學(xué)生基于對溶解度曲線圖中點的定性和定量理解,溶解度曲線的變化也可以從定性和定量兩個角度去理解,即溶液狀態(tài)的變化和溶液溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)的變化(如圖3)。對于像碳酸鈉這樣,在日常溫度范圍內(nèi)(0-40℃)溶解度隨溫度升高而升高的物質(zhì)來說,當(dāng)溫度升高,物質(zhì)的溶解度變大,所以溶液不會有固體析出,溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)大小不變(表1中A與A’重合);當(dāng)溫度降低,物質(zhì)的溶解度變小,達到飽和狀態(tài)后,有固體析出,則溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)變小(表1中B到B’的變化)。學(xué)生在操作中就能體會點移動所代表的兩層含義含義:點的平移,代表溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)不變;點的下移,代表溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)變小。有了對溶解度曲線圖中點移動的定性和定量理解后,回歸實際生活,可以順理成章地解決如何利用季節(jié)變化從鹽堿湖中獲得氯化鈉和純堿的實際問題,有助于達成化學(xué)教育理論與化學(xué)教學(xué)實踐的有機統(tǒng)一。
從創(chuàng)設(shè)情境到設(shè)置問題,學(xué)生在解決問題的活動中應(yīng)用概念,鞏固、加深學(xué)生對化學(xué)概念的理解,切身體悟化學(xué)概念的內(nèi)涵和外延,并且對業(yè)已形成的化學(xué)知識進行重新梳理和組織,建構(gòu)內(nèi)容豐富且層次清晰的化學(xué)知識體系,進而解釋生活生產(chǎn)中的化學(xué)現(xiàn)象與問題,將概念的學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)換成有意義的問題解決,提學(xué)生升解決化學(xué)問題的能力,促進化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的落實。
三、結(jié)語
概念的復(fù)習(xí)不應(yīng)是知識點及知識框架的簡單重復(fù),將概念問題化,問題情境化,讓初中學(xué)生在化學(xué)情境中思考問題,觸發(fā)概念的應(yīng)用,在應(yīng)用中啟迪思維,在思考中掌握概念的本質(zhì)[2]。概念教學(xué)課的模式也應(yīng)從知識中心轉(zhuǎn)化到以科學(xué)方法為中心,從經(jīng)驗邏輯轉(zhuǎn)變到理論邏輯,即從創(chuàng)設(shè)情境到運用科學(xué)方法建立化學(xué)概念,再到升華化學(xué)概念的本質(zhì),最后借助科學(xué)方法應(yīng)用化學(xué)概念。
參考文獻
[1]季亞烽,吳永才.例談初三化學(xué)情境素材選擇的視角[J].化學(xué)教與學(xué),2020(5):22-25
[2]費志明.巧設(shè)物理情境與問題鏈,發(fā)展學(xué)生思維品質(zhì)[J].中學(xué)物理,2019(12):54-55