李曉軍
(甘肅省靈臺縣邵寨中學(xué),甘肅 靈臺 744401)
《義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2022 年版)》從“化學(xué)觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究與實踐、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任”四個維度構(gòu)建了化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng),并在教學(xué)建議中指出情境素材具有承載核心素養(yǎng)培育的時代價值。情境素材是聯(lián)系化學(xué)知識與真實生活的一根紐帶。為了更好地發(fā)揮情境素材在培養(yǎng)學(xué)生化學(xué)核心素養(yǎng)方面的作用,教師可圍繞教學(xué)內(nèi)容,聯(lián)系實際生活,創(chuàng)設(shè)真實的教學(xué)情境。在此基礎(chǔ)上,以真實情境為驅(qū)動,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣;以真實情境為支架,輔助學(xué)生探究新知;以真實情境為橋梁,引領(lǐng)學(xué)生拓展素養(yǎng)。
自然生活現(xiàn)象、日常生活案例、趣味化學(xué)實驗等,都屬于情境素材的范疇。教師用這些素材創(chuàng)設(shè)的真實情境,具有吸引力、召喚性,能夠激發(fā)學(xué)生濃厚的學(xué)習(xí)興趣,學(xué)生將會以更加飽滿的熱情,積極的態(tài)度參加化學(xué)學(xué)習(xí)任務(wù)。
在自然生活中,有一些與化學(xué)知識密切相關(guān)的神奇、有趣的現(xiàn)象。教師可借助于信息技術(shù)手段,將這些神奇、有趣的自然生活現(xiàn)象引入課堂,創(chuàng)設(shè)形象直觀的真實教學(xué)情境,并以這些真實教學(xué)情境為驅(qū)動,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
以人教版九年級化學(xué)下冊“酸和堿的中和反應(yīng)”這部分內(nèi)容為例,在課堂導(dǎo)入環(huán)節(jié),教師以微視頻的形式向?qū)W生展現(xiàn)了自然生活中的一些有趣現(xiàn)象。如:家里的燒水壺,用久了,往往會在壺底形成一些白色的水垢。如果在不及時清除壺底水垢的情況下,長期繼續(xù)使用,不僅費電,而且會對人體造成傷害。之所以如此,是因為水垢中有一些有害物質(zhì),會對人類的身體健康產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。因此,人們通常會用食醋,快捷高效地清除壺底的水垢。相比于其他方法而言,運用食醋清除壺底的水垢會更徹底、更衛(wèi)生、更安全。另外,一些堿性土壤,經(jīng)過風(fēng)吹日曬會出現(xiàn)泛堿現(xiàn)象。土壤泛堿之后,會對農(nóng)作物生長產(chǎn)生嚴(yán)重影響,導(dǎo)致農(nóng)作物產(chǎn)量下降,品質(zhì)下降。為了改良這樣的土壤,農(nóng)民伯伯通常會施用一些酸性肥料。改良之后的堿性土壤,更加適合農(nóng)作物生長。
無論是利用食醋清除壺底的水垢,還是利用酸性肥料改良堿性土壤,都是教師以自然生活現(xiàn)象為素材,所創(chuàng)設(shè)的真實情境。聚焦這樣的情境,學(xué)生不僅能夠?qū)λ釅A中和反應(yīng)有初步的認(rèn)識,而且能夠產(chǎn)生探究酸堿中和反應(yīng)的濃厚興趣。
日常生活案例,因為與學(xué)生的實際生活聯(lián)系密切,所以,能夠激發(fā)學(xué)生濃厚的探究興趣。教師可放眼學(xué)生多姿多彩的日常生活,廣泛收集一些情境素材,創(chuàng)設(shè)真實的教學(xué)情境,以此激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
電熱水壺,是學(xué)生在日常生活中經(jīng)常會用到的一種小電器。當(dāng)熱水壺用久了之后,壺底或壺的內(nèi)壁上,會逐漸形成一層水垢。在這樣的時候,人們通常會使用一些食醋,快捷高效地去除水壺中的水垢。在去除水垢時,食醋為什么會有這種神奇的功效呢?在教人教版化學(xué)九年級下冊“酸和堿”這部分內(nèi)容時,教師以該日常生活案例為素材,創(chuàng)設(shè)了真實情境,激發(fā)了學(xué)生進(jìn)一步探究“酸堿知識”的濃厚興趣。
對于日常生活案例,學(xué)生特別感興趣。之所以如此,是因為這些案例能夠拉近化學(xué)知識與日常生活之間的距離。因此,教師若以與某種化學(xué)知識相關(guān)的日常生活案例為素材,創(chuàng)設(shè)真實情境,那么,學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣也會陡增。
實驗是學(xué)生揭秘化學(xué)現(xiàn)象、理解化學(xué)知識、發(fā)展化學(xué)素養(yǎng)的一條基本途徑?;瘜W(xué)實驗?zāi)軌驅(qū)⒊橄蟮幕瘜W(xué)知識形象化,能夠?qū)⒖菰锏膶W(xué)習(xí)過程趣味化。因此,在創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境時,教師也可將一些有趣的化學(xué)實驗作為素材。
以人教版九年級化學(xué)上冊“水的凈化”這部分內(nèi)容為例。在課堂導(dǎo)入環(huán)節(jié),教師利用一個透明的自制凈水裝置,向?qū)W生清晰、直觀地展示了水的凈化過程。首先,教師在一瓶純凈水中倒入了沙土、藍(lán)色墨水。之后,將這瓶渾濁的水倒入了凈水裝置之中。聚焦透明的凈水裝置,學(xué)生能夠一覽無余地觀察凈水過程。緊接著,出現(xiàn)了“神奇”的現(xiàn)象——渾濁的污水,經(jīng)過透明自制凈水裝置的層層過濾,最終,變得清澈如初。這一幕“神奇”的現(xiàn)象,讓學(xué)生對該凈水裝置產(chǎn)生了各種各樣的想法,如:“這個凈水裝置,盡管其貌不揚,但是為什么能夠?qū)啙岬乃^濾得如此清澈呢?這里面有哪些‘奧妙’呢?我也想制作一個這樣的凈水裝置……”同時,這些“想法”又會轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生探究“水的凈化”知識的濃厚興趣。
趣味化學(xué)實驗,具有直觀、有趣的特征,能夠充分發(fā)揮學(xué)生的形象思維優(yōu)勢,讓學(xué)生聚焦直觀、有趣的實驗現(xiàn)象,準(zhǔn)確、通透地理解抽象的化學(xué)知識。學(xué)生也會因有趣的實驗現(xiàn)象而產(chǎn)生強(qiáng)烈的好奇心,并將好奇心轉(zhuǎn)化為探究知識的興趣。
在探究新知時,學(xué)生的已有認(rèn)知與新知之間,往往會存在一定的差距。這種差距,會增加學(xué)生學(xué)習(xí)的難度,降低學(xué)生學(xué)習(xí)的效度。鑒于此,教師可圍繞新知創(chuàng)設(shè)真實情境,并以真實情境為支架,輔助學(xué)生探究新知。
宏觀表征,是相對于微觀表征而言的一種現(xiàn)象,是指事物在物理反應(yīng)或化學(xué)反應(yīng)中,所表現(xiàn)出來的一些宏觀現(xiàn)象。從化學(xué)的視角,探究相關(guān)事物的宏觀表征,有助于培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)觀念、科學(xué)思維等。為了提升學(xué)生探究宏觀表征的實效性,教師可利用各種情境素材,創(chuàng)設(shè)生動有趣的真實情境。
以人教版九年級化學(xué)上冊“金剛石、石墨和C60”這部分內(nèi)容為例,本著引領(lǐng)學(xué)生探究“碳和碳的氧化物”之目的,教師利用“玻璃刀、鉛筆芯、干電池、電弧燈、石墨纖維”等實物,創(chuàng)設(shè)了真實情境。之后,組織學(xué)生通過眼睛、鼻子、手等多感官,觀察這些碳的氧化物的表征。通過多感官觀察,學(xué)生發(fā)現(xiàn):玻璃刀的刀頭是一塊比玻璃硬度更大的金剛石;鉛筆芯則是由黑色的、軟硬適中的石墨制造的;在干電池中,有一根黑色的石墨棒;電弧燈中的碳棒電極也是石墨制造的……在此基礎(chǔ)上,教師又指導(dǎo)學(xué)生用顯微鏡進(jìn)一步觀察這些氧化物的表征。
在上面的案例中,教師以生活中的碳的氧化物為素材,創(chuàng)設(shè)了真實的情境。面對這些真實的、可觸、可見、可嗅的事物,學(xué)生不僅會產(chǎn)生濃厚的探究興趣,而且會更為細(xì)致地觀察、分析、了解這些氧化物的基本特征。在此過程中,教師用實物創(chuàng)設(shè)的真實情境,也就成為了學(xué)生探究碳的氧化物宏觀表征的一種支架。
微觀本質(zhì)是指人類用肉眼看不到,但是,可以借助于一些儀器觀察到的本質(zhì)現(xiàn)象。深入探究、細(xì)致了解化學(xué)現(xiàn)象、化學(xué)知識的微觀本質(zhì),是發(fā)展學(xué)生化學(xué)核心素養(yǎng)的一項基本內(nèi)容。然而,當(dāng)學(xué)生在探究微觀本質(zhì)時,往往會面臨興趣不足、視角不廣、渠道不暢等現(xiàn)實問題。鑒于此,教師可為學(xué)生創(chuàng)設(shè)一些探究微觀本質(zhì)的真實情境。
以人教版九年級化學(xué)上冊“原子的結(jié)構(gòu)”這部分內(nèi)容為例,教師利用一段微課視頻,為學(xué)生創(chuàng)設(shè)了真實的情境。該微視頻清晰、直觀、動態(tài)地向?qū)W生展示了一個氧原子的微觀結(jié)構(gòu)。如:位于氧原子中心位置的原子核,圍繞在該原子核周圍的大量正負(fù)電子,構(gòu)成原子核的質(zhì)子,構(gòu)成質(zhì)子的夸克……信息技術(shù)手段的運用,讓學(xué)生看到了一個肉眼看不到的微觀世界,讓學(xué)生對原子的微觀結(jié)構(gòu)有了清晰、直觀、通透的認(rèn)識與理解。學(xué)生對原子核、電子、質(zhì)子、夸克的大小、形態(tài),以及它們之間的關(guān)系,也有了感性的認(rèn)識。這種微觀情景,也能夠激發(fā)學(xué)生進(jìn)一步探究微觀世界、探究微觀本質(zhì)的濃厚興趣。
從知識習(xí)得的角度分析,教師利用微視頻所創(chuàng)設(shè)的真實情境,猶如一種無形的支架,拉近了學(xué)生的已有認(rèn)知與關(guān)于原子的新知識之間的距離,為學(xué)生創(chuàng)造了更為形象、更為直觀探究原子知識的機(jī)會。與此同時,學(xué)生在以真實情境為支架探究新知的過程中,他們的微觀探析能力也會得到逐步發(fā)展。
變化觀念是一種基本的化學(xué)觀念。培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)觀念是發(fā)展學(xué)生化學(xué)核心素養(yǎng)的一項基本內(nèi)容。以引領(lǐng)學(xué)生探究各種變化規(guī)律為契機(jī),教師可有序、有趣、有效地培養(yǎng)學(xué)生的變化觀念。包含各種變化現(xiàn)象的真實情境,可成為學(xué)生探究變化規(guī)律的支架。
例如,在教人教版九年級化學(xué)上冊“水的凈化”這部分內(nèi)容時,教師以現(xiàn)實生活中用高鐵酸鉀凈化污水的案例為素材,創(chuàng)設(shè)了真實的情境。因高鐵酸鉀具有較強(qiáng)的氧化性,所以被廣泛用于廢水、污水的消毒、殺菌,以此達(dá)到凈化水的目的。另外,教師還為學(xué)生利用過氧化氫凈化污水的情境。在此基礎(chǔ)上,教師創(chuàng)設(shè)了這樣一個問題情境,既然過氧化氫和高鐵酸鉀都屬于凈化污水、廢水的氧化劑,那么,這兩種氧化劑是否能夠同時使用呢?對于該問題情境,學(xué)生會產(chǎn)生濃厚的探究興趣,并以興趣為內(nèi)驅(qū),觀察、對比、分析、描述實驗現(xiàn)象,假設(shè)、驗證、梳理、歸納實驗結(jié)論。通過深入探究該問題情境,學(xué)生就能夠細(xì)致、準(zhǔn)確地了解過氧化氫和高鐵酸鉀氧化性的強(qiáng)弱變化規(guī)律。
以真實的情境為支架,不僅能夠激發(fā)學(xué)生探究新知的濃厚興趣,而且能夠讓學(xué)生更為清晰、細(xì)致、直觀地認(rèn)識與了解過氧化氫和高鐵酸鉀氧化性強(qiáng)弱的變化規(guī)律,進(jìn)而逐漸形成變化觀念、化學(xué)觀念。
科學(xué)態(tài)度、創(chuàng)新精神、社會責(zé)任等,都是發(fā)展學(xué)生科學(xué)核心素養(yǎng)的基本內(nèi)容。以真實情境為橋梁,以拓展延伸為路徑,教師可循序漸進(jìn)地培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度、創(chuàng)新精神以及社會責(zé)任,進(jìn)而促進(jìn)學(xué)生核心素養(yǎng)的全面發(fā)展。
對化學(xué)知識的好奇心,對化學(xué)知識進(jìn)行實證研究,對化學(xué)現(xiàn)象、化學(xué)知識的批判性思考,對化學(xué)世界變化規(guī)律的感知力等,都屬于化學(xué)核心素養(yǎng)中科學(xué)態(tài)度的范疇。為了全方位、多角度培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度,教師可創(chuàng)設(shè)一些真實情境,設(shè)計一些拓展任務(wù)。如此,以情境為橋,以拓展為徑,教師就能夠循序漸進(jìn)地培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度。
仍然是以“水的凈化”這部分內(nèi)容為例。在課堂中,教師啟迪、點撥、引領(lǐng)學(xué)生深入探究、通透理解了凈化水的過程、原理。在此基礎(chǔ)上,教師設(shè)計了一項拓展任務(wù),即要求學(xué)生自主設(shè)計一種凈水裝置,對家庭廚房中的餐廚污水進(jìn)行過濾、再利用。不僅如此,教師還要求學(xué)生盡可能地使用一些低成本材料,以此降低凈水裝置的成本。在設(shè)計該凈水裝置的過程中,學(xué)生進(jìn)一步探究了關(guān)于凈化水的理論知識,并分析、預(yù)測了凈化餐廚污水的現(xiàn)實困境。同時,為了提升凈水裝置的凈水效果,學(xué)生還反復(fù)不斷地對凈水裝置進(jìn)行了改進(jìn)、完善。
設(shè)計處理餐廚污水的凈水裝置,既緊扣本課時教學(xué)內(nèi)容,也與學(xué)生的日常生活密切相關(guān)。而這,也讓學(xué)生產(chǎn)生了強(qiáng)烈的好奇心。同時,在選擇低成本實驗材料的過程中,學(xué)生也會逐漸形成實證能力、批判性思維等科學(xué)態(tài)度。
創(chuàng)新精神是學(xué)生創(chuàng)造性解決各種問題的一種必備精神,也是初中生化學(xué)核心素養(yǎng)的一項基本內(nèi)容。本著培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神的美好愿景,教師也可利用相關(guān)的情境素材,創(chuàng)設(shè)一些貼近現(xiàn)實生活的真實情境,設(shè)計一些內(nèi)容豐富的拓展任務(wù)。
以“制取氧氣”為例,在課堂中,教師引領(lǐng)學(xué)生深入探究了實驗室制取氧氣的一些方法,讓學(xué)生對制取氧氣的原理有了較為清晰的認(rèn)識、通透的理解。緊接著,教師聯(lián)系日常生活,創(chuàng)設(shè)了這樣一種真實情境:莉莉家的魚缸里,有一個制氧機(jī)。這個制氧機(jī)不僅費電,而且一旦停電,就會停止制氧,就會嚴(yán)重危及魚缸里的金魚、烏龜?shù)鹊纳踩?。請同學(xué)們利用本課所學(xué)知識,利用一些低成本材料,為莉莉家設(shè)計一個簡易制氧機(jī)。在制作簡易制氧機(jī)的過程中,學(xué)生會產(chǎn)生不同的思路。一些學(xué)生在原有的制氧機(jī)上面加裝了一股蓄電池,對其進(jìn)行了改良;一些學(xué)生則另辟蹊徑,制作了一個手動制氧機(jī)。
讓學(xué)生自主設(shè)計一個簡易制氧機(jī),既是教師為學(xué)生創(chuàng)設(shè)的一種真實情境,也是教師引領(lǐng)學(xué)生進(jìn)一步理解、掌握、運用“氧氣制備”相關(guān)知識的一項拓展任務(wù)。以完成此項拓展任務(wù)為契機(jī),學(xué)生不僅能夠更為扎實地掌握這部分知識,還能夠培養(yǎng)創(chuàng)新思維以及形成創(chuàng)新精神。
化學(xué)知識的巧妙、合理運用,能夠造福人類;但是,如果濫用化學(xué)知識,將會對地球生態(tài)造成嚴(yán)重的破壞。因此,在引領(lǐng)學(xué)生探究化學(xué)知識的同時,教師還應(yīng)注重培養(yǎng)他們的社會責(zé)任。真實情境可以成為培養(yǎng)學(xué)生社會責(zé)任的一座橋梁,拓展任務(wù)可以成為培養(yǎng)學(xué)生社會責(zé)任的一條路徑。
例如,在引領(lǐng)學(xué)生探究“原子的結(jié)構(gòu)”這部分內(nèi)容時,教師創(chuàng)設(shè)了一段原子彈在日本廣島、長崎爆炸的情境。從原子彈爆炸的震撼場景中,學(xué)生不僅能夠感知到原子彈的巨大威力,而且能夠感知到原子彈對自然生態(tài)、人類社會造成的巨大破壞,甚至毀滅性的沖擊。面對原子彈的巨大威力,學(xué)生不禁產(chǎn)生了感嘆:貌似微不足道的原子,竟然會有如此大的威力!真是不可思議!此外,教師也依托真實情境,向?qū)W生展示了化學(xué)知識造福人類的一些案例,如:基于“原子知識”制造的各種藥物,以膠囊、藥片的形式進(jìn)入人體之后,在微觀世界產(chǎn)生了相關(guān)作用,成為了人類抵抗疾病的得力助手,成為了人們抗擊病魔的一種福音。
真實情境、拓展任務(wù),讓學(xué)生深入理解了化學(xué)知識,也讓學(xué)生逐步形成了責(zé)任意識。化學(xué)知識,唯有掌握在有社會責(zé)任的人手中,才能夠造福人類、造福生態(tài)、造福地球。
總而言之,面對初中生在化學(xué)學(xué)習(xí)過程中,興趣不濃厚、探究不深入、運用不靈活等現(xiàn)實困境,教師可圍繞化學(xué)知識,聯(lián)系實際生活,創(chuàng)設(shè)真實情境。以真實情境為驅(qū)動、支架、橋梁,教師就能夠激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)知識的興趣,就能夠讓學(xué)生更為深入地探究、更為靈活地運用化學(xué)知識,學(xué)生的化學(xué)觀念、宏觀辨識、微觀探析、科學(xué)態(tài)度、社會責(zé)任、創(chuàng)新精神等核心素養(yǎng)也就會得到全面發(fā)展。如此,形象、生動、有趣、真實的情境,也就成為了孕育學(xué)生核心素養(yǎng)的一片沃土。