“教、學(xué)、評”一體化理念強(qiáng)調(diào)教學(xué)、學(xué)習(xí)和評價的有機(jī)結(jié)合,是教育教學(xué)領(lǐng)域的新理念和新模式。這一理念的提出,為教育教學(xué)工作注入了新的活力和動力,也成為推進(jìn)素質(zhì)教育和創(chuàng)新教學(xué)的有力支撐。依據(jù)“教、學(xué)、評”一體化理念,在設(shè)計“質(zhì)量守恒定律”教學(xué)時,我更加注重培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力、激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和促進(jìn)他們主動參與。
在教學(xué)過程中,我通過課前導(dǎo)入、知識講解、示范實驗、學(xué)生自主實驗以及討論交流等環(huán)節(jié),使學(xué)生在參與中收獲更多,從而實現(xiàn)提升學(xué)習(xí)效果的目的。通過這些教學(xué)環(huán)節(jié),學(xué)生能夠從多個角度去理解“質(zhì)量守恒定律”,并在實踐中更好地掌握這一化學(xué)概念。與此同時,在教學(xué)過程中我還密切關(guān)注學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的表現(xiàn)和反饋,及時調(diào)整教學(xué)策略,讓學(xué)生循序漸進(jìn)地展開探究學(xué)習(xí)。在評價方法上,我綜合采用定量和定性相結(jié)合的方式,如考查學(xué)生在實驗中的操作技能、數(shù)據(jù)處理能力,對“質(zhì)量守恒定律”理論的理解和應(yīng)用能力,以及多角度、多維度地評價學(xué)生的學(xué)習(xí)水平和學(xué)習(xí)情況。本次“教、學(xué)、評”一體化教學(xué)為我今后的教學(xué)提供了借鑒,有利于進(jìn)一步提升教學(xué)效果。
一、教學(xué)過程
(一)課前導(dǎo)入
在教學(xué)“質(zhì)量守恒定律”一課時,我首先給學(xué)生展示三幅圖片,分別是木頭燃燒后留下灰燼的圖片、蠟燭燃燒留下蠟油的圖片以及鐵釘生銹的圖片。我讓學(xué)生觀看三幅圖片并給學(xué)生提出相關(guān)問題:“木頭燃燒、蠟燭燃燒、鐵生銹屬于化學(xué)反應(yīng),經(jīng)過化學(xué)反應(yīng)后,物質(zhì)的質(zhì)量會增加還是減少呢?”學(xué)生思考后回答:“木頭、蠟燭燃燒后,質(zhì)量會減少。而鐵釘生銹后,質(zhì)量會增加。”我繼續(xù)提問:“那這種現(xiàn)象是否可以證明物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)后質(zhì)量會變化?”班級里大部分學(xué)生認(rèn)為會發(fā)生變化。
(二)示范實驗
為了驗證學(xué)生的猜想,我接著做了一個實驗(見圖1):一個底部鋪有細(xì)膩沙子的錐形瓶,其瓶口裝置了一個單孔橡皮塞,內(nèi)插一根玻璃管。玻璃管的底部恰好觸碰錐形瓶底部的沙子,而上部則套有一個小氣球。從試劑瓶中用鑷子取出綠豆大小的紅磷,用濾紙擦干其表面水分,然后輕輕置于錐形瓶底部沙子上。組裝好設(shè)備,一同放在托盤天平上測量。平衡后,取下設(shè)備,打開帶有玻璃導(dǎo)管的橡皮塞,然后在酒精燈火焰上加熱玻璃管底部。當(dāng)玻璃管變得熾熱,迅速插入錐形瓶中,緊閉橡皮塞,進(jìn)行觀察。紅磷在受熱的玻璃管作用下,于錐形瓶內(nèi)燃燒,產(chǎn)生白煙等反應(yīng)。熄火冷卻后,再次將整個設(shè)備放在原來的托盤天平上,發(fā)現(xiàn)天平保持原有平衡。這表明在無物質(zhì)進(jìn)出的密封環(huán)境中,紅磷燃燒前后的反應(yīng)物總質(zhì)量與生成物總質(zhì)量保持一致。實驗結(jié)束后,我問學(xué)生:“通過這個實驗,大家的想法是否有變化呢?物質(zhì)在化學(xué)反應(yīng)前后,質(zhì)量是增加、減少還是不變呢?”此時學(xué)生紛紛回答物質(zhì)的質(zhì)量不發(fā)生變化。我繼續(xù)對學(xué)生說:“既然不發(fā)生變化,那為什么木頭燃燒、蠟燭燃燒質(zhì)量變少,而鐵生銹質(zhì)量卻比之前重了呢?”學(xué)生此時陷入沉思,我繼續(xù)說:“想一想實驗裝置有什么特點?;蛟S這是一個突破口?!痹谖业奶崾鞠掠袑W(xué)生想到剛剛演示的紅磷在氧氣中燃燒的化學(xué)反應(yīng)實驗裝置是密封的,可以防止實驗中的物質(zhì)與外界發(fā)生交換。而這也提示學(xué)生在分析化學(xué)反應(yīng)前后物質(zhì)質(zhì)量變化時,一定要注意反應(yīng)物都有哪些,以及需要設(shè)計合適的實驗裝置進(jìn)行探究。
(三)評選實驗方案
在探究環(huán)節(jié),我向?qū)W生展示了可能會用到的實驗儀器圖片(見圖2),并讓他們以小組為單位設(shè)計實驗方案。之后小組匯報實驗方案,小組間從科學(xué)性、可行性、方便性等進(jìn)行評價,選出最優(yōu)方案進(jìn)行實驗。我將學(xué)生分為六個小組,要求學(xué)生設(shè)計實驗裝置,研究化學(xué)反應(yīng)前后的質(zhì)量變化規(guī)律。本次實驗選用了過氧化氫制氧的過程。我在實驗前期為每個小組準(zhǔn)備了實驗儀器圖片,并裝入資料袋,供學(xué)生在小組實驗時參考。學(xué)生協(xié)同合作,商討并確定使用的實驗器材,然后在A3紙上繪制實驗裝置圖。我在整個討論過程中進(jìn)行班級巡查。當(dāng)學(xué)生遇到難題時,我會通過提問來引導(dǎo)他們:是否可以借鑒其他相似的實驗裝置?如何運(yùn)用現(xiàn)有設(shè)備控制反應(yīng)?如何收集和測量產(chǎn)生的氧氣?如何構(gòu)建一個密閉的實驗系統(tǒng)?每個小組討論結(jié)束后,我讓每個小組選派代表展示實驗裝置并概述實驗計劃。
第一組的實驗方案是準(zhǔn)備一個圓錐形瓶,注入適量過氧化氫溶液;放置氣球在瓶口,添加適量二氧化錳至氣球;收緊氣球口,將裝置放在天平托盤上;調(diào)整天平至平衡;倒入二氧化錳至圓錐形瓶,讓反應(yīng)進(jìn)行;反應(yīng)完成后,重新放回天平托盤;觀察平衡狀態(tài)是否達(dá)成(見圖3)。
第二組的實驗方案運(yùn)用了錐形瓶和分液漏斗,在錐形瓶中放置了二氧化錳,并向分液漏斗中加入了過氧化氫溶液。為了收集產(chǎn)生的氧氣,他們在導(dǎo)管口系上一個氣球。隨后,保持整個裝置的平衡,將分液漏斗中的溶液加入錐形瓶,反應(yīng)完畢后,將裝置放回天平,并觀察是否仍保持平衡(見圖4)。
第三組的探究方案與第二組的實驗設(shè)備相近。實驗過程中,使用了收集氣體的瓶子,并將其與導(dǎo)管相連,瓶子內(nèi)注滿水,右側(cè)則擺放一個量筒。首先,將錐形瓶放置在天平托盤上,平衡后讀取并記錄其質(zhì)量m1。接著,組裝所有設(shè)備,旋轉(zhuǎn)活塞,使分液漏斗中的液體進(jìn)入錐形瓶。待反應(yīng)完全后,再次將錐形瓶放回天平托盤進(jìn)行平衡調(diào)整,并記錄質(zhì)量m2。然后,讀取量筒內(nèi)水的體積v1,依據(jù)氧氣的密度,計算出產(chǎn)生的氧氣質(zhì)量m3。最后,比較m1與m2+m3之間的關(guān)系(見圖5)。
在學(xué)生提交了各自的實驗計劃后,我讓全班學(xué)生進(jìn)行相互間的評估,讓學(xué)生從節(jié)省器材、搭建便捷以及操作簡易等優(yōu)點出發(fā)進(jìn)行實驗方案的評價,并挑選出最優(yōu)的一款方案予以采納。經(jīng)過討論,學(xué)生決定采用第一組的方案進(jìn)行后續(xù)的實驗研究。
(四)學(xué)生自主實驗
在實驗環(huán)節(jié)中,學(xué)生發(fā)現(xiàn)最終天平不平衡,這與學(xué)生心理預(yù)期不同。我對學(xué)生說:“這是不是意味著化學(xué)反應(yīng)前后質(zhì)量改變呢?”很多學(xué)生此時發(fā)生了動搖,不確定之前得出的結(jié)論是否正確。為了解決學(xué)生心中的疑惑,我給學(xué)生播放提前錄制好的視頻(見圖6)。首先,在天平兩端,一邊擺上小試管和過氧化氫溶液,另一邊放上二氧化錳,實現(xiàn)平衡。然后,使溶液從小試管流入,實現(xiàn)充分反應(yīng)。試管重新放回天平,保持平衡。但實驗錄像與學(xué)生設(shè)計的實驗結(jié)果存在差異,我引導(dǎo)學(xué)生思考差異原因。學(xué)生發(fā)現(xiàn)實驗中氣球在空氣中會受到浮力作用,從而影響實驗結(jié)果。我繼續(xù)追問:“實驗是否必須使用氣球?能否用中空瓶和橡膠塞替代實驗錄像中的塑料瓶?”學(xué)生認(rèn)為,若用中空瓶和橡膠塞,無氣球緩沖,反應(yīng)產(chǎn)生的高壓可能導(dǎo)致橡膠塞飛出,導(dǎo)致實驗失敗。
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圖6 視頻中的實驗裝置
我為學(xué)生展示砷與氧氣化學(xué)反應(yīng)的微觀過程圖示(見圖7),以便于他們更好地理解反應(yīng)前后質(zhì)量守恒的原則。學(xué)生仔細(xì)觀察并填寫表格(見表1),從而從微觀層面解釋這一化學(xué)現(xiàn)象。
(五)知識講解
回到課堂開始階段我提出的問題,讓學(xué)生利用本節(jié)課所學(xué)的知識解釋:為何燃燒的木頭和蠟燭會減輕質(zhì)量?而生銹的鐵釘則會增加質(zhì)量?這些現(xiàn)象是否遵循質(zhì)量守恒定律?學(xué)生認(rèn)為是的。木頭和蠟燭燃燒后質(zhì)量減少,是因為部分生成物逸散到了空氣中;而鐵釘生銹后質(zhì)量增加,是因為反應(yīng)物中除了鐵釘,還包含了空氣中的氧氣。這種教學(xué)方式既運(yùn)用質(zhì)量守恒定律這一新知識來解答問題,又改變了學(xué)生的傳統(tǒng)思維。我緊接著問學(xué)生:“蠟燭燃燒后產(chǎn)生二氧化碳和水,你能從中推斷出蠟燭中含有哪些元素嗎?”學(xué)生思考后回答。兩個問題的目的是讓學(xué)生對生活中的化學(xué)現(xiàn)象進(jìn)行解釋、推導(dǎo),進(jìn)一步考查學(xué)生的知識應(yīng)用能力。
(六)評價與討論
在課堂的最后環(huán)節(jié),我讓學(xué)生自評和互評。自評是讓學(xué)生對本節(jié)課課堂參與、問題回答、掌握知識等方面進(jìn)行評價,談一談自己的收獲,是否存在不足,今后應(yīng)該如何改進(jìn)。小組間評價實驗方案,評價方向包括優(yōu)點和待改進(jìn)處。學(xué)生的互評結(jié)束后,我通過學(xué)生對實驗數(shù)據(jù)的處理、原方案與改進(jìn)實驗方案的實驗效果,對他們知識構(gòu)建進(jìn)行總體評價,肯定學(xué)生在本節(jié)課中的優(yōu)點,同時指出學(xué)生在學(xué)習(xí)中存在的不足。
二、教學(xué)反思
教學(xué)實踐中,我運(yùn)用一體化教學(xué)觀念中的“教、學(xué)、評”策略,對“質(zhì)量守恒定律”給予特別關(guān)注,成果顯著。我在課堂伊始便引入日常生活中的現(xiàn)象,引發(fā)學(xué)生對已有知識的反思。在教學(xué)過程中,我積極調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性,引導(dǎo)學(xué)生自主制訂、完成和優(yōu)化實驗方案,使他們能獨立獲取新知識,進(jìn)而運(yùn)用科學(xué)理論解釋生活中的化學(xué)現(xiàn)象。在“教、學(xué)、評”融合的框架下,可以實現(xiàn)學(xué)生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。我通過課堂提問、交流研討、師生互動、課堂訓(xùn)練等形式,將課堂上學(xué)生學(xué)習(xí)效果呈現(xiàn)出來,然后對教與學(xué)的效果進(jìn)行及時評價、診斷并調(diào)控教學(xué)過程,使教與學(xué)、教與評、學(xué)與評有機(jī)結(jié)合,促進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí),提升教學(xué)質(zhì)量,使化學(xué)課堂更加生動、高效,并順利達(dá)成教學(xué)目標(biāo)。在后續(xù)的化學(xué)教學(xué)中,我將繼續(xù)采用“教、學(xué)、評”一體化的教學(xué)理念,以評價為導(dǎo)向,在教學(xué)時更加關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)過程,在設(shè)計課堂活動的過程中更多地思考如何依托課內(nèi)教學(xué)內(nèi)容給學(xué)生提供更好的學(xué)習(xí)幫助。除此之外,我還充分利用多媒體教學(xué)手段為學(xué)生展示生動的化學(xué)實驗案例,以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。我鼓勵學(xué)生在課堂上積極參與討論,分享他們的觀點和疑惑,活躍課堂氣氛,提高教學(xué)效果,讓他們在實驗和課題研究中相互學(xué)習(xí)、共同成長,使化學(xué)課堂成為他們探索科學(xué)、培養(yǎng)創(chuàng)新能力的重要場所。通過以上措施,我相信教學(xué)質(zhì)量將得到進(jìn)一步提升,化學(xué)課堂將更具活力。
(作者單位:蘭州市第四十三中學(xué))
編輯:曾彥慧