李曉軍
(甘肅省靈臺縣邵寨中學,甘肅 靈臺 744401)
《義務教育化學課程標準(2022 年版)》從“化學觀念、科學思維、科學探究與實踐、科學態(tài)度與責任”四個維度構建了化學學科核心素養(yǎng),并在教學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)學生化學核心素養(yǎng)方面的作用,教師可圍繞教學內容,聯(lián)系實際生活,創(chuàng)設真實的教學情境。在此基礎上,以真實情境為驅動,激發(fā)學生學習興趣;以真實情境為支架,輔助學生探究新知;以真實情境為橋梁,引領學生拓展素養(yǎng)。
自然生活現(xiàn)象、日常生活案例、趣味化學實驗等,都屬于情境素材的范疇。教師用這些素材創(chuàng)設的真實情境,具有吸引力、召喚性,能夠激發(fā)學生濃厚的學習興趣,學生將會以更加飽滿的熱情,積極的態(tài)度參加化學學習任務。
在自然生活中,有一些與化學知識密切相關的神奇、有趣的現(xiàn)象。教師可借助于信息技術手段,將這些神奇、有趣的自然生活現(xiàn)象引入課堂,創(chuàng)設形象直觀的真實教學情境,并以這些真實教學情境為驅動,激發(fā)學生的學習興趣。
以人教版九年級化學下冊“酸和堿的中和反應”這部分內容為例,在課堂導入環(huán)節(jié),教師以微視頻的形式向學生展現(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,會對人類的身體健康產(chǎn)生嚴重的影響。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)生嚴重影響,導致農(nóng)作物產(chǎn)量下降,品質下降。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)設的真實情境。聚焦這樣的情境,學生不僅能夠對酸堿中和反應有初步的認識,而且能夠產(chǎn)生探究酸堿中和反應的濃厚興趣。
日常生活案例,因為與學生的實際生活聯(lián)系密切,所以,能夠激發(fā)學生濃厚的探究興趣。教師可放眼學生多姿多彩的日常生活,廣泛收集一些情境素材,創(chuàng)設真實的教學情境,以此激發(fā)學生的學習興趣。
電熱水壺,是學生在日常生活中經(jīng)常會用到的一種小電器。當熱水壺用久了之后,壺底或壺的內壁上,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?在教人教版化學九年級下冊“酸和堿”這部分內容時,教師以該日常生活案例為素材,創(chuàng)設了真實情境,激發(fā)了學生進一步探究“酸堿知識”的濃厚興趣。
對于日常生活案例,學生特別感興趣。之所以如此,是因為這些案例能夠拉近化學知識與日常生活之間的距離。因此,教師若以與某種化學知識相關的日常生活案例為素材,創(chuàng)設真實情境,那么,學生的學習興趣也會陡增。
實驗是學生揭秘化學現(xiàn)象、理解化學知識、發(fā)展化學素養(yǎng)的一條基本途徑?;瘜W實驗能夠將抽象的化學知識形象化,能夠將枯燥的學習過程趣味化。因此,在創(chuàng)設教學情境時,教師也可將一些有趣的化學實驗作為素材。
以人教版九年級化學上冊“水的凈化”這部分內容為例。在課堂導入環(huán)節(jié),教師利用一個透明的自制凈水裝置,向學生清晰、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,但是為什么能夠將渾濁的水過濾得如此清澈呢?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”又會轉變?yōu)閷W生探究“水的凈化”知識的濃厚興趣。
趣味化學實驗,具有直觀、有趣的特征,能夠充分發(fā)揮學生的形象思維優(yōu)勢,讓學生聚焦直觀、有趣的實驗現(xiàn)象,準確、通透地理解抽象的化學知識。學生也會因有趣的實驗現(xiàn)象而產(chǎn)生強烈的好奇心,并將好奇心轉化為探究知識的興趣。
在探究新知時,學生的已有認知與新知之間,往往會存在一定的差距。這種差距,會增加學生學習的難度,降低學生學習的效度。鑒于此,教師可圍繞新知創(chuàng)設真實情境,并以真實情境為支架,輔助學生探究新知。
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或化學反應中,所表現(xiàn)出來的一些宏觀現(xiàn)象。從化學的視角,探究相關事物的宏觀表征,有助于培養(yǎng)學生的化學觀念、科學思維等。為了提升學生探究宏觀表征的實效性,教師可利用各種情境素材,創(chuàng)設生動有趣的真實情境。
以人教版九年級化學上冊“金剛石、石墨和C60”這部分內容為例,本著引領學生探究“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)設了真實情境。之后,組織學生通過眼睛、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……在此基礎上,教師又指導學生用顯微鏡進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)設了真實的情境。面對這些真實的、可觸、可見、可嗅的事物,學生不僅會產(chǎn)生濃厚的探究興趣,而且會更為細致地觀察、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)設的真實情境,也就成為了學生探究碳的氧化物宏觀表征的一種支架。
微觀本質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現(xiàn)象。深入探究、細致了解化學現(xiàn)象、化學知識的微觀本質,是發(fā)展學生化學核心素養(yǎng)的一項基本內容。然而,當學生在探究微觀本質時,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,教師可為學生創(chuàng)設一些探究微觀本質的真實情境。
以人教版九年級化學上冊“原子的結構”這部分內容為例,教師利用一段微課視頻,為學生創(chuàng)設了真實的情境。該微視頻清晰、直觀、動態(tài)地向學生展示了一個氧原子的微觀結構。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電子,構成原子核的質子,構成質子的夸克……信息技術手段的運用,讓學生看到了一個肉眼看不到的微觀世界,讓學生對原子的微觀結構有了清晰、直觀、通透的認識與理解。學生對原子核、電子、質子、夸克的大小、形態(tài),以及它們之間的關系,也有了感性的認識。這種微觀情景,也能夠激發(fā)學生進一步探究微觀世界、探究微觀本質的濃厚興趣。
從知識習得的角度分析,教師利用微視頻所創(chuàng)設的真實情境,猶如一種無形的支架,拉近了學生的已有認知與關于原子的新知識之間的距離,為學生創(chuàng)造了更為形象、更為直觀探究原子知識的機會。與此同時,學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觀念。培養(yǎng)學生的化學觀念是發(fā)展學生化學核心素養(yǎng)的一項基本內容。以引領學生探究各種變化規(guī)律為契機,教師可有序、有趣、有效地培養(yǎng)學生的變化觀念。包含各種變化現(xiàn)象的真實情境,可成為學生探究變化規(guī)律的支架。
例如,在教人教版九年級化學上冊“水的凈化”這部分內容時,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)設了真實的情境。因高鐵酸鉀具有較強的氧化性,所以被廣泛用于廢水、污水的消毒、殺菌,以此達到凈化水的目的。另外,教師還為學生利用過氧化氫凈化污水的情境。在此基礎上,教師創(chuàng)設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,學生會產(chǎn)生濃厚的探究興趣,并以興趣為內驅,觀察、對比、分析、描述實驗現(xiàn)象,假設、驗證、梳理、歸納實驗結論。通過深入探究該問題情境,學生就能夠細致、準確地了解過氧化氫和高鐵酸鉀氧化性的強弱變化規(guī)律。
以真實的情境為支架,不僅能夠激發(fā)學生探究新知的濃厚興趣,而且能夠讓學生更為清晰、細致、直觀地認識與了解過氧化氫和高鐵酸鉀氧化性強弱的變化規(guī)律,進而逐漸形成變化觀念、化學觀念。
科學態(tài)度、創(chuàng)新精神、社會責任等,都是發(fā)展學生科學核心素養(yǎng)的基本內容。以真實情境為橋梁,以拓展延伸為路徑,教師可循序漸進地培養(yǎng)學生的科學態(tài)度、創(chuàng)新精神以及社會責任,進而促進學生核心素養(yǎng)的全面發(fā)展。
對化學知識的好奇心,對化學知識進行實證研究,對化學現(xiàn)象、化學知識的批判性思考,對化學世界變化規(guī)律的感知力等,都屬于化學核心素養(yǎng)中科學態(tài)度的范疇。為了全方位、多角度培養(yǎng)學生的科學態(tài)度,教師可創(chuàng)設一些真實情境,設計一些拓展任務。如此,以情境為橋,以拓展為徑,教師就能夠循序漸進地培養(yǎng)學生的科學態(tài)度。
仍然是以“水的凈化”這部分內容為例。在課堂中,教師啟迪、點撥、引領學生深入探究、通透理解了凈化水的過程、原理。在此基礎上,教師設計了一項拓展任務,即要求學生自主設計一種凈水裝置,對家庭廚房中的餐廚污水進行過濾、再利用。不僅如此,教師還要求學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。在設計該凈水裝置的過程中,學生進一步探究了關于凈化水的理論知識,并分析、預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,學生還反復不斷地對凈水裝置進行了改進、完善。
設計處理餐廚污水的凈水裝置,既緊扣本課時教學內容,也與學生的日常生活密切相關。而這,也讓學生產(chǎn)生了強烈的好奇心。同時,在選擇低成本實驗材料的過程中,學生也會逐漸形成實證能力、批判性思維等科學態(tài)度。
創(chuàng)新精神是學生創(chuàng)造性解決各種問題的一種必備精神,也是初中生化學核心素養(yǎng)的一項基本內容。本著培養(yǎng)學生創(chuàng)新精神的美好愿景,教師也可利用相關的情境素材,創(chuàng)設一些貼近現(xiàn)實生活的真實情境,設計一些內容豐富的拓展任務。
以“制取氧氣”為例,在課堂中,教師引領學生深入探究了實驗室制取氧氣的一些方法,讓學生對制取氧氣的原理有了較為清晰的認識、通透的理解。緊接著,教師聯(lián)系日常生活,創(chuàng)設了這樣一種真實情境:莉莉家的魚缸里,有一個制氧機。這個制氧機不僅費電,而且一旦停電,就會停止制氧,就會嚴重危及魚缸里的金魚、烏龜?shù)鹊纳踩U埻瑢W們利用本課所學知識,利用一些低成本材料,為莉莉家設計一個簡易制氧機。在制作簡易制氧機的過程中,學生會產(chǎn)生不同的思路。一些學生在原有的制氧機上面加裝了一股蓄電池,對其進行了改良;一些學生則另辟蹊徑,制作了一個手動制氧機。
讓學生自主設計一個簡易制氧機,既是教師為學生創(chuàng)設的一種真實情境,也是教師引領學生進一步理解、掌握、運用“氧氣制備”相關知識的一項拓展任務。以完成此項拓展任務為契機,學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。
化學知識的巧妙、合理運用,能夠造福人類;但是,如果濫用化學知識,將會對地球生態(tài)造成嚴重的破壞。因此,在引領學生探究化學知識的同時,教師還應注重培養(yǎng)他們的社會責任。真實情境可以成為培養(yǎng)學生社會責任的一座橋梁,拓展任務可以成為培養(yǎng)學生社會責任的一條路徑。
例如,在引領學生探究“原子的結構”這部分內容時,教師創(chuàng)設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,向學生展示了化學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、藥片的形式進入人體之后,在微觀世界產(chǎn)生了相關作用,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,讓學生深入理解了化學知識,也讓學生逐步形成了責任意識?;瘜W知識,唯有掌握在有社會責任的人手中,才能夠造福人類、造福生態(tài)、造福地球。
總而言之,面對初中生在化學學習過程中,興趣不濃厚、探究不深入、運用不靈活等現(xiàn)實困境,教師可圍繞化學知識,聯(lián)系實際生活,創(chuàng)設真實情境。以真實情境為驅動、支架、橋梁,教師就能夠激發(fā)學生學習化學知識的興趣,就能夠讓學生更為深入地探究、更為靈活地運用化學知識,學生的化學觀念、宏觀辨識、微觀探析、科學態(tài)度、社會責任、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,也就成為了孕育學生核心素養(yǎng)的一片沃土。