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基于课标的化学事实性知识教学策略研究
  【摘 要】本文在分析苏教版《高中化学1》元素化合物知识逻辑体系和内容特点的基础上,阐述了元素化合物知识的四大学习策略。具体包括:回顾已知,联系生活,养成预习习惯;回归课本阅读思考,解决疑惑问题;勤于动手,积极实践,开展有效探究;整理归纳,自主建构,创立知识网络。
  【关键词】元素化合物 逻辑体系 教学策略
  从化学知识的形成和发展来看,化学知识是人类在对自然界中的化学现象进行积极主动观察的基础上,运用归纳、演绎、假设、模型化等思维方法形成的并经过实践检验的认识成果。其中,化学事实性知识是指反映物质的性质、存在、制法和用途等多方面内容的元素化合物知识,以及化学与社会、生产和生活实际联系的知识。有调查表明,影响学生学习事实性知识的因素有四个:一是学习者的已有知识及其准备;二是学习者的学习方法和认知策略;三是学习者的情感因素;四是学习者外部(教师和教材等)的组织和控制作用[1]。本文结合笔者多年的教学实践与研究,以苏教版《高中化学1》为例,阐述元素化合物知识的学习策略。
  一、元素化合物知识的逻辑体系和内容特点
  元素化合物知识作为中学化学内容的重要组成部分,是化学1模块教学内容的主要组成部分,在学生的化学学习中占有重要地位。课程标准中对元素化合物知识的处理,突破了传统的物质中心模式,不再追求从结构、性质、存在、制法、用途等方面全面系统地学习和研究物质,而是从学生已有的生活经验出发,引导学生学习身边的常见物质,将物质性质的学习融入有关生活现象和社会问题的分析解决活动中,体现其社会应用价值。苏教版化学1元素化合物知识内容见右表。
  苏教版元素化合物知识分布和教材编写思路
  同时在元素化合物知识中还渗透了氧化还原反应,离子反应,酸、碱、盐的电离等概念原理。这些概念原理一方面是学生学习元素化合物知识必要的基础,另一方面有利于打破将元素化合物知识与概念原理知识学习截然分开的传统做法,有利于学生实现知识的整合。
  由于化学必修教材打破了传统的律前、律后编排元素化合物知识的体系结构,不再刻意地追求元素化合物知识学习的原有系统性,而是将相关的元素化合物知识学习进行综合布局,将其放在最能发挥其教育教学功能的地方,让学生学习这些内容而最终获得发展。因而元素化合物知识呈现出内容具体、直观、容易理解的特点,学生在课堂上容易听懂,但由于内容缺乏系统性,学生在学习中抓不到重点,抓不住知识间的内在联系,学生不同程度地感到元素化合物知识学习困难等特点。因此教师应加强对新课程背景下元素化合物知识逻辑体系的分析,加强对学生学法指导,开展学习策略的研究,激发学生的学习兴趣,提高学生在课堂中的学习效率。
  二、元素化合物知识的学习策略
  从微观角度看,苏教版教材借助各种栏目完成了元素化合物内容的呈现,如"你知道吗""调查研究""观察与思考""活动与探究""交流与讨论""问题解决""信息提示""拓展视野""回顾与总结""练习与实践"等。这些栏目蕴涵着丰富的教与学的方法,体现了新课程的理念,如果运用得当,既可以有效地改变学生的学习方法、调动学生学习的积极性,又能起到提高学生科学素养、培养学生科学探究能力的作用,对学生适应新课程教学活动起到很好的引领作用。为此,笔者认为教师应在以下四个学习策略上对学生加强引导。
  1.回顾已知,联系生活,养成预习习惯。
  根据现代心理学的研究,化学知识学习的过程实际上是输入的新知识被原有认知结构的同化,或者对原有认知结构进行调整、重新建构,从而形成新认知结构的过程。学习者总是在已有知识的基础上进行感知和加工活动,化学知识的形成、整合和运用需要已有知识的参与,化学知识学习的每一阶段都离不开已有知识的作用,因而已有知识是新知识学习中的一个重要制约因素。正如心理学家奥苏贝尔所指出的,"假如让我把全部教育心理学仅仅归结为一条原理的话,那么我将一言以蔽之:影响学习唯一的重要因素,就是学习者已经知道了什么,要探明这一点,并应据此进行教学"。教师要指导学生养成预习的良好习惯,只有会预习并处于良好准备状态的学生才能在课堂中快速进入学习状态。
  如在"氯气的生产原理"教学中,教师可布置课本中的"调查研究"栏目内容:查阅有关资料,了解人们是如何从海水中获得和使用氯化钠的,并要求上交相关材料,教师审阅后选取有代表性的进行展示。在"二氧化硫的性质和作用"教学中,教师可布置教材中的栏目"你知道吗"中的"(1)为什么人们谈论酸雨时常常将其与二氧化硫联系在一起?(2)空气中的二氧化硫主要有哪些来源?"等问题,并要求在课堂内与同学交流讨论。教师也可自主开发相关的预习内容,事先印发给学生,通过学生的预习,在课堂导课中解决。如在"金属钠的性质与应用"一节教学中,可事先印发这样一则材料:2001年7月7日至9日接连3天,广州市珠江河段上惊现神秘"水雷"。7日早上10点多,漂在水面上的一个铁桶内突然蹿出亮黄色的火焰,紧接着一声巨响,蘑菇状的水柱冲天而起。直到中午,这个铁桶又连续爆炸了多次。后来经有关专家初步认定,铁桶内装的是金属钠。据调查共有8个装满金属钠的铁皮桶漂浮在水面上,其中5个已发生剧烈爆炸,另外3个还未爆炸。如果你在现场应怎么处理?……多数学生在阅读材料后会情不自禁地到课本中寻找答案,达到了预习的真正目的。当然,教师在预习内容的设计上要注意问题的合理性,预习的问题不宜过多,问题的设计应有一定的思维深度,对学生有一定的吸引力,有思想性,有情绪的唤醒,有认知的冲突,所涉及的内容应符合"最近发展区"原则等。
  2.回归课本,阅读思考,解决疑惑问题。
  笔者经常走进课堂听课,发现不少学生在听课过程中没有很好地利用课本,而对教辅用书却表现出浓厚兴趣。应试背景下学生不看书、不研究课本只做题的现象在不少学校屡屡出现。有些教师也错误地认为阅读是文科课程的事,理科课程只要会做题就可以,何必浪费时间在阅读课本内容上。作为学生不仅要读书,还要读好书,更要把书读好。教师要引领学生认真阅读课本的内容,明晰化学课本阅读的吸收功能、建构功能、审美功能和升华功能等四大功能[2]。笔者曾在钠与硫酸铜溶液反应的探究实验中设计了3个问题来说明学生阅读的重要性。(1)钠与硫酸铜溶液能反应吗?如果能反应预测一下,可能观察到什么现象?生成什么物质?(有学生说钠能置换出金属铜,也有学生说钠先与水反应产生氢气,不可能置换出铜,反应中产生了蓝色的氢氧化铜沉淀。)(2)大家可从氧化还原的角度展开思考,能否仔细分析一下反应是如何进行的?(有学生说铜离子的氧化性比氢离子强,根据氧化还原反应规律,强者先反应,应该有铜析出,但实验结果却没有铜析出,而是产生了氢氧化铜沉淀。)(3)请同学们翻开课本第13页,仔细观察图1-10,谁能解释这个实验的现象呢?(学生们翻开课本仔细阅读,终于有学生豁然开朗,那是由于离子表面被水分子所包围,便兴奋得跳了起来,明白了没有铜析出的真正原因。)如果学生能真正理解离子在水溶液中的存在形式,真正读懂图示的含义,也就能说明钠不能置换出铜的理由。同时通过阅读和思考还可发现课本中存在的一些问题,如课本第90页"硫磺(或硫铁矿石,如二硫化亚铁FeS2)在沸腾炉中与氧气反应生成二氧化硫",这里的FeS2叫"二硫化亚铁"还是"二硫化铁"或者是"过硫化铁"?课本第52页"都放出CO2气体,但NaHCO3与酸反应的剧烈程度强于Na2CO3",这里放出CO2气体快,能否说明反应剧烈?等等。
  3.勤于动手,积极实践,开展有效探究。
  杜威强调科学教学不仅仅是教给学生探究的结论,而且需要学生形成探究的思维,掌握探究的操作程序,即让学生像科学家搞科学研究工作那样去探索和获取知识,即探究式学习。探究式学习是一种模拟性的、促进学生高级认知能力发展的教学活动。教师在课堂中要选择合适的内容,引导学生积极主动地参与探究活动的相关实践。教材中的"活动与探究"栏目就有让学生积极投身实践活动,在自主探究中享受发现的乐趣,引导学生大胆猜测,设计方案,进行实验,搜集资料,分析推理,得出结论的教学功能。
  如在碳酸钠与碳酸氢钠的性质比较教学中,教师先让学生仔细阅读课本第52页表2-4中提供的信息。然后设计实验方案,区别碳酸钠与碳酸氢钠固体。从实际教学情况来看,学生从水溶性、溶液的酸碱性、热稳定性、与酸反应剧烈程度等视角,设计出很多种方法。尽管有些方法不太合理,有些方法虽合理但可操作性不强,但是经过探究式学习,学生不仅仅从中学会了实验优劣的评价思路和方法,同时学生主体地位得以充分体现,在教师的引导、点拨下开展探究学习,培养了学生的动手能力和观察能力,通过师生的互动交流,学生的表达能力和总结归纳能力也得到了提升。充分体现了实践—认识—再实践—再认识的科学认识规律。
  值得注意的是,教师在设计探究活动时,必须要考虑到活动探究的价值,它包括:有明确的探究目标;与学生的已有知识经验相联系;符合学生的认知发展水平;能够激发学习动机和学习兴趣;探究活动的可操作性等要素。我们也需谨防走入这些误区:当前不少课堂在进行探究性学习时,过分强调学生的主体地位,弱化教师的指导作用;脱离学生实际,盲目开展探究活动,过分注重探究过程,忽视探究的结果;重视知识能力的培养,忽视态度、价值观的培育[4]。
  4.整理归纳,自主建构,创立知识网络。
  建构主义学习理论认为,学习不是由教师把知识简单地传递给学生,而是由学生自己建构知识的过程;学生不是简单被动地接收信息,而是主动地建构知识的意义,这种建构是无法由他人代替的。苏教版教材有一个很好的栏目"整理与归纳",每个专题的最后都有本专题以知识网络的形式呈现的小结,它是一个让学生学会自主建构知识网络的典范。
  在教学中,教师可充分发挥学生的想象力和创造力,对所学内容按照自己对知识的理解进行建构。青年教师胡烨丽在2011年浙江省高中化学优质课评比中,教学设计精彩,表现突出,尤其在最后一个环节展示网络图(如下图),布置研究性学习,在评委中引起强烈反响,从而获得了一等奖[5]。如此结尾既激发了学生的学习兴趣,鼓励学生创新思维,也给学生提供一种元素化合物知识的学习方法。
  元素化合物相互转化的网络图
  学有法,但无定法,学有千万种,但不管怎样,教师要真正找到一条出路,让学生化学学习能力、化学素养的提升和考试成绩的提高统一在一个过程里,按照学化学的规律来学化学,在学好化学的同时能够感受到过程的快乐,这是关系到学生一辈子的事。■
  【参考文献】
  [1]吴江明.高中化学事实性知识学习影响因素的现状调查[J].化学教育,2005(8).
  [2]包朝龙.读是远见,不读是悔[J].教学月刊,2012(6).
  [3]包朝龙.科学探究的误区及其对策[J].现代中小学教育,2005(6).
  [4]胡烨丽,包朝龙."硫和含硫化合物的相互转化"教学实录及反思[J].化学教学,2013(9).
 
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