突破教材局限性加强微观认知教学

    冯志进

    

    

    

    摘 要:对初中生来说,微粒观的形成不是一触就成,它需要长期渗透,不断积累,才能在学生头脑中逐步建构微粒观.因此,教师在教学中要把握知识点,挖掘所承载的微观知识,突破教材,整合宏观微观的内涵关系,设计学习活动,引领学生微观认知的深入学习.

    关键词:突破教材;微观认知;素养提升

    “微粒观”是一种重要的化学基本观念,是化学学科核心素养重要内容之一,它的形成对于学生理解化学反应的本质,理解和解释宏观的现象和事实等方面具有重要的作用.对于初中学生来说,开启化学大门之初微粒观的建立就尤其重要,它包含科学观、事实观、元素观、分类观、守恒观、变化观等,是近年来中考考查化学知识的热点,试题一般比较灵活、有区分度,主要考查学生对微观粒子(分子、原子)的认知水平.统计分析来看,近50%学生得到一半分,还有10%的学生得零分.情况分析说明,许多学生对微观认知非常模糊与肤浅,这与我们平时的教学密切相关.

    1 学生微观认知肤浅分析

    1.1 教材的局限性

    人教版义务教育九年级化学教材,设置教学内容有12个单元,共有34个课题.只有讲到原子、分子、离子、化学式、化学方程式时才出现“微粒”说,其内容主要集中在上册“第三单元物质构成的奥秘”上,而到了后面元素和化合物的学习时涉及甚少,造成学生接受微观知识存在较长时间的空档期,这样的编排教学很难使学生建立“微粒观”,无形之中增大了学生继续学习化学的难度,掌握抽象的微观知识,雪上加霜.每年初中学生在学习分子、原子知识后,就有1/3的学生认为化学难学,产生畏缩情绪,失去学好化学的信心.

    1.2 教学方法不当

    原子、分子等微观粒子是看不见、摸不着,比较抽象,难以在学生头脑中建立微观信息,同时教师在教学上又存在以下原因:(1)以教材按部就班开展教学,学生学习微观知识出现较长时间的空档期,学过的也逐渐淡忘,更谈不上微观知识的拓展与更新,(2)教师缺乏必要的教学手段,将微观知识“空降”给学生,教师想讲清楚,结果却越说越让学生感到一头雾水,(3)教师缺乏分析教材文本,未能挖掘核心知识所承载的微观知识来设计有效的教学活动,有不少教师还是用老方法讲新教材,呈现出“穿新鞋,走老路”的现象,微观认知未能具体落实.

    加强微观认知教学,必须在研究教材的基础上,匠心独运,有时“一幅图、一个问题、一个小小的活动”等,都会引起学生对微观知识的回忆与深化.

    2 研究教材,建立宏观与微观的关联

    “微粒观”的形成,不可能是凭空想象,也不能通过大量记忆化学知识自发形成,因为宏观微观这两方面在学生的头脑中往往是孤立的、碎片的,没有形成有机的联系,它需要学生在积极主动的探究活动中,抓住物质的组成、性质为主线,深刻理解和掌握有关的化学知识和核心概念,在知识的理解、应用中不断概括提炼而成.因此,备课中要把握好每节课核心知识点,挖掘所承载的微观知识,整体把握核心知识与微粒观有机的整合,巧妙设计有效教学活动,这样课堂上引导学生,才能有的放矢,学习活动才能达到高效(如图1所示).

    如何把微观知识教好,就需要教师的智慧和策略,研究教材,冲出教材的局限性,把握教材章节的知识特点,做到“见宏思微,以微窥宏”,逐步渗透和形成微粒观念.

    采用渗透贯穿的方法培养学生的微粒观,这样处理教材既分散了教学的难点,同时又符合初中学生的认知规律,而且把微粒观知识在不同的单元里用不同的知识作为载体,逐步建构它,教师每教一步,学生每学一步,就把微观知识加深一下,拓展一下、提升一下,教学起到事半功倍的效果(见表1).

    3 微观认知教学的教学策略

    3.1 重视微观发展史

    化学史不是考查的重点,因此,很多教师在授课中一带而过,甚至一字不提,勿视它的教学功能.我们应当研究不同版本教材的編写,用活教材.以“原子学说”的发展为例,从古希腊得谟克利特的“原子假说”→道尔顿的“原子学说”→阿伏伽德罗的“分子原子说”,应介绍各时期人们对微观粒子认识的差别和依据[1].通过发展史教学,一方面让教学充满历史感和原创力,引导学生在追踪化学发展的轨迹中,获得一种对化学知识的亲近感,也加深学生对微粒观的认识;另一方面可让学生领悟其中的思想方法,感受到科学家在探究真理中百折不饶、刨根问底的科学态度,它的教育意义十分深远.

    3.2 构建模型认知

    原子、分子、物质都有它相应的微观结构模型,有了“模型”,学生就能更好地认识新事物.

    例1 在“元素”教学中,设计小练习,提高学生对微观图的识别能力.

    图2是表示甲、乙、丙三种粒子的微观结构,请通过比较归纳,回答下列问题.

    上述图2中属于同种元素的粒子是______,在甲、乙、丙中选出一种与其他两种粒子有区别的粒子,你选择的粒子______(填甲、乙、丙中的一种),理由是______.

    例2 在“如何正确书写化学方程式”教学中,安排小组活动,用球棍摆出电解水的化学方程式,培育宏观辨识与微观探析、模型认知等核心素养(如图3所示).

    3.3 创新实验教学

    化学是一门以实验为基础的科学,实验是获取新知识,理解知识本质的重要手段,任何教学方法无法替代.因此,积极创新实验教学,通过效果明显、操作安全简便、可见度较大的宏观实验现象来证实微观粒子的存在及它的有关性质.

    人教版化学教材第三单元“探究分子运动”实验中,教材中实验装置图4,改进后装置图5,挤压胶头滴管,使浓氨水滴落在棉絮上,很快就能看到小棉球从右侧向左侧逐渐变红,最终形成一条美丽的“彩虹”.该实验操作简单又有趣味,省时环保,现象明显,能直观体现分子运动的过程,说服力强.

    3.4 应用直观图示法

    图示法是一种化学教育研究的方法,在课堂教学中操作易行,它有直观、简捷、形象、具体的特点.对以图的形式给出的问题作出反应, 或可将学生头脑中的图像画出来,并以此了解学生对化学知识(如:概念、基本原理、反应本质等)理解的程度和不足[2].

    以“二氧化碳与水”反应教学片断为例,在设计问题链、实验探究等教学形式的基础上,立足课堂,通过3次画图活动,展开微观认知教学过程.

    (1)展示充满二氧化碳气体的塑料瓶,用“○”表示二氧化碳子,画出该瓶气体的微观示意图.

    (2)加入1/3瓶水后,振荡,观察与分析.用“○”表示二氧化碳分子,用“ ●”表示水分子,用“ ●”表示新分子,画出变瘪后的微观示意图.

    (3)运用控制变量法探究哪种物质使紫色石蕊试液变红,给出二氧化碳溶于水、与水反应的比例资料,让学生修改瓶子变瘪后微粒示意图.

    很多教师在教学中仅仅展示一瓶二氧化碳气体,其作用只起到告诉学生这是一瓶二氧化碳气体,此时,学生的思维是停滞的.设计画示意图活动,大大地激发了学生的思维,学生眼盯着塑料瓶,想象着里面到底装些什么,怎样微观表示呢?

    图6中1、2是学生在猜想的基础上,最典型的画法.虽然学生已学习了分子,分子的性质也背得滚瓜烂熟,但学生头脑中的微观认知偏差较大,大多数学生画得分子密密麻麻,部分学生画得分整整齐齐,从中反应出学生对微粒的认识有很大的误区,微观认知水平参差不齐.通过小小的活动,唤醒学生对物质的微观认识,也为后面的学习打下伏笔.

    图6中3是实验探究、资料给出后,学生修改2中猜想的示意图,最终得出二氧化碳部分溶于水、与水反应,还有少量水分子扩散运动到上面的气体中.

    通过3次画图活动,将实验探究活动转化成学生微粒的认识过程,帮助学生建立起“物质是由原子、分子等基本微粒构成,微粒很小,是運动的,有间隙的,微粒间又是相互作用的”微粒观,从而把散乱的珍珠逐渐串成一条美丽的项链,从而培养学生宏微观结合的素养提升,起到水到渠成的作用.

    总之,在初中化学教学中,培养学生的微粒观是必要的,这是促进学生掌握化学知识的基础.微粒观的培养需要循序渐进地展开,教师要在透彻分析教材相关知识的基础上,把核心知识所承载的微观知识落实到实处,制定科学合理的教学策略,重视生成过程,不可强行灌输,这样才能有效培养学生的微粒观.

    参考文献:

    [1]陈金锋.谈“微观”认知困难及教学策略——赏析2017年广东中考化学卷第16题[J].中学化学教学参考,2018(05):24-26.

    [2]马宏佳.近20年国际化学教育研究的趋势和走向[J].化学教育,1998(11):4-6+19.

    (收稿日期:2020-01-13)

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