九年級化學(xué)啟蒙實驗教學(xué)中怎樣促使學(xué)生深度學(xué)習(xí),化學(xué)教學(xué)論文

九年級化學(xué)啟蒙實驗教學(xué)中怎樣促使學(xué)生深度學(xué)習(xí),化學(xué)教學(xué)論文內(nèi)容摘要：九年級是化學(xué)基礎(chǔ)教育的啟蒙階段，能否開展基于深度學(xué)習(xí)理念下的化學(xué)實驗是影響學(xué)生化學(xué)學(xué)習(xí)質(zhì)量和學(xué)習(xí)力發(fā)展的關(guān)鍵因素。針對初中學(xué)生認(rèn)知規(guī)律，在實驗教學(xué)中，通過遷移應(yīng)用、知識建構(gòu)、信息整合、問題解決，促進(jìn)學(xué)生的深度學(xué)習(xí)。本文關(guān)鍵詞語：深度學(xué)習(xí);化學(xué)啟蒙;實驗教學(xué);深度學(xué)習(xí)是一種基于批判性理解的學(xué)習(xí)，是學(xué)習(xí)者以高階思維的發(fā)展和實際問題的解決為目的，以整合的知識為內(nèi)容，積極主動地、批判性地學(xué)習(xí)新的知識和思想，并將它們?nèi)谌朐械恼J(rèn)知構(gòu)造中，且能將已有的知識遷移到新的情境中的一種學(xué)習(xí)。[1]九年級是化學(xué)基礎(chǔ)教育的啟蒙階段,是激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、培養(yǎng)化學(xué)思維的重要階段。實驗是化學(xué)的靈魂，化學(xué)啟蒙教學(xué)離不開實驗。(義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)〕明確指出：老師在教學(xué)中應(yīng)高度重視實驗教學(xué)，充分發(fā)揮實驗的教育功能，盡可能多地為學(xué)生提供動手做實驗的時機，鼓勵開展微型實驗、家庭小實驗等。[2]在化學(xué)啟蒙實驗教學(xué)中，老師運用深度學(xué)習(xí)理念，可有效調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)化學(xué)思維?；诖耍P者從四個方面討論化學(xué)啟蒙實驗教學(xué)怎樣促進(jìn)學(xué)生深度學(xué)習(xí)，以期拋磚引玉。一、創(chuàng)設(shè)生活情境，著意遷移應(yīng)用深度學(xué)習(xí)要求學(xué)生對學(xué)習(xí)情境的深入理解，對關(guān)鍵要素的準(zhǔn)確判定和把握，在類似的情境中舉一反三，也能在新情境中分析判定差異，并能遷移應(yīng)用。學(xué)習(xí)心理學(xué)研究表示清楚，學(xué)生對知識理解得越好，越有可能發(fā)生遷移應(yīng)用。在實驗教學(xué)時，老師應(yīng)創(chuàng)設(shè)生活情境，引導(dǎo)學(xué)生運用已有知識和方式方法解釋生活現(xiàn)象，促進(jìn)學(xué)生對所學(xué)知識的理解。案例1酸和堿之間發(fā)生的反響老師出示三瓶廢液，是分別來自三個工廠排出的三種廢水：含鹽酸的廢水〔廢液A〕、含硫酸的廢水〔廢液B〕以及含氫氧化鈉的廢水〔廢水C〕。提出問題：這些廢液能直接排到環(huán)境中去嗎？你有什么解決辦法？那種辦法最好？學(xué)生考慮回答：不能。用堿把酸反響掉，用酸把堿反響掉。最好的辦法是將廢液A與廢液C、廢液B與廢液C直接混合反響。老師講明，這只是猜測，需要通過實驗來檢驗和確認(rèn)。老師介紹本節(jié)課的框架：酸和堿都能發(fā)生化學(xué)反響嗎？酸和堿反響的本質(zhì)是什么？酸和堿反響在生活和生產(chǎn)中有何應(yīng)用？老師演示：氫氧化鐵與稀鹽酸、氫氧化銅與稀硫酸的反響。學(xué)生觀察：氫氧化鐵沉淀消失，氫氧化銅沉淀消失，講明它們發(fā)生了化學(xué)反響。老師設(shè)計兩個問題：問題1：由于廢液都是無色溶液，反響無明顯現(xiàn)象。廢液A(B〕與廢液C能反響嗎？怎樣設(shè)計實驗檢驗廢液A(B〕與廢液C能否發(fā)生了反響？這是一個真實的問題，這個問題具有開放性和一定的探究性，這樣產(chǎn)生深度學(xué)習(xí)。方案一：根據(jù)酸和堿的性質(zhì)，用金屬、金屬氧化物等檢驗酸能否存在，用紫色石蕊、無色酚酞等檢驗堿能否存在。方案二：根據(jù)溶液的酸堿性，用PH試紙，測量變化前后溶液的酸堿性變化。方案三：化學(xué)反響的經(jīng)過中伴有能量的變化，用溫度計，測量變化前后溶液的溫度變化。引導(dǎo)學(xué)生分析三個方案，華而不實方案一最簡單，方案三可能溫度變化不明顯，方案二是定量實驗，將實驗現(xiàn)象和結(jié)論填入表1中。得出結(jié)論：酸能與堿發(fā)生化學(xué)反響。表1實驗記錄表問題2：從微觀角度看，酸和堿反響的本質(zhì)是什么的？以鹽酸和氫氧化鈉反響為例。學(xué)生分析如下：HCl=H++Cl-、NaOH=Na++OH-，反響前四種離子H+、Cl-、Na+、OH-，水是難電離的物質(zhì)，反響后只要Cl-、Na+，講明酸和堿反響的本質(zhì)是H++OH-=H2O,即每個氫離子和氫氧根離子反響生成一個水分子。情景1：被蚊子叮咬處腫成大包，這是蚊子在人的皮膚內(nèi)分泌出蟻酸，使皮膚腫痛。你有什么辦法減輕異常感覺和狀態(tài)嗎？學(xué)生知道能夠涂抹含堿性的物質(zhì)，根據(jù)以往經(jīng)歷體驗，以為能夠涂抹牙膏、肥皂水、花露水等，但不能涂抹氫氧化鈉，由于它的腐蝕性強，會造成皮膚的二次傷害。情景2：用熟石灰改進(jìn)酸性土壤，講出華而不實的原理。學(xué)生知道，熟石灰是堿性物，能與土壤中的酸性物質(zhì)發(fā)生反響，但不能用氫氧化鈉，由于它的腐蝕性強，固然熟石灰也有腐蝕性，但熟石灰微溶于水，所以它的腐蝕性對農(nóng)作物影響較小。本案例以廢液的處理這一生活問題引入新課，在實驗經(jīng)過中，讓學(xué)生根據(jù)自個的理解設(shè)計實驗方案，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維，歸納得出酸和堿能反響生成鹽和水的本質(zhì)，并運用演繹法進(jìn)行遷移，了解酸堿反響在生產(chǎn)和生活中的應(yīng)用，讓學(xué)生體驗從生活走向化學(xué)，從化學(xué)走向生活的課程理念。二、進(jìn)行證據(jù)推理，促進(jìn)知識建構(gòu)深度學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)是理解性學(xué)習(xí)，關(guān)鍵在于主動的知識建構(gòu)，價值則具體表現(xiàn)出為學(xué)生對知識的內(nèi)化和遷移。建構(gòu)主義以為，知識不是通過老師教授得到的，而是學(xué)習(xí)者在一定的情境即社會文化背景下，借助其別人的幫助，利用必要的學(xué)習(xí)資料，通過意義建構(gòu)的方式而獲得的。在實驗教學(xué)中，老師引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行證據(jù)推理，挖掘知識的內(nèi)在聯(lián)絡(luò)，有效構(gòu)建原有知識與新知識構(gòu)造的聯(lián)絡(luò)，有助于學(xué)生對知識的理解和內(nèi)化。案例2鹽酸的化學(xué)性質(zhì)老師提供紫色石蕊、無色酚酞、鐵釘、鋅粒、銅片、生銹的鐵釘、氧化銅粉末和碳酸鈣〔雞蛋殼〕、硝酸銀，要求學(xué)生分類。學(xué)生分類：這些物質(zhì)可分為指示劑〔石蕊、酚酞〕，金屬〔鐵釘、鋅粒、銅片〕，金屬氧化物〔鐵銹、氧化銅粉末〕，鹽類〔碳酸鈣和硝酸銀〕。老師演示實驗：讓鹽酸和不同的物質(zhì)反響，學(xué)生觀察并記錄實驗現(xiàn)象。老師設(shè)置三個引導(dǎo)性問題：問題1：你以為它們能否發(fā)生了化學(xué)變化？哪些證據(jù)支持你的推斷？此問題難以直接觀察獲得答案:，這樣就產(chǎn)生了深度學(xué)習(xí)的動機，避免學(xué)生走馬觀花。問題2：從以上幾個實驗看出，鹽酸具有哪些性質(zhì)呢？問題3：鹽酸的這些性質(zhì)分別具有什么用處？匯報溝通：以分組的形式進(jìn)行匯報，并嘗試對實驗現(xiàn)象進(jìn)行適當(dāng)?shù)耐评?。其他組的同學(xué)進(jìn)行評價或質(zhì)疑，并由該組學(xué)生做出解釋。最后，考慮：物質(zhì)的性質(zhì)與用處有什么關(guān)系？此問題具有一定綜合性，實際上是知識的深度應(yīng)用，最后畫出知識構(gòu)造圖，如此圖1所示。圖1鹽酸知識構(gòu)造圖證據(jù)推理是指根據(jù)事實根據(jù)，進(jìn)行合理推理進(jìn)而得出結(jié)論的方式方法。本案例從探尋求索物質(zhì)的一般框架入手，要求學(xué)生收集證據(jù)，進(jìn)行證據(jù)推理，激發(fā)學(xué)生深度學(xué)習(xí)的動機，他們自我建構(gòu)鹽酸的性質(zhì)知識體系，將所學(xué)習(xí)的化學(xué)性質(zhì)遷移到生活中，促進(jìn)深度學(xué)習(xí)發(fā)生。三、關(guān)注實驗內(nèi)涵，強調(diào)信息整合深度學(xué)習(xí)強調(diào)信息整合，提倡將新知識與已經(jīng)知道概念和原理聯(lián)絡(luò)起來，整合到原有的認(rèn)知構(gòu)造中，進(jìn)而引起對新知識的理解、長期保持及遷移應(yīng)用。在實驗教學(xué)經(jīng)過中，老師挖掘教學(xué)材料中實驗的內(nèi)涵，尊重和利用學(xué)生的前概念，啟發(fā)學(xué)生考慮，對其進(jìn)行恰當(dāng)?shù)囊辍⑼卣埂⒎此?、整合，進(jìn)而轉(zhuǎn)化錯誤前概念，促進(jìn)學(xué)生實驗?zāi)芰Φ奶嵘?。案?二氧化碳與水能否發(fā)生化學(xué)反響可樂、雪碧等飲料中都含有二氧化碳，但卻叫碳酸飲料，為什么不叫二氧化碳飲料？打開瓶蓋看到飲料冒泡，這些氣體是溶解在水中的二氧化碳因氣壓減小而生成，還是由于二氧化碳與水反響生成碳酸，而碳酸分解生成二氧化碳？對上述問題的解答，老師往往忽視學(xué)生的相關(guān)前概念，學(xué)生由此產(chǎn)生認(rèn)知上的困難。如何幫助學(xué)生轉(zhuǎn)化前概念，促進(jìn)學(xué)生深度學(xué)習(xí)呢？教學(xué)設(shè)計如下：老師演示：在一個充滿二氧化碳的軟塑料瓶里，迅速倒入少量水，立即將瓶蓋擰緊振蕩，觀察有什么現(xiàn)象，如此圖2所示?？紤]與討論：二氧化碳溶于水的經(jīng)過中，有沒有發(fā)生化學(xué)變化呢？怎樣檢驗？圖2二氧化碳與水在軟塑料瓶中反響圖3檢測瓶中生成物設(shè)計實驗：取兩支試管，分別參加少量蒸餾水及圖2中變扁的瓶中液體。然后分別滴加少量紫色石蕊試液，觀察兩支試管中液體顏色的變化，如此圖3所示。質(zhì)疑問難：二氧化碳能溶于水，通常1體積水中能溶解1體積的二氧化碳。那么，二氧化碳是酸性氧化物能否也能使紫色石蕊試液變紅色？人感悟客觀現(xiàn)象的能力是有限的，懂科學(xué)的人并非只用眼睛看世界。我們需要有懷疑的態(tài)度，在行進(jìn)的經(jīng)過中暫時停下來想一想：是這樣的嗎？我們有沒有搞錯？課堂開場躁動，學(xué)生紛紛提出自個的猜測。假設(shè)1：二氧化碳溶于水，但不與水反響，二氧化碳使石蕊試液變色。假設(shè)2：二氧化碳溶于水，與水反響，生成碳酸，碳酸使石蕊試液變色。學(xué)生自選實驗器材：水、石蕊試液浸泡過的干花，石蕊試紙、二氧化碳等。設(shè)計一個實驗，證明是二氧化碳還是二氧化碳與水反響生成的碳酸使石蕊變紅。實驗方案如此圖4所示。圖4二氧化碳與水反響生成物檢測方案圖美國著名數(shù)學(xué)家波利亞指出：在教授一門科學(xué)〔或一個理論，或一個概念〕時，我們應(yīng)該讓兒童重走人類在大腦進(jìn)化經(jīng)過中走過的重要幾步。[3]本案例圍繞二氧化碳能否與水反響的前概念，引導(dǎo)學(xué)生自我質(zhì)疑提出新的假設(shè)，學(xué)生能夠通過本身思維方式方法批判性理解學(xué)習(xí)活動，為他們終身發(fā)展提供了一種新思路，促進(jìn)學(xué)生深度學(xué)習(xí)。四、進(jìn)行創(chuàng)新評價，指向問題解決深度學(xué)習(xí)的目的是要解決認(rèn)知經(jīng)過中的實際問題，強調(diào)批判性學(xué)習(xí)，這就要請教師在教學(xué)中不斷通過評價調(diào)控學(xué)習(xí)經(jīng)過及結(jié)果，以促進(jìn)學(xué)生解決問題，促進(jìn)高階思維的發(fā)展和深度學(xué)習(xí)的實現(xiàn)。實驗中異常現(xiàn)象的出現(xiàn)，會對學(xué)生產(chǎn)生認(rèn)知沖突。[4]在實驗教學(xué)中，針對異常的實驗現(xiàn)象，老師不要采取回避的態(tài)度，甚至能夠設(shè)計一些異常的實驗，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行深切進(jìn)入反思和探究，進(jìn)而解決問題并對原有實驗建立新的認(rèn)知。案例4測定空氣中氧氣的含量空氣中氧氣的含量的測定這個實驗在小學(xué)科學(xué)里可能已經(jīng)做過，但因燃燒的物質(zhì)是蠟燭而不是磷，實驗誤差較大。為了理解教學(xué)材料的實驗裝置和實驗原理，先讓學(xué)生閱讀拉瓦錫對空氣成分的科學(xué)實驗〔如此圖5〕，然后回答以下問題：在拉瓦錫研究空氣成分的實驗中實驗原理是什么？在拉瓦錫研究空氣成分的實驗中會有哪些現(xiàn)象？拉瓦錫研究空氣成分的實驗中實驗結(jié)論是什么？學(xué)生討論得出：用汞與空氣中氧氣反響并耗盡，瓶內(nèi)減少空氣的體積與進(jìn)入鐘罩內(nèi)汞的體積相等；鐘罩內(nèi)的汞上升且體積約占剩余氣體體積的1/5，加熱氧化汞后產(chǎn)生的氣體體積與實驗中消耗的氣體體積相等；拉瓦錫研究空氣成分的實驗，講明空氣中氧氣的體積約占1/5。圖5拉瓦錫實驗裝置圖圖6紅磷燃燒實驗裝置圖老師演示實驗，〔如此圖6〕實驗經(jīng)過中，點燃燃燒匙內(nèi)的紅磷，立即塞緊瓶塞，忽然，瓶塞被沖出，筆者趕緊塞緊，繼續(xù)實驗。火焰熄滅后，振蕩集氣瓶，打開導(dǎo)管上的夾子，學(xué)生發(fā)現(xiàn)燒杯內(nèi)的水沒有被大氣壓壓入集氣瓶中。這些異常現(xiàn)象，產(chǎn)生的原因是什么？討論1：為什么同樣用紅磷來實驗，實驗的結(jié)果偏小呢？學(xué)生討論得出，紅磷缺乏，氧氣未完全燃燒；裝置漏氣，瓶內(nèi)氣壓變化較?。晃蠢鋮s到室溫就打開止水夾，瓶內(nèi)剩余氣體受熱膨脹，這樣為學(xué)生改良實驗做好鋪墊。討論2：在實驗經(jīng)過中，為什么瓶塞會被沖出？為什么水不被壓入集氣瓶？由于燃燒放出大量的熱量，瓶內(nèi)氣體受熱膨脹，假如霎時沒有塞緊，容易導(dǎo)致瓶塞被沖出，此時再塞瓶塞，導(dǎo)致瓶內(nèi)氣壓變化不大，所以水也不會壓入。討論3：應(yīng)怎樣從減小實驗誤差的角度來改良本實驗？學(xué)生考慮換用白磷，白磷的著火點低，采用光加熱，假如還是用紅磷，則采用電加熱，避免空氣進(jìn)入和瓶塞沖出等。針對實驗意外事件，從學(xué)生視角設(shè)計三個開放性問題，從問題解決的角度，給學(xué)生充分時間討論，讓學(xué)生暴露學(xué)習(xí)的困難和錯誤，并為學(xué)生提供自糾和互糾的時機，這是一種高階思維的鍛煉，也是學(xué)生深度學(xué)習(xí)的體驗。五、結(jié)束語學(xué)生能否深度學(xué)習(xí)具有三個基本特征：注重批判性思維的運用，強調(diào)知識的遷移和應(yīng)用，指向問題解決。在化學(xué)啟蒙實驗教學(xué)中，不僅要提升學(xué)生的動手操作能力，更要具體表現(xiàn)出學(xué)生對所學(xué)知識的遷移應(yīng)用，培養(yǎng)其學(xué)習(xí)積極性、主動性，真正把學(xué)習(xí)的主動權(quán)交給學(xué)生，使他