從情境中感悟化學(共9頁)

1、從情境(qngjng)中感悟化學新課程高中化學有效(yuxio)“問題(wnt)情境”創(chuàng)設實踐研究一、問題的提出良好的學習情境能吸引著學生進入一個充滿問題、充滿思考和研究的化學世界。普通高中化學新課程強調(diào)，要從學生已有的經(jīng)驗和將要經(jīng)歷的社會生活實際出發(fā)，積極創(chuàng)設化學情境，幫助學生認識化學與人類生活的關系，關注人類面臨的與化學相關的社會問題，培養(yǎng)學生的社會責任感和參與意識，促進學習方式的多樣化，發(fā)展高中學生自主獲取知識的愿望和能力。目前，新課程化學情境創(chuàng)設與教學，雖然有王祖浩老師主編的高中化學新教材教學情境設計一書參考，但各種情境的功能尚有待課堂實踐檢驗，尚缺乏配套的原則和方法指導教師自己去創(chuàng)設

2、情境。因此有些教師由于不善于創(chuàng)設化學情境，仍然實施抽象的說教式教學，只重結果，不重過程，搞題海戰(zhàn)術，教學與情境脫離，學生學得被動、吃力、缺乏興趣。也有些教師雖然應用情境教學，但效率不高，價值不大：有的情境缺乏目的性，對學生常起誤導作用；有的情境缺乏典型性，“生活原型”的引入與化學內(nèi)容格格不入；有的情境缺乏思考性，情節(jié)過于復雜、有趣，導致學生沉湎于情境之中；有的情境濫用多媒體，片面追求在音響、視覺上給學生全新的感覺，忽視了學生的化學思考。如何創(chuàng)設有效的問題情境，已成為當前新課程化學教學面臨的重大課題。二、創(chuàng)設有效“問題情境”的理論基礎“問題情境”并不是在新課程中才孕育而生的，在之前，已經(jīng)形成了相

3、對完備的理論體系?；瘜W課程標準指出：“化學教學活動必須建立在學生的認知發(fā)展水平和已有的知識經(jīng)驗基礎之上?！毙碌睦砟钜蠡瘜W教學活動要以學生的發(fā)展為主體，要把學生的個人知識、直接經(jīng)驗和現(xiàn)實世界作為化學教學的重要資源，從而創(chuàng)設出有利于教學的有效問題情境。美國著名的教育學家杜威在他的問題教學法的理論中提出了教學的五個過程，第一，要有一個真實的經(jīng)驗的情境；第二，在情境內(nèi)部產(chǎn)生一個問題；第三，要占有知識資料，從事必要的觀察；第四，思考解決問題的方法；第五，通過應用來檢驗解決問題的方法。顯然，他認為問題的解決，首先要給學生設置一種情境，讓學生在情境中質(zhì)疑，發(fā)現(xiàn)問題，提出問題，進而引起思考。后來，杜威把前兩

4、個過程修改為“暗示”與“問題”，也就是我們現(xiàn)在所理解的“情境”與“問題”。而皮亞杰建構主義學習理論也認為：學習過程是一個學習者主動探受刺激、積極參與意義建構和積極思維的過程。學習受學習者原有知識結構的影響，新的信息只有被原有知識結構所容納，才能被學習者所學習。這種教育思想體現(xiàn)(txin)了對學習主體學生的尊重，這種尊重要求教師適應學生，使教學活動成為解決學生學習中的各種困難和問題的過程。通過這些理論依據(jù)，我們有理由相信在新課程改革探索中，有效創(chuàng)設“問題情境”可以(ky)為學生學習化學基礎知識和基本技能提供支撐，為學生思維能力的發(fā)展和化學基本觀念的形成提供土壤。三、有效(yuxio)“問題情境”

5、的特征1可及性：問題的設計要富有層次感，入手較易，要符合學生一般認知規(guī)律、身心發(fā)展規(guī)律，要有適當?shù)膯l(fā)性和可及性，要寓于學生已掌握的知識或生活經(jīng)驗之中。2思考性：解決問題的核心是要引起學生的積極思考。這就要求創(chuàng)設的問題情境必須要有思考性，要為學生提供一定的思考空間。作為化學情境的材料和活動，必須富有啟發(fā)性和思考性，能激活認知，引發(fā)學生廣泛的聯(lián)想和思考。3開放性：問題的設計使學生思維活動具有開放性強，解決方案多，開拓思維，讓學生能夠通過情境使思維與創(chuàng)造發(fā)揮較大的空間。引導學生善于從多方位、多角度分析問題，善于打破常規(guī)尋找新的解決問題的途徑。4挑戰(zhàn)性：作為教學情境的材料或活動，能引起學生的認知沖突

6、和學習心向，使學生產(chǎn)生強烈的探究欲望和創(chuàng)造機能。促進學生積極參與，接受問題的挑戰(zhàn)。維果斯基認為，教學的本質(zhì)特征不在于“訓練”、“強化”已形成的內(nèi)部心理機能，而在于激發(fā)、形成目前還不存在的心理機能，讓學生主動參與、自主思維。5體驗性：化學教學不僅要關注知識和技能、過程與方法，還要關注學生的情感態(tài)度與價值觀的體驗。對情境的關注，能有效地激發(fā)學生的學習機能，喚起學生強烈的情感體驗，包括操作、探究的機會或替代性經(jīng)驗等，在思考、探索和交流的過程中獲得對化學較為全面的體驗和理解。四、創(chuàng)設有效“問題情境”在化學教學中應注意的幾個問題1、問題情境(qngjng)的創(chuàng)設要注意呈現(xiàn)方式的選擇性問題情境的呈現(xiàn)方式的

7、選擇是多樣的，如聯(lián)系實際生活、利用認知沖突、借助化學史料、通過具體實驗等。所以，對于問題情境的呈現(xiàn)應根據(jù)具體知識的特點及學生的實際來選擇恰當?shù)某尸F(xiàn)方式。盡量選取與內(nèi)容密切相關或學生熟知的素材，創(chuàng)設能夠體現(xiàn)化學的概念、結論及思想方法發(fā)生發(fā)展過程的學習情境，使學生感到化學是自然的，水到渠成的，激發(fā)學生對化學的親切感。例如對于學習各類物質(zhì)性質(zhì)時，很多化學物質(zhì)跟生活有密切的聯(lián)系，我們可以直接從生活實例引入，如學習化學必修(bxi)2（蘇教版）“油脂”時正好是夏天已至，筆者曾創(chuàng)設這樣的問題情境：工人(gng rn)們每天早上清潔游泳池時，除了更換水外，還會向池內(nèi)加入一些白色物質(zhì)純堿，請學生說明加入純堿的

8、道理。更具沖擊力的問題探究如實驗室里的棉花很容易吸收水，大家都知道棉花樹是在野外生長的，那如果開花時碰到下雨，棉花樹會不會遭滅頂之災？回答這兩個問題要從油脂的物理性質(zhì)和化學性質(zhì)的角度考慮。這樣的問題情境不但豐富了學生的知識，而且給了學生一系列的問題，并使這些問題成為一堂課的關鍵性問題。況且通過聯(lián)系實際，還可以有目的地培養(yǎng)學生觀察、聯(lián)系、分析、說明實際問題的能力，形成對書本知識的綜合、遷移、拓寬、升華，這樣就有效地提高新課改課堂教學效果。當然，問題情境的呈現(xiàn)方式還要考慮學生的實際，如聯(lián)系實際生活，要考慮這樣的實際生活學生是否熟知，采用動手操作，要考慮學生是否具備如此的操作能力，利用認知沖突，要考

9、慮學生是否真的存在新舊知識的矛盾或直覺、常識與客觀事實的矛盾等等。因此，對問題情境的創(chuàng)設沒有萬能的呈現(xiàn)方式，也沒有最優(yōu)的呈現(xiàn)方式，恰當?shù)牟攀亲詈玫摹?、問題情境的創(chuàng)設要注重形成系列化在教學中創(chuàng)設問題情境，花費大量的教學時間，完不成預定的教學任務。確實，教學中創(chuàng)設問題情境，教師首先要呈現(xiàn)問題情境，其次學生要讀懂問題情境，才能轉化為化學問題，這必定比“開門見山”花費的教學時間多。這就引起我們這樣的思考：既然化學教學需要必要的情境支撐，我們能否在一節(jié)甚至在一章內(nèi)容的學習中用同一個問題情境來貫穿，這樣在一定的程度上有助于學生融入到情境之中，有利于化學知識學習與掌握，便于學生的學習和教師的教學。例如在學

10、習離子共存一節(jié)時，我曾設計了這樣的問題情境：例題引路 下列各組離子在溶液中，因發(fā)生氧化還原反應而不能大量共存的是 ( ) AAl3+、NO3-、CO32-、Na+ BFe2+、H+、NO3-、Cl- CFe3+、Na+、SCN-、Cl- DI-、H+、Na+、NO3-讓學生(xu sheng)分析得出：NO3-在酸性(sun xn)條件下（即與H+共存時）具有(jyu)強氧化性.變式1：某溶液中含有大量Fe2+、Fe3+、Mg2+和NH4+，其中c（H+）=10-2mol/L，在該溶液中可以大量存在的陰離子是（ ） A. SO42 B. NO3 C.SCN D.CO32-變式2：在稀鹽酸中加入

11、銅片，銅片不溶解。加入適量下列物質(zhì)后銅片會溶解的（ ） A.濃鹽酸 B.FeCl3 C.NaNO3 D.Na2SO4變式3：將鐵屑溶于過量鹽酸后,再加入下列物質(zhì),會有三價鐵生成的( ) A.硫酸 B.氯水 C.硝酸鋅 D.氯化銅變式4：在燒杯中加入鐵和銅混合物，再加入一定量稀硝酸，充分反應后剩余金屬質(zhì)量為m1g；再向該燒杯中加入一定量的醋酸，充分反應后剩余金屬的質(zhì)量為m2g；則m1與m2之間的關系一定正確的是（ ） A. m1可能等于m2 B. m1一定等于m2 C. m1可能等于 m2 D. m1一定大于m2變式5：某溶液100mL，其中含硫酸0.03mol，硝酸0.04mol，若在該溶液中

12、投入1.92g銅粉微熱，反應后放出一氧化氮氣體約為（ ） A.0.02mol B.0.01mol C.O.O15mol D.無法計算變式6：在淺綠色的Fe(NO3)2溶液中存在如下平衡: Fe2+ + 2H2O Fe(OH)2 + 2 H+，向溶液中加入少量稀硝酸，則溶液的顏色( ) A.變淺 B.變深 C.變成棕黃色 D. 無法判斷教師點評：HNO3陷阱的設置是比較隱蔽的。有時是體系中原來有NO3- ，后來引入H+；有時是體系中原來有H+，后來引入NO3-。因此，遇到NO3-時應提高警惕，小心應對。在與學生交流過程中，形成了一定的知覺空間和定向聯(lián)想，使學生知識系列化、有序化，組合成一塊一塊的

13、知識組塊。通過對習題的條件進行變化，讓化學問題情境發(fā)生變化，讓學生獲得一題多思、一題多變的機會。3、問題情境的創(chuàng)設要有明確性明確性，顯然是指問題情境的創(chuàng)設要有明確的目的(md)，情境一定要緊扣課題，為課堂教學內(nèi)容創(chuàng)設。要有利于激發(fā)學生思維的積極性、要直接有利于當時所研究的課題的解決而設，既要考慮教學內(nèi)容又要考慮學生的差異，注意向學生提問的角度和方法。問題情境創(chuàng)設的目的是為了學化學、用化學，所以千萬不能因為情境反而丟了化學。目前化學課堂教學中存在一種現(xiàn)象：將問題充斥了整堂課，教師經(jīng)常設置一些“趣味性”情境，課堂氣氛寬松、活潑，學生學得也很開心，但一節(jié)課完了以后，問學生這節(jié)課有哪些收獲，學生說不上

14、來或絲毫不涉及化學。，顯然，這些問題的創(chuàng)設是無效的，究其原因，我想是沒有明確(mngqu)“為誰而創(chuàng)，如何創(chuàng)”。五、創(chuàng)設有效(yuxio)“問題情境”的案例分析1、利用生活經(jīng)驗創(chuàng)設問題情境教師從化學在實際生活中的應用入手來創(chuàng)設情境，將學科與學生生活的結合點兩相融通創(chuàng)設問題情境，如日常生活中一幅熟悉的場景、一次親身的經(jīng)歷、一個生動的自然現(xiàn)象、一件有趣的化學事實等，都可以讓學生體驗化學與日常生活的密切關系，感受化學知識學習的意義與作用，增強學習化學的興趣和動機，激發(fā)改造自然和探索科學奧秘的情感，培養(yǎng)分析和解決與化學有關的實際問題的能力?！景咐?】 在學習“鐵和鐵的化合物”時，我是這樣設計問題情境的

15、：教師：大家都有這樣的生活經(jīng)驗，削皮后的蘋果顏色就會變銹，誰能知道其中的奧秘呢？學生：思考、困惑教師：那Fe2+與Fe3+在溶液中各顯何種顏色，有哪些化學性質(zhì)？（注：這一點撥，引出了思維之路，使學生得知：蘋果中的二價鐵離子被空氣中的O2氧化成三價鐵離子呈黃色。所以，市場上出售的蘋果汁中常摻入維生素C等還原劑，以防止二價鐵離子被氧化。）教師：這些問題，就是本節(jié)課要探究的問題?；瘜W與生活聯(lián)系緊密，生活中處處涉及化學，從化學在實際生活中的應用入手來創(chuàng)設情境，既可以讓學生體會到學習化學的重要性，又有助于學生利用所學的化學知識解決實際問題。2、利用(lyng)社會事件創(chuàng)設問題情境建構主義學習理論認為，只

16、有當學習內(nèi)容與學習者的經(jīng)驗、社會環(huán)境或自然情境相結合時，所學的知識才容易發(fā)生遷移；只有在真實情境中獲得知識和技能，才能真正理解、掌握并應用于真實生活和工作環(huán)境中去解決實際問題。比如一件化學對社會發(fā)展有影響的事實、一項化學科學與技術發(fā)展的重大成就、一幅真實地反映化學現(xiàn)象的插圖、一則生動的有關能源或環(huán)境問題的報道等，都能使學生激發(fā)學習化學的熱情，產(chǎn)生學習化學知識的動機，強化(qinghu)自主學習的責任，認識化學在實現(xiàn)人與自然和諧共處過程中的重要使用，最終形成綜合的科學觀?！景咐?n l)2】 在學習“金屬鈉的性質(zhì)”時，我設計了以下的問題情境：據(jù)某報報道：在廣州市珠江河段曾經(jīng)出現(xiàn)過驚險神秘的“水雷

17、”，6個裝滿金屬鈉的鐵皮水桶浮在水面上，其中3個發(fā)生劇烈爆炸，另三個被成功打撈。據(jù)現(xiàn)場的一位同志講，早上10點多，河內(nèi)突然冒起一股白煙，在水面上漂浮的一個鐵桶內(nèi)竄出黃色火苗，緊接著一聲巨響，蘑菇狀的水柱沖天而起。群眾議論說，“沒想到水里的東西也能著火爆炸”打撈上來的桶被打開蓋子后，馬上冒出白煙，而且一旦人們接觸了桶內(nèi)的物質(zhì)，雙手感到劇烈的疼痛消除隊員將打撈上來的鐵桶用煤油浸泡。問題：1.為什么裝滿金屬鈉的鐵桶不下沉？為什么“水里的東西也能著火爆炸”？2.為什么消除隊員將打撈上來的鐵桶用煤油浸泡？3.為什么打撈上來的桶被打開蓋子后，馬上冒出白煙，而且一旦人們接觸了桶內(nèi)的物質(zhì)，雙手感到劇烈的疼痛？

18、感受此情境，學生的好奇、議論、猜測油然而生，求知的迫切性得到強化，探究心理氛圍已經(jīng)形成。此時學生經(jīng)過實驗探究，弄清了神秘“水雷”爆炸、燃燒的原因，認知積極性受到強化，課后部分學生還設計出了“滴水點燈”和“滴水生火”的實驗，學完鈉及化合物的內(nèi)容后，學生們通過查閱資料、主動實驗，萌發(fā)主動獲取知識的心向，提高了課堂學習效率。3、利用化學實驗創(chuàng)設問題情境化學是一門以實驗為基礎的自然科學，通過實驗創(chuàng)設問題情境可以模擬或再現(xiàn)知識的形成過程，使學生加深對知識的理解。中學生對化學實驗有著濃厚的興趣。基于這一特點，教師在教學中應盡量運用化學實驗來創(chuàng)設教學情境。教學實踐表明，通過學生親自進行的化學實驗所創(chuàng)設的教學

19、情境，其教學效果要比單純的教師講授要有效得多?！景咐?n l)3】如在學習氫氧化鋁性質(zhì)(xngzh)時，先讓學生舉例說說Al(OH)3在日常生活中的用途(yngt)，然后順勢提出：如何制取Al(OH)3？通過學生實驗后，讓學生交流實驗現(xiàn)象，并提出了許多個為什么：為什么NaOH溶液過量時Al(OH)3沉淀會溶解? 為什么兩種試劑滴加的順序不同會產(chǎn)生不同的現(xiàn)象？它們是怎樣反應的？化學方程式怎么寫？如果把NaOH 溶液改為氨水會產(chǎn)生同樣的現(xiàn)象嗎？Al(OH)3沉淀溶于酸嗎？該用什么方法制Al(OH)3等等問題一起涌來。通過討論得出Al(OH)3具有兩性的性質(zhì)后，教師又讓學生在制得NaAlO2溶液中滴

20、入稀鹽酸或將NaAlO2溶液滴入稀鹽酸中，這時又創(chuàng)設了新的問題情境，引導學生興趣盎然地持續(xù)探究下去。心理學研究也表明，只有當認知結構與外界刺激發(fā)生不平衡時才能引起學習的需要。因此，創(chuàng)設問題情境就是為了引起認知矛盾，在教材內(nèi)容和學生求知心理之間制造一種“不協(xié)調(diào)”，把學生引入一個多疑、好奇的境界，從而讓學生產(chǎn)生學習的需要。4、利用化學史料創(chuàng)設問題情境我國著名化學家傅鷹先生說過：“化學可以給人以知識，化學史更可以給人以智慧?！痹诨瘜W課堂教學中利用化學史料創(chuàng)設問題情境，不僅可以使教學不再局限于現(xiàn)成知識本身的靜態(tài)效果，而且可以追溯到它的來源和動態(tài)演變的過程，揭示出反映在認識過程中的科學態(tài)度和科學思想，使

21、學生學到形成知識和運用知識的科學方法?！景咐?】如在 “常見的酸”教學時，可以呈現(xiàn)這樣的情境：著名化學家羅伯特波義爾在一次實驗中，不小心將鹽酸濺到紫羅蘭花瓣上，過一會兒，他驚奇地發(fā)現(xiàn)，紫色的花瓣上出現(xiàn)了紅點點。學生驚奇：原來指示劑是這樣被發(fā)現(xiàn)的（興趣被激發(fā)）。老師接著問：波義爾對這一意外的發(fā)現(xiàn)，作出了各種假設，經(jīng)過多次實驗驗證，探究普遍規(guī)律，終于獲得成功。對紫羅蘭花瓣兒遇鹽酸變紅的現(xiàn)象，學生提出許多假設和驗證的實驗方案。經(jīng)過師生間的討論，達成了許多共識，同時讓學生感受到科學家研究科學的艱辛。5、通過有爭議的問題創(chuàng)設情境學生愛辯是非，教學中可故意設置錯誤論點，讓學生“唱反調(diào)”；也可獨辟蹊徑，提出

22、問題讓學生去辯論，使真相越辯越明。也可利用多媒體創(chuàng)設學生較困惑的情境，如“變魔術”“揭露騙子的謊言”等激發(fā)學生“心求通而不得”的意境，創(chuàng)設一石激起千層浪的氛圍，使枯燥理論變得有血有肉?！景咐?】如在化學“關于硫酸工業(yè)綜合經(jīng)濟效益的討論”一節(jié)教學時，老師和學生分別扮演硫酸廠的廠長(或工程師)、環(huán)保工作者、政府官員、律師等角色，從原料供應、市場需求、交通運輸、廠址選擇、生產(chǎn)規(guī)模、能源、水源、環(huán)境保護等方面提出不同觀點進行辨論，讓學生不僅解決了問題，而且獲得多種角色的體驗。6、利用舊知識拓展(tu zhn)引出“錯誤”創(chuàng)設問題情境學生思考問題時，往往受原有知識和經(jīng)驗定勢影響，對遇到的新問題新知識“想

23、當然”的進行分析和推導，有時(yush)產(chǎn)生錯誤。在教學中我們有意識的設計問題，讓學生走進“錯誤”，讓學生自己發(fā)現(xiàn)錯誤，使他們感到困惑，于是產(chǎn)生問題情境。學生在這種情境中，急于知道答案，往往思維高度集中，能自覺的參入到認知過程中?！景咐?n l)6】如學習電解時，教師問道：“CuSO4+H2O”能否反應？學生脫口答道：不會。這時老師滿懷激情地說出一名哲理名言：“如果給我一個支點，我能撬起一個地球”，如果給我一個條件，我能使這個反應進行。當學生眼見到硫酸銅溶液在通電時一極產(chǎn)生氣泡，另一極產(chǎn)生紅色的金屬銅后，這“出乎意料”的現(xiàn)象，使他們在心理上產(chǎn)生了極大的矛盾沖突，學生迫切想知道其中的緣由，會迫不

24、及待地提問：硫酸銅溶液在通電時為什么會產(chǎn)生氣泡和紅色的金屬呢？這種氣泡和紅色金屬是什么物質(zhì)呢？它們是怎樣生成的呢？對這一知識的認定恐怕會使學生終生難忘。這樣的例子還有很多，如“鎂能在二氧化碳中燃燒”，“鉀能在水中燃燒”等等現(xiàn)象，都能創(chuàng)設出讓學生驚訝無比、提問積極、探究深入的情境。上述情境的設計，利用了學生認知因素之間的不協(xié)調(diào)，創(chuàng)設了一個有趣的情感環(huán)境和良好的認知環(huán)境來調(diào)動學生積極思維。7、利用“直觀性動畫”創(chuàng)設問題情境在化學教學中應用直觀手段，目的是使抽象的微觀結構模型化、動態(tài)化。在這樣的情境中設置問題，有利于學生原有的思維方法、認知結構和想象能力之間產(chǎn)生“共振”，真正認識和感悟“結構決定性質(zhì)

25、、性質(zhì)是結構的體現(xiàn)”這一變化規(guī)律。原子、分子、化學鍵、晶體結構、化工生產(chǎn)等都可以用實物、模型、影像或計算機模擬的方法實施問題情境的創(chuàng)設。【案例7】如在“氣體摩爾體積”教學中，為了幫助學生理解“決定物質(zhì)體積大小的因素”，教師可進行下列動畫演示：將一堆乒乓球和一堆籃球，都緊密堆放。若數(shù)量一定，如都是100個，同時做緊密堆積。分別將乒乓球和籃球的距離拉大，假設將8個乒乓球和8個籃球分別放在教室的上下8個角落。然后設問：根據(jù)演示同學們想到了什么？一堆乒乓球和一堆籃球的體積大小取決于哪些因素？通過思考這樣的問題，學生的注意力從原本抽象陌生的微觀世界回到較為熟悉的情境，思維展開，經(jīng)過一番討論后很快找到了答案，順利落實了教學目標。8、 利用類比等方法創(chuàng)設問題情境杜威在他的我們怎樣思維一書中提出“思維起源于直接經(jīng)驗的情境”。中學化學課本中抽象內(nèi)容不少，教師要善于從具體形象的事物入手，說明抽象的理論，巧打比方，設置經(jīng)驗情境，引導學生在頭腦中建立