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基于核心素养的初中化学科学探究微课教学研究

2019-10-21余义荣

中学课程辅导·教育科研 2019年14期
关键词:科学探究微课教学核心素养

余义荣

【摘要】  初中阶段是学生接触化学知识的开端,也是培养学生学科学习兴趣的最佳时机。科学探究是学生获取知识的重要途径,也是初中化学核心素养的重要组成部分,更是引领化学实验的思想灵魂。本文将就初中化学如何利用微课教学培养学生的科学探究精神,阐述自己的看法和做法。

【关键词】  科学探究 核心素养 微课教学

【中图分类号】  G633.8           【文献标识码】  A 【文章编号】  1992-7711(2019)14-163-02

2011年版《全日制义务教育化学课程标准》指出:科学探究是一种重要而有效的学习方式,义务教育阶段化学课程中的科学探究,是学生积极主动地获取化学知识、认识和解决化学问题的重要实践活动。科学探究活动开展过程中,学生全程参与,学习领会科学探究的基本方法和一般過程,也在一次次体验中不断形成自身科学探究的能力和素质。中学化学“核心素养”是学生借助化学学习过程形成的解决问题所必需的最有用的化学知识、最关键的化学能力、最能满足终身发展的化学思维。由此可见,科学探究的学习品质与核心素养密不可分。

“微课”是主要以视频为载体记录教师围绕某个知识点或教学环节开展的简短、完整的教学活动;“微课”宜解决一个学科的核心问题、关键问题、疑难问题,一个学生难懂易错的问题。当前,微课教学的常见类型有:讲授型,解题型,实验型,问题型等。借助信息技术的优势,如何将微课教学更好地服务于初中化学科学探究教学活动的开展呢?

一、摒弃“照方抓药”,挖掘探究素材

人教版初中化学教材中有些知识是以结论性的东西直接呈现给学生的,没有实验加以验证,这不利于学生体验获得知识的过程。遇到此类问题,教师在备课过程中可以考虑避开“照方抓药”的传授方式,将知识设计成探究性学习问题,并借助微课的功能促发学生思考,激活学生思维,培养学生的自主探究意识。例如:九年级上册第六单元“课题2 二氧化碳制取的研究”中教材直接告诉学生实验室就是利用大理石或石灰石与稀盐酸反应制取二氧化碳气体的,学生可能就会存在疑惑,为什么其他方法就不能用于制取二氧化碳呢?所以,教师可以不直接呈现结论给学生,而是将知识设计成有探究背景的问题,利用微课引发学生思考,引导学生讨论,并播放微视频,一步步研究,归纳,得出结论。例如:由此问题设计的实验型微课主要教学环节如下:

环节1资料形式介绍常温下以下三个反应都可以生成二氧化碳:①碳酸钠和稀盐酸反应②石灰石和稀硫酸反应③石灰石和稀盐酸反应。

环节2提出问题:三个反应都适合实验室制取二氧化碳吗?学生提出猜想:①三个反应都合适;②有些反应速率太快或者太慢不合适。

环节3播放探究实验视频,学生观察现象,便可轻松得出结论:石灰石与稀盐酸反应速率适中,适合实验室制取CO2.

环节4分析讨论木炭在氧气中燃烧,点燃蜡烛,木炭还原氧化铜等不适合于实验室制取二氧化碳的原因,分析小结实验室选择药品制取气体应考虑:反应是否耗能低、操作简便,生成的气体是否纯净,反应速率是否适中易于收集等。

实验型微课的特点是针对教学过程中涉及的实验或者为服务教学设计的实验进行操作演示,拍摄解说,观察思考,分析讨论。实验视频的拍摄要力求画面清晰,操作规范,现象明显,发挥好多媒体的快进和放大等功能服务于教学。

二、巧设实验情境,激发探究欲望

人教版九年级化学课本中有些课题的实验没有设计成探究形式进行实验,而由教师直接演示,学生则通过观察实验现象,得出教材和老师预定的“结论”,被动地接受知识。如若教师能创设实验情境,引发学生的探究欲望,课堂效果会更加理想。例如:由“质量守恒定律”设计的问题型微课主要教学环节如下:

环节1播放教师演示实验视频:①分别称量过氧化氢溶液和二氧化锰混合前后的质量;②红磷与氧气利用密闭装置进行反应; ③利用铁架台固定粗铜丝后在空气中加热铜丝一端。

环节2学生通过比较后发现:实验①反应后物质质量减小,实验②反应前后物质质量不变,实验③反应后物质质量增大。再进一步分析,讨论导致反应后物质质量变化的因素,得出参加化学反应的各物质质量总和等于反应后生成的各物质质量总和的结论。

环节3探究讨论:有气体参加或生成的反应能否用于验证质量守恒定律?若不合适可以如何改进?

问题型微课的优势在于能通过视频展示,引发学生质疑,特别是与课本所提观点不同的问题和现象,学生更容易产生好奇心。伽利略说过:“一切推理都必须从观察与实验得来。”学生能从教师创设的实验情境中认识到规律的得出必须通过若干个实验的验证,经历不断的否定和肯定,从而树立科学探究的意识,学会运用实验探究的思路去得到结论。

三、优化实验设计,培养探究意识

化学实验应遵循绿色化学的理念,培养学生的环保意识。化学教材中有些实验环节的设计这方面考虑不太周全,如:九年级上册第七单元“课题1燃烧和灭火”探究燃烧条件的实验中,白磷在空气中燃烧大量白烟扩散到空气中,造成污染。由此问题设计的实验型微课主要教学环节如下:

环节1学生阅读课本128页实验7-1有关内容,播放实验录像,学生观察实验现象。

环节2提出问题:从环保的角度分析本实验有什么不足?学生从实验过程中产生白烟不难指出问题所在:实验应在密闭装置中进行。

环节3学生讨论解决办法,优化实验设计方案,改进实验装置,播放实验视频:图一探究燃烧需要达到着火点,图二探究燃烧需要氧气。

四、积极借“题”发挥,拓宽探究渠道

解题型微课在培养学生科学探究精神上也能发挥重要作用。教师可以通过展示实验探究类习题,引发学生思考,学生跟随题目的思路设计或者完善相关实验步骤,并根据现象得出相应结论。教师还可以在原题目内容的基础上创新性再设计,再改进,增加拓展性问题,进一步启发学生思维,拓展探究性学习空间。例如:由实验探究题设计的解题型微课主要教学环节如下:

问题展示:化学兴趣小组的同学在老师整理实验室时,意外发现实验桌上有一瓶敞口放置的氢氧化钙粉末。他们便对该粉末进行了如下探究。

【提出问题】该瓶粉末的成分是什么?

【猜想与假设】猜想一:该瓶粉末的成分可能为氢氧化钙;

猜想二:该瓶粉末的成分可能为氢氧化钙和碳酸钙;

猜想三:该瓶粉末的成分可能为                            。

【实验验证】请你参与探究,完成下面的实验报告。

步骤1取少量样品于烧杯中,加适量水,充分搅拌,过滤,取少量滤渣于试管中,加入                         ,有大量氣泡产生;说明含有                        ;

步骤2取步骤1中的                 于试管中,滴加无色酚酞溶液,溶液                 ;说明含有                 ;

实验结论:猜想二成立。

【联想与启示】氢氧化钙露置在空气中会变质,原因是                  (用化学方程式表示),因此,必须                      保存。

问题拓展:①能否用加入足量水充分搅拌的方法验证氢氧化钙粉末的变质情况?②能否取样品直接加入少量稀盐酸验证氢氧化钙粉末的变质情况?

第一个教学环节通过问题导向让学生进入探究角色,完成题目的思考并解答,微课设计上可以先引导学生思考,讨论后再阐明思路,呈现答案;第二个环节拓展问题又进一步激发学生深入思考,学科知识和思维能力都得到锻炼和提升,微课设计上可以采用呈现问题,引发思考,展开讨论,抢答补充,分析讲解的模式。

五、开发课外实验,提升学科素养

通过初中阶段的学习,学生要具备适应高中学习或社会发展的基础知识、基本能力和基本素养,包括全面合理的知识结构、扎实灵活的基本能力要求和健康健全的人格素养。化学是一个跟生活联系紧密的学科,学生所掌握的基础知识和基本技能要能运用到实际生活中,才能使学生真正具备化学的学科品质。因此,教师要积极构思,开发课外实验,并将课外实验的演示过程配以解说录制成微课,方便学生学习。例如:九年级下册第八单元“课题3 金属资源的利用和保护”授课结束后,教师可以引导学生利用矿泉水瓶,食盐,衣柜干燥剂,食用油,铁钉等器材和物质设计对比实验探究铁钉生锈的条件和食盐水对铁钉生锈速率的影响等问题。九年级上册“第四单元课题2水的净化”授课前可引导学生利用矿泉水瓶,棉花,纱布,小卵石,石英砂,活性炭等器材和物质制作“简易净水器”,还可以利用课堂时间邀请各小组的同学将自己的作品带到教室展示,甚至现场实操过滤污水,比较过滤前后水的浑浊程度等。九年级上册“第六单元课题2二氧化碳制取的研究”,教师可引导学生课后利用鸡蛋壳,家用食醋,玻璃杯等器材和物质探究碳酸钙与酸的反应,并启发学生家里水壶的底部长期使用后会结有水垢,可利用食醋除去。学生自己设计实验动手体验学习的乐趣,不但可以丰富他们的课外生活,还可以配合课堂教学因材施教,使学生扩大知识面、经历实践锻炼和发展智能,培养他们对化学的学习兴趣。

化学学科核心素养是学生学习能力,知识能力和实验技能的综合体现;科学探究精神能助推化学学科素养的提升;微课又是在信息技术高速发展的背景下应景而生的教与学新模式。这三者的有机结合必将塑造出更加优秀的学习者和创造者。因此,教师要善于在教材中,生活中,或者习题中发掘有探究价值的问题,编写微教案,录制微视频,制作微课,可以让学生进行课前预习,也可以配合课堂教学进行展示,还可以让学生在课余时间学习并动手实验,将课堂知识迁移至课外,让学生感受更丰富的学习体验。

[ 参  考  文  献 ]

[1]房宏.中学化学核心素养的构成体系与培养策略[J].中小学教师培训,2016,(6):6.

[2]张军,初中化学微课现状、问题与思考[J].化学教学,2015,(1):40-42.

[3]2019年广东省初中学业水平考试化学科目考试大纲[M].

[4]李丽.初中化学课外实验活动的实践探索[J].中国科教创新导刊,2012,(27):58.

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