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基于化学史构建深度课堂
——以《一种重要的混合物——胶体》为例
摘要:深度学习的核心价值与学科核心素养高度吻合。理解学习过程是深度学习的基础,这就需要教师基于化学史理解化学,理解学生,理解教学(简称“三个理解”)的基础上进行深度备课,从而促进深度学习的发生。
关键词:理解;化学史;深度学习
《普通高中化学课程标准》(2020年修订版)强调学科核心素养是学生通过学科学习应逐步形成正确价值观、必备品格和关键能力。[1]郭华等认为深度学习是在教师引领下,学生围绕具有挑战性的学习主题,全身心地参与体验,从而获得发展的学习过程。在这个过程中,学生能够掌握学科核心知识,掌握学习方法,理解学习过程,把握学科本质,形成一定思想价值观。[2]深度学习的核心价值与学科核心素养高度吻合。理解学习过程是深度学习的基础,这就需要教师基于化学史在理解化学,理解学生,理解教学(简称“三个理解”)的基础上进行深度备课,从而促进深度学习的发生。本文以胶体为例,展开了基于化学史在“三个理解”基础上的高中化学深度学习教学实践探索。
一、基于化学史理解化学,高屋建瓴构建深度课堂
理解化学,不仅是理解学科知识,更是透过知识理解学科核心素养和学科思想、认知物质的视角和思路,这样我们才能立于学科大概念的高度看得深,看得准,精准定位教学目标、确定教学重点和难点,更好设计教学活动,高屋建瓴构建深度课堂。认真学习《课标》,将先进的教学理念融入课堂教学,对比关注新旧教材变化更好把握知识的重难点,而要更高站位的理解化学,则需要教师学习相关的化学史。
胶体化学史:1857年法拉第发现光线通过金胶溶液时出现一条光亮的通路,在他指导下,丁达尔展开研究发现“丁达尔效应”,英国化学家Thomas Graham对胶体系统研究,在1861年提出“胶体”一词,诞生了新的学科—胶体化学,人体各部分组织都是胶体,因此胶体广泛应用于医疗卫生,现在很多医学成果都是根据胶体化学的研究成果。
老师全面了解化学史,能更好理解胶体的核心价值,从而为教学设计找到合适的真实情景素材—新冠病毒气溶胶传播及其检测方法;学生了解化学史,更加理解化学的价值,主动参与学习,全身心参与体验,从而引发深度学习。基于以上理解,设计了胶体的教学目标及思路如下:
核心素养目标:
1.宏观辨识与微观探析:能根据混合物宏观性质的差异,分析组成特点,按分散质粒子大小对分散系进行分类;从胶体微粒的大小理解胶体的丁达尔效应及渗析;从胶体粒子带电理解胶体的介稳性、聚沉及电泳。
2.变化观念与平衡思想:从Fe(OH)3胶体与Fe(OH)3沉淀的认知冲突中,认识到物质和运动变化是永恒的,通过Fe(OH)3胶体聚沉实验,进一步理解胶体是物质的一种聚集状态,控制反应条件可以转化为沉淀。
3.科学探究与创新意识:通过丁达尔效应实验的分析,培养学生分析问题的能力;通过渗析等方案设计,培养科学探究与创新思维。
4.模型认知与证据推理:通过丁达尔效应、渗析、聚沉及电泳实质分析,进一步推理本质差异,同时多视角为胶体的性质提供了证据,通过实验对预测进行证实或者证伪。
5.科学精神与社会责任:通过新冠病毒气溶胶及胶体金法的检测实际问题的讨论,培养学生利用化学知识解决生活问题的习惯和能力。
教学思路:
二、基于化学史理解学生,设计学习体验激活深度学习
从赛尔米区分真假溶液的化学史史实,我们不难发现学生的认知冲突与科学家的认识误区及其相似,科学家们是怎么经历探究最终厘清胶体的概念,我们就循着这样的思路设计学生实践活动。
【初识胶体】环节中引入分散系的概念时传统的做法是让学生观察思考NaCl溶液、淀粉“溶液”和泥沙水的相同点与不同点,往往学生不知道老师需要他们回答什么,习得被动,也就对分散系的概念理解不够深刻。笔者基于学生理解的思考改进如下:
[学习体验一]把约1/5匙NaCl、1/5匙淀粉和1/5匙泥沙分别放入三个烧杯,各加入约40mL的蒸馏水,搅拌静置观察,回答1.从操作上有什么相同点?2.从组成上这三种体系有什么相同点?有什么不同点?
【微识胶体】环节中设计[学生体验二]分别用激光笔照射三个烧杯中的分散系,在与光束垂直的方向进行观察并记录现象。
[教师]为什么淀粉溶液中会出现光亮的通路?
带着学生重温赛尔米区分真假溶液实验,全身心投入教学过程,掌握鉴别方法,引发学生课后鉴别身边的水雾、水晶、饮料是不是胶体,有效引发了学生的学习发展,这正是深度学习的体现之一。
三、基于化学史理解教学,对话课堂,引发知识生长点
从魏曼制备胶体的史实任何物质既可以制成溶液也可以制成胶体,突破难点胶体不是某种物质,而是一种物质的聚集状态,从而引发学生讨论胶体的分离与提纯。学生自己设计出分离溶液与胶体需要孔径更小的滤纸,可以说是在师生对话中生长出了渗析这一知识点,这样的课堂习得,符合学生的认知规律,学生的证据推理能力再次得到锻炼,也形成了依据了三种分散系的本质区别粒子直径大小选择合适孔径的滤纸进行分离的模型认知。
基于化学史理解化学、理解学生、理解教学的高中化学深度学习实践研究表明,基于化学史高站位设计课堂,基于学生学情障碍点设计学习体验,把握教学关系,创设认知冲突,对话课堂,引发知识生长点都能指向深度学习,是行之有效的方法。
参考文献:
[1]中华人民共和国教育部.普通高中化学课程标准(2020年修订版)[S],北京:人民教育出版社,2020
[2]刘月霞、郭华.走向核心素养深度学习[M].北京:教育科学岀版社,2018
[3]李新兰.基于“模型认知”发展的“胶体”教学设计[J].化学教学,2020,(7):5
基金项目:本文系福建省教育科学“十三五”规划2020年立项课题“核心素养视域下的高中化学史课程实践研究”(“项目编号:FJJKXB20-712”)的阶段性成果

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