审辩式教学“五步法”在化学教学中的应用及刍议

题记

     一直以为,教学是在迎来送往间充满遗憾的事业。教师的最大收获,是来自于不断的内在修炼!日复一日,年复一年。我们越来越会明白这样一个事实:没有学生,教师便不存在;学生的意义在于青春永在,教师的意义在于把四季活成春天!丰子恺先生有一幅画,名叫《努力爱春华》,献给所有老师们。
审辩式教学“五步法”在化学教学中的应用及刍议
    课堂是学生与教师的舞台。2023年的暑期,强烈地感受到一个教学方式的大变革时期正在到来。于是,在开学之际,写下一点思考,期待自己能与时俱进,适时打破旧局面,迎来一点新曙光。

 

     几年前的一个午后,金色的夕阳余晖洒在水泥路边。李明老师第一次给我讲起“三无课堂”以及“审辩式教学”。时过境迁,“三无课堂”的议题仍然保有初听时的震撼,也依然在每次课前的警示中闪现脑际。
     又是一年开学季。在新的教学旅程中,怎样规避“三无课堂”,让学生们在课堂活动中有主体、有抉择和有生活?这是一个需要不断思考与实践的问题!

      审辩式教学认为,“三无课堂”指课堂教学无主体、无抉择以及无生活。具体来说,无主体指教师在教学中无视社会的复杂和学生的能动性,使教学变为了“灌输”与获得标准答案,使学生这一有生命的主体,变为被操作的客体。无论是项目化教学还是单元设计教学,都主张将“情境”引入教学中,给学生以主观能动性,而不是被“灌输”知识的客体。
      无抉择指人类历史本该是人在复杂环境中的抉择史,但基于对社会及人的复杂性主动性与局限性忽视,历史在教学中常常被解释为必然的过程。于化学学科而言,如何理解“无抉择”?我以为,依循审辩式教学对“无抉择”的模式,尝试将其“化学”化为以下描述:无抉择指物质应该处于复杂多变的环境或多反应体系中,但基于对变化观念与平衡思想的忽视,化学教学常常被解释为必然或片面的过程。
      无生活指教学与丰富的现实生活之间脱节,学生得到的知识无法迁移到现实之中,从而无法支撑对现实问题的认识与解决,进而也就无法指导学生去创造新的生活。化学即生活,生活即化学。化学学科的知识应该根基于现实生活而展开。化学教学的目标是将化学学科知识和思维用于认识世界,并能尝试改造世界,让生活更加美好!Better Chemistry,Better Life.

      为避免“三无课堂”的产生,教师在教学过程当中应当实现“需求思考-冲突制造-主体赋能”三步走。具体操作方面,审辩式教学提出“见”、“思”、“问”“理”“拓”等5个步骤。以下是详细解释:
  见:指基于对生活现象、真实情境的分析,学习主体对于现象的感受;
  思:强调将感受与专业学科表述相连接,如学科理念、学科思维;
  问:指引导学习主体基于自身理解提出问题并给出猜测性解释。在此过程中,主体需调动已有知识对猜测进行评估、筛选,进而设计有效的验证方法。该过程为师生共同探路与抉择的对话过程,实际上也是对理论的发现与提出进行再现的教学过程;
   理:是在“问”所开出道路基础上通过严谨论证的求真过程,是将感性认识提升为理性认识的过程。在此过程当中,教师引导学生进行科学探究、帮助学生建立科学思维。
   拓:是对“理”所得到的探究结果向普适性的推演与实践,是基于科学态度与责任对理论的升华。在此过程当中,将理论向生活进行迁移,使“学习为优化生活”的目标得以实现。

     为了实践以上5个步骤,设计人教版高中化学选择性必修一《化学反应原理》第一章化学反应热与焓变为例,开展如下设计:
任务一:观察教材“开矿爆破图”与“乙炔与氧气反应放出热量用于切割金属图”。
师:请同学们观察教材“开矿爆破图”与“乙炔与氧气反应放出热量用于切割金属图”。思考:以上两种情境都利用了化学反应的哪种特征?
生:利用了化学反应放热的特点。(见)
师:为什么用乙炔与氧气反应放出的热量切割金属?其他气体不可以吗?(思)
生:不同燃料与氧气反应放出的热量不同。乙炔与氧气反应放出的热量较大。
师:比较不同反应的热效应大小,首先需要明确一对概念。
任务二:观察教材1-2 体系与环境图。

师:盐酸与氢氧化钠溶液在试管中,试管放在空气中。思考:怎样确定体系与环境?(见)

生:盐酸与氢氧化钠溶液及发生的反应是体系,除此之外是都是环境。
师:换成一个密闭容器中发生的合成氨反应,能分析体系与环境吗?(思)
生:氮气、氢气、催化剂与氨气形成体系,容器以及容器以外的空气都是环境。
师:我们区分体系与环境的目的是为了根据能量守恒,明确能量流动的方向,便于选择合适的反应体系对反应热进行定量研究。
    让我们再回到教材前面的两种情境中去,开矿爆破放出巨大能量,乙炔燃烧也在放出大量热,那么用乙炔燃烧去开矿爆破,用炸药进行金属切割,可以吗?(问)
学生甲:肯定可以!炸药爆炸释放的能量很大!
师:开矿的炸药多,还是燃烧的乙炔多呢?(理)
学生乙:应该考虑单位质量的燃料放出热量的大小。
师:事实上,常见的炸药如硝化甘油、TNT等的爆炸是不需要氧气的,而乙炔的燃烧是需要氧气的。我们应该用科学的态度面对这个问题。即便如此,在比较燃料放热情况时,应该考虑相同质量这个因素,依然是科学严谨的。(理)
任务三:中和反应的反应热的测定。
师:在等温条件下,化学反应体系向环境释放或吸收的热量,称为化学反应的热效应,
简称反应热。下面我们就以盐酸与氢氧化钠溶液反应为体系,实验测定该反应的反应热。
学生完成实验数据采集与处理,计算出反应热。(见)
师:请同学们分析实验的误差来自于哪里?怎样避免?(思)(问)
生:量热计的密封程度、反应物的混合速度与搅拌速度等。
师:教材上说“将量筒中的NaOH溶液迅速倒入量热计的内筒中”,为什么要强调“迅速”?(问)
生:可以减少热量损失。(理)
师:也就是说,缓慢或者分批多次倒入,“热量损失”就越大。某些反应物混合放热,带来操作的安全隐患。请同学们思考应该怎样减小这种操作风险?(拓)
生:缓慢或者分批多次加入反应物。
师:如何利用实验数据计算生成1 mol水所放出的热量?
生:用计算出的热量数值除以盐酸与氢氧化钠溶液反应生成水物质的量0.025 mol。
任务四:观察教材图1-4,理解化学反应中的焓变。
师:化学反应中,从反应物到生成物的内能发生了变化。为了方便计量恒压条件下的反应热,科学上引入了一个与内能相关的物理量——焓。由图像可知,焓变△H的正负怎么规定?(见)
生:吸热反应:△H>0,放热反应:△H<0。
师:从反应体系角度来看,吸热反应的△H为何大于0?放热反应的△H为何小于0?
生:对于吸热反应,体系从环境中吸收能量,体系能量增大,故△H>0;对于放热反应,体系向环境中释放能量,体系能量减小,故△H<0。(思)
师:一个化学反应必然经历先断键,后成键两个过程。断键,体系吸热;成键,体系放热。据此,同学们能得出什么结论?(问)
生:从断键与成键吸放热角度,可以计算出体系的反应热大小,也就是焓变△H。
师:能用公式表达出来吗?
生:反应物断键,体系能量增加而取“+”;生成物成键,体系能量减小而取“-”。所以,△H=反应物总键能-生成物总键能。(理)
师:有了这个公式,我们就可以在知道键能数据的基础上,求出一个化学反应的反应热了。不妨将以上过程作以下延伸:断键,表示旧事物的灭亡;成键,表示新事物的诞生。断键是因,成键是果。在一个化学反应体系中,无论付出的代价是吸热还是放热,新事物必然取代旧事物!汤之盘铭曰:苟日新,日日新,又日新……是故君子无所不用其极。我们应该不断锻炼自己的科学探究与创新意识,培养核心竞争力。(拓)

后记
     与其它课程设计理念相比,“见”、“思”、“问”“理”“拓”等5个步骤在课堂设计中具有很强的操作性。在具体课堂设计中,以上5个步骤既可以完全贯穿于课堂的每个学习任务中,也可以在某个学习任务中体现其中的某几个步骤。每一个步骤的设定,都在围绕“需求思考-冲突制造-主体赋能”进行精巧安排,从而规避“三无课堂”的尴尬局面。我以为,”三无课堂”的对立面不局限于“三有课堂”。“有主体、有抉择、有生活”的课堂,将会是优质高效课堂的起点。求真之外,还有美好与良善;科学以外,尚有艺术和宗教。若有可能,“有意趣”或者“有良知”等选项,是不是也可以在适当时机作为一种要素,添加到课堂中呢?毕竟,人类社会的未来存在必然的“智能”,但“智慧”与“良善”的人格未必能够全然实现。

“努力爱春华”!

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