《普通高中化学课程标准(2017年)》要求:倡导真实问题情境的创设,开展以化学实验为主的多种探究活动,重视教学内容的结构化设计。通过实践,借用境脉视角进行课堂教学设计可以提高教学的有效性,提升学生的核心素养。
一、境脉视角下的化学课堂教学
"境脉"的英文原文是"con-text",在英汉词典中的语义是指"上下文"、"语境"、"文脉",指"人或事存在于其中的各种有关的情况"、来龙去脉、背景、环境等等。"境脉"包括"情境"与"脉络"。境脉学习理论(Contextual Learning)认为,学习者自身原有的记忆、经验、动机和反应构成了一个完整的内部世界,学习者在处理新的信息或知识时,与其内部世界发生意义,这便是学习。
境脉学习理论假定,大脑本能地在境脉(Context)中搜寻意义,即在学习者所处环境中搜寻所处理的新信息或新知识与其内部世界之间发生意义或看似有用的关系。境脉学习理论强调学习者内部世界对于学习的重要性,重视对学习者现有知识结构、学习动机、学习兴趣的分析。
化学课堂境脉,区别于普通的课堂境脉,它突出了“化学”课堂的特殊性。这是指教师在创设化学课堂境脉时,需要充分结合化学学科的特点,将与化学有关的生活素材等融入到课堂情境脉络和知识脉络中,要让学生在体会化学客观环境的同时,将化学现象、化学过程在学生的脑海中留下深刻的印象,让其构建自己的化学知识体系,形成自己的化学观念。也就是说,化学课堂境脉是将化学元素充分融入到课堂境脉中,使之形成为化学课堂所特有的课堂境脉。
二、境脉视角下的课堂实践
《物质的分离和提纯》一节是高中化学必修1的重要内容,如何创设真实的情境将分离与提纯融合在一起,以分离方法为境脉主线,让学生构建结构化的知识。因此本节课就以生活中常见的物质胡萝卜为原料,设计从胡萝卜中提取胡萝卜素为项目主题,进行教学设计。
江西师范大学黄梦把化学课堂境脉结构分为三种类型:直线型、并列型、交互型。而本节内容符合直线型,即指一个情境接着一个情境,在前一个情境中引发问题、解决问题,引出知识点的同时发现问题,创设下一个情境。因此可以构建该节课的模型图:
活动一:从胡萝卜中获取胡萝卜素
提供信息材料:胡萝卜素是橘黄色固体,它不溶于水,在乙醇中微溶,在石油醚中易溶;石油醚与水互不相溶,与乙醇互溶。胡萝卜素的初步提取液中含有少量可溶在水及乙醇中的杂质。
请同学思考并回答相关问题:在提取胡萝卜素之前,为什么要先将胡萝卜粉碎?水、乙醇及石油醚三种溶剂,应选用什么溶剂提取胡萝卜素,为什么?如何除去胡萝卜素初步提取液中的果肉?除去胡萝卜素初步提取液中的杂质,应该选择哪一种溶剂,为什么?
根据对以上问题的思考与回答,可以复习实验中的过滤操作,即固体和液体的分离。
如何从胡萝卜中提取胡萝卜素实际就是设计一个新的操作就是萃取。在选择哪种溶剂溶解时,就是萃取剂的选择原则。
活动二:萃取分液,纯化胡萝卜素的提取液。
通过上述方法得到的胡萝卜素纯度并不高,还需要进一步的提高纯度。如何操作呢?这就引入了萃取和分液。引入一个新的仪器分液漏斗。观察分液漏斗,与普通漏斗有何不同? 分组实验:萃取分液,纯化胡萝卜素的提取液。
活动三:蒸馏,从胡萝卜素的提取液中得到胡萝卜素
进一步提供材料:石油醚的沸点(70-90℃)低于胡萝卜素的沸点(>300℃)。有机溶剂价格较高且有一定的毒性,制有机溶剂的化工厂污染较大。
思考并回答,用蒸发法分离胡萝卜素和石油醚有何不妥?因而选用蒸馏的操作。怎样蒸,蒸馏时要注意哪些,在教学中详细阐述。制取出来后如何检测和鉴定。顺势介绍纸层析法鉴定提纯的胡萝卜素。
因此,在生活的场景中就学习并完善了化学中的分离、提纯和鉴定方法。另外教学中还可以提供。信息材料:2016年诺贝尔医药学奖被授予我国著名科学家屠呦呦,以表彰她开创性的从青蒿、黄花蒿等植物中分离提纯了具有治疗疟疾效果的青蒿素。青蒿素是一种难溶于水,易溶于有机溶剂的白色物质,但是它热稳定性极差,温度高时就会变质。有一种有机溶剂-乙醚,它的沸点只有35℃。所以青蒿素可以用乙醚提取法得到。让学生学以致用,并体会科学研究的过程。
在整个教学过程中,借境生疑,教师借境生问,学生借境解答,师生借境交流,生生借境合作。在情境中,在质疑中,在交流中,在合作中解决了问题,掌握了知识,获得了能力,提升了素养。而且整个的情境有自己的脉络结构逻辑主线。
化学课堂的境脉设计立足于学生的主体,将化学的核心概念整合到境脉上,借用境脉的的明线,落实知识与技能及核心素养的暗线,让学生在由境脉衍生的相关问题中掌握知识,提升素养。
三、境脉视角下的教学反思
化学就在我们身边,身边处处有化学,时时有化学。化学与我们息息相关,并无时无刻在影响和改变我们的生活。化学课堂教学的主要功能是让学生了解化学,理解化学,从而热爱化学。是通过化学课堂的学习,学会用化学的眼光和化学的视角看待我们周围的世界。而化学课堂的境脉来自于真实的生活生产,生动而有趣,让学生感到世界上物质的联系,知道知识的来龙去脉及客观关联,通过境脉让学生形成结构化的知识和结构化的观念,从而更系统的学习化学,切实有效的提升学生的思维和核心素养。
参考文献
[1] 普通高中化学课程标准(2017)[M]﹒北京:人民教育出版社,2018
[2] 肖建华.境脉视角下的物理教学实践与思考[J].中学物理教学参考,2018,(09): 22