大概念指方向 傳感器促教研——南寧二中化學(xué)組教學(xué)成果“化學(xué)大概念教學(xué)”推廣活動(dòng)紀(jì)實(shí)
原創(chuàng) 2024-04-08 15:58為了更好地開展中學(xué)各學(xué)科教研活動(dòng)，努力實(shí)現(xiàn)南寧市中學(xué)學(xué)段“雙減提質(zhì)”的工作要求，在南寧市教科所牽頭下，由南寧師范大學(xué)化學(xué)與材料學(xué)院、南寧二中化學(xué)組和南寧市范斌名師暨特級(jí)教師工作室共同承辦組織，于2024年3月13日下午在南寧二中鳳嶺校區(qū)開展了以南寧二中化學(xué)組教學(xué)成果“化學(xué)大概念教學(xué)”推廣活動(dòng)為主題的線上+線下教研活動(dòng)。活動(dòng)由南寧市教科所化學(xué)教研員王向軍老師主持，活動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)座無虛席，來自南寧市各市縣區(qū)300余位化學(xué)教師以及南寧師范大學(xué)化學(xué)與材料學(xué)院的師生來到活動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)參加了本次研討活動(dòng)，另外，線上還有2000多位老師也觀看了此次教研活動(dòng)的直播。
本次活動(dòng)以南寧二中化學(xué)組李曉老師的《指向大概念的反應(yīng)速率影響因素》示范課為開端，通過“一核三情五環(huán)”教學(xué)模式呈現(xiàn)，以大概念“化學(xué)反應(yīng)速率是可以調(diào)控的”作為教學(xué)設(shè)計(jì)的核心，穿插精彩的師生互動(dòng)與數(shù)字化實(shí)驗(yàn)，為南寧市的化學(xué)教師們呈現(xiàn)了傳感器如何彌補(bǔ)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)的不足。
圖1 指向大概念的教學(xué)模式
李老師從生活情境導(dǎo)課，以“怎么讓想快的反應(yīng)快，想慢的反應(yīng)慢？”作為驅(qū)動(dòng)問題，引出化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素，并從控制變量法的角度讓學(xué)生漸進(jìn)地設(shè)計(jì)了3個(gè)實(shí)驗(yàn)，分別研究催化劑、溫度和濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響。在溫度和濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響實(shí)驗(yàn)中，以硫代硫酸鈉與硫酸反應(yīng)的視頻作為情境，李老師從傳統(tǒng)演示實(shí)驗(yàn)需要用肉眼觀察反應(yīng)渾濁現(xiàn)象不夠精確和科學(xué)的角度出發(fā)，引出了濁度傳感器測(cè)量一段時(shí)間內(nèi)溶液濁度變化的方法，來更加科學(xué)精準(zhǔn)地測(cè)量反應(yīng)速率受影響后的變化。
圖2 課堂上引入濁度傳感器
通過學(xué)生分組設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)圖像后再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的教學(xué)思路，師生共同合作完成了熱水水浴、常溫和冰水水浴條件下反應(yīng)速率的測(cè)量。濁度傳感器清晰地呈現(xiàn)出溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響，李老師引導(dǎo)學(xué)生從達(dá)到頂點(diǎn)的時(shí)間、曲線斜率等方面認(rèn)識(shí)圖像特點(diǎn)，為后續(xù)學(xué)習(xí)做鋪墊。
圖3 溫度對(duì)反應(yīng)速率影響的圖像
隨后李老師以真實(shí)的實(shí)驗(yàn)情境作為教學(xué)評(píng)一體化的活動(dòng)，讓學(xué)生在特定的條件下設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響。由于濁度傳感器比色瓶總?cè)莘e有限，怎么通過各個(gè)溶液體積的控制來實(shí)現(xiàn)對(duì)濃度的改變，成了實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的核心問題。
圖4 在真實(shí)情境中設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)
由于濁度傳感器、比色瓶對(duì)于同學(xué)們較為陌生，同學(xué)們通過小組討論得出方案后，李老師讓同學(xué)準(zhǔn)備其中的任意一組實(shí)驗(yàn)，并讓4組同學(xué)同時(shí)在講臺(tái)上開始實(shí)驗(yàn)。這次實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)果也非常有趣，在這個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)中師生互動(dòng)民主、自然，充分體現(xiàn)了南寧二中“魅力教育”的辦學(xué)理念。
結(jié)課環(huán)節(jié)，李老師將學(xué)生的視野重新聚焦回真實(shí)情境中，以合成氨的真實(shí)情境作為信息，評(píng)價(jià)學(xué)生對(duì)反應(yīng)速率調(diào)控的認(rèn)識(shí)深度，體現(xiàn)出大概念對(duì)整節(jié)課的教學(xué)設(shè)計(jì)的影響。通過對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的調(diào)控的認(rèn)識(shí)，學(xué)生其實(shí)在為化學(xué)平衡的移動(dòng)做準(zhǔn)備，這樣的教學(xué)流程最終將指向化學(xué)學(xué)科最核心的大概念之一：化學(xué)反應(yīng)是可以調(diào)控的。
圖5 在真實(shí)情境中進(jìn)行評(píng)價(jià)
課后，南寧二中化學(xué)組的一些年輕教師也對(duì)本節(jié)課寫下了一些聽課感言，摘錄如下：
李曉老師的課堂，課堂氛圍是沒得說的，活躍、活力、活動(dòng)，精彩紛呈。這一堂課滲透大概念，化學(xué)反應(yīng)速率是可以調(diào)控的。化學(xué)反應(yīng)速率受多種因素影響，本節(jié)課采用控制變量法，鼓勵(lì)學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、自主動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，同時(shí)輔以濁度傳感器進(jìn)行教學(xué)講解，整堂課緊湊、精彩紛呈、高潮迭起。特別是在使用濁度傳感器進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn)的時(shí)候，不論是學(xué)生還是聽課的老師都被吸引住了。然后其實(shí)我覺得李曉老師這堂課其實(shí)還有一個(gè)化學(xué)大概念，那就是定性到定量，感性認(rèn)識(shí)到理性認(rèn)識(shí)。
——南寧二中化學(xué)組 陳信
李曉老師的課，我是從第一版聽到最后這一版的，我先談?wù)勎以谶@個(gè)過程當(dāng)中的一些感悟跟收獲。數(shù)字化實(shí)驗(yàn)要想真正應(yīng)用在課堂上并且讓學(xué)生在短時(shí)間內(nèi)接受、理解傳感器的原理并去設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、操作，很考驗(yàn)教師課堂掌控能力和語言表達(dá)能力，李曉老師在學(xué)案上增加了實(shí)驗(yàn)方案范例和傳感器圖表，在語言表述上指令明確、問題簡(jiǎn)潔，先示范引導(dǎo)學(xué)生去做，再放手讓學(xué)生自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，并且預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作。學(xué)生在這樣一個(gè)循序漸進(jìn)的過程當(dāng)中真正實(shí)現(xiàn)了從理解到預(yù)測(cè)再到控制的水平進(jìn)階，而不是茫然不知所措。驅(qū)動(dòng)性任務(wù)的設(shè)計(jì)突出學(xué)生的主體性，雖然最后的結(jié)果沒有達(dá)到預(yù)期，但是幽默風(fēng)趣的語言、錯(cuò)誤的分析也讓學(xué)生有了新的認(rèn)識(shí)。
——南寧二中化學(xué)組 楊紅瓊
本節(jié)課以大概念為導(dǎo)向，結(jié)合濁度傳感器能更科學(xué)、精確地測(cè)定硫代硫酸鈉與硫酸反應(yīng)速率的特點(diǎn)，用新穎的實(shí)驗(yàn)和圖像來深化學(xué)生對(duì)控制變量及其結(jié)果的認(rèn)識(shí)，以學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)促進(jìn)學(xué)習(xí)的進(jìn)階，并最終指向大概念的生成。這樣的教學(xué)方式得到了與會(huì)教師的高度評(píng)價(jià)，為南寧市化學(xué)學(xué)科的數(shù)字化實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路開辟了新的實(shí)踐路徑，讓數(shù)字化實(shí)驗(yàn)在祖國(guó)的八桂大地上生根發(fā)芽。
