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概念轉(zhuǎn)變教學(xué)設(shè)計(jì)論文

時(shí)間:2021-03-23 12:48:00 教學(xué)設(shè)計(jì) 我要投稿

概念轉(zhuǎn)變教學(xué)設(shè)計(jì)論文

  一、促進(jìn)“概念轉(zhuǎn)變”的教學(xué)策略

概念轉(zhuǎn)變教學(xué)設(shè)計(jì)論文

  如何有效促進(jìn)學(xué)生從“電離模型”向“水解模型”轉(zhuǎn)變?單純靠老師的講授顯然是不可行的。教學(xué)的首要任務(wù)在于引發(fā)認(rèn)知沖突,從而認(rèn)識(shí)“電離模型”的局限性。在此基礎(chǔ)上,讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到改變或調(diào)整原有認(rèn)知的必要性。于是,借助一定手段、設(shè)置能使學(xué)生產(chǎn)生認(rèn)知困惑和沖突的問(wèn)題情景,并立足于這一困惑和沖突的問(wèn)題情景,開(kāi)展深入的探究,從而實(shí)現(xiàn)舊概念的重組、新概念的建構(gòu)成為教學(xué)的關(guān)鍵。問(wèn)題情景對(duì)學(xué)生造成的認(rèn)知沖突程度越顯著,越有利于激發(fā)學(xué)生解決困惑與沖突的探究興趣。如何設(shè)置能使學(xué)生產(chǎn)生強(qiáng)烈認(rèn)知沖突的問(wèn)題情景?

  一方面,要強(qiáng)化學(xué)生原有認(rèn)知,讓學(xué)生清晰認(rèn)識(shí)頭腦中“電離模型”;另一方面,呈現(xiàn)直觀(guān)明顯、沖突強(qiáng)烈的反例,讓學(xué)生對(duì)原有認(rèn)知產(chǎn)生強(qiáng)烈的不適感。當(dāng)對(duì)“反例”產(chǎn)生認(rèn)知沖突時(shí),引導(dǎo)學(xué)生立足于從系統(tǒng)的視角去分析溶液中存在的微粒及微粒間的作用,初步建構(gòu)起解釋鹽溶液酸堿性的“水解模型”;在初步建立新模型的基礎(chǔ)上,應(yīng)用此模型去預(yù)測(cè)更多未知鹽溶液的酸堿性,并通過(guò)實(shí)驗(yàn)加以驗(yàn)證,從而讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到新認(rèn)知模型的合理性和有效性。最后,對(duì)新、舊認(rèn)知模型進(jìn)行對(duì)比分析,明確適用對(duì)象、本質(zhì)差異等,深化對(duì)新概念模型的認(rèn)識(shí),從而有效實(shí)現(xiàn)“概念轉(zhuǎn)變”。

  二、“鹽類(lèi)的水解”(第一課時(shí))的教學(xué)設(shè)計(jì)

  概念轉(zhuǎn)變的前提條件是“對(duì)現(xiàn)有概念的不滿(mǎn)”。對(duì)“現(xiàn)有概念的不滿(mǎn)”,不僅與學(xué)習(xí)者面對(duì)的情景有關(guān),而且與學(xué)習(xí)者對(duì)自身原有認(rèn)知的清晰度有關(guān)。學(xué)習(xí)者對(duì)自身的原有認(rèn)知越清晰,面臨新的問(wèn)題情境時(shí),產(chǎn)生的沖突將越強(qiáng)烈。本課教學(xué)時(shí),先安排下述復(fù)習(xí)回顧活動(dòng):請(qǐng)同學(xué)們結(jié)合已有經(jīng)驗(yàn)與知識(shí)(如強(qiáng)弱電解質(zhì)電離、溶液酸堿性等),思考如下問(wèn)題:

  (1)純水會(huì)發(fā)生怎樣的電離?常溫下,純水中的c(H+)、c(OH-)大小關(guān)系如何?

  (2)對(duì)于水溶液而言,溶液的酸堿性與溶液中c(H+)、c(OH-)大小有何關(guān)系?

  (3)酸(或堿)溶于水后形成的溶液顯酸(或堿)性,為什么?歸納總結(jié):酸(或堿)溶于水形成的溶液顯酸(或堿)性,是因?yàn)樗幔ɑ驂A)電離出H+(或OH-),導(dǎo)致溶液中c(H+)大于(或小于)c(OH-)。

  設(shè)置三個(gè)問(wèn)題供學(xué)生思考,強(qiáng)化學(xué)生對(duì)水的電離、溶液酸堿性與c(H+)、c(OH-)大小關(guān)系的認(rèn)識(shí),并激活“電離模型”。其目的不僅為鹽溶液酸堿性分析奠定基礎(chǔ),并為后認(rèn)知沖突作鋪墊。在完成上述教學(xué)任務(wù)之后,接著安排如下探究活動(dòng):提出問(wèn)題:現(xiàn)有一瓶0.1mol/LCH3COONa溶液,請(qǐng)分析與預(yù)測(cè):

  (1)CH3COONa在水中如何電離?是否產(chǎn)生H+或OH-?

 。2)請(qǐng)預(yù)測(cè):CH3COONa溶液顯酸性、中性還是堿性?為什么?實(shí)驗(yàn)活動(dòng):請(qǐng)?jiān)陬A(yù)測(cè)基礎(chǔ)上,用pH試紙測(cè)定該溶液的pH。要求“分析與預(yù)測(cè)”的目的在于引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用“電離模型”解釋未知溶液酸堿性,為認(rèn)知沖突埋下伏筆;“實(shí)驗(yàn)活動(dòng)”的目的,則讓學(xué)生親自獲取感性材料,強(qiáng)烈感知預(yù)測(cè)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果差異性,從而產(chǎn)生強(qiáng)烈的認(rèn)知沖突,誘發(fā)學(xué)生對(duì)“電離模型”的不滿(mǎn)。接下來(lái),并不急于分析醋酸鈉溶液為何顯堿性,而是安排學(xué)生反思與動(dòng)手實(shí)驗(yàn)。具體安排如下:提出問(wèn)題:請(qǐng)反思自己的“分析與預(yù)測(cè)”及“實(shí)驗(yàn)活動(dòng)”,看看是否存在問(wèn)題。

  實(shí)驗(yàn)活動(dòng):請(qǐng)重測(cè)CH3COONa溶液的pH,并用同樣方法測(cè)0.1mol/LNH4Cl溶液的pH。將結(jié)果填入表中。反思的目的,在于確認(rèn)自己的分析與pH檢測(cè)無(wú)誤;實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的目的,不僅確認(rèn)醋酸鈉溶液pH確實(shí)顯堿性并獲取更多的事實(shí)證據(jù),同時(shí)得出鹽溶液可呈堿性、也可以呈酸性的.事實(shí),從而進(jìn)一步認(rèn)識(shí)到“電離模型”的局限,激發(fā)建構(gòu)新思維的驅(qū)動(dòng)力。前面的教學(xué)活動(dòng),為“概念轉(zhuǎn)變”提供了前提條件。接下來(lái)的教學(xué),便是要引導(dǎo)學(xué)生探究,以期建立“水解模型”。教學(xué)安排如下:提出問(wèn)題:

  1.請(qǐng)結(jié)合醋酸鈉溶液顯堿性的實(shí)驗(yàn)事實(shí),思考并討論下述問(wèn)題:

 。1)該溶液體系存在哪些電離?是否可逆?電離出哪些微粒?

  (2)溶液中H+、OH-均來(lái)自水的電離,對(duì)于純水電離而言,c(H+)應(yīng)等于c(OH-)。為何該溶液中c(H+)小于c(OH-)?是不是體系中哪些微粒結(jié)合了水電離產(chǎn)生的H+?請(qǐng)結(jié)合溶液中的微粒加以分析。

  2.按前述醋酸鈉溶液顯堿性的分析思路,探討NH4Cl溶液顯酸性的原因。

  3.和同學(xué)交流討論,并用自己話(huà)語(yǔ)歸納總結(jié)鹽溶

  液顯酸性或堿性的原因。引導(dǎo)學(xué)生從同時(shí)考慮醋酸鈉和水的電離、電離是否可逆、電離產(chǎn)生的微粒出發(fā),并從系統(tǒng)中微粒相互作用的視角分析醋酸鈉溶液中c(H+)、c(OH-)變化的原因。之后,遵循這樣的思路,分析討論NH4Cl溶液顯酸性的原因。經(jīng)歷這樣的探究活動(dòng),學(xué)生將初步建起了鹽溶液酸堿性分析的基本思路,初步形成鹽類(lèi)水解的概念,初步建立起體系中微粒間的相互作用、水的電離平衡及移動(dòng)、鹽溶液的酸堿性等整體性認(rèn)識(shí)。這樣的學(xué)習(xí),解決了“新概念的可理解性”、“新概念的合理性”問(wèn)題,從而有利于概念轉(zhuǎn)變。學(xué)生雖然建立起對(duì)“鹽類(lèi)的水解”概念及“水解模型”的初步認(rèn)識(shí),但還需進(jìn)一步檢驗(yàn)。因此,接下來(lái)的教學(xué),要讓學(xué)生從理論與實(shí)踐兩個(gè)層面去論證“水解模型”的合理性。教學(xué)過(guò)程如下:?jiǎn)栴}討論:

  1.為何鹽溶液體系中的鹽電離出來(lái)的金屬離子或酸根離子會(huì)與水電離出來(lái)的OH-或H+結(jié)合?你將如何證明?

  2.根據(jù)你的分析,預(yù)測(cè)Na2CO3及Al2(SO4)

  3溶液酸堿性,并從微觀(guān)視角加以分析。

  實(shí)驗(yàn)活動(dòng):

  1.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)并驗(yàn)證“鹽溶液體系中的鹽電離出來(lái)的金屬離子或酸根離子會(huì)與水電離出來(lái)的OH-或H+結(jié)合形成弱電解質(zhì);

  2.用pH試紙測(cè)定0.1mol/LNa2CO3、Al2(SO4)3及KNO3溶液的pH,并將實(shí)驗(yàn)結(jié)果與預(yù)測(cè)相對(duì)比。本階段教學(xué)任務(wù)的功能如下:一是寄希望于學(xué)生能從弱電解質(zhì)電離平衡的角度,認(rèn)識(shí)到溶液體系中若同時(shí)存在弱堿的金屬離子與OH-、弱酸的酸根離子與H+時(shí),將結(jié)合為弱電解質(zhì)分子并建立起平衡,再用實(shí)驗(yàn)來(lái)證實(shí);二是應(yīng)用“水解模型”去預(yù)測(cè)未知鹽溶液的酸堿性,并通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)證實(shí)。最終,讓學(xué)生從理論和實(shí)踐層面證實(shí)“水解模型”合理性,同時(shí)體驗(yàn)“新概念的有效性”。到此為止,學(xué)生將體驗(yàn)到“電離模型”不合理性,體驗(yàn)到“水解模型”的可接受性、合理性及有效性,從而較好地達(dá)成“概念轉(zhuǎn)變”———即判斷溶液酸堿性從“電離模型”轉(zhuǎn)向“水解模型”。但是,教學(xué)并不能到此為止,還需繼續(xù)安排相關(guān)的學(xué)習(xí)活動(dòng)。提出問(wèn)題:現(xiàn)有一瓶0.1mol/L的NaCl、KNO3溶液,請(qǐng)預(yù)測(cè)這兩種溶液的pH,并從微觀(guān)視角加以分析。實(shí)驗(yàn)活動(dòng):請(qǐng)用pH試紙檢測(cè)上述兩種溶液的pH。交流討論:

 。1)你的預(yù)測(cè)結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果是否一致?

 。2)若不一致,請(qǐng)分析其可能原因;

 。3)結(jié)合前面六種鹽溶液酸堿性及微觀(guān)視角的分析,總結(jié)分析鹽溶液的思路。本階段活動(dòng)的安排,旨在讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到鹽溶液還可能顯中性。這是其一;第二,通過(guò)提供鹽類(lèi)水解的“反例”(即有些鹽并不水解),進(jìn)一步深化對(duì)“水解模型”的認(rèn)識(shí)(此類(lèi)鹽不水解,照樣可以用“水解模型”解釋———因?yàn)榇祟?lèi)鹽電離時(shí)既不產(chǎn)生弱酸根離子,也不產(chǎn)生弱堿的金屬陽(yáng)離子,將不會(huì)結(jié)合水電離出來(lái)的H+、OH-而不破壞水的電離平衡,故其溶液顯中性)。至此,學(xué)生借助“水解模型”全面解釋了各類(lèi)鹽(能水解的鹽、不能水解的鹽)溶液的酸堿性,深刻認(rèn)識(shí)到“水解模型”的合理性和有效性,將牢固建立分析溶液酸堿性的新模型。最后,安排如下活動(dòng),幫助學(xué)生總結(jié)溶液酸堿性判斷兩類(lèi)模型(“電離模型”和“水解模型”)的適用對(duì)象與分析思路,達(dá)成本課的學(xué)習(xí)目標(biāo)。提出問(wèn)題:現(xiàn)有稀鹽酸、氫氧化鈉溶液、硫酸鈉溶液、氯化鐵溶液及硅酸鈉溶液。

 。1)哪些溶液顯酸性?哪些溶液顯中性?哪些溶液顯堿性?

 。2)以上述顯酸性溶液為例,從微觀(guān)角度分析它們顯酸性的原因。

 。3)結(jié)合問(wèn)題(2),總結(jié)可從哪些角度分析溶液的酸堿性?

  (4)結(jié)合(3)的分析,在分析電解質(zhì)溶液酸堿性時(shí),哪些溶液只需考慮電解質(zhì)的電離?哪些溶液需要同時(shí)考慮電解質(zhì)和水的電離?建立在學(xué)習(xí)已有經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上進(jìn)行“概念轉(zhuǎn)變”的教學(xué),從而幫助學(xué)生正確理解并掌握科學(xué)概念,是目前學(xué)習(xí)心理學(xué)研究的一個(gè)重要課題。前面以“鹽類(lèi)的水解”(第一課時(shí))為例,闡述如何開(kāi)展基于“概念轉(zhuǎn)變”的教學(xué)設(shè)計(jì),以期促進(jìn)學(xué)生對(duì)“鹽類(lèi)的水解”概念和本質(zhì)的理解與把握,從而實(shí)現(xiàn)化學(xué)教育提升學(xué)生化學(xué)科學(xué)素養(yǎng)的目標(biāo)。

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