(1海安縣實驗中學 江蘇南通 226600;2江蘇省海安高級中學 江蘇南通 226600)
摘要:介紹微課程的特點,結合案例說明微課程在高中化學專題復習中具體做法,并對微課教學中的常見問題提出了應對措施。
關鍵詞:微課;微課程;化學學科理解;專題復習
隨著信息技術的發(fā)展和人們對學習認識的深化,利用微課、微課程開展教學逐漸被接受和認同。筆者通過嘗試運用微課程開展教學,在專題復習方面積累了一些經(jīng)驗,探尋到一些規(guī)律性做法。
微課是以單一的知識點為學習內(nèi)容,通過針對性、聚焦式的持續(xù)學習、訓練和整理,提高教學效率的組織形式,以化整為零的策略追求立竿見影的效果。微課程是基于某些重要的主題(或專題),錄制多個高度相關的微課而形成的資源集合,運用聚零為整的策略完善知識框架,促進知識結構化。微課與微課程的使用,有利于促進學生提升化學學科理解。
1.微課內(nèi)容短小精悍,暗合中學生的認知特點和化學學科特點
微課的內(nèi)容是由中心問題細化而來的子問題,一般是剝離出的重點、難點和薄弱點,學習內(nèi)容少而精、活動時間短,與中學生有意注意規(guī)律吻合,與高中化學知識點多而零碎的特點一致,有利于學生集中精力尋求突破。同時,微課嵌入聲音、圖像、動畫等多種媒體,形式新穎、趣味性強,也能吸引學生注意力,激發(fā)學習意愿。
2.供給側資源屬性,適應學生發(fā)展的差異性,滿足個性化學習的需求
微課將知識塊割裂成若干知識點,甚至一個知識點還會設計成多個風格各異的微課。例如,在新情景中氧化還原反應方程式的書寫專題中,可以按“基礎知識回顧→配平步驟→樣例→校對→易錯點歸納→變式訓練”和“樣例→校對→書寫步驟歸納→變式訓練→易錯點歸納→變式訓練”的思路設計兩節(jié)微課,并在微課標題中注明各自特點和適用對象。學生可以根據(jù)自身情況和認知特點,自由規(guī)劃學習時間與路徑,自主選取合適的微課或查漏補缺,或鞏固重點,或提前預學。這種設計尊重了學生認知風格的多樣性和發(fā)展的差異性,滿足了學生不同層次的發(fā)展需求,有利于學生自我效能感的提升。
3.“樣例–變式”設計,有利于認知思路的形成
在微課教學中,學生通過樣例學習,初步摸索運用已有知識和觀念分析、解決問題的途徑。并在新情景中,嘗試運用新視角分析、解決問題,抽象概括出各類問題的本質(zhì)特點,建立經(jīng)典的問題原型,促進認知思路的形成與鞏固。例如在“有機流程題中未知物結構確定”的微專題中,通過分析樣例(如圖1)中試劑X(分子式為C8H8O2)的結構,歸納出“通過反應物與產(chǎn)物(或后續(xù)產(chǎn)物)的結構對比確定未知物結構片斷,再與分子式比較補全端點”的認知思路,再經(jīng)過變式(如圖2)鞏固認識思路,形成解決該類問題的視角。
圖1 確定Y(分子式為C14H14O2)的結構簡式
4.微課程的整體性設計,有助于促進知識結構化
在微課程內(nèi)部,各個微課根據(jù)同一問題的子問題設計而成,相互之間必然存在著內(nèi)在的邏輯聯(lián)系。微課程的這種整體性設計,將多個看似雜亂的微課整合成一個有序的系統(tǒng),加強了各知識點內(nèi)部的關聯(lián),減少了知識碎片的形成,有利于知識的系統(tǒng)化、結構化、觀念化。
例如,化工流程專題可以劃分為流程的含義、信息的提取與解讀、物質(zhì)成分分析與方程式的書寫、條件選擇與變量控制、物質(zhì)的分離與檢驗等小專題。而條件選擇與變量控制專題又可以根據(jù)研究對象和設問角度細分成影響化學反應速率條件的選擇控制、溶液pH調(diào)控等若干微型專題。這樣既能化整為零,又能聚零為整,保證了學習內(nèi)容的系統(tǒng)性和結構化。
溶液pH調(diào)控是化學實驗條件控制的一個方面,屬于化學學科方法維度的內(nèi)容,在化工生產(chǎn)和科學研究中有著廣泛運用。針對學生在溶液pH調(diào)控方面認識不足的現(xiàn)狀,運用微課“溶液pH調(diào)控在化工生產(chǎn)中的應用”開展教學。
環(huán)節(jié)1 創(chuàng)設情景,認識溶液pH調(diào)控的意義和價值
視頻展示:展示以“pH調(diào)控”為關鍵詞,在知網(wǎng)搜索結果的頁面。
[設計意圖]引領學生感知溶液pH調(diào)控在生產(chǎn)生活中的廣泛應用,激發(fā)研究溶液pH調(diào)控的熱情。
環(huán)節(jié)2 樣例學習,初步形成分析溶液pH控制的思路
樣例:PFSS是一種新型凈水劑,組成為[Fe2(OH)n(SO4)3-n/2(SiO2)x]m,制取的部分流程如圖3所示。
圖3 制取PFSS的部分流程
已知Al3+、Fe3+開始沉淀的pH分別為3.5、1.9,完全沉淀時pH分別為4.7、3.2。在“調(diào)節(jié)pH并過濾”流程中,控制pH的目的是________,范圍是__________。
[教師點撥]該流程設計的總目的是什么?關鍵詞“濾渣”及其流向,說明Al3+與Fe3+具體是以什么形態(tài)分離?Al3+與Fe3+處于上述形態(tài)時,pH范圍分別是多少?兩者同時滿足的pH范圍又是多少?
[學生活動]分析流程獲知鐵元素守恒,明確流程的目的是分離、提純鐵元素并轉化成產(chǎn)物,也就是除去Al3+。根據(jù)關鍵詞“濾渣”,判定分離的具體途徑是使Fe3+完全沉淀而Al3+尚未開始沉淀。最后,結合信息確定Fe3+完全沉淀時3.2≤pH,Al3+尚未開始沉淀pH≤3.5,兩者交集為3.2≤pH≤3.5。
[設計意圖]在從關鍵元素守恒的視角分析的基礎上,通過不斷追問,引導學生借助于題干和流程圖的關鍵詞語,理解溶液pH調(diào)控的具體意圖和控制范圍,構建新的分析思路。
變式1:以工業(yè)碳酸鈣生產(chǎn)醫(yī)藥級氯化鈣(CaCl2·2H2O)的部分流程如圖4所示。
圖4 制取醫(yī)藥級氯化鈣的部分流程
(1)在“酸化”流程中,調(diào)節(jié)pH約為4.0,主要目的是___________。
(2)在“酸化”流程中,為什么選擇鹽酸而不選用稀硫酸呢?
[學生活動]比較原料和目標產(chǎn)物的組成元素,明確流程的目的是分離提純鈣元素并轉化成目標產(chǎn)物,即除去雜質(zhì)OH—。然后根據(jù)pH變小與組分的關系,分析出pH調(diào)控的作用是除去Ca(OH)2以及防止Ca(OH)2與空氣中的CO2反應。再結合關鍵詞“醫(yī)藥級”的要求,從試劑所含微粒的角度明確不能引入新雜質(zhì)。
[教師點撥]產(chǎn)品中如果含有Ca(OH)2,在空氣中久置后會發(fā)生什么變化?“醫(yī)藥級”意味著對產(chǎn)品純度有什么要求?
[設計意圖]通過創(chuàng)設新情景,引導學生運用新經(jīng)驗分析溶液pH調(diào)控的具體目的,將化工生產(chǎn)與除雜原則關聯(lián)起來,通過解釋與說明穩(wěn)定認知視角。
變式2:已知Sn(OH)2的溶度積為1.0×10-26。氯化錫制取SnSO4的部分流程如圖5所示。
圖5 制取硫酸錫的部分流程
反應Ⅱ中,硫酸的作用之一是控制溶液的pH。若溶液中 c(Sn2+)=1.0mol/L,則溶液pH應控制在_______________(填范圍)。
[學生活動]從溶度積的角度分析沒有形成Sn(OH)2沉淀的原因,計算出c(OH—)≤1.0×10-13mol/L,得出溶液pH≤1。
[教師點撥]SnSO4溶液中是否含有OH—呢?從溶度積的角度來看,為什么溶液中Sn2+與OH—沒有形成Sn(OH)2沉淀呢?
[設計意圖]通過變式訓練,在使用中鞏固新的認知視角,從量的角度提升學生對調(diào)控溶液pH的認識。
環(huán)節(jié)3 整理提高,完善分析溶液pH調(diào)控問題的思維框架
[學生活動]從溶液pH調(diào)控的目的、常見作用、方法和范圍確定等方面梳理學習收獲。
[設計意圖]引導學生總結有關化工生產(chǎn)中溶液pH調(diào)控的知識,完善知識框架,形成系統(tǒng)化、結構化的認識,增進化學學科理解。
在專題復習中,微課和微課程有自身的優(yōu)勢,但是也要關注三個問題。第一,如何引導學生迅速找到所需的微課?建議在微課簡介中添加一組關鍵詞,讓學生一看就清楚微課的內(nèi)容,提高識別和使用效率。第二,如何避免成為新的“機灌”?在設計微課時,要心中有學生,多用問題引導學生思考,在關鍵處稍作停留,給學生思考的時間。第三,如何增加師生和生生互動?可以運用現(xiàn)有網(wǎng)絡平臺的討論區(qū)功能,也可以創(chuàng)建學科交流群或公眾號,引導學生集中交流學習體會與困惑,并且定期整理交流內(nèi)容,作為補充資源發(fā)布到相關微課資源包中。
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