分析元素化合物內(nèi)容的科學(xué)本質(zhì)教學(xué)模式的構(gòu)建

1、.分析元素化合物內(nèi)容的科學(xué)本質(zhì)教學(xué)形式的構(gòu)建幫助學(xué)生適當(dāng)理解科學(xué)本質(zhì)是科學(xué)教育的重要目的之一,也是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的核心成分之一1?；瘜W(xué)教育作為科學(xué)教育的一個重要分支,理應(yīng)承載科學(xué)本質(zhì)教育的任務(wù),主動幫助學(xué)生樹立科學(xué)本質(zhì)的根本觀念2。為了更好地完成科學(xué)教育中的科學(xué)本質(zhì)教育任務(wù),研究者在堅決“構(gòu)建一套統(tǒng)一的科學(xué)本質(zhì)內(nèi)涵體系不僅是可能的,而且是必要的這一信念的根底上,以“科學(xué)活動為主線,以真實性、可承受性、完好性和認(rèn)識論為原那么,圍繞科學(xué)活動的發(fā)生、過程、方法、結(jié)果、評價和主體六個方面,系統(tǒng)構(gòu)建了一套立體式、全方位的科學(xué)本質(zhì)內(nèi)涵體系3。以上述觀點與研究結(jié)論為根據(jù),研究者在分別構(gòu)建了基于化學(xué)史內(nèi)容和

2、化學(xué)概念原理的科學(xué)本質(zhì)教學(xué)形式即HOC-NOS形式和CCP-NOS形式之后,進(jìn)一步分析構(gòu)建了以元素化合物內(nèi)容為載體的科學(xué)本質(zhì)教學(xué)形式Element Compound-Nature of Science簡稱EC-NOS教學(xué)形式45,并希望借此進(jìn)一步促進(jìn)一線老師更好地施行科學(xué)本質(zhì)教學(xué)。1 EC-NOS教學(xué)形式構(gòu)建的思路與方法同HOC-NOS和CCP-NOS兩種科學(xué)本質(zhì)教學(xué)形式的構(gòu)建思路一樣,研究者先是利用史料分析和邏輯分析相結(jié)合的方法,客觀而又真實地提醒出元素化合物內(nèi)容所蘊含的科學(xué)本質(zhì)觀念,并以此為根據(jù)分析確定中學(xué)階段中利用元素化合物內(nèi)容進(jìn)展科學(xué)本質(zhì)教學(xué)的可能性與可行性;緊接著再利用文獻(xiàn)分析和文本

3、分析兩種詳細(xì)研究方法,歸納總結(jié)出中學(xué)階段元素化合物內(nèi)容element compound,簡稱EC的六個主要特點即直觀性、經(jīng)歷性、客觀性、重現(xiàn)性、規(guī)律性和雙貼性;最后,再將元素化合物內(nèi)容自身特點與研究者前期構(gòu)建的科學(xué)本質(zhì)詳細(xì)內(nèi)涵,統(tǒng)一于研究者第一步分析確定的可能性和可行性范疇之內(nèi),以最終實現(xiàn)集元素化合物內(nèi)容特點和科學(xué)本質(zhì)觀念于一身的科學(xué)本質(zhì)教學(xué)新形式EC-NOS教學(xué)形式的合理構(gòu)建。1.1 元素化合物內(nèi)容所蘊含的科學(xué)本質(zhì)觀念經(jīng)史料分析主要指化學(xué)史料的分析和邏輯分析,我們認(rèn)為元素化合物內(nèi)容所蘊含的科學(xué)本質(zhì)觀念,主要包括以下十點678:在科學(xué)活動的方法中,觀察和推論之間存在著區(qū)別,從觀察到推論的認(rèn)識過

4、程并不是一個連續(xù)的認(rèn)識序列;科學(xué)知識必須依賴實驗和觀察的證實或證偽;科學(xué)是極為嚴(yán)謹(jǐn)?shù)?它建立在實驗的根底上;科學(xué)具有解釋和預(yù)測的功能;科學(xué)實驗和觀察是可重復(fù)的;科學(xué)知識的獲得基于人們對自然界的觀察,但人的推理、想象和創(chuàng)造性起著重要作用;科學(xué)充滿挑戰(zhàn),從事科學(xué)活動從來不是一件容易的事,科學(xué)又充滿奧秘,從事科學(xué)活動也決不是一件痛苦的事;充足、確定、可信的證據(jù)事實證據(jù)和邏輯證據(jù)與不斷地質(zhì)疑和批判在科學(xué)社群評價科學(xué)活動結(jié)果時有著絕對重要的地位;科學(xué)研究中有普遍承受的道德標(biāo)準(zhǔn),保持記錄的準(zhǔn)確性、公開性、可重復(fù)驗證性是多數(shù)科學(xué)家遵守的職業(yè)道德;科學(xué)知識只能在一定范圍內(nèi)適用,科學(xué)不能解決所有問題。1.2 元

5、素化合物內(nèi)容六個主要特點的詳細(xì)內(nèi)涵經(jīng)文獻(xiàn)和文本分析主要指教材文本,我們認(rèn)為元素化合物內(nèi)容六個特點的詳細(xì)內(nèi)涵如下:直觀性,也就是元素化合物內(nèi)容最易為人們感覺器官感知和把握的特性;經(jīng)歷性,也就是元素化合物內(nèi)容作為人們建構(gòu)、驗證或推翻化學(xué)科學(xué)各類抽象概念與理論最根本素材的特性;客觀性,也就是元素化合物內(nèi)容作為化學(xué)根本領(lǐng)實的真實存在性;重現(xiàn)性,也就是元素化合物內(nèi)容作為直觀而又客觀的經(jīng)歷事實可以在一定條件下屢次重復(fù)出現(xiàn)的特性;規(guī)律性,也就是看似雜亂的元素化合物內(nèi)容所具有的內(nèi)在關(guān)聯(lián)性;雙貼性,也就是元素化合物內(nèi)容與消費生活的親密關(guān)聯(lián)性。2 EC-NOS教學(xué)形式的構(gòu)成與流程綜合以上分析,我們構(gòu)建了EC-NO

6、S教學(xué)形式,它的構(gòu)成與流程如圖1所示:2.1 分析主題內(nèi)容,確定教學(xué)目的本環(huán)節(jié)屬于活動定向階段,其核心任務(wù)就是通過確定元素化合物某一特定主題教學(xué)所能實現(xiàn)的科學(xué)本質(zhì)目的,為該主題所有教與學(xué)的活動指明方向。而確定某一特定主題所能實現(xiàn)的科學(xué)本質(zhì)目的的核心根據(jù),主要包括“元素化合物內(nèi)容所蘊含的科學(xué)本質(zhì)觀念和“該主題元素化合物的主要內(nèi)容與詳細(xì)特點兩個方面。關(guān)于第一方面,前文已做過闡述,在此不再贅述。關(guān)于“該主題元素化合物的主要內(nèi)容與詳細(xì)特點,一線老師那么需要在宏觀把握中學(xué)階段元素化合物根本內(nèi)容和主要特點的根底上,詳細(xì)問題詳細(xì)分析。為了幫助一線老師從宏觀上把握中學(xué)階段元素化合物的根本內(nèi)容,我們對現(xiàn)階段化學(xué)

7、課程標(biāo)準(zhǔn)和各版本中學(xué)化學(xué)教材進(jìn)展了較為客觀的文本分析,結(jié)果發(fā)現(xiàn):中學(xué)階段元素化合物的根本內(nèi)容主要包括:物質(zhì)組成定性與定量兩個角度、物質(zhì)性質(zhì)包括物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)或者物質(zhì)變化、物質(zhì)構(gòu)造包括原子構(gòu)造、分子構(gòu)造和晶體構(gòu)造、物質(zhì)制備與互相轉(zhuǎn)化等的分析與探究以及物質(zhì)用處或危害的常識性介紹等五個方面。每一個元素化合物的主題,都包含以上五方面內(nèi)容的某一或某幾個方面。事實上,中學(xué)階段元素化合物的五個根本內(nèi)容,并不是同樣份額,同等重要。對大多數(shù)元素化合物的主題來說,最能表達(dá)科學(xué)本質(zhì)觀念的理想內(nèi)容都是有關(guān)“物質(zhì)性質(zhì)包括物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)或物質(zhì)變化分析與探究的部分。這一方面是因為無論哪個版本化學(xué)教材在呈現(xiàn)元素化合物

8、時都必然包含“物質(zhì)性質(zhì)包括物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)或物質(zhì)變化分析與探究這一部分內(nèi)容;另一方面也是因為這部分內(nèi)容自身蘊含的科學(xué)本質(zhì)觀念是最多的。與之相對應(yīng),分析探究“元素化合物性質(zhì)的教學(xué)活動也就是EC-NOS教學(xué)形式的最核心部分。2.2 聯(lián)絡(luò)消費生活,引出性質(zhì)教學(xué)本環(huán)節(jié)屬于活動啟動階段,其核心任務(wù)就是通過對主題引入素材和引入方式的精心選擇與巧妙設(shè)計,促使老師和學(xué)生都把自身的注意力全部集中到ECNOS教學(xué)形式的最核心環(huán)節(jié)元素化合物性質(zhì)教學(xué)上來,或者說,促使老師的教學(xué)活動和學(xué)生的學(xué)習(xí)活動均得到適時、適度而有效的啟動?？紤]到元素化合物內(nèi)容具有“雙貼性的特點,因此,“聯(lián)絡(luò)消費生活是老師精心選擇該類主題引入素材

9、的最直接思路。至于如何巧妙設(shè)計引入方式,要視特定主題內(nèi)容與引入素材的實際情況詳細(xì)確定。眾多有關(guān)教學(xué)情境創(chuàng)設(shè)的理論與文獻(xiàn),也會為一線老師巧妙設(shè)計提供思路與案例。2.3 元素化合物性質(zhì)教學(xué)本環(huán)節(jié)屬于活動運行階段,其核心任務(wù)就是通過元素化合物性質(zhì)教學(xué)的有序、有效開展,幫助學(xué)生在經(jīng)歷、體驗、感受“性質(zhì)知識獲得過程中艱辛與樂趣的根底上,自覺地去感知和領(lǐng)悟蘊藏于這段教學(xué)活動中的科學(xué)本質(zhì)觀念。其中,“元素化合物性質(zhì)教學(xué)有序、有效開展是本環(huán)節(jié)有效實現(xiàn)內(nèi)隱于該主題中的科學(xué)本質(zhì)目的的關(guān)鍵。為此,一線老師在設(shè)計、組織這一片段教學(xué)時,理應(yīng)充分利用元素化合物“直觀性、“經(jīng)歷性和“客觀性等特點,盡可能讓學(xué)生在觀察、體驗或

10、回憶已有體驗等直觀方法的幫助下,經(jīng)歷對觀察現(xiàn)象與各類體驗主要包括“貯存于記憶中已有的和“當(dāng)場獲得的兩大類的客觀描繪、記錄、分析、推理、討論,直至得出結(jié)論的全部過程,進(jìn)而形成對物質(zhì)性質(zhì)或變化的根本認(rèn)識。2.3.1 物理性質(zhì)教學(xué)1實物或圖片觀察和或介紹相關(guān)經(jīng)歷進(jìn)入物質(zhì)物理性質(zhì)教學(xué)以后,老師應(yīng)根據(jù)主題所涉物質(zhì)詳細(xì)情況,可以提供實物的,組織學(xué)生觀察實物;實物不易提供或?qū)嵨镉卸?、危險性較強的,組織學(xué)生觀察圖片;假如受條件限制前兩者均不能提供的,老師應(yīng)充分利用語言技巧生動描繪或設(shè)計問題幫助學(xué)生回憶已有經(jīng)歷?？傊?無論怎樣設(shè)計,讓學(xué)生盡可能在感知覺的幫助下獲得物質(zhì)物理性質(zhì)的知識,是本片段教學(xué)的根本原那么。2

11、描繪記錄,分析推理,得出結(jié)論引導(dǎo)學(xué)生用科學(xué)準(zhǔn)確的語言和術(shù)語,客觀描繪并認(rèn)真記錄所看、所感、所想、所聽,是本片段教學(xué)的首要任務(wù)。隨后,組織學(xué)生根據(jù)記錄結(jié)果,分析推理,得出有關(guān)物質(zhì)物理性質(zhì)的初步認(rèn)識。2.3.2 化學(xué)性質(zhì)教學(xué)1回憶組成元素相關(guān)知識進(jìn)入物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)教學(xué)以后,老師應(yīng)根據(jù)主題所涉物質(zhì)詳細(xì)情況,是單質(zhì)但還沒有學(xué)習(xí)原子構(gòu)造知識的這里主要指的是九年級上冊化學(xué)中的部分元素化合物內(nèi)容,如氧氣,省去這一環(huán)節(jié)直接進(jìn)入“設(shè)計實驗或提供經(jīng)歷事實驗證環(huán)節(jié);是單質(zhì)且已學(xué)習(xí)原子構(gòu)造知識的,組織學(xué)生回憶該單質(zhì)組成元素原子的原子構(gòu)造、元素化合價等知識;是化合物且曉其組成的,組織學(xué)生回憶常見化合物的主要類型以及該化合

12、物組成各元素的相關(guān)知識。2預(yù)測單質(zhì)或化合物的可能性質(zhì)在上一片段教學(xué)的根底上,引導(dǎo)學(xué)生預(yù)測單質(zhì)或化合物的可能性質(zhì)。在單質(zhì)化學(xué)性質(zhì)教學(xué)時,我們可以利用該單質(zhì)組成元素的原子構(gòu)造將該單質(zhì)歸類,如金屬或非金屬,進(jìn)而預(yù)測該單質(zhì)可能的性質(zhì),或可能發(fā)生的詳細(xì)反響;在化合物化學(xué)性質(zhì)教學(xué)時,我們同樣可以按照該化合物的元素組成將其歸類,如無機(jī)物酸、堿、鹽、氧化物等、有機(jī)物烷烴、烯烴、醇、酚等,進(jìn)而預(yù)測該物質(zhì)可能的性質(zhì),或可能發(fā)生的詳細(xì)反響。總之,讓學(xué)生盡可能在回憶、加工已有知識和經(jīng)歷的根底上開場學(xué)習(xí)物質(zhì)化學(xué)性質(zhì),是上述兩個片段教學(xué)的根本原那么。3實驗驗證在預(yù)測單質(zhì)或化合物的可能性質(zhì)以后,緊接著要進(jìn)展的就是實驗驗證了

13、。通常,中學(xué)階段的實驗驗證主要存在兩種詳細(xì)做法,即實驗操作直接驗證和提供事實間接驗證。在詳細(xì)的元素化合物教學(xué)中,這兩種實驗驗證往往結(jié)合使用。假如反映物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)的實驗操作簡單平安、現(xiàn)象明顯,那么盡可能利用“實驗操作直接驗證的方法;相反,假如反映物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)的實驗操作復(fù)雜或存有平安隱患或無明顯現(xiàn)象,那么最好采用“提供事實間接驗證的方法。4描繪記錄,分析推理,得出結(jié)論假如上一環(huán)節(jié)采用的是“實驗操作直接驗證法,那么這一環(huán)節(jié)老師就應(yīng)該:首先,引導(dǎo)學(xué)生用科學(xué)準(zhǔn)確的語言和術(shù)語,客觀描繪并認(rèn)真記錄所看、所感、所想、所聽;其次,組織學(xué)生根據(jù)記錄結(jié)果,分析推理,得出有關(guān)物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)的初步認(rèn)識。假如上一環(huán)節(jié)采用的

14、是“提供事實間接驗證法,那么這一環(huán)節(jié)老師就應(yīng)該:首先,引導(dǎo)學(xué)生準(zhǔn)確理解并認(rèn)真總結(jié)有關(guān)本主題元素化合物的各種事實;其次,組織學(xué)生根據(jù)事實總結(jié)結(jié)果,分析推理,得出有關(guān)物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)的初步認(rèn)識。2.3.3 概括總結(jié),物質(zhì)性質(zhì)最終確定這一環(huán)節(jié)是元素化合物性質(zhì)教學(xué)的最后一個環(huán)節(jié),也是最為關(guān)鍵的一個環(huán)節(jié)。本環(huán)節(jié)教學(xué),一方面希望老師能以科學(xué)簡練的語言再次明確主題所涉物質(zhì)的物理與化學(xué)性質(zhì),能用巧妙的設(shè)計促使元素化合物教學(xué)順利進(jìn)入下一環(huán)節(jié);另一方面,希望老師能簡明扼要地概括和總結(jié)學(xué)生探究物質(zhì)性質(zhì)的過程、方法與結(jié)果,幫助學(xué)生在“性質(zhì)知識獲得過程中經(jīng)歷、體驗、感受艱辛與樂趣,讓學(xué)生自覺地去感知和領(lǐng)悟蘊藏于這段教學(xué)活動

15、中的科學(xué)本質(zhì)觀念。2.4 物質(zhì)存在形式、制備、鑒定方法、用處或危害等其他元素化合物內(nèi)容的教學(xué)本環(huán)節(jié)屬于活動拓展階段,其核心任務(wù)是為老師靈敏處理不同類型的元素化合物教學(xué)預(yù)留出可以自由拓展的時間和空間。換句話說,并不是每一主題的元素化合物教學(xué)都必須涉及這一環(huán)節(jié),都必須涉及這一環(huán)節(jié)中的每一個內(nèi)容,用不用這一環(huán)節(jié)、用這一環(huán)節(jié)中的哪一部分內(nèi)容,主要視詳細(xì)主題內(nèi)容而定,視詳細(xì)課時容量而定,視詳細(xì)教材版本而定,視詳細(xì)老師安排而定。2.5 聯(lián)絡(luò)整合,形成詳細(xì)物質(zhì)概念本環(huán)節(jié)屬于總結(jié)提升階段,其核心任務(wù)是通過對“活動運行和“活動拓展兩階段教學(xué)的反思與總結(jié),幫助學(xué)生在明晰再現(xiàn)本課題“物質(zhì)知識包括性質(zhì)知識和制備等其他拓展知識及其獲得過程的根底上,盡可能將這些“知識與已有的知識經(jīng)歷聯(lián)絡(luò)起來,將這些“知識整合到自己原有的認(rèn)知構(gòu)造當(dāng)中