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以《金属的发展》为例,探究式教学引领学生深度学习的教学尝试
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以《金属的发展》为例,探究式教学引领学生深度学习的教学尝试

2025/3/3 11:26:09

2024年的秋天,又是一个美好的新学期开始。有幸结识了我的新的小伙伴们,九年十一班的小可爱们。这是一群活泼的、聪明的、总是有很多新奇想法的孩子,与他们在一起的化学课堂,总能迸发出很多教学灵感。与其说我是他们的化学老师,倒不如说我们是一群在科学世界里共同探索的伙伴。

新学期伊始,我接到了学校的新任务,要去96.3电台与长春的听众们分享一节化学课。这是一次新的挑战,当然少不了我可爱的战友们。遗憾的是,我只能带领四名同学去完成这项光荣的任务。在跟我的班主任老师仔细分析了每个学生的性格特点、学习特点之后,拟定好了四名同学。

小耿,对化学无比的痴迷,曾经自己查资料给我出题,还扬言要用化学题难道我,甚是可爱,我相信,不久的将来他就能做到;

   雨涵,做什么事都认认真真,每次看到他,我都觉得好像看到了他未来成为科学家的样子;

珈伊,我们的表达担当,平时她对与前沿科技都是十分感兴趣的,还会在网上发表关于自己的看法,这次必须要给她表达自己的机会;

鸣阳,是典型的从化学小白,通过自己的努力,成为化学高手的,我想她对于化学的理解,和对成绩的取得一定非常有感触,让她把经验分享给听众,相信对听众一定非常有帮助。

准备好战队成员,我们就开始了课题的研究。我构思了很多次这节课的结构,想借着这次机会进行一次真正的探究式教学。新课程改革一直提出以学生为主体,注重学法的培养。我的理解是首先要唤醒学生的内驱力,让学生自己想要向前走。而我要做的是陪着他们向前走。

 第一阶段:

我们首先以金属为课题,展开了讨论。

鸣阳最先提出她去河北博物馆看到的中山王铁足大铜鼎,当她形容完铜鼎的样貌时“大大的,完好无损的铜鼎却踩着小小的,锈迹斑斑的铁足”。这一下就打开了我们的话题。小耿提出他在湖北省博物馆看到的越王勾践剑和梁王铁剑的比较,亦是如此。抓住时机,我提出了问题“对比金属器具年代,分析一下不同材质的器具,腐蚀程度为什么不同呢?”

问题一出,孩子们就开始了头脑风暴。提出了很多想法,比如时间,比如地域,当然孩子讨论的重心还是金属的性质差异决定的。科学就是在提出猜想和验证猜想中发现的。既然有疑问,那就要用实验验证出结果。于是学生们根据所学过的科学探究的方法,提出了实验设计,并进行了实施。在实验的过程中,我们不断的发现问题,然后再去解决问题。我将孩子们提出的问题进行了整理:

提出问题预想实行备注
对比实验设置需要控制哪些变量?温度、金属的表面积、湿度由于条件所限,只能找到大小差不多的铁片和铜片但金属的光滑度有差别
缓慢氧化过慢,如何加快反应的进行?提升温度、加大氧气浓度、增大金属表面积装置内用氧气填充且将对比装置置于阳光下生锈速度明显加快,三天后开始出现锈蚀现象
铜真的不能被腐蚀吗?根据铜锈成分分析,铜生锈与H2O、CO2、02有关改进铜片的装置内气体环境,增添CO2给铜装置升温五天后开始出现锈蚀

在孩子们探究实验的过程中,他们学会了思考,学会了观察,能够对问题提出合理的设想,进行细致的探究,与同伴默契的合作,有效的交流,最后提出更精彩的更具有创造性的想法。作为老师,深感欣慰。我想时代要求的培养出具有适应未来时代能力的新一代,应该就是从这样一次次的切身体验开始的吧。

                          第二阶段:

第一阶段的探究结束,孩子们又提出了新的问题:“铁既然化学性质这么活泼,还易被氧化,又怎么会有铁器时代代替了铜器时代呢?

我让他们对比初期的含铁文物,仔细对比材质、器具的不同位置的金属成分。孩子们如此聪明,当他们分析到“铁足铜鼎、“玉柄铁剑”、“金柄铁剑”、还有国家博物馆里的“铜斧铁刃”时,我说了一句话“好钢用在刀刃上,你们说好在哪呢?”同学们就恍然大悟分析到铁和铜在性能上的差异。也清楚了铜器时代进入到铁器时代的必然性,从最初的自然金属发现到后来的冶炼技术革新,再到现代合金材料的广泛应用,金属的历程是一部充满智慧与创新的历史。更是人类文明进步的重要推动力。科技水平在很大程度上促进了时代的发展。而这种晦涩的辩证关系在学生们的探究过程中自然获取。我想,体验感才是降低难度的关键。

爱因斯坦曾经说过“提出一个问题往往比解决一个问题更重要。因为解决问题往往只需要数学上或者实验上的技能而已。而提出新的问题,却需要有创造性的想象力,而且标志着科学的真正进步。”所以当这个问题问出来时说明孩子已经有了关于科技与社会发展关系这种深层次的思考。而产生这种思考要远比解决这个问题本身要有质量的多。所以当孩子们问出这个深刻问题的同时,寻求答案已经不是难事。那我们正应该借用孩子的这种内驱力同时去培养孩子的其他方面的能力。

                             第三阶段:

    孩子们愈发对金属感到了浓厚的兴趣,在看到涉及金属问题时也变得更爱思考,于是在他们查找资料时对一个问题表现的特别关注。他们在网上看到“三亚的金属栏杆的特殊材质,说在三亚,青岛等沿海地区是没有铁栅栏的,都是不锈钢栅栏,而且还要经过特殊处理,比如要做特殊的镀层,纳米涂层等等,但是内陆的干旱地区就不需要。”他们很好奇。我说这个问题适合在地图中找答案。于是孩子们又开始了新一轮的探究。分析过很多因素,比如温度、湿度,甚至还去查了青岛和兰州的空气成分。经过两周的探究,最后终于知道原来是沿海地区空气成分中一种特殊的成分,叫盐雾。而盐雾的存在大大加快了沿海地区铁质品的腐蚀速度。对此他们还开始了大量的分析和推理“沿海地区共享单车不适合用铁框架”“沿海地区的窗台用铁框架很危险”“沿海地区的篮球架是啥材料的”等等。你看,知识就是这样源于生活,又服务于生活。

   那么海洋里的钢铁呢?一个方向让孩子们又打开了新视野。他们去查找了我国海洋中的金属基建腐蚀造成影响,一查,下了一跳。2014年,我国海洋腐蚀达2.1万亿元。约占当年国内生产总值的3.34%。所以海洋腐蚀的防护工作就显得尤为重要。对此,我国都采取了哪些技术手段进行防护呢?比如:选取更耐腐蚀的材料,我们现在的化学技术可以生产出很多耐腐蚀的新材料,比如不锈钢、钛合金等等;

表面金属涂镀层技术,在材料表面进行热喷涂、热浸渡、化学镀等方法;运用电化学原理,运用牺牲阳极的阴极保护法,或者加外加电流的阴极保护法;再有就是创造新型材料,用新型有机材料在保证必要性能的同时可以从根本上解决金属腐蚀问题。但在他们探讨的过程中,我印象最深的还是雨涵提出他的偶像“中国工程院院士、中国科学院海洋研究所研究员侯保荣先生。海洋防腐原本被看成一个“冷门”学科,侯院士却对这个领域深耕50年,做了许多开拓性的工作,为我国海洋腐蚀环境研究与保护做出了重要贡献。他用毕生所学为国家的基础设施和重大装备都穿上了一件有效的防腐蚀“外衣”。他研究到不同海域,同海域的不同位置,甚至在海面的浪花飞溅区的腐蚀速度的不同。侯院士带领的防护团队深入研究,在“十五”期间,中国科学院海洋研究所开发了套可带水操作的海洋钢结构浪花飞溅区新型复层矿脂包覆防腐技术大大延长了设施的维修周期。可以说侯院士带领的海洋金属防护团队降服了吃金属的老虎,为我国建筑保护事业的发展奠定了坚实的基础。”当侯宝荣教授成为孩子的心中偶像那一刻开始,我想这次探究的意义已经实现了。从了解他,学习他,到成为他,雨涵一定能实现。

    孩子们能从我们身边的物质开始,找到其不同,研究其性质,对比其差异,分析其原因,解锁其用途。全新的教育教学模式的开展更注重学生素养的提升,能力的培养,那我们也应转变我们的教学方式和学习方式。课堂不只在教室里,学习不是只在课堂上,学习的主体应该是学生。让学生学会发问,学会质疑,学会用实践去解决问题,在实践中得到结论。学生想学习,学会学习才是深度学习的开始吧。