基于证据推理与模型认知的问题链教学设计
摘要
关键词
高中化学;问题链;核心素养
正文
问题链教学法是指教师在教学中根据教学目标和教学内容,根据学生认知水平将新知内容设计为具有推动性的有效问题串[1]。以证据推理与模型认知为课程目标的教学设计中,问题链教学能有效启发学生的求知欲及探究与,尊重学生在课堂中的主体地位,本文将以探究糖类的转化为活动目的,开展课堂探究活动,发展证据推理与模型认知的核心素养。
一、教材定位与价值挖掘
糖类是2019人教版高中化学必修二第七章第四节基本营养物质第一课时的内容,在之前的有机物学习中已经将学生代入了有机化学的学习领域。葡萄糖的检验是对前面简单有机物学习方法的再运用,生物上已经学习了检验还原糖的基本方法。本节课应是从化学的角度认识糖类,糖类结构较复杂,在选择性必修三还将接触结构复杂的有机物,这也将为后续的复杂有机物的学习奠定认知模型,同时拓展化学方面的生活常识。
米酒与生活联系紧密,通过探究米酒中淀粉的转化、葡萄糖的检验能发展学生对生活离不开化学的观念,认识到化学的学科价值以及发展有机物认知模型。
二、教学设计理念
《普通高中化学课程标准(2017年版)》[2]中提出高中化学核心素养,其中“证据推理”可理解为学生根据已知的化学实验现象或化学事实进行推论验证;“模型认知”包括“认识科学模型、掌握模型方法、探索建构模型”三个方面的内容[3],本次教学内容基于掌握有机物学习学习与方法开展证据推理课堂探究活动,以有效问题驱动探究活动以培养学生推理论证及有机化学学习观念。
三、教学设计思路
通过课前学生自制米酒,课上使用自制米酒进行探究实验,教师设计能推动课堂活动发展的有效问题,启发学生探究思维,教学设计思路如图1:
图1教学设计思路
四、教学流程
课前准备:学生课前自制米酒
将学生分为两人一组,课前向家长请教或通过查找资料自制米酒。
创设情境:古代米酒的做法
【教师】《酒诰》记载:“酒之所兴,肇自上皇,或云仪狄,一曰杜康。有饭不尽,委余空桑,郁积成味,久蓄气芳,本出于此,不由奇方。”指出古代米酒的做法。
探究活动一:米酒发酵原理。
【学生】陈述自制米酒的过程。
【提问】米酒应选择糯米为原料,为何不选普通大米?
【学生】[查阅资料]糯米中的支链淀粉含量更多,支链淀粉越多米酒口感越好。
【教师】由此可知,米酒的品质与支链淀粉密切相关。
【提问】制作米酒的关键——酒曲,何为酒曲?其作用原理是什么?
【学生】[查阅资料]酒曲是上一次米酒的“种子”,会产生淀粉酶使糯米发酵。同时有酒化酶将淀粉的水解产物转化为酒精。
【活动目的】通过小组查阅资料探究米酒发酵原理,发展小组合作学习意识。
探究活动二:淀粉如何转化为酒精。
【教师】通过预习知道淀粉属于多糖,易水解,水解产物为葡萄糖,葡萄糖进一步酒化为乙醇,写出以上两个化学方程式。
【学生】
(C6H10O5)n+nH2O nC6H12O6
C6H12O6 2C2H6O+2CO2
【提问】同学们自制的米酒中淀粉是否发酵完全?如何验证?
【学生】检验是否含有葡萄糖。
【教师】展示葡萄糖的结构式
【提问】如何检验葡萄糖?
【学生】检验醛基。
【追问】能否检验羟基?
【学生】不可以,因为乙醇中也有羟基。
【活动目的】通过探究淀粉转化为酒精的过程激发学生的求知欲,同时在选择检验的目标官能团时诊断并发展学生的有机物学习认知模型。
探究活动三:葡萄糖的检验
【学生实验】新制氢氧化铜和银氨溶液检验醛基。
学生以小组为单位分别进行两个实验。
【学生】[得出结论]米酒中均含有葡萄糖。
【活动目的】小组实验检验葡萄糖,通过实验现象得出结论,发展学生证据推理核心素养及化学实验操作的专业性。
【提问】
(1)第一个实验中产生了黑色沉淀,为什么?
(2)为什么氢氧化钠要过量?
(3)附有银镜的试管应如何清洗?
【学生】[交流讨论]加热过程中氢氧化铜分解产生了黑色的CuO。若氢氧化钠不过量的话,溶液呈酸性,Cu2O会溶解,导致不能观察到现象。应该用有强氧化性的酸洗涤,可以用硝酸。
【活动目的】通过提出与实验紧密相关的问题,学生讨论回答,发展学生思维的开放性及敢于质疑,严谨求实的科学精神。
五、结语
“不忿不扉,不启不发”,启发式教学早在春秋时期已被我国教育家孔子提出,问题链教学法正是基于此基础,能有效推动课堂活动的进行,同时带给学生轻松愉快的课堂氛围。以证据推理与模型认知为培养目标,以问题链法进行教学在发展学生核心素养的同时形成严谨求实、勇于探索和质疑的科学精神。
参考文献
[1]何炜,王海波,李明华等.问题链式教学法在医用有机化学教学中的应用——氨基酸和多肽[J].化学教育(中英文),2023,44(18):108-112.DOI:10.13884/j.1003-3807hxjy.2022100214.
[2]中华人民共和国教育部。普通高中化学课程标准[M].北京:人民教育出版社,2017
[3]吴星,吕琳,景崤壁.化学学科核心素养中“模型认知”的解读[J].化学教学,2020(06):3-8.
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