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致力于学生核心素养的提升,已成为世界各国教育领域的共同主题。课堂是课程改革的主阵地,基于核心素养优化教师的教学认知,促使教师转变观念,促进教师专业发展,从而改进教师的教学行为,这是我们所面临的重要且艰巨的任务。没有教师对核心素养的深入理解并在课堂教学中落实,教育改革只能是空谈。
一、基于学科核心素养优化高中化学教师教学认知的必要性
新课程改革已经进行了十余年,但在实施的过程中还存在一些不容忽视的问题和矛盾。当前高中化学教学中存在较为严重的问题是教师受应试教育和传统教学经验的影响,主要围绕着“知识与技能”的一维目标进行教学。[1]教师的育人意识淡薄,育人能力缺失。[2]以教科书为中心,只想准确地把尽可能多的知识传授给学生,帮助学生构建知识体系。学生在学习过程中,只是“旁观者”,学生的热情、主动性、怀疑能力在学习中不断泯灭。化学学科核心素养的提出,对中学化学教师最大的挑战就是——从“教书”转向“育人”,也就是说不能再单纯地从化学学科的角度来理解化学教学,而必须从人的素养提升的角度来理解。2012年2月,教育部颁发《教师专业标准(试行)》,要求学校教育教学活动必须做到全程育人、全员育人。这些都要求化学教师在观念上、思维方式上和教学行为上都要发生重大改变。作为高中化学教师要承担起培养学生核心素养的使命,必须将对发展学生核心素养的诉求,转化为教师的教学理解并付诸实践。在这种新形势下,优化提升高中化学教师的教学认知尤为重要。
二、优化高中化学教师教学认知的流程——以“苯”的教学为例[3]
教学认知的建构和发展必须根植于教学实践。因此,基于一定的主题开展教学活动研究,是培育和发展高中化学教师教学认知的有效途径。本研究在借鉴国内外学者对PCK(学科教学知识)、PCKg(学科教学认知)构成要素研究[4]的基础上,把对教师教学认知提升的重心放在发展学生核心素养的关键要素上,提出了优化高中化学教师教学认知的流程(如图1)。“发展学生的化学核心素养”是进行化学教学的统领性观念,它是确定教学内容、教学目标、教学策略的基础。首先,教师应该对核心素养、化学学科核心素养体系有深入的理解。其次,以发展学生核心素养为主旨,分析教学知识,包括化学教学内容、学生知识等。然后,选择教学内容,准确制定教学目标。最后,根据教学目标精心设计学习任务。课堂情境设计和学生学习活动设计是学习任务设计的关键。通过学生在化学学习中与教学情境持续互动,实现对学生核心素养的培养。
(一)充分理解化学学科核心素养体系
核心素养是21世纪个人终生发展和适应社会变迁所需的必备品格和关键能力。核心素养是对三维目标的传承、整合、提升和发展。[5]学科核心素养是核心素养在特定学科的学科化、具体化、情境化,它关心的是一门学科究竟对一个人的关键能力和必备品格的形成有什么样的贡献,而不只是本门学科的具体知识内容。不同的学科的核心素养有着不同的内容要求,但他们互相联系渗透,共同支撑核心素养的发展。高中化学核心素养是高中学生发展核心素养的重要组成部分,是高中化学教育活动的总目标。发展学生的核心素养,并不是全盘否定知识技能的学习,而是清晰地认识到高中化学对于学生成长独有的意义和独特的价值。化学学科学习的目的,不仅是化学基础知识、基本技能的习得,更重要的是化学基本观念、思想方法、思维能力、价值观和科学伦理观念的形成。[6]
(二)全面分析化学学科教学知识
化学教学知识包括化学教学内容和学生知识等。准确把握高中化学学科教学知识,是顺利完成教学,实现发展学生核心素养的基本保证。1.挖掘整合教学内容教学内容是教师教学认知的基础。化学教师要认真学习新修订的课程标准,融合课程理念,把握化学学科知识体系,树立正确的课程观、教学观。(1)追溯化学知识的产生过程在化学知识的形成阶段,充满了化学家的智慧和科学精神,蕴藏着丰富的认识论和方法论,饱含着宝贵的经验和教训。如“苯”的教学中向学生呈现苯的发现过程、凯库勒苯环结构假说提出的过程,就是科学探索过程的再现。教师追溯化学知识的产生过程,让学生领略创造者的思考,感受想象力和创造力在科学研究中的重要意义;让学生逐步领悟自然科学的探究方法,体验科学理论从“猜测、提出假说——证实或证伪——修正发展”的过程。在这个过程中学生不但学习研究物质的方法,对于培养科学精神品质也具有重要的作用。(2)提炼化学基本观念和思想方法学科基本观念是对学科知识更高层次的抽象和概括,在学生学习具体性知识时起统摄作用。教师在对具体化学知识的分析过程中,要注意提炼知识背后隐藏的化学学科的基本观念、思想方法。如“苯”的教学中抓住苯环的微观结构和宏观化学性质之间的关系,体现有机化学的学习方法,也凸显利用物质的结构推断物质的性质,利用物质的性质推断物质的结构的化学思想观念。运用恰当的方法可以让学生通过学习活动感悟最本质的、最精髓的学科思想。(3)发展化学学科思维能力思维能力在一切能力和核心素养中居统摄地位。在化学教学中应以化学知识为载体,帮助学生学会思考,进行思维训练。如让学生对苯分子的结构进行推测,继而根据分子结构推测苯的化学性质。学生不断进行证实或证伪,感受形成科学结论所需要的证据和寻找证据的途径。在分析解决问题的过程中,通过“证据推理”“模型认知”“实验探究”等方法发展学生的思维能力。[7](4)揭示化学知识的价值培养学生化学学科价值观,是学生终身学习发展的需要,也是化学学科的价值体现。要联系生产生活实际、贴近社会,充分揭示化学知识的价值。如在“苯”的教学中联系苯在生产、生活中的应用以及苯的危害等,使学生感受化学知识学习的重要性,激发学生学习化学的兴趣,促进学生知识的迁移,培养学生的社会责任感、环保意识和绿色化学观念等。2.深入了解学生知识教师在发展学生核心素养中扮演转化者的重要角色,充分了解学生的情况是实现高效率的转化的前提。如“苯”的教学,教师应该了解所面对的高一学生已经具备了一定的实验操作能力和逻辑推理能力。在学习苯的知识之前,学生已经初步掌握了碳碳单键、碳碳双键的结构特征和一些特征反应,“苯”的教学要以此为基础。但此时学生有机知识储备并不多,教学中应注意不能随意补充知识(如苯的磺化反应等),更不能将知识面拓展到苯的同系物等。教师应该观察和深度研究学生,包括知识能力基础、学习心理、认知方式、错误概念、学习困难以及学习效果等。[8]
(三)准确制定化学教学目标
教学目标是实现核心素养培养的重要保障。深入理解核心素养和化学核心素养的本意,根据化学教学内容与特点和学生在某一阶段核心素养的主要内容与表现形式,准确判断教学内容在发展学生化学核心素养中所起的作用,制定具体的教学目标。如“苯”的学习目标如下:了解苯的主要物理性质,掌握苯能燃烧、易取代、难加成的化学性质,培养科学探究和化学实验能力,强化对“结构—性质”关系的认识;参与苯分子结构的探究过程,了解化学科学研究的一般过程和方法,培养科学品质和逻辑推理能力;了解苯的用途、苯的毒性,培养社会责任感和绿色化学观念。该学习目标涉及“宏观辨识”“微观探析”“证据推理”“科学探究”“创新意识”“科学精神”“社会责任”等化学核心素养的培养目标。
(四)精心设计学习任务
精心设计学习任务,是发展学生核心素养的关键。化学教师的主要任务是选择或创设各种情境,为学生提供一个发展探索、交流合作的平台,开展体验式、探究式、建构式的学习,形成思维观念和探究技能,感受化学学习的价值和魅力,发展化学核心素养。在“苯”的学习中,设计的学习任务,如表1。总之,利用某一教学主题对化学教师进行教学认知培育,让教师掌握基于核心素养的教学方式,不但能促进该主题教学的有效性,而且能充分提升教师的教学认知,提高其专业水平。化学教师对教学内容理解越深刻、对学生了解越深入,教学目标把握越准确,设计的学习任务越有针对性,越能发展学生的化学素养。
三、优化高中化学教师教学认知的关键
根据发展学生核心素养对高中化学教师提出的新要求以及现实高中化学教育教学中存在的问题,提升教师的教学认知须注意以下几点:
(一)必须超越化学学科知识理解化学教育的本质
教育教学活动必须从知识本位、学科本位向学生核心素养本位转型。化学教师无论是在教学内容设计还是教学方法设计方面都应该针对化学核心素养的培养目标,从而真正实现为素养而教,让学生获取化学知识,形成化学基本观念,提升化学思维能力。
(二)善于挖掘课程文本中的育人潜能
教材中呈现的只是静态的知识的结果。教师除了要能够从整体上感受和理解知识内容,分析知识的深广度,还要挖掘知识的内涵价值,蕴藏的化学基本观念、思想方法,所经历的思维过程的价值,以及对培养学生的科学精神、情感态度的价值等,从促进学生认知发展的层面来构建教学。
(三)重视学生知识,关注学习活动组织
一定要改变学生无条件接受知识的现状,从关注教师教学任务的完成度转向关注学生学习的达成度。关注学生的化学学科思维能力、品格品性的实际变化。学生是在基本的化学活动中获得经验的,让学生体验知识产生、知识生长、知识应用,提升学生主动学习和合作学习的意识与能力。
(四)突出情境创设的有效性
教师要揭示化学知识的现实背景,强调知识的应用,把知识融入情境之中,促进学生对知识的掌握和理解。情境设计要紧扣化学教学内容,指向要明确具体,避免徒有形式而无实质内容;要符合学生的认知基础和心理发展规律;要有一定的思维负荷,引发学生的高阶思维活动;要新颖多样,有效激发学生兴趣,突破化学知识的重难点。化学教师还需在具体教学实施中观察示范、支持鼓励、启发引导,进行互动和情感交流,增强学生对学习的兴趣,培养学生的品格和科学精神。在“核心素养”背景下:对学生,我们提出发展核心素养;对教师,我们进行基于核心素养的教学认知培育优化,鼓励他们探索发展学生核心素养的教学方法,推动核心素养的落实。将核心素养从一套理论框架落实到具体的教育中,进而真正实现育人功能是高中化学教师面临的重大问题。我们应该借助这一改革的契机,深化对高中化学教育的理解,发挥化学学科的育人功能。
参考文献:
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[7]徐宾.化学学科核心素养的培养策略[J].中小学教师培训,2017(1):61-63.
关键词:化工素材;化学学科核心素养;育人资源;教学案例
文章编号:1005C6629(2017)6C0029C06 中图分类号:G633.8 文献标识码:B
中学化学教材中包含着很多化工素材,一方面体现了化学科学来源、发展于社会实践的鲜明特点;另一方面,也彰显了化学教学要联系社会实际、丰富生活阅历、完善学习方式的课程理念。在上科版的化学教材中,化工素材的内容主要以三种形式出现:第一,以简约的文字、生动的图片出现在正式文本中;第二,以“拓展视野”、“化学史话”、“资料库”的板块出现在辅助资料中;第三,以“思考与讨论”、“探究与实践”、“复习与思考”的板块出现在课堂活动的要求或课后作业的设计中。
对于化工素材的处理,教师一般的做法是:其一,作为导课的材料。例如,“自来水生产中使用氯气进行消毒杀菌”(文字),常用作“氯气的性质”一课的开场白。其二,作为问题的情景。例如,“如何从海水中提取溴和碘呢?”(文字结合图片),这样的引言就是针对“从海水中提取溴和碘”一课创设的问题情景。其三,作为自主学习的素材。例如,“拓展视野――电池的发明”(教材板块),即为“原电池”一课中为学生自主学习提供的材料。其四,作为授课的内容载体。例如,“工业制硫酸”(整节教材),整堂课以工业制硫酸的素材作为教学内容的背景和载体。以上做法,应该说对促成日常教学任务、教学目标的达成起到了重要作用,也是众多教师的教学常态。但是,在当前关注学科核心素养培养的教育形势下,其发挥的能量和教育的成效显然存在不足。如何进一步挖掘、提升化工素材的育人价值,为落实“化学学科核心素养”的育人工作助一臂之力?这就是本文要探讨的话题。下面,笔者谈一些粗浅的看法和做法。
1 对“化学学科核心素养”的理解及其在化工素材中的蕴含分析
目前,关于“化学学科核心素养”的研究正成为热点。吴俊明教授认为,化学学科的核心素养包括若干基本观念、相应的思维和实践能力以及态度与责任心,其中既包括具有化学专属性的内容,也包括跟化学有联系的、必备的一般科学素养、人文素养、社会素养和公民素养等内容[1]。吴星教授认为,高中化学核心素养应该包括化学学科观念、化学学科思维、科学探究实践和化学学科价值追求[2]。刘前树老师提出,化W核心素养包括4个维度:①化学基本观念;②化学过程;③化学在生活中的应用;④对化学的态度[3]。2016年,普通高中化学课程标准(征求意见稿,下称“征求意见稿”)指出:化学学科核心素养包括“宏观辨识与微观探析”、“变化观念与平衡思想”、“证据推理与模型认知”、“科学探究与创新意识”、“科学精神与社会责任”等5个维度[4]。笔者认为,上述观点有异曲同工之处,反映到课程实施、课堂实践上有相互融合和补充的优势。它们的共同点是,一方面体现化学学科独特的育人价值;另一方面反映化学学科中必须养育的作为一个人发展必备的品格和关键的能力。本文中的“化学学科核心素养”,笔者主要采用征求意见稿中的观点表述,同时吸纳其他专家的成果精粹。
那么,高中化学教材中的化工素材有什么特点,它们又蕴含着哪些“化学学科核心素养”的培养机会呢?
其一,化工素材作为教学内容的授课载体,贯穿整个知识点或课堂教学的始终,其蕴含较多核心素养的培养机会。载体型化工素材是一个支持某个探究点或整堂课教学活动的、数量较多且相互关联的素材群。以上科版教材第2章第1节“海水晒盐”一课为例,教材以“海水取盐”为背景和载体展开,其中分布了7个化工素材点(参见“表1编号1”)。素材1:“海水取盐的历史、盐田法”的文本;素材2:图2.1《天工开物》中制盐海图;素材3:图2.2现代盐田的技术设备和生产情景;素材4:表2.1海水浓缩过程中析出盐的种类和质量数据表;素材5:[学生实验]粗盐的提纯;素材6:[资料库]海水中主要元素的含量;素材7:[拓展视野]从海水中提取微量元素。
首先,素材之间有密切联系,共同为达成教学目标服务。素材1、2、3是为“理解海水提取食盐的方法”的“知识与技能”目标服务;素材4是为“感受制盐生产中利用控制卤水密度范围来控制产品质量”的“过程与方法”目标服务;素材5服务于“理解粗盐提纯的一般方法”的“知识与技能”目标;素材6、7,一方面服务于“知道海洋是人类可利用的最大资源库”的“知识与技能”目标,另一方面服务于“领略海洋资源的丰富和开发海洋资源的伟大意义”的“情感态度与价值观”目标。7个素材共同成为本堂课授课内容的载体,贯穿课堂教学的全过程。
其次,素材之中富含针对“化学学科核心素养”的培育机会。素材1、2是一种实证古人取盐的资料,素材4呈现了现代制盐的技术和环节,它们共同为“证据推理与模型认知”的核心素养提供培养机会;同时,利用这些素材并结合“溶解平衡”知识,可以进行“平衡思想”核心素养的培养;素材1、2和3的组合,又是反映人类开展科学研究、促进文明发展的对比材料,为培养“科学精神与社会责任”的核心素养提供了载体;素材4、5是反映数据分析和实验研究的教学资源,为培养“科学探究与创新意识”埋下了伏笔;另外,素材6、7是一组化学科学的信息资料,可以为培养化学学科的关键能力(化学信息能力)[5]创造条件。
其二,化工素材作为教学内容的佐证材料,提供即时联系和实践论证的需要,其蕴含较少核心素养的培养机会。高中化学的有些内容与化工生产有一定距离,而且教材中设计的化工素材也不多。这些孤立或关联性化不强的化工素材,在课堂教学中无法对整个探究点或整堂课的探究活动提供支持,而只能作为其部分内容或活动的佐证材料。它们蕴含的针对核心素养培养的机会也相对较少,维度也相对单一。例如,第3章“离子键”一课中的化工素材(图3.4食盐的实物照片和结构模型),为“宏观辨识与微观探析”核心素养的培养创造了机会;第4章“热化学方程式”一课中的化工素材([资料库]比较常见的燃料的热值),用数据表明液化气是一种高热值的民用燃料,为“证据推理”核心素养的培养提供了载体。再如第2章“盐酸”一课中的化工素材(图2.6氯化氢合成塔及工作示意图;参见“表1编号3”),其实物图片及工作示意图为培养“证据推理与模型认知”的核心素养提供了资源;同时,氯气在内管、氢气在外管燃烧的示意图(保证氯气燃烧完全保护环境)为“科学精神与社会责任”核心素养的培养做好了铺垫。
2 基于“化学学科核心素养”培养的化工素材育人资源的挖掘
笔者以上科版化学教材高一年级“第2章开发海水中的卤素资源”为例[6],尝试研发基于“化W学科核心素养”培养的化工素材育人资源,为化学课堂的实践探索作好准备。为了研究方便,笔者将“化学学科核心素养”的内容进行了编号,形成了序列:A-宏观辨识与微观探析;B-变化观念与平衡思想;C-证据推理与模型认知;D-科学探究与创新意识;E-科学精神与社会责任;F-关键能力(化学信息能力、化学学习能力、化学实践能力)[7];G-公民素养[8];H-社会素养[9];I-人文素[10]。在此基础上开展“三项”工作,形成如下成果(见“表1”):
第一,梳理化工素材。详细阅读教材,将教材中所有涉及化学工业的资料(包括化工产品、化工知识、背景材料、技术前沿、模拟实验等),进行全面梳理。用简要的文字、课本原有的图表编号、栏目名称进行呈现,用表格形式进行汇总(参见表1)。
第二,完善化工素材。观照教学内容和教学目标,教材上既有的化工素材有时不能实现(或不能达到最佳)教育效果,此时可以增补、完善化工素材,或标注修正或使用的说明。例如,在“氯碱工业”一课中,书上只提供了实验室电解饱和食盐水的装置示意图(图2.5),为了合理地解释电解过程中的安全问题和效率问题,可以增补“隔膜电解槽”、“离子膜电解槽”的实物照片及工作示意图(参见“表1编号2”)。
第三,定位素材类型。化工素材分为“授课载体型”和“佐证材料型”两类。前者,是由数量较多的化工素材组成的素材群,形式多样,一般有照片、图表、文字等;同时,呈现于不同的教材栏目。例如“化学史话”、“资料库”、“拓展视野”、“思考与讨论”、“探究与实践”等。素材之间相互补充、关系密切,为达成同一个教学目标服务。后者,是由数量较少、相对独立的化工素材组成的素材点。由于数量少,其形式、栏目也相对单一。确定素材类型的原则是,以教学目标、教学内容和化工素材的匹配程度(数量)、互动时间(深度)、实施效果等因素进行综合判断。一般素材数量多、匹配程度好,互动时间长、深度大,则定位成“授课载体型”;相反,则定位成“佐证材料型”(参见“表1-素材类型”)。
第四,确定培育目标。这里的培育目标是指化学学科核心素养。由于一个化工素材可以针对多个培育目标,多个化工素材也可以针对同一个培育目标。因此,做好这项工作有一定难度,也是工作的关键。我们的做法是:以某个核心素养为基准,选择相应匹配的化工素材,然后反向进行目标匹配性评估及针对性修正,以此类推。以第二章“氯碱工业”一课为例(参见“表1编号2”),第一步以核心素养“宏观辨识与微观探析”为基准选择素材:素材3,电解饱和食盐水的化学方程式(宏观辨识);增补“电极反应及顺序判断”(修正后针对“微观探析”)。第二步,以核心素养“变化观念与平衡思想”为基准选择素材:素材3,电解饱和食盐水的化学方程式,强调“电解是反应发生的必要条件;电能转化成化学能”(修正后针对“变化观念与平衡思想”)。第三步,以核心素养“证据推理与模型认知”为基准选择素材:素材4,[课堂实验]电解饱和食盐水;素材5,图2.5电解饱和食盐水的工作示意图。第四步,以核心素养“科学探究与创新意识”为基准选择素材:素材4,[课堂实验]电解饱和食盐水;素材6,增补“隔膜电解槽、离子膜电解槽实物图及工作示意图”(修正后针对“创新意识”)。第五步,以核心素养“科学精神与社会责任”为基准选择素材:素材1,p25氯碱工业的产品介绍;素材2,图2.4上海氯碱总厂离子膜电解车间;素材7,[化学史话]近代著名实业家吴蕴初先生。
3 运用化工素材培养“化学学科核心素养”的教学案例研究
下面以第2章第2节中“漂白粉和水的消毒”一课中的“载体型”化工素材育人资源为例(参见“表1编号5”),对照“化学学科核心素养”的培养目标,总结我们在教学设计和课堂实践上的具体做法(“佐证型”化工素材育人资源的实施可参照于此)。
3.1 明确化工素材的辅助主体――教学目标、教学内容
本课的“知识与技能”目标是:理解氯水的概念,理解氯水漂白和杀菌原理,理解氯水的不稳定性,理解氯气跟碱的反应,知道漂粉精的制法和消毒原理;“过程与方法”目标是:在氯水化学性质的讨论中,认识物质的组成及微粒的性质是影响物质化学性质的决定因素;“情感态度与价值观”目标是:通过制漂粉精的工业生产的学习,感悟化工生产对人类生活作出的贡献,以及化工生产中对成本、效益等诸多问题进行系统思考、综合解决的意义。教材中正式的文本内容是:氯气的用途氯气贮存、运输的不方便次氯酸盐的特点工业上制造漂粉精的原理漂粉精发挥效能的原理。化工素材的设计、运用必须建立在辅助教学目标、教学内容的基础之上,课的教学目标、教学内容是选择、运用化工素材的重要依据。
3.2 用好教材主体的培养资源――系统设计、合理布局
教材中的教学资源,除了化工素材,还有承载教学目标、教学内容的主体资源,例如核心概念、元素化合物知识、基本原理等专业知识;还有针对非化工素材的教学素材,例如科学家探究科学的史实材料;等等。特别是承载着化学学科专业知识的主体资源,在培养“宏观辨识与微观探析”、“变化观念与平衡思想”、“证据推理与模型认知”等核心素养上起着关键作用。笔者的做法是:系统设计、合理布局,即:根据先前的研究成果――化学课堂“有效共识”[11],以“目标、线索、结构、问题、环节、方法”为抓手,全面、系统地设计一堂课,形成以教材主体资源为主线,以包括化工素材在内的辅助资源为支持的课堂结构,合理布局教育资源的运用及其探究活动。下面是“漂白粉和水的消毒”一课的课堂结构[12](化工素材的育人资源蕴含在问题设计及其探究环节之中):
3.3 抓住化工素材的实施策略――融入设计、彰显落实
针对化工素材的教学设计,我们采取“融入设计”的工作对策,即:根据本课的教学目标、教学内容,将化工素材融入整课的教学设计,在设计课堂结构及探究活动中全面系统、有选择地布局化工素材,包括素材运用的契机、呈现的形式,素材使用的时间、需要配合的资源,针对核心素养的教师评论;等等,让化工素材最大程度地为实现课堂的教学目标服务。
针对化工素材的课堂实施,我们采取“彰显落实”的教学策略,即:根据“化学学科核心素养”的培养目标,使用最佳技术呈现素材,组织最佳活动使用素材,运用最精致语言诠释素材,从而彰显、强化核心素养的落实过程和结果。其中,诠释素材的针对性、有效性成为落实核心素养的最关键操作。
下面是“漂白粉和水的消毒”一课的教学设计、意图说明及其教育效果:
[H1]一、氯水
[投影/引言](素材1)图2.15氯气的用途。氯气有许多用途,为人类作出了很大贡献。今天我们来讨论水的消毒以及漂粉精的制造。
[演示/讨论]展示一瓶氯水,将氯水滴到蓝色石蕊试纸上。讨论现象、原因。
[小结]
1.化学反应
现象:试纸先变红再变白。
原因:变红是因为盐酸具有酸性,变白是因为次氯酸具有漂白性。
[讲述](素材2)次氯酸能使许多有机色质褪色,还能杀灭水中的细菌。
[意图与效果]素材1,以投影形式呈现,配合教师精简的导入语。一方面起到导课作用,另一方面让学生感受化学对社会的贡献,起到激发“社会责任”的效果。素材2,采用教师讲述形式,一是拓展前面的实验讲解(次氯酸功能),二是作为证据材料培养学生的“证据推理”意识。实践证明,这两个素材的选择和运用是比较成功的。
2.微粒种类
[讨论]新制氯水、久置氯水、液氯的区别?(久置氯水就是盐酸)
[意图与效果]虽然教学内容“2.微粒种类”、“3.化学性质”没有用到预设的化工素材,但教学设计中却清晰地蕴涵了“宏观辨识与微观探析”的培养契机。在联系了“1.化学反应”中的化学方程式之后,启发学生从微粒的角度判定物质变化的结果,起到了较好的教育效果。同时,这里也可以作为“变化观念与平衡思想”核心素养的培养机会。
[H2]二、工业上制造漂粉精
[讲述](素材3)HClO不稳定;Cl2贮存、运输不方便。而次氯酸盐比次氯酸稳定得多,且能溶于水,在二氧化碳和水的作用下能生成次氯酸。
[提问/互动](素材5)为何不用氢氧化钠?(氢氧化钠价格高,且容易潮解)
[意图与效果]素材3,采用教师讲述形式。从教学过程上来讲,它起着承上启下、教学衔接的作用;而从核心素养的培养角度上来说,它提供了一种“证据推理”的论证材料。素材4,采用化学符号的形式,并以教师板书的技术展开,它起着强化“变化观念”的教育效果。素材5,采用提问的形式呈现,并通过师生互动解决,旨在体现一种“社会素养”的培养,即:经济效益和产品质量是一个企业生存、发展的基础。
[讨论] 2.漂白原理
[指导阅读](素材6、7)水的其他消毒方法、漂白粉消毒游泳池。
3.贮存措施
隔绝空气,密封保存。
(素材8)失效原因:漂粉精和二氧化碳、水反应,生成的次氯酸见光分解。
[意图与效果]素材4,采用化学符号的形式、并以教师板书的技术逐渐展开,是“变化观念”教育的载体。素材6,以资料库形式呈现;素材7,以图片形式呈现,两者均通过指导阅读的手段,让学生感受化W对人类生活的贡献,起到培养“社会责任”的教育目的;同时,素材6中“臭氧的消毒原理”可以培养学生的“微观探析”思想。素材8,以提问形式呈现,并以师生互动方式解决,旨在培养一种基本的“公民素养”,即:“漂粉精露置在空气会变质”是一种生活常识。以上素材,均收到了预期的教育效果。
[小结]对本堂课进行小结。
[作业](素材9)自由组合成3~5人研究小组,自制褪色灵,二周时间内完成。
[意图与效果]素材9,源于[探究与实践]栏目的课堂实验,现改为实践性作业的形式,既尊重了课堂实际(课上没有时间完成);又体现了学科中开展研究性学习的课程理念和目标。同时,从时空条件和小组合作的角度上来说,这样的学习方式更有利于培养学生的“科学探究与创新意识”。但要注意,需要加强过程管理,避免出现流于形式、应付结果的“假研究”。
总之,化工素材是化学学科重要的教育资源,它不仅可以支持教学内容的落实,促进教学目标的达成;而且可以在“化学学科核心素养”的培养实践上发挥积极作用。让我们共同努力,为进一步挖掘、提升化工素材的育人价值作出贡献!
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【关键词】初中学生 化学核心素养 培养策略
随着课程改革的逐步深入,革除传统教学中过度重视应试教育中存在的弊端,发展素质教育,培养和提高学生的学科核心素养受到了教育界越来越多的人的重视。核心素养是学生在未来发展中立足的资本、品格和能力,不但对个人的未来发展有影响,而且对培养国家未来的高素质人才也有重大影响,因为学生是国家的未来,是国家的希望,更是人才的储备库。因此,在初中化学的课堂教学中培养和提高学生的核心素养,已成了当前重要的研究课题。
一、强化科学伦理观念的教育
科学伦理就是关于科学技术与伦理道德的研究,个体在掌握了科学技术后不能利用已经掌握的技术去危害人类或者自然界,这是人类学习科学技术的前提,也是人类道德的基本底线,更是学生学习化学应具备的必要伦理道德。化学老师传授给了学生化学知识,但同时也应强调不能用学到的化学知识,利用化学物质去危害人和动物的生命,损害他们的健康,要多教育学生利用化学知识去造福人类,为人类的发展做出贡献。
比如,学习《硫酸》这节课时,可向学生讲述这样一个真实的案例:一个清华大学的学生为了检验狗熊的嗅觉是否灵敏,而用硫酸泼向五头狗熊,造成狗熊的皮肤被严重腐蚀。通过这个案例可让学生明白:首先,硫酸具有很的腐蚀性,不能随便泼向别人或动植物身上,否则会造成严重的后果,这样学生对硫酸的认识就从抽象变成了具体。其次,掌握了科学知识,是为人类服务的,而不是为了自己的私利去危害人或动植物的生命,从而强化对学生的科学伦理教育,让他们树立正确的人生观和社会观。
二、培养学生形成化学思维
具备了一定的思维能力,在解决问题的过程中就可以起到关键性的作用,而且思维能力还是核心素养的重要表现形式,由于学科不同形成的思维模式也是不相同的。就化学学科来说,思维模式的特点是从符号的角度、从微观及宏观的角度看待化学问题和解决化学问题。例如,在初中化学中学习NH3与HCl 的反应时,可以发现这种反应不但体现出了微观世界的特征,还体现出了宏观世界的特征,更体现出了符合世界的特征。
一种化学物质与另一种化学物质的性质是不同的,而且同类别的化学物质表现出的性质也不一定相同。这就要求化学老师让学生从化学反应及化学物质的性质方面,引导和培养学生形成化学思维,并让他们在以后的化学学习中利用化学思维进行学习,养成用化学思维思考问题的习惯。
三、利用问题情景进行化学教学
在初中化学的教学中,可以根据教材中的具体知识点和生活中的某些现象进行结合,向学生提出问题,这些问题不但可以激发学生的学习积极性,还可以使学生养成用化学知识及化学思维思考问题和解决问题的意识和能力,更可以利用这些问题复习旧知识,引导出新知识。例如:在学习化学元素“钙”时,可问学生这样的问题:“老年人容易发生骨质疏松,而青年人却容易呢?”在学习“锌”和“碘”时,可问学生“有些人容易患上侏儒症或甲状腺疾病,原因是什么呢?”可让学生根据目前学习的知识,从化学物质的结构和组成等方面考虑这些问题,提高学生学习新知识的效率。
带着问题进行学习,产生的疑问和悬念就会促进学生努力学习新知识,以解决心中的疑惑。这样的教学方式不但提高了学生学习化学的兴趣,提高了化学的学习效果,更使学生了解了生活中的很多常见的与化学相关的现象,即学生明白了老年人缺钙就会患上骨质疏松症,侏儒症的产生是因为缺少锌的缘故,而碘的缺乏就会患上甲状腺疾病,而且也提高了学生自主思维的能力,并在化学核心素养的培养中也做出了极大的贡献。
四、运用实验探究的方式学习化学
初中学生在学习化学的时候,不但会有大量的化学反应被涉及到,而且涉及到的知识点也很多,因为化学中的很多知识都是非常抽象的,学生对这些知识点理解起来比较费劲,但是通过实验探究的方式进行学习和理解就可以容易很多。例如,学生学习O2时,虽然学生可以随时随地接触到,但是却看不到,摸不着,因此学生理解起来就会有一定的难度。如果还是让老师进行口头解释,那么学生就很难理解和认识O2属性。如果通过实验探究的方式进行教学,就可以让学生通过学习O2和P的化学反应过程,直观地了解O2的化学属性,从而提高了学习的效率,加深了对知识的理解和掌握程度,提高了思考能力,自主学习能力,从而培养和提高了学生的化学核心素养。
总之,提高初中学生的化学核心素养,不是一朝一夕就能完成的任务,需要化学老师不断地进行努力,不断地更新教学观念,提高课堂的教学效率,培养学生通过做实验的方式,学习化学知识,提高学习效率。努力使学生养成用化学知识进行思维的习惯,用化学思维发现问题、分析问题、解决问题,从而提高学生的化学核心素养。
【参考文献】
[1] 田卫兵. 如何在化学教学中培养学生的核心素养和学科关键能力[J]. 数理化学习,2016,04(01):90-92.
关键词:核心素养;化学实验;课程设计
1核心素养
核心素养是现代人才必备的基本素质,包括创新思维能力、解决问题能力等,具备复杂性、多样性、跨领域性特征。欧盟在21世纪初就指出要以核心素养来代替读写文本的技能;日本修改相关教学计划,注重培养学生核心素养;我国台湾地区提出DeSeCo计划,确定包括阅读、沟通、学习、创新、思考等多方面能力的核心素养。由此我们可以看出,核心素养培养是一种趋势。基于核心素养进行化学实验设计,既能帮助学生更好地学习化学知识,又能培养其解决问题能力,提高综合素质。
2基于核心素养的高职化学实验课程设计
化学核心素养主要包括对化学有着科学认知、有着浓厚的兴趣、解决问题能力、基本职业素质、化学创新思维等。在化学实验课上,从以下几方面进行设计。
2.1培养学生兴趣爱好
兴趣是最好的老师,被动学习和做事往往效果比不上因为兴趣爱好而从事某项活动。化学是实验性比较强的学科,在高职院校,由于教育设备和师资缺乏,限制了化学实验的开设。在初高中阶段,学生往往依靠教材上的知识和实验数据去学习化学,实验基本上是教师在课堂上做,学生没有亲自做实验的机会。这导致学生长期依靠死记硬背来学习,动手能力差,不敢动手做实验,缺乏实验兴趣和经验。在高职阶段,很多化学知识的学习和研究都是通过实验来完成的。因此,在高职化学实验课上,要注重培养学生动手能力和实验兴趣,鼓励他们自己动手做实验。教师在授课时,不能只顾自己做实验,还要带领学生一起做实验,实验内容也不能照搬课本,而应该在讲解化学原理的同时让学生自己去设计,解释化学原理和生活中遇到的问题。这样学生才能体会到化学的实用性,从内心深处喜欢化学,培养化学素养。
2.2化学实验课上注重方法
很多学生在初高中阶段依靠死记硬背来学习化学,缺乏应用化学知识的能力,不能用所学知识解决实际问题,久而久之会对化学学习产生困惑甚至厌倦。化学实验课上注重方法,不仅是学生学习方法,还有教师教学方法。在实验课上,教师首先要让学生掌握学习方法,再讲解化学理论知识,让学生理解怎么做、为什么这样做,从而提高学生分析问题和解决问题能力。
2.3重视培养学生创新思维
创新才能进步,在当今社会创新人才更受欢迎。在核心素养中,创新占有很重要的地位,所以在化学实验课程中要注重创新。第一,教师要创新教学思维。有的教师每年的教案基本上没有什么变化,这导致很多学生提前知道教师的讲课方法和风格,听课时没有新鲜感。教师在化学实验课上重视创新教学思维,使教学内容与时代特征相结合,这样才能激发学生学习热情,培养创新意识。第二,教学方法也应创新。例如,可以让学生上台讲课,教师补充,活跃课堂气氛,深化学生对知识的理解。第三,教师要引导学生创新学习方法。在化学实验课上教师鼓励学生积极提问,因为提出一个问题往往比解决一个问题更重要。教师创新教学思维和教学方法,学生创新学习方法,在潜移默化中使得创新思维深入学生心中。
2.4重视利用化学知识解决问题能力培养
化学知识可以解释很多我们生活中遇到的现象和问题。在化学实验课上,教师应该积极引导学生进行思考。教师提出问题后,鼓励学生自主分析,通过动手做实验找答案,从而理解化学原理,培养利用化学知识解决问题能力。在化学实验课上,为活跃课堂气氛,激发学生学习热情,教师可以采取奖励、创新教学方法等手段。
2.5注重化学实验课程的设计
很多学生在学习化学时往往采取死记硬背方式,以通过考试为学习目标,忽视了化学学习过程。因此,在化学实验课上,我们可以设置一个问题,让学生自己提出方案,并通过做实验来解决,教师起指导作用。例如,让学生到污水处理厂,了解化学知识在污水处理过程中的应用,并讨论为什么要处理污水、这样做的好处是什么等问题。学生只有亲身体验化学知识的应用过程,才能增强解决实际问题能力。
2.6正确引导学生的价值取向
21世纪的人才不仅要有才更要有德。目前社会上有很多利用化学知识违法犯罪的事例。例如,“地沟油”就是动植物油经污染后发生酸败、氧化和分解等一系列化学变化,产生对人体有重毒性的物质,砷就是其中一种,人一旦使用砷含量较高的“地沟油”后,就会出现消化不良、头痛、头晕、失眠、乏力、肝区不适等症状。再如“苏丹红”等,也是不法商人利用化学知识来牟利,严重危害他人的身体健康。因此,在化学实验课堂上,除培养学生知识和能力外,还应重视其道德培养。教师在授课过程中,应该引入相关事例,让学生看到滥用化学知识的危害,也可以让学生自己去思考化学知识的用处,引导其树立正确的思想和观念,做一个有素质的大学生。
【关键词】高中 化学 核心素养
一、高中化学核心素养的内容
1.实验能力
化学是一门实验性学科,化学实验推动了整个化学理论的发展,同时也在高中化学知识体系中占有非常重要的位置。学生的实验能力主要体现在三个方面,首先是动手能力。在动手能力方面要求学生熟练掌握化学实验操作中的各种注意事项和操作方法,对各种化学仪器的使用都非常熟悉,对化学实验过程中出现的意外情况有能力进行合适的处理。
2.思维能力
作为理科中的典型科目,化学学习也需要学生的抽象思维能力。在无机化学方面,有大量的工业流程类题目,要求学生对无机离子的性质有清晰的理解。电化学中需要学生对电子离子等概念有深刻的理解。在有机化学中,要求学生对有机物的空间结构有一定的想象能力。在实际教学中应该充分利用化学的学科特点,引导学生进行逻辑推理和理解记忆,有意识的锻炼学生的科学思维能力。
3.严谨的科学精神
化学在科研领域属于一门基础性学科,对化学的学习要有严谨的科学精神。严谨的科学精神表现在学习过程中的方方面面,比如实验现象的描述,实验方案的执行情况,以及实验操作中的规范性。培养学生严谨的科学精神不仅对学生的化学学习有极大的帮助,更对学生未来的发展很有裨益。严谨的科学精神也会在潜移默化中改变学生的行为方式,促使学生成为一个认真负责的高素质人才。
二、高中化学教学中核心素养的培养策略
1.重新认识教学目标
传统化学教学中注重培养学生的应试能力,学生对教材中的知识点的掌握情况都比较好,但是学生的实际动手能力大都比较欠缺。在素质教育改革的大背景下,教育部门为化学教学建立了新的课程标准,教师应该深刻理解新标准中的教学目标,切实推进素质教育。考虑到学生的未来发展,要在教学中更多的关注学生学习的过程,在教学目标的制定上要充分考虑到学生的素质培养。比如在学习有机化学的时候,传统教学中可能会要求学生熟练掌握各种有机官能团的相关性质,但在新课程标准下,更要让学生理解有机物的分子结构。有机物的一个很重要的特点就是结构决定了性质,在实际教学中要有意识的让学生理解有机物的结构与性质之间的关联关系,使其对有机物的理解更加深刻。
2.改革课堂教学方法
化学课堂是学生学习化学的最主要的场所,应该充分利用起课堂上的时间,培养学生的化学核心素养。提高学生的探究兴趣是促进学生学习效果的重要手段,在课堂上要善于利用各种教学手段,让学生高效的参与到化学学习中来,使得课堂成为学生进行化学探究的起点。在引入新的教学内容的时候,可以利用生活中的化学现象对知识点作说明,使学生把生活实际与化学知识建立起连接,激起其对化学的学习兴趣。比如在学习焓变与熵变的时候,可以利用生活中常见的烟雾消散,打翻的火柴盒变乱,反应放热等现象说明物质反应焓减熵增的趋势。在课堂教学中要注意对学生的学习和探究方法做出指导,培养其建立科学的探究方法。先对学生创建一个问题环境,然后引导学生针对这个问题进行资料的查阅或同伴之间的讨论,然后利用讨论结果和资料对问题进行独立的思考,最后得出结论。在课堂教学中要多介绍科学的探究方法,为学生的学习起到借鉴作用。
3.充分利用探究性教学
在化学中引入探究性教学的理念有这样一些方式,首先是让学生自己发现问题。培养学生独立思考的意识是探究性学习的主要目的,所以要让学生运用化学知识基础主动发现生活中的化学问题,走出探究性学习的第一步。其次,要培养学生的实验性意识。实验在化学教学中本身就占有非常重要的位置,除了让学生按照实验纲领进行实际操作之外,还可以引导学生自主设计实验流程。在实验设计的过程中,学生会主动考虑实验的各种相关因素,有助于培养学生的全局意识。最后,还要采用小组合作的形式让学生完成探究性学习。小组合作学习能够促进学生之间的思想交流,弥补了彼此的思维惯性缺陷,同时也有助于培养学生的合作能力。
4.渗透W科前沿知识
在日常教学中渗透学科的前沿知识有助于弥补教学与应用之间的脱节,也吸引了学生的学习兴趣,对学生的思维广度也做了扩展。比如可以针对某一个企业的先进的工业流程作为一个案例来分析,让学生分析先进工业化学合成流程与传统流程之间的区别,理解先进流程在节能或者减排方面的优势。工业流程上一些微小的改进常常能带来丰厚的利益,在化学教学中渗透这方面的理念也能让学生认识到化学的重要应用价值,从而提高化学学习的积极性,培养自己的化学素养。
三、结语
总之,教师要响应教育部门关于素质教育的号召,认真反思教学中的不足之处,关注学生的学习过程,在日常教学中构建和培养学生的化学核心素养,让学生建立起完整的学习方法体系和严谨的科学探究精神以及专注的学习态度,使得学生获得更好的发展。
【参考文献】
[1] 陈细华. 浅谈高中化学实验教育效果的有效性研究[J]. 成功:教育版,2013 (1).
关键词:高中化学;核心素养;具体内涵;课堂教学
2014年3月30日,教育部《关于全面深化课程改革,落实立德树人根本任务的意见》文件指出:“教育部将组织研究提出各个学段学生发展核心素养体系,明确学生应当具备的适应社会发展和终身发展需要的必备品格和关键能力。”高中化学课程作为素质教育有机组成部分之一,其核心素养研究不可避免地被纳入课程命题当中。加强对高中化学核心素养在课堂教学中的应用研究,是适应素质教育课程改革趋势以及教育部相关文件要求的必然之举,接下来,本文就对这一课题展开细致分析。
一、高中化学核心素养的具体内涵
探究化学核心素养在高中课堂教学中的应用这一命题之前,有必要对高中化学核心素养这一概念的具体内涵进行详细分析。自2014年教育部门文件颁布以来,有关化学核心素养这一课题的研究一直没有中断过,在将近3年的时间里,各位教学工作者都对学生应当具备的化学核心素养做出积极研究,这其中取得不少成果。但是,由于相关教学实践有限,在化学核心素养这一概念的定义上,至今仍然存在一些争议。本文试图在总结前人研究成果的基础之上,综合国内外研究综述,对高中化学核心素养的具体内涵做出大致定义。
1.核心素养的含义
21世纪初,联合国教育科学文化组织、国际经济合作组织,就进一步促进经济全球化发展,提出了“培养什么样的人,如何培养人”这一问题,国内外教育专家学者相继开展对这一问题的研究。研究表明:培养什么样的人,如何培养人这一命题应当紧紧联系核心素养模型建立问题,在发展受教育者学科知识技能的基础之上,从情感态度与价值观等角度展开分析。随后,欧洲经济联盟进一步对核心素养命题进行深入探究,在尊重联合国教科文组织、国际经济合作组织相关理论的前提下,对核心素养这一概念进行了定义,教育领域核心素养应当包括8个方面的内容:
(1)母语素养。这是受教育者接受教育、发展核心素养的物质基础和精神基础,一个连话都不会说的人,谈不上核心素养培养这一问题。
(2)外语素养。这是受教育者终身发展和适应经济社会发展必须具备的另一语言素养,经济全球化和政治多极化背景下,掌握一门外语是素质人才必备的技能。
(3)信息技术素养。21世纪是信息技术飞速发展的计算机网络时代,信息技术渗透到人们生活的方方面面,社会生产和经济发展离不开信息技术,作为一名新时代的人才,必须具备信息技术素养。
(4)公民与社会素养。受教育者毕业之后最终需要走向社会,决定其能否被社会接纳的最重要标准乃在于其公民与社会素养的高低,这是核心素养不可分割的一部分。
(5)基本科W素养。每名受教育者为自身发展、融入社会以及胜任工作需要具备不一而同的科学素养,例如,一名化学教师和一名化学技术开发人员所具备的科学素养存在差异,但我们可以较为笼统地将其归结为学科素养,包括探索本学科的科学思想、科学方法等。
(6)学习能力素养。终身学习教育理念普遍盛行的今天,社会愈来愈向学习型社会发展,学习能力素养已成为核心素养体系当中不容忽视的一部分。
(7)合作交流素养。正所谓“一个好汉三个帮”,这是一个人融入社会、融入工作岗位应当具备的基本人际交往素养之一。
(8)问题解决与实践探索素养。中国有句古话,“纸上得来终觉浅,绝知此事要躬行”,良好的问题解决与实践探索素养对于受教育者利用所学知识改造世界、提升生活质量具有现实意义。
2.高中化学核心素养的具体含义
化学是一门在生命科学、材料科学、环境科学、空间科学、能源科学和信息科学之间相互渗透、相互交叉的课程,根据以上所提出的核心素养8个方面内容,结合化学课程本质,我们对高中化学核心素养的具体含义进行代入可以得出:高中化学核心素养指的是以培养学生终身发展和完美人格所必需、指导学生从更高境界上自我发展的一种素养,包括不限于化学信息素养、化学学科素养、合作能力素养和化学能力素养等在内的基本素养。
在对高中化学核心素养的具体含义进行定义时,考虑到母语素养、外语素养的常见性以及易获得性,不在本文中作过多阐释。同时,公民与社会素养涉及思想品德教育问题,因此,也不在本文进行具体介绍。化学信息素养、化学学科素养和化学能力素养分别对应核心素养当中的信息技术素养、科学素养和问题解决与实践探索素养,核心素养当中的学习能力素养、合作交流素养具有共通性,出于阐述便利需要,在化学核心素养中将其归结为化学合作能力素养进行研究。
二、化学核心素养在高中课堂教学中的具体应用
1.化学信息素养
随着现代化学工艺的迅速发展,化学信息这一概念外延进一步扩大,主要有:互联网、数据、图表、书刊、模型、装置图、有机合成路线、工艺流程、反应设备等。教师应当强化学生化学信息意识,提高学生整理化学信息、甄别化学信息、加工处理化学信息和应用化学信息的能力。
纵观高中化学课堂教学现状,教师经常陷入这样一个误区:高考压力太大,不能浪费学生的宝贵时间,所以教师应当将概念、原理、方程式、实验要点等内容一一整理出来,学生照着笔记背诵就可以。从表面上看,这节省了学生的学习时间,但是长此以往,学生依赖教师获得知识,信息处理能力和信息应用能力大大降低,对核心素养的发展造成致命伤害。
教师应当为学生积极创设处理化学信息和应用信息的能力,以促进学生化学信息素养的全面发展。例如,高一化学《化学家眼中的物质世界》教学过程中,考虑到本章节是高中化学入门知识,理解难度不是非常大,同时学生经过初中阶段课程学习,已经具备一定处理信息的能力,因此,教师可以要求学生课前通过教科书、互联网、文献资料查阅等方式展开自主预习,了解化学物质、研究物质的实验方法、原子结构等方面知识,从而实现整理化学信息、处理化学信息和应用化学信息能力进一步提高的教学目标。
2.化学学科素养
化学学科素养是化学核心素养区别于语文、数学、英语等课程核心素养的重要标志,学生通过高中化学课程的学习,应当掌握化学概念、原理,了解化学现象变化的基本规律,并对这些化学现象发生变化背后的原因进行科学分析,这是高中化学课程区别于其他科目的本质属性。这些属于知识技能方面的内容,正常情况下,教师按照教学大纲,循序渐进地进行教学即可,除此之外,化学学科素养还包含过程与方法、情感态度与价值观方面的内容。
普遍意义上的化学方法,有矛盾分析法、唯物主义辩证法、两点论等,一般化学方法,有观察、归纳、分析、联想、分类、推理、演绎、实验、比较等。组织课堂教学活动的过程中,教师应当尝试多种途径,渗透过程与方法教育,提高学生对化学知识发生发展的理解,增强学习效果。例如,归纳化学思想的教育:铁的获取教学时,教师可以出示磁铁矿、赤铁矿、炼铁高炉等图片,学生根据图片给出的提示,归纳从自然界获取铁、工业冶铁的基本方法。由于有图片提示,学生归纳起来比较顺利,这一过程中归纳这一化学思想渗透的教学目标自然而然达成。
情感态度与价值观是一个复杂的体系,从某一个侧面反映学生的化学态度、学习兴趣、人生观、价值观以及世界观等方面的内容。作为化学学科素养重要的一环,教师应当对此方面内容引起注意。教师应当深入挖掘课程当中的情感教育资源,促进情感态度与价值观教学目标的有效达成。
3.合作能力素养
无论是在生活当中还是工作当中,具备合作能力素养的人总是格外受到青睐。想要取得工作、学习上的成功,就要学会与人合作,组织协调各种力量,创造一切有利条件,促进自身发展。
当前的高中化学课堂普遍采用讲解法,课堂成为教师展示自我的舞台,师生之间缺乏交流与合作,学生始终处于被动接受知识的消极地位。同时,学生之间也缺少合作学习意识,不懂得取长补短,对集体意识和协作精神的培养带来不良影响。
《普通高中化学课程标准》指出:学生是学习的主人,教师是学生学习的合作者、引导者,高中化学课程应当积极倡导合作探究学习方式,促进学生自主探究能力和合作能力的进一步发展。基于这一教学理念以及培养合作能力素养之必要,教师应当采用小组合作学习,鼓励学生通过合作探究获得知识。例如,高二化学《太阳能、生物质能和氢能的利用》教学过程中,教师可以将学生分为3人小组,组内分工协作,分别对太阳能、生物质能和氢能的利用进行探究,最后派代表发言,分享探究成果,并由教师进行指正分析。通过这种方式,学生之间加强交流,师生之间有了互动,合作能力素养的培养才可以成为可能。
4.化学能力素养
化学能力素养是一个非常广阔的概念,这里的化学能力素养主要指应用学科知识的基本素养。过去的高中化学课堂一直笼罩于应试教育雾霾之下,教师拿着考试大纲和教科书,照本宣科进行讲解,学生将理论知识背得滚瓜烂熟,提出问题、分析问题和解决问题的能力迟迟难以提高。考试时,只要题型稍微变化一些,他们就丈二和尚摸不着头脑,无所适从。
实验是培养学生应用能力的最重要途径,高三实验化学整本教材都围绕实验展开,教师应当有效利用这些实验,促使学生在开展实验探究的过程中,提高应用化学知识与技能的能力,发展化学能力素养。
例如,实验化学专题三物质的检验与鉴别课题1“牙膏和火柴中某些成分的检验”教学过程中,教师可以要求学生根据教材内容,自主开展探究性实验,并独立设计实验方案、撰写实验报告。学生进行实验探究的过程中,教师要在教室内巡回走动,适时为学生进行解答,保证实验探究质量。
总之,当前高中化学教学普遍存在核心素养教学认识不足、教学理念落后的问题,这一方面与教师所采取的落后教学模式有关,另一方面也是现阶段化学核心素养教学研究经验不足所导致的。全体教学同行应当加强对化学核心素养应用于课堂教学的研究,理论联系实践,提高对核心素养教学的认识,促进高中化学教学改革工作的持续健康发展。
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[6]丹尼尔・卡尼曼.思考,快与慢[M].北京:中信出版社,2012.
近年来,随着我国新课程改革的发展,我国各级教育都非常重视培养学生的“核心素养”。对于初中化学学科来说,培养学生的化学学科素养,并在此基础上改进教学策略,增加学生的学习兴趣,提高教学质量成?槟壳拔夜?初中化学教学的主要方式和目标。
一、初中化学的核心素养
初中化学核心素养主要是指在化学学科中最具学科本质的素养,现阶段我国的化学核心素养主要有以下几个:
(1)宏观辨识和微观探析。在化学学习中,学生要有全面整体的意识,从宏观和微观两个角度去探索和分析问题。
(2)变化观念和平衡思想。初中化学要培养学生从发展的角度看待事物的生长变化规律,掌握平衡思想。
(3)证据推理和模型认识。初中化学要培养学生按照证据进行推理解决问题的能力以及对模型的基本认识。
(4)实验探究和创新意识。化学实验是化学重要的组成部分,培养学生实验探究的方法和创新意识是初中化学教学的重点。
(5)科学精神与社会责任。初中化学通过实验教学等来让学生认识到科学探究的重要作用,培养学生的科学探究精神,增强学生的社会责任感。
二、基于初中化学核心素养的教学策略
1.从核心概念出发引导学生构建知识体系
基于核心素养的初中化学教学要求教师在设计教学活动时,注重对学生的启发和引导,从化学的核心概念出发,积极引导学生构建化学知识体系。传统的化学教学中,教师采取的是灌输式的教学方式,通常就是让学生死记硬背一些化学概念、特性、反应、公式等,很多学生都没有真正理解这些内容,致使学生对化学知识掌握不够透彻。面对这种情况,教师需要改变传统的教学方法,把教学重点转向对化学核心概念的讲解上,让学生真正理解这些化学核心概念,在此基础上进一步构建化学知识体系。教师在课堂教学中,要引导学生学会整合知识,找出现在所学知识和之前学过的知识之间的联系,培养学生的学习迁移能力,形成正确的知识表征,从而围绕可迁移的化学核心概念构建化学学科知识体系。例如,教师在讲解“气体制取、检验、净化”的有关教学内容时,可以让学生利用对比的方法学习记忆有关气体的性质、用途、制取方式等内容。拿我们非常熟悉的为例,它们都是我们生活别常见的气体,无论是在性质、功能还是制取方式等方面都存在一定的关联,既有共同点又有不同点。教师可以在讲解二者的时候,可以让学生通过观察实验,自己总结归纳出O2和CO2的相关性质和原理,找到二者的联系和区别,并在头脑中形成系统的核心知识体系,进而提高学生的化学学习效率和水平。
2.转变教学方式,培养学生自主学习能力
我国传统的教学方式使得学生长期处于被动接受学习的状态,这种被动学习不利于学生培养对化学学科的学习兴趣,也不利于学生充分地发散思维、培养创新能力。因此,在培养核心素养的教学要求下,初中化学教师要积极的开动脑筋,设计出吸引学生参与兴趣的教学活动,使学生变被动学习为主动学习,提高学生的自主学习能力和创新能力。在具体的化学教学中,教师要采取多样化的教学方式,例如游戏教学法、实验教学法、问题情境教学法等,这些教学方式在化学教学中的有效运用可以最大程度的吸引学生的注意力,增加学生的课堂参与度,进而提高化学学习兴趣,增强自主学习能力。例如,教师在进行新课导入时,可以先用多媒体向学生播放一小段化学实验视频,让学生观察视频中的化学实验现象,然后提出几个小问题,让学生观看完回答。这种问题引导式的教学方式可以充分的激发学生的思维,启发诱导学生投入到新知识的学习中,同时还能检验学生对之前知识学习的掌握程度,培养学生的自主学习能力。
3.培养学生动手能力和合作学习能力
化学实验在化学教学中占据着重要的地位,发挥着不可替代的作用。在初中化学教学中,教师应该重视化学实验教学,并且让学生亲自动手做一些化学实验。具体来说主要是教师在课堂教学中先简单的给学生介绍一下将要做的化学实验的相关注意事项,明确实验目标,以及可能在实验过程中出现的一些问题,之后让学生根据步骤一步步进行试验,最后观察实验结果,总结实验规律。对于一些比较难或者步骤比较多的实验,教师可以先给学生做一遍示范,然后让学生分组合作共同完成实验。这样既培养了学生的学习兴趣,又提高了学生的合作学习能力,可以说是一举两得。
关键词:化学核心素养;课堂教学;策略
文章编号:1008-0546(2017)05-0017-02 中图分类号:G632.41 文献标识码:B
doi:10.3969/j.issn.1008-0546.2017.05.005
一、认识化学核心素养
“素养”一般是指对传统“知识”、“技能”的扩展与升级,核心素养则是素养中最关键最重要的部分,核心素养的演变与人类进步与社会发展密切相关。[1]褚宏启教授把“核心素养”简单界定为:为了适应21世纪的社会变革,人所应该具备的关键素养。[2]林小驹等中学教学专家认为,“核心素养”是指:每个人为发展自我、融入社会及胜任工作所具备的关键的、重要的、不能缺失的品质、知识、技能、才干、精神风貌等集合。[3]中学名师房宏则将中学 “化学核心素养”归纳表述为:化学学科最具学科本质的、化学科所固有的核心素养,是学生借助化学学习过程形成的解决实际问题所必需的最有用的化学知识、最关键的化学能力、最能满足终身发展的化学思维。中学 “化学核心素养”具备关键性、稳定性、独特性、生长性和实践性等特征。[4]
二、探た翁媒萄培养策略
1. 关注两个前提
课堂教学作为教学的主阵地,必然是落实化学核心素养的主要环节,要使化学核心素养的培养在课堂教学中落地,我认为化学教师首先要关注两个前提:第一,化学核心素养并非神秘或遥远的,它就在平常课堂教学中。化学教师应有强烈的“化学核心素养”培养意识,意识影响行为,教学中教师才会朝这个方向思考与追求。第二,化学教师应创设一个真正民主且高效的课堂教学氛围,此课堂教学过程应具有以下特点:师生明晰本节课的课堂教学目标,共同遵循认可的教学流程规则,在针对问题的不同观点、不同视角的探讨过程中,师生都能够充分地进行思维碰撞与交流展示,每个人都有展示的欲望与机会,也具备一定的表达能力与展示方法。假如没有一个真正民主高效的课堂氛围为承载,课堂中对学生核心素养的培养将成为空中楼阁。
2. 依据教学内容的特点侧重培养
最新研制的普通高中化学课程标准(征求意见稿,2016年9月)指出化学核心素养包括五个维度:“宏观辨识与微观探析”、“变化观念与平衡思想”、“证据推理与模型认知”、“科学探究与创新意识”、“科学精神与社会责任”,这“五个维度”并非同等地位,更不是要求教师在某一节课中都必须要体现,教师应该根据课堂教学内容的特点有所侧重培养。例如,物质的性质决定于物质的微观结构,所以在元素化合物性质的教学中,应引导学生多从“宏微结合”的视角去认识与理解。而在物质转化的教学时,则适合培养学生的“变化观念”。变化是化学的核心之一,任何的变化都是有条件的,条件不同,则可能发生不同的变化,譬如在浓硫酸中加入足量锌粒,依次会发生不同的化学反应,因此研究一个化学反应要从内因和外因、量变与质变等诸多角度进行比较全面的理解与分析。再譬如,通过浓、稀硫酸的性质对比来学习浓硫酸的“三大特性”,让学生知道浓度对物质性质的影响;通过钠块在常温下与加热条件的不同产物,让学生了解反应条件对反应产物的影响;通过氯化铝溶液中逐渐滴加氢氧化钠溶液的相关研究,让学生体会反应物的量的不同会对化学反应产生影响等等。
3. 抓住化学核心素养的重点培养
科学探究与创新意识是化学核心素养的重点,适合在实验教学中进行培养。教师可以在实验方案设计、实验装置改进、实验现象观察、实验结果评价等环节培养学生的科学探究与创新意识。例如,在氢气验纯教学时,我让学生探究除了“试管收集爆鸣法”外的其他方法。学生经过合作探究,创新思维,又归纳出“塑料杯倒扣底部小孔点燃法”、“氢气气球爆鸣法”、“氢气吹肥皂泡法”等一些有趣可行的实验方案。学生创新意识与思维能力源自平时的积累与锻炼,教师对学生在课堂中突然冒出的创新想法,不能因为怕影响教学进度或者“与标准答案不符”等原因加以否定,而应给学生多一些指导或鼓励。例如,我在制备乙酸乙酯的实验教学时,为增强产物分层的观察效果,先向碳酸钠溶液中滴入酚酞使之呈红色。收集乙酸乙酯后,振荡试管红色褪去,这时让学生探讨溶液褪色的原因,想借机锻炼学生的探究能力。经过探讨,大多数学生都认为褪色是因为碳酸钠与乙酸乙酯中混有的乙酸反应使溶液的碱性减弱造成的。这时突然有个学生站起来提了一个很新颖观点:酚酞属于有机物,有可能被乙酸乙酯萃取,造成碳酸钠溶液红色褪去。这时候我并没有贸然否定他的想法,反而对他的行为进行表扬,因为能够产生这种观点,体现出该学生有较强的探究意识与创新思维能力。
4. 突出化学核心素养中的能力培养
有人把化学知识分为“陈述性知识”与“程序性知识”,“程序性知识”能够更好地培养学生的能力。我认为“证据推理”、“建模认知”都属于重要的“程序性知识”,教学中教师应突出其重要性,从而促进学生化学核心素养的形成。
(1)证据推理能力
研究物质的性质及变化规律离不开证据推理,证据推理一般是针对问题提出假设,通过观察、实验、调查等多种手段找到证据,对假设进行证实或证伪,得到合理结论。教学中教师应善于抓住时机,锻炼学生证据推理能力。例如,向含有酚酞的氢氧化钠溶液中滴加适量氯水,溶液由红色变为无色,探究其褪色原因。引导学生进行推断验证:假设1,氯水显酸性,向氢氧化钠溶液滴加氯水后,溶液呈酸性,所以溶液褪色;假设2,氯水有氧化性,可以将酚酞氧化,所以溶液褪色。进行推理分析:用试管取适量该无色溶液,向其中滴加氢氧化钠溶液至过量,如果溶液又变红,则假设1成立,否则假设2成立;用试管取适量该无色溶液,向其中滴加酚酞溶液,如果溶液变红,则假设2成立,否则假设1成立。
(2)建模认知能力
模型有多种,除了常见的分子结构模型、晶体结构模型等“实体类”模型,还包括解题方法模型、操作表述模型等“方法类”模型。笔者认为,在这一维度上对学生化学核心素养的能力培养起到更好效果的,应当是解决问题的思维方法模型教学,也就是让学生学会建立解决问题的方法类模型。例如在离子检验的教学时,我引导学生建立离子检验的操作步骤表述模型(以溶液中SO42-的检测为例):取试样(用试管取少量的该溶液)加试剂(向其中滴加盐酸酸化的氯化钡溶液)说现象(如果有白色沉淀生成)得结论(则说明该溶液中含有SO42-;否则,溶液中无SO42-)。而将沉淀洗涤是否干净的操作步骤表述模型为:取最后一次洗涤液加试剂(与洗涤液中某离子能产生特殊现象的试剂)如果无反应现象产生则说明洗涤干净;否则,洗涤不干净。通过建模的方式将知识规律化、程序化,能够使学生在解决问题时举一反三、触类旁通,从而提升学生的认知能力。
需要特别指出的是由于当前学生核心素养的评价在实际操作中仍难以量化,以及在高考或日常测试成绩为主要评价依据的制约下,部分教师在教学中易产生功利化的思想,甚至提出“高考考什么就教什么”的口号,课堂教学仅是围绕如何“得高分”进行。所以尽快实施以“学科核心素养”为目标的评价方案,借此引导中学课堂教学“回归教育本真”,显得尤为关键与紧迫。“以核心素养为本”的新课改号角已经吹响,我们探寻“培养策略”的征程任重道远。
参考文献
[1] 辛涛,姜宇,林崇德等.论学生发展核心素养的内涵特征及框架定位[J].中国教育学刊,2016,6
[2] 林小驹,李跃,沈晓红.高中化学学科核心素养体系的构成和特点[J].教育导刊,2015,5
关键词:高中化学;学科核心素养;教学策略
高中化学在现代高中教育阶段处于十分重要的地位,它在学生化学知识水平及化学能力培养方面均起到十分重要的作用。就目前高中化学教学而言,为能够更好培养学生化学素养,应当以学科核心素养理念为指导,在学科核心素养方面作为入手点,积极选择合理策略实施高中化学课堂教学,从而使学生能够形成良好学科核心素养,最终可使学生化学综合能力及素质得以有效提升,使高中化学教学及学生能力均能够得以更好发展。
一、高中化学学科核心素养构成及内涵
在当前高中化学教学过程中,学科核心素养的培养已经成为十分重要的一种教学理念,在实际教学过程中占据十分重要的地位。对高中化学学科核心素养而言,其主要包括五个方面内容,即科学探究及创新意识、变化观念以及平衡思想、证据推理及模型认知能力,还包括宏观辨识及微观探析能力、科学精神及社会责仟,这五个方面均具有十分深刻的内涵。通过在这五个方面入手对学生进行化学教学,不但能够使其化学素质及能力得以提升,并且能够使其综合素质及能力得以有效提升,这对学生今后发展具有十分重要的及意义。
(一)科学探究及创新意识
通过在这一方面对学生进行教学,教师可使学生充分意识到在解释、发现以及创造与应用科学知识方面,科学探究属于一种必要实践活动,可使学生提出更加有价值的问题,并且对其进行积极探究。另外,其还能够以问题及假设为出发点,将探究目的确定,对探究方案进行合理设计,从而较好进行实验探究,同时,可使学生在探究中加强合作,对于一些异常情况能够较好表达自身看法。
(二)变化观念及平衡思想
这一方面所指的就是可使学生对物质不断运动及变化的实质能够充分认识,使其能够了解化学变化应当以一定条件为前提,并且要符合一定规律,还能够使学生对化学变化本质充分认识,这样才能够更好学习化学知识,并且可使学生意识到化学变化具有一定限度,可适当对其进行调控。此外,还应当使学生从不同角度对化学反应进行动态分析,通过对化学反应原理进行应用将实际问题解决。
(三)证据推理及模型认知
对于这一方面而言,其主要就是使学生能够具备证据意识,使学生能够在掌握一定证据基础上,对于物质物质、结构及相关变化给出可能性假设,并且通过分析推理进行论证,可使学生在观点、结论及证据三者之间构建逻辑关系。另外,还能够使学生意识到可通过分析及推理等方法对研究对象本质特点加强认识,还能够认识研究对象的构成要素及关系,在此基础上构建相关模型,可运用相关模型对化学现象进行合理解释,探究化学现象本质以及规律。
(四)宏观辫识及微观探析
该方面所指的就是使学生能够从不同层次对物质多样性进行认知,并且能够对化学物质合理进行分类,能够从元素、分子及原子水平对化学物质加强认识,可形成正确物质组成观念,使学生能够从宏观及微观相结合角度对实际问题进行合理分析,并且将其较好解决。
(五)科学精神及社会责任
这一方面主要就是要求学生形成求实、严谨态度,能够形成积极探索米知知识的意识,对于化学知识在社会发展方面的重要的作用及意义能够清楚认识,可形成绿色化学观念,可正确判断与化学相关的一些热点社会话题。科学精神不仅仅是一句口号,它有着非常实质性的可实践的内涵要素。众所周知,学习科学本身就是一项永无止境的探究过程和认知过程。以现有教材中涉及的化学现象和本质为基础,教师在教学过程中关注培养学生具有客观的依据、理性的怀疑、多元的思考、实践的检验、宽容的激励的科学精神。而社会责仟感不是一朝一夕形成的,是一个潜移默化的过程,教师在教学过程中可利用化学史的介绍、化学事故的解析、环境恶化原因的探究不断培养学生的社会责仟感。
二、基于学科核心素养的高中化学教学有效策略
(一)加强化学探究实验教学
对于高中化学而言,其实质为以实验探索及分析推理为基础的一门学科。因此,在高中化学教学中化学实验探究属于一项重要内容,高中化学课堂教学的开展,应当以化学实验探究为依据,在基础上才能够保证化学教学得到比较理想的效果。然而,对于高中化学教学中的实验探究而言,大多数并非为获得新发现而进行设计,基本上都是对前人实验进行重复,通常情况下,高中化学课堂实验探究的完成都是以教师知道实验结果而学生不知道实验结果为基础的,其主要目的就是对学生探究意识以及探究能力进行培养。在实际教学设计过程中,教师应当对各种相关教学资源进行充分利用,选择可行有效的探究主题,教师及学生共同对探究过程中进行规划以及实施,从而使学生探究意识能够得以形成,并且也能够对学生证据推理及模型认知进行培养,最终可使学生学科核心素养能够得以形成。在实验探究过程中,教师应当注意对学生思维严密性、敏捷性以及创造性与整体性进行培养,从而可使学生科学思维品质得以形成。例如,在对“氯气的性质”这一内容进行教学过程中,教师先让学生依据自身理解及相关实验进行自主探究,教师可指导学生自主设计氯气性质的相关实验,由于该实验具有一定危险性,教师应注意对其进行严格指导,避免危害学生健康。通过自主探究,学生逐渐形成探究意识,具备一定探究能力,最终具备科学思维品质。
(二)进一步强化概念及原理教学
在化学学科教学及学习过程中,化学概念及原理属于最本质内容,在学生化学学习能力培养方面可起到基础作用,并且在学生学科核心素养的培养方面可起到工具性作用。在高中化学实际教学过程中,作为化学教师在注重学科核心素养培养的同时,也应当对基础知识教学加强重视,若米能够对学生在基础概念及原理方面较好教学,则必然会导致在学科核心素养培养方面缺乏根本。在当前高中化学实际教学过程中,教师应当对教学内容进行合理选择,保证所选择教学内容能够对化学基础知识逐渐转变为学科核心素养比较有利。例如,在对化学物质分类进行教学过程中,教师可对学生进行引导,使其能够将物质分类基本方法掌握,使正确物质分类观念能够得以形成,使学生能够通过对分类思想进行应用,从而对元素、分散系以及化学反应类型等相关概念更加深入地理解。在对典型元素及物质进行实际教学过程中,教师可通过引导,使学生掌握化学物质研究的基本方法,使其能够逐渐形成元素观念及微粒观念,在此基础上对更多元素及物质加强认识,最终形成宏观辨识及微观探析素养。另外,在实际教学过程中,教师通过对类型不同的各种化学反应进行研究,引导学生对类型不同的各种化学反应本质特点进行准确把握,使学生变化观念及守恒观念能够得以建立,使学生能够对化学反应从多个角度进行动态分析,从而可使学生变化观念及平衡思想能够得以形成。
(三)合理创设教学情境
对于化学这门学科而言,其与人们生活及社会生产之间具有十分密切的关系,化学专业的不断发展,使社会生活方式及社会生产方式均发生很大变化。在高中化学教学过程中,为能够使学生形成正确价值观念,十分重要的一项内容及方法就是创设教学情境,使学生在情境中较好体会化学知识的价值,使学生能够养成科学精神,最终可对其社会责仟感进行培养。在实际课堂教学过程中,教师在创设教学情境时应当保证所创设情境具有真实性、情感性及知识性特点,并且还应当具有较强针对性,在此基础上才能够更好融入教学情境,更好体验情境,最终可使其正确价值观念及社会责仟感能够形成。化学教师可带领学生到社会上开展实践活动,在实践过程中了解实际社会现象,并且能够更好地了解化学知识在社会实际中的应用,使其树立应用化学知识解决社会问题的决心,最终形成较强社会责仟感。
三、结语
【关键词】核心素养高中化学高效课堂
一、核心素养指引下的高中化学高效课堂构建原则
化学的核心素养可以表述为以下几点:宏观辨识与微观探析、变化观念与平衡思想、证据推理与模型认知、实验探究与创新意识、科学精神与社会责任。这几个方面密切联系不可分割,因此高中化学高效课堂的构建还必须要遵循几个原则:
1.整体化原则
知识学习的过程是一个有机的整体,教师不可能单纯割裂某个知点或者某种学习方法而授课,而是要引导学生由点及面层层推进来学习,因此在教学的过程中教师就需要渗透给学生这种普遍联系的意识。
2.探究性原则
核心素养的落实以发展学生思维,提升学生的学习能力品质为前提,因而在教学中教师要做好启发引导,体现化学学习的探究性,让学生们在探究的过程中逐步掌握学会学习、理解和运用学科知识,发展学生的科学精神。让学生们可以更好的自主发展,并发掘自身潜力,确立积极的学习态度和浓厚的学习兴趣。化学探究可以从教材内容的探究入手:如探究各类元素和物质的性质,包括:外观形状、导电性、导热性、延展性、氧化性、还原性等,教学中教师可以让学生们以课本为基础,自主学习有效探究,教师再加以必要的指导;也可以从课外探究入手,如水垢的化学成分分析,让学生们从生活中的一些事例入手,学习和探究化学让学生深刻体会化学研究的价值,增强学生的实验探究与创新意识。
3.时代性原则
时代性原则是核心素养发展的一条基础性原则,教育教学的研究和创新都是以适应时展为原则,这样才可以更好的迎合新时期经济社会发展对人才培养的新要求,全面体现先进的教育思想和教育理念,确保研究成果与时俱进、具有前瞻性。化学在不断向前发展,而推动化学继续向前发展的不竭动力就是掌握了化学的研究方法并具有创新意识的新一代青少年,因而教师在教学中不仅要教会学生化学知识,更重要的是要让学生们具备推动化学继续向前发展的时代意识。不要让学生们满足于当下的学习,要从发展的角度,建立科学研究的创新意识、科学精神与社会责任,凸显化学教学的人文底蕴和科学精神。
二、核心素养指引下的高中化学高效课堂推进策略
1.情境化教学为核心素养发展奠定基础
高中化学高效课堂的构建首先要调动学生学习和探究的兴趣,让学生在课堂上释放活力,体味学习的多重价值。现实生活是科学世界的根本,是教学的基础和前提教学只有与生活紧密相连,才能有意识地融入化学与生产、社会、环境、生活等多方面的内容,突出核心素养教育。以高中化学“油脂”这个章节为例,教师就可以从学生们最熟悉的食用油入手,让学生们想一想日常生活中简单的油脂都有哪几种:花生油、玉米油、调和油、大豆油、菜籽油、猪油等,接着让学生们试着说一下它们的状态都是什么样子,课堂上教师可以取少量花生油、猪油,让学生们亲自实验看看它们是否能与水互溶,密度比水大还是小,摸上去感觉怎么样。在此基础上教师还可以继续提问:生活中油着火能不能用水扑灭,为什么,有哪些方法可以扑灭燃烧的油。这样一步步引导,既能通过情境教学有效调动学生的学习兴趣,还有效实现了理论联系实践,凸显出探究乐趣,更实现了的宏观辨识、证据推理、模型认知、科学精神、社会责任等多个层面的渗透。
2.活动化教学为核心素养发展创造平台
活动化教学是与静态化学习相对而言的,要让学科知识和学生的思维活起来,首先必须让学生行动起来。求知不是静坐、死记、硬背的过程,而是实践、体验、感悟的过程。在行动的过程中,让他们实践、碰壁、尝试、改进,这个过程更能凸显学习的主体性意义,而且学生的参与性也可以显著增强,真正实现教学做合一。化学课本上有非常多的实验,教师可以以实验为契机,调动学生的学习兴趣,提高学生的动手实践能力。以“钠的性质”为例,课堂导入阶段我采用了一个小魔术———“滴水生火”。课前在酒精灯灯芯里暗藏一小块钠,实验时用胶头滴管在灯芯内滴一滴水,实现课堂开始的一幕。这样就可以教会学生不迷信,建立崇尚科学真理的态度,自然引出课堂主角“钠元素”。然后让学生们进一步开展实验探究活动:用镊子取出一块钠,观察颜色、质地等,用小刀切一块再认真观察下切面的颜色变化。从物质的宏观特征入手,对物质进行表征,了解掌握钠的物理性质;从金属钠的切面颜色变化引出钠的化学性质;观察钠的燃烧,钠先熔成小球,然后燃烧,发出黄光。将钠放入水中,金属钠浮在水面上,融化成闪亮的银白色的小球,并四处游动,发出嘶嘶的响声,滴入酚酞的水溶液变红。根据观察和实验获得现象,概括化学反应发生的条件、特征与规律,认识化学变化的多样性,深化学生头脑中的变化观念和平衡思想。接着教师可以通过大屏幕,视频讲解钠的工业生成和保存、应用等知识。将化学贯穿于生产、社会、环境、生活等多方面的内容,突出核心素养教育。此外,自主学习也是化学学习的一个有效手段。学生们在课外阅读相关化学书籍、开展化学兴趣实验、组建化学学习小组、举办化学知识辩论赛、开展绿色化学社会实践活动等都是非常的自主学习方案。这些过程不仅有利于化学知识量的增加,更重要的是可以让学生们在了理解知识、应用知识、创造知识的过程中培养学生的科学思维方式,重视学生的积极参与,使学生能通过查阅资料、调查访问、参观讨论、实验探究等活动,促进核心素养的全面提高。
一、教育与教学的意义
在化学教学中,教师应该充分地认识到培养学生的核心素养的作用.在化学教学中如何体现学生的核心素养?有专家指出,教育就是在学校内教师所教的知识中被学生所遗忘的一些知识,但核心素养是永远不会被学生所丢失的.化学教师的教学,往往是为了迎接大型考试对学生进行知识灌输的一项措施.这样做,常常会造成教师对教育教学的不理解.我们要懂得作为教师的职责,不仅是要教学科,更重要的是要教学生.知识虽然重要,但是比知识更重要的是教师应该通过教学让学生学会解决问题的方法.这种知识的所得,关系到学生人生的前景.由此看来,教师应该认真地思考:什么是真正的教育?教育应该传授给学生什么样的知识?应该教会学生什么?等等.
二、在实际问题中培养学生的核心素养
在化学教学中,教师对问题情境设计和选择是培养学生的核心素养的关键所在.因此,教师应该着重考虑情境设计和选择方向.因为情境设计和选择方向,不仅是对学生化学学科观念的操控,也会影响到学生人生的未来前景.从目前现状来看,有些教师忽视了情境选择的关键性,在新课教学中仅仅是传授给学生与这节课相联系的化学内容.其实,准确来说这是一种不被认同的情境选择.这仅是为了让学生的焦点集中到课堂上,却适得其反地让学生形成一种恐惧化学的心理以及产生厌恶化学的情绪.假如化学教师给学生带来一个与实际相符并符合常理的问题情境,学生就会在社会生活中面对问题时学会把化学课堂与实际生活衔接起来,并构建出一种化学始于实际生活、服务于生活的正确的学科观念.当然,在解决问题的过程中,学生会不断地思考与研究.最重要的是,这些内容对学生的生活有利,是具有真正意义的知识点,并不是虚无飘渺的、单一的、无用处的.另外,教师要在化学教学中指导学生获得化学知识.化学课堂的教学情境要注重实际,以及情境问题的设计要关注其连续性.教师需要做到不为达到化学课堂目标而盲目教学,只为在教学过程中让学生获得知识并能运用到实际生活中而努力.
三、准确认识实验在化学教学中的意义及作用
在化学教学中发现,无论是从实验地位上分析,还是从实验所具有的意义或作用上分析,核心素养的培养都难以在实验中体现出来.有些教师只是把实验当成吸引学生注意力的一种教学手段,所设计的实验演示过程都是依据实验论点进行的实验论证.有些情况下,教师在实验演示过程中所得出来的现象和结果与所设计的不同,又难以解释这种现象的出现,草草地糊弄过去,让学生似懂非懂,给学生带来的伤害是令人不敢想象的.这样,教师给学生带来对这门学科的知识的本质认识的可能性也是非常低的.如果教师连什么是化学也搞不懂,就不用说对化学实验的准确认识.其实,化学是一门以实验为基础的自然学科.人们是通过不断地进行科学的实验研究来对化学进行准确认识、了解的.因此,在化学教学中,实验不仅是为了吸引学生的注意力、培养学生的学习兴趣,更是为了让学生在学习过程中领悟到其中的科学哲理、学习思维、化学理念以及对所学知识的充分运用.这是在化学教学中培养学生的核心素养的本质要求.
四、教师应用长远的目光看待知识
随着时代的变迁,所学知识也在不断地更新.因此,很多知识点都具有发展性与不确定性的特点.当下的教师不要局限于大型考试,而要根据自己的学识水平把具有发展性的知识点及相关内容授予学生.要想不断进步,与时俱进,教师就必须清楚地认识到目前的状况,开阔自己的眼界,并把“教”、“学”以及“研”相结合,让自己迅速地成长,使学生的思维得到释放.
总之,在科学进步的当代,教育所关注的焦点不只是在考试分数上.当代教师应考虑的重点是:在化学教学中如何在传授化学知识点之外培养学生的高贵品质以及综合能力.这是值得广大化学教师思考和研究的课题.只有这样,才能培养学生的核心素养,提高学生的综合素质.
参考文献
信息素养的界定
美国信息产业协会主席保罗・车可斯基提出的信息素养的主要观点是人们在解答问题时利用信息的技术和技能。随着信息技术的发展,人们对信息素养的认识越来越深入,认识的范围也越来越宽广,有技术和技能方面的,有信息情感r值方面的,还有获取信息渠道途径方面的……
培养学生信息技术核心素养的策略
随着学生核心素养培养框架的出台,学科教学的培养方向从学科素养走向核心素养。如何理解信息技术学科核心素养,以及如何在教学中落实核心素养是一线信息技术教师需要解决的两个问题。笔者通过学习“思维能力与核心素养”等课程,结合自己近期教学和交流的经验及反思,认为在信息技术学科中要重点关注学生以下几个方面的培养。
1.信息意识的培养
信息技术学科的教学尽管一直注重对学生信息意识的培养,但一直教不得法。如果了解了学生核心素养的内涵,教师就能选择更加具体、操作性更强的教学方法。
当前,信息技术教师要特别加强提升学生信息价值的判断力,指导学生如何甄别信息的真伪,引导他们关注具有权威性、时效性、适用性的信息。教师要设定恰当的核心问题,并在课堂中创设一定的问题情境,激发学生的兴趣,引导学生更好地理解核心问题,鼓励他们投入到解决问题的活动中去。同时,教师还可以通过提供学习资源、学习途径、探究方式等进行引导和支持。学生以自主学习、小组协作学习等方式探究问题,进而解决问题。最后,师生共同进行相关的评价和归纳提升,实现知识的内化和建构。另外,随着现代社会移动互联网技术、大数据等新技术的不断发展,仅拥有知识已不能适应时代要求,还得有有效运用知识的意识,这从某种意义上讲比获取知识更重要。
2.数字化学习创新
在“互联网+”时代,数字化学习创新是当前信息技术学科教学的一个重要内容。《信息技术学科核心素养》中指出,“数字化学习与创新是指个体通过评估和选择常见的数字化资源与工具,有效地管理学习过程与学习资源,创造性地解决问题,从而完成学习任务的能力,形成创新作品的能力”。在目前的初中信息技术课堂中,学生利用教师提供的素材、学习指导等资源,在数字化教学平台下完成一个全新的图文混排作品,这就是数字化学习创新。可以说,每一节以作品为任务的教学都是在让学生创新,因为学生做的作品都是独一无二的(copy的除外),只是创新的水平有差异。而学生利用教师准备的学习资源进行学习就是数字化学习的一种形式。当然,新课程中提到的数字化学习还要更宽泛,如利用微信、在线学习系统、网络公开课等数字化资源进行学习。依照核心问题的设计原则,设计并提出核心问题需要营造一定的问题情境,问题可以由教师提出,也可以由学生提出,还可以由教师引导学生在情境中发现并提出。创设合理的问题情境将会激发学生探索的兴趣,鼓励他们以积极主动的态度参与信息活动。
学生在自主学习过程中,在信息技术环境中获得了与计算机互动的体验,及时获得了相关反馈,并能在一定程度上评价自己的认知活动,从中获取知识,修正知识,探索核心问题的最终解决。而在信息技术课堂中,学生的自主学习可以体现为独立操作,其中包含对信息的独立获取、分析和处理。在独立操作的过程中,学生会比较完整地体验应用信息技术处理实际问题的过程,获得知识的感悟和操作能力的提升,促进自身学科素养的达成,并从中获得满足和成就感,从而培养独立探索、勇于进取的精神。当然,学生仅靠自主学习获取知识还比较局限,还应该有足够的协作性学习。协作学习有分工合作、小组讨论、意见交流、辩论等形式,通过这些形式,学生可以看到问题解决的不同思路和途径,产生思想碰撞,开阔了眼界,增强了团队合作意识,并且对知识产生新的领悟与理解。在问题解决的过程中,教师如果预设到学生现有知识无法解决问题,或解决过程中存在一定的障碍与难度,则要适时搭建脚手架,使学生的问题解决活动能顺利开展。
关键词:学科素养;初中化学;化学兴趣;启蒙教育
化学对学生的影响非常深刻,老师在化学教学中,不仅要让学生学习书本上的知识,还要让学生们形成化学素养,发现化学的本质,培养化学思维能力。在以往的教育中,老师把教学的重点放在背诵概念与原理上,忽视了学生独立思考问题的能力,学科素养培养自然受到了影响。部分学生在化学学习中,对有的物质性质没有掌握清楚,引发了很多笑话。比如有学生因“一氧化二氢”可能引发呕吐而呼吁禁止它;有学生因“二氧化碳”可能导致温室效应而认为其没有使用价值。随着新课标核心素养的明确提出,老师在化学教学中要进行启蒙教育,重点启发学生,引导学生思考。
一、初中化学核心素养的内涵
现在,培养什么样的人才已经关系到国家未来的发展,在探索人才培养的过程中,提出了核心素养的构建。核素素养包含着学生的各项能力,包括自主发展能力、团队合作能力、语言能力和实践能力等。在化学教学中,化学学科的核心素养一般包括化学思维、化学能力、化学信息素养与化学精神。化学核心素养的本质是育人,老师在化学素养的培养中,要把学生的发展放在最根本的位置,要让学生学习课本知识的同时,理解其中的原理。初中学生刚学习化学,他们一方面对化学有着强烈的兴趣,另一方面他们不具备化学思维。所以,老师在教学中要把握化学课程的特点,在设计上多选择一些具有启发性的问题;在课堂上要引导学生思考,并鼓励学生合作学习,共同探讨化学中的知识。这样,学生才会具备化学素养,树立科学的态度,养成化学精神。
二、目前初中化学启蒙教育中存在的问题
(一)学生化学基础薄弱在很多学生看来,化学属于化学家的研究范畴,与自己的生活关联性不大。部分学生虽然认为化学与我们的生活息息相关,但是也不会过多研究化学,学习仅仅停留在表面。同时,初中学生在小学阶段没有接触过化学,对化学还不是很了解。因种种原因,导致初中化学教学效果不明显,老师在课堂上让学生们背诵元素周期表、化学方程式,但是因学生没有与生活建立联系,导致学生在记忆过程中非常困难,即使学生花费大量的时间记住,如果长时间不用,也会很快忘掉。另外,学生对教材中的很多物质都不认识,教材中的化学现象都是学生生活的反映,但是学生在学习过程中,仅仅记住了其化学性质,但是很难在生活中应用化学思维解决实际问题。部分学生面对生活中的难题,很难用化学知识解释。初中学生的基础薄弱是影响学生核心素养培养的一个重要阻碍因素。
(二)缺乏学习氛围化学体系非常庞大,但是初中化学课程开设得比较晚,与其他科目相比,学生学习化学的时间非常少。化学教材中有很多的知识,都需要学生们掌握,但是部分老师在升学的压力下,教学心态比较急躁,他们在课堂上给学生们总结一些常考的知识点,学生根据老师的计划学习,导致学生对化学失去兴趣。在课堂上,老师以教材为主,带领学生们学习一些浅层次的东西,不断灌输化学理论知识。但是对于实验教学则没有充分利用[1]。众所周知,化学离不开实验,几乎所有的结论都是通过实验得出的。但是部分学校因实验器材设备的缺乏,学生们无法进行实验操作。另外,部分老师为了赶教学进度,不想在实验方面花费较多的时间,导致实验教学流于形式。初中化学课堂本应该发挥启蒙作用,但因种种因素导致学生学到的化学知识没有灵活性。
三、基于化学核心素养的初中化学启蒙教育措施
(一)培养化学意识与观念在化学启蒙教育中,要想培养学生的学科素养,就要培养学生的化学意识与观念,让学生认识到化学的重要性。化学思想是学生认识物质的重要基础,学生们通过化学学习,化学理念便慢慢养成了,对各种社会问题、食品安全问题、环境污染问题便会有自己的想法。因此,老师在化学教学中要经常启发学生,通过常见的一些物质引导学生思考,让学生用化学的思想去解释造成各种问题的原因。比如,在学习“燃烧”时,老师可以让学生们观察蜡烛燃烧的反应,并提出问题:“同学们,蜡烛燃烧会产生什么样的物质呢?”学生们在下面思考开了,老师接着提问:“蜡烛产生的这种物质对我们的生活有什么作用?”老师在课堂中积极引导学生思考,启发学生。久而久之,学生便会发现化学中的每一个现象都与自己的生活密不可分。这种方式不仅会让学生们明白化学反应的规律,还会让学生树立化学思想与观念,这对学生以后的化学学习具有很大的影响。同时学生的化学学科素养也形成了。
(二)培养化学思维与能力虽然初中学生在初三才开始学习化学,但是老师在教学中要注意培养学生的化学思维,让学生在课堂上敢于提出问题,并寻找解决问题的方法。在化学启蒙教育中,老师仅仅是引路人。因此,老师要发挥学生的潜能,重视学生独立思考的能力,让学生们的思维在探索中得到开阔。同时,老师在教学中,还要培养学生用化学思维解决问题的能力[2]。例如,在实验“氢气还原氧化铜”中,为了探讨氧化铜是否已经消耗完,老师可以让学生们自己设计实验。学生们在老师的指导下亲自参与实验设计,其解决问题的能力得到了提高。生活中的很多现象都可以用化学知识解释,老师在讲解知识点时,可以给学生们创设一定的情境,让学生根据老师创设的情境思考问题。这样,学生的兴趣不仅会增加,还有助于学生加深记忆,到达真正启发学生的作用[3]。
(三)培养化学学科精神初中化学属于启蒙教育,其主要的研究方向是物质的结构与形式,最终的目标是让人们更好地认识世界。学科精神也是核心素养的重要组成部分,老师在化学课堂上,要让学生们看到化学对我们生活的贡献。为达到教学效果,老师在教学中要让学生们树立科学精神[4]。首先,老师要用化学中的重要人物对学生进行教育,比如通过门捷列夫、侯德榜等人物,让学生们了解他们在各自领域中对化学所做的贡献,学习他们探索、坚持的精神,进而培养学生良好的学习态度。其次,老师要发挥实验教学的作用。在学习教材中的知识点时,老师要让学生们自己探索,在实验过程中通过不断改变条件,总结化学规律,培养学生的探究与合作精神。在核心素养视角下进行化学启蒙教育,老师不能急于求成,要根据教材的特点,通过学生们感兴趣的话题,让学生们喜欢上化学。学生也要发挥自己的智慧,完善自己的知识结构。
四、结束语
初中阶段是学生学习化学的启蒙时期,学生们对化学的了解不多。老师在教学中要给学生们打好基础,通过引导,为学生打开化学的大门,让学生在化学的领域中主动探索。在课堂上,老师要让学生认识到化学对生活的意义,让学生树立化学思想,并给学生创建愉快的课堂氛围,让学生感受到化学的美妙,提高核心素养。
参考文献:
[1]许宏林.基于化学学科核心素养的初中化学启蒙教育的分析[J].新一代:理论版,2018(10):31.
[2]丁丹丹.基于化学学科核心素养的初中化学启蒙教育的思考[J].化学教与学,2018(001):15-19.
[3]贾广英[1].化学学科核心素养的初中化学启蒙教育的思考分析[J].下一代,2018(9):1.
关键词高中化学;核心素养;价值;培养策略
中图分类号:B018文献标识码:A文章编号:1002-7661(2020)25-0082-01
高中学科教学体系中,化学课程占据了重要地位,作为教育体制改革以及新高考背景之下的重点科目,高中化学无疑受到教师和学生极大关注。就目前应试教育环境之下的高中化学教学,教师往往会陷入一定的误区,使化学课堂教学难以取得质的进步。
一、高中化学核心素养的价值探讨
高中化学核心素养主要体现在这几个方面:首先是宏观辨识和微观探析的统一,学生在教师的教学指导下从物质的微观层面理解其中的联系,并能够预测可能发生的变化。其次是要求学生掌握物质变化观念及平衡思想,从变化中揭示特征和规律,并能够用对立统一、联系发展和动态平衡的观点预测化学变化。第三是要促使学生初步学会收集各种证据,提出假设,基于证据进行分析推理、证实,能够解释证据和结论之间的关系,最终确定科学的结论。
二、高中化学核心素养的培养策略
(一)优化教学模式,夯实学科基础
高中化学教师在教学实践中,需对自身教学工作有所反思,更新自身教学理念,深刻理解和把握化学核心素养培养的本质和内涵。优化传统教学模式,转变课堂教学结构,重视学生自主探究思维和能力的发挥,使学生的学习主体性得以充分的体现。对教材内容有全面地研究,对学生的学习兴趣和需求有清楚地了解,再将二者有机结合提高化学教学的有效性。
以鲁教版高一教材化学反应及其能量变化中“氧化还原反应”为例,教师在课前可以引导学生观察日常生活有哪些氧化现象,如水果削皮后变色、生锈的螺丝钉、石油的燃烧、葡萄酒放置时间过长过期导致味道变酸等等,让学生思考产生变化的原因。然后让学生尝试在课堂中进行小组实验讨论,进一步探析事物氧化过程,再由教师为其讲解原理和相关的化学方程式。使学生学习兴趣激增,充分调动自身能动性和思维投入学习,巩固知识基础,掌握理论概念、规律等内容,逐步夯实化学学科基础。
(二)传授正确方法,认识化学价值
学生需要意识到知识的重要性,但更需要通过正确的、科学的、系统的学习方法来学习、掌握知识。教师在教学中要尽量避免一味地对学生强调知识渗透,重视学生的学习化学方法的方法指导,使学生脚踏实地,牢固根基,更加深刻认识到化学的价值以及树立严谨的科学态度的重要性。比如在进行《盐类的水解》教学时,教师可以指导学生组成学习小组,让学生相互讨论实验课题和实验过程中可能出现的反應变化,收集有关盐类水解的生活实例,并分析这些实例的作用,运用所学的化学知识解释其原理。再以小组为单位进行实验探究,分配各自的任务,使学生之间相互配合,提供思路,提出新的思考。学生在教师科学的指导和高效的学习方式方法的共同作用下,对化学应用的理解将更加深刻,在团队协作中也可以促进协作精神的培养。
(三)重视实验教学,培养实践能力
实验是化学教学的重点,也是锻炼学生动手操作能力的关键,教师除了在课堂上引导学生观察实验现象之外,还需要让学生亲身参与到实验过程中来,在实验中验证知识,深化学生的学习体验。如学习“氧化还原反应”之后,教师可以给学生布置课堂实验作业,以寻找维生素c使碘酒溶液褪色的原因为课题,将学生分成若干实验小组,准备玻璃杯2个,维生素c片若干、碘酒、滴管和搅拌棒,将一个玻璃杯装水并滴入几滴碘酒搅拌均匀,在另一个玻璃杯中融化1粒维生素c药片,再将维c溶液倒入碘酒溶液中观察变化,会得出红棕色的碘酒溶液与浅白色维c溶液混合后,液体呈现无色状态的结果。根据实验学生就可以得出碘具有氧化性,维c具有还原性,二者可以发生氧化还原反应并得出方程式。实验的操作并成功能够增强学生的自信心和成就感,使其实践能力进一步增强。
(四)培养学习习惯,促进生活化教学
教师在教学中还需注重学生良好学习习惯的培养,不仅要严格遵循实验步骤和原则,还要敢于表达质疑,还需引导学生将化学与实际生活相结合,树立正确的学习观念,促进生活化教学。
关键词:氧化还原反应;三重表征;课堂学习活动;核心素养
文章编号:1008-0546(2017)07-0042-04 中图分类号:G632.41 文献标识码:B
doi:10.3969/j.issn.1008-0546.2017.07.010
氧化还原反应是高中化学课程中的核心概念,在生产、生活等各方面有广泛的应用,具有重要的学科价值、社会价值和化学学科核心素养发展价值。以“宏观-微观-符号”三重表征的理念进行氧化还原反应教学,可以让学生从三个维度理解氧化还原反应,提炼出学习化学反应的一般思路和方法,并进行迁移和应用。
毕华林[1]、李玲[2]等人研究发现学生在利用三重表征学习化学反应时存在不少困难,如面对大量感官刺激的宏观现象,无法将宏观表征与化学符号相联系,不理解化学方程式的符号含义;不能从微观水平上理解化学反应;难以在不同表征水平间进行转换。在氧化还原反应的学习中,引导学生进行“宏观-微观-符号”三者之间的转换,渗透和深化三重表征的思维方式,可以形成不同于其他学科的化学特有的思维方法。
王云生提出落实学生化学学科核心素养的培养,要把课堂学习活动的设计作为化学课堂教学的中心,通过学习活动学习化学的核心基础知识和基本技能,提高学生的学科核心素养[3]。对于化学知识的学习,尤其是氧化还原反应这类抽象性概念的学习,要在教师的引导下,基于三重表征理论,把握物质宏观性质和微观结构的双重表征,获得宏观和微观水平的概念知识,促进符号知识的生成,实现三者的转换[4]。笔者以“氧化还原反应”为例,设计了3个课堂学习活动,引导学生将三重表征相融合,通过宏观现象、微观结构与符号之间的相互转换,形成化学学习的核心思维模式。
一、基于三重表征构建“氧化还原反应”教学目标
1. 核心知识目标
学生能描述一些反应的宏观现象,但没有建立宏观现象和化学符号(化学方程式)之间的联系。知道原子结构示意图、电子排布式、分子模型等化学符号,无法从微观结构的角度解释氧化还原反应发生的原因。单双线桥法这一化学符号将氧化还原反应的宏观表现化合价变化和微观实质电子转移的方向和数目相融合,可以帮助学生在宏观-微观-符号三重表征之间提取和转换。由此确定核心知识目标为:
(1)理解氧化还原方程式中化学符号的含义,建立宏观现象和符号间的联系。
(2)能够利用物质的微观结构解释氧化还原反应发生的原因。
(3)掌握用单双线桥法表征氧化还原反应。
2. 核心能力目标
利用物质的微观结构解释氧化还原反应发生的原因,培养学生宏微结合的学习能力;以小组为单位进行实验探究和讨论,培养学生自主与合作的学习能力以及化学实验探究的实践能力。通过提供的信息材料,让学生对获取的信息进行识别和加工,培养学生比较、推理、概括和应用的化学信息能力和迁移能力[5]。由此确定核心能力目标为:
(1)培养学生从微观视角分析氧化还原反应的宏微结合的学习能力。
(2)强化从相关资料中获取和加工信息,进行―般推理和论证的化学信息能力。
(3)采用探究和讨论的小组合作形式进行实验探究,培养学生化学实践能力。
3. 核心品格目标
在探究KI溶液和氯水反应的实验时,学生发现氯水用量不同,产物不同,鼓励学生敢于质疑,实事求是,体会量变到质变的辩证唯物主义思想,养成学生崇尚科学真理,不迷信书本和权威的科学探究的精神和必备品格。
二、基于三重表征的课堂学习活动设计
在对“氧化还原反应”的教学目标进行阐述和构建后,为了落实这些目标,笔者设计了三个课堂学习活动,并重点阐述课堂学习活动设计的意图。
学习活动1:宏观现象与符号间的联系
活动内容:
(1)展示淦还原氧化铜反应的装置,预测反应的现象,写出相关的化学反应方程式,分析实验现象和化学符号(化学式及化学方程式)间的联系。
(2)分组实验:向盛有KI溶液的试管中,加入少许CCl4后,逐滴滴加氯水,观察反应的现象,写出相应的化学方程式。
活动设计意图分析:
化学方程式里蕴含着大量的信息,可以表征宏观水平的物质变化,也可以表征微观水平上的粒子行为。专家可以很方便地利用化学方程式这种符号表征在宏观表征和微观表征间转换,对学生而言,它更像是一些无意义的音节[6]。化学实验给学生提供了丰富的感官刺激,而学生常常止于观察显著的宏观现象,在课堂活动中,让学生通过氢气还原氧化铜的实验装置预测反应现象,引导学生将观察到的宏观现象与化学符号建立联系。如图1所示,学生知道反应的宏观现象是黑色固体变为红色,明白CuO和Cu这些化学符号表达的含义,当学生看到黑色固体,用CuO这一化学符号加以表示,并用化学方程式描述物质及其变化的过程,就将宏观现象和化学式及化学反应之间建立了联系,进行了宏观表征和符号表征之间的转换。
学生通过KI溶液和氯水的实验,观察到溶液分层,下层CCl4层变为紫色的宏观现象,当学生将变为紫色的宏观现象用I2这一化学符号表示反应的生成物时,就理解了符号所表达的含义。通过相关信息和实验的宏观现象,让学生书写相应化学方程式,培养学生根据实验现象辨识物质及其相关反应,再运用化学符号描述常见简单物质及其变化的能力。
有的实验小组,在逐滴滴加氯水的过程中,发现CCl4层逐渐变浅,对氯水将KI氧化成I2的反应提出了疑问,鼓励学生敢于质疑,实事求是,共同分析CCl4层变为无色的原因,体会量变到质变的唯物主义思想,养成学生崇尚科学真理,不迷信书本和权威的科学探究的精神和必备品格。
化学是从微观层面上解释宏观性质的学科,宏观与微观的联系是化学学科不同于其他学科的特有的思维方式。在氧化还原反应的教学中,相较于建立宏观现象和符号间的联系,由于微观世界的抽象化,学生很难从微观角度理解氧化还原反应。化学式等化学符号包含的信息较为抽象,学生很难解读,利用原子结构示意图、电子排布式、分子模型等化学符号,实现符号从化学式到分子结构,视角从平面到立体的转变,依托学生的知识经验,引导学生从微观角度理解氧化还原反应,实现宏观现象、微观结构、符号之间的转换。
学习活动2:物质的微观结构和氧化还原反应
活动内容:
(1)讨论:观看钠和氯气反应的实验视频,根据图2所示的微观结构示意图及相关过程,分析钠和氯气反应剧烈的原因。
(2)分组实验:取适量酸性高锰酸钾于试管中,滴加FeCl2溶液,观察实验现象,写出相应的化学方程式。根据洪特规则,当价电子排布处于全充满(p6,d10)或半充满(p3,d5)和全空(p0,d0)时,为稳定状态,已知Fe2+价电子排布式为3d6,请分析该反应发生的原因。
(3)白磷化学性质十分活泼,和空气或潮气接触时发生缓慢的氧化作用,当氧气充足时,生成P4O10,部分的反应能量以光能的形式放出,这是白磷可以在暗处发光的原因,叫做磷光现象。已知,白磷和P4O10的结构如图3所示,讨论分析白磷容易发生反应的原因。
活动设计意图分析:
微观表征是联系宏观表征与符号表征的桥梁与纽带,是建构化学三重表征的关键,微观表征有助于分析与理解宏观现象,更有利于符号表征的提炼与符号含义的理解[7]。学生通过微粒结构图示这种化学特有的符号分析了反应的微观实质,理解钠原子和氯原子两者倾向于形成稳定结构的原因,决定了金属钠和氯气活泼的性质,使得两者相遇时,表现为剧烈燃烧,产生黄色火焰并有大量白烟生成的宏观现象。
利用化学符号核外电子排式,从微观层面分析Fe2+和酸性高锰酸钾溶液的反应的实质,Fe2+价电子排布式为3d6,容易失去一个电子形成3d5半充满的稳定结构,当把FeCl2溶液加入酸性高锰酸钾溶液时,酸性高锰酸钾溶液将Fe2+氧化成Fe3+,自身变为Mn2+,在宏观上表现为溶液紫红色褪去。
当学生构建起从微观结构分析氧化还原反应的思维模型时,以白磷的分子结构为例,分析氧化还原反应的原因。白磷是由P4组成的分子晶体,P原子采用sp3杂化,而键角∠PPP仅为60°,使得P4分子中的P-P键具有较大的张力,形成弯键而易于断裂,当接触到空气中的氧气时,P4分子中具有张力的P-P键因氧气分子的进攻而断开[8],逐步被氧化形成P4O10,如图4所示,P4O10中的P原子也采用sp3杂化,但键角近似为102°,极大地释放了P4分子的张力,因此白磷化学性质十分活泼,易于和氧气反应而自燃。
原子结构示意图、电子排布式、分子模型等化学符号为学生提供探查微观世界的眼睛,降低了学生的微观认知困难。学生对微观世界充满好奇,仅展现微观物质的静态特质是不够的,可以借助化学实验,为学生提供实验上的感知和验证,让其通过实验探究的宏观现象体会电子转移的微观实质,再用单双线桥这种化学符号表示这一微观的过程,实现宏观现象,微观实质,化学符号间的转换。
学习活动3:探究氧化还原反应的实质,用单双线桥法表征氧化还原反应
活动内容:
(1)分组实验:将锌片、铜片、稀硫酸按照如图5所示的装置组建实验装置,观察电流计的偏转以及实验现象。
讨论:
①电流计偏转的原因。
②通过锌和稀硫酸反应的离子方程式,分析化合价的变化和得失电子的关系,以及电子定向移拥脑因。
(2)观察表示氧化还原反应电子转移和元素化合价升降的两种方法,如图6所示。
讨论:
①单线桥法和双线桥法有何异同?哪种能更好的表示电子地转移?
②单线桥法和双线桥法如何将宏观-微观-符号结合在一起?
(3)阅读表1中的信息,分别用单双线桥法表示钠和水的反应,分析电子转移的方向和数目,并从微观结构角度,如图7所示,解释钠和水反应剧烈的原因。
活动设计意图分析:
通过锌铜和稀硫酸构成的原电池装置,引导学生根据电流计偏转这一宏观现象探究反应的微观实质,如图5所示,Zn从0价升高到+2价,化合价升高,失去电子,生成Zn2+,Zn失去的电子被H+得到,使得电子定向移动形成了电流。学生观察到铜片上有气体生成,引导学生将观察到的宏观现象同微观实质和化学符号建立联系,如由于溶液中H+的定向移动,在铜片所在的正极得到电子产生氢气,人们用电极反应式2H++2e-H2来表示这一过程。
单双线桥法将氧化还原反应宏观表现化合价变化和微观实质电子转移的方向和数目用符号表示出来,可以有效地帮助学生理解氧化剂、还原剂等相关概念,并从定量的角度分析氧化还原反应。学生根据相关资料和信息,小组合作和讨论,通过用单双线桥法分析钠和水反应,对获取的信息进行识别和加工,培养学生比较、推理、概括和应用的化学信息能力和迁移能力;根据钠和水反应的化学方程式,描述反应的现象,从微观角度解释反应剧烈的原因,再从定量角度思考“在标准状况下,钠同水反应生成2.24L H2,转移电子物质的量是多少”,使得学生分析问题的思路从定性转向定量,同时形成宏观-微观-符号三者结合分析氧化还原反应的思维方法。
三、总结与反思
应用三重表征的理论,让学生从本质上认识氧化还原反应,开展目标明确的课堂学习活动,让学生通过自主学习或者小组合作探究的模式,在分析和解决课堂学习活动设置的问题和活动的过程中,构建核心知识目标,促进化学学习能力、化学信息能力和化学实践能力等关键能力的形成,养成敢于质疑的科学精神、实事求是的科学态度和核心品格。通过本节课的学习,使学生将认识的角度从宏观转向微观,从现象转向本质,形成从宏观辨识物质的现象、性质,从微观探究物质的结构和变化的化学研究方法,建立用化学符号表征物质的组成结构及性质变化过程的思维模式,体会化学符号在沟通宏观和微观的桥梁作用。当学生能在不同表征水平之间进行信息转换时,对化学概念的理解就会越来越深刻,构建起以三重表征理论分析化学核心知识的思维模型,为后续元素化合物知识以及原电池和电解池原理等核心知识的学习奠定基础。
参考文献
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