陈毅玲(漳州市第五中学,福建漳州363000)
高中化学学科核心素养培养的实践与思考
——基于苏教版高一化学教学的思考
陈毅玲
(漳州市第五中学,福建漳州363000)
核心素养是当前教育领域热议的话题,也是当前我国深化课程改革的关键所在。基于对高中化学学科核心素养的认识,结合自身的教学实践,探讨如何将化学学科核心素养融入到高一化学课堂教学中。
学科核心素养;高中化学;培养策略
教育的目的是提高全体公民的素养,促进学生的全面发展。素养是指一个人的修养,中学阶段是培养学生发展核心素养的关键时期。为了更好地培养学生的核心素养,高中化学课程标准修订组提出化学学科核心素养包含“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”“科学态度与社会责任”等五方面内容。[1]作为一名高中化学教师,笔者在苏教版高一教学过程中,对培养学生化学学科核心素养进行了实践与思考。
化学是一门从原子、分子等微观水平上研究物质的组成、结构及其变化的学科。宏观与微观相结合能帮助我们从化学视角来认识物质的组成、结构、性质及其变化。物质的性质体现在物质的宏观变化上,而物质的性质及变化规律是由物质微观上的组成结构所决定的。在初中的化学课,学生就已经开始学习原子、分子了,因而在高一的学习中应注重引导学生从微观粒子的视角认识物质,根据物质的微观结构预测物质的性质,形成“结构决定性质,性质决定应用”的化学观念。当然,根据课程所学内容的不同,也可以引导学生通过对所学物质进行分类,从分类观的角度对物质的性质进行预测,再引导学生设计实验进行验证,通过实验观察物质变化的宏观现象,再从微观角度分析并解释宏观事实。即建立从宏观、微观相结合的视角来分析和预测物质可能具有的性质和可能发生的变化。
如在“金属镁化学性质”的课堂教学中,让学生根据镁的原子结构预测金属镁的化学性质。学生容易由镁原子的最外层有2个电子,在化学反应中易失去电子,判断镁在化学反应中表现为还原性,预测金属镁应该能与具有氧化性的非金属单质反应。结合初中所学知识学生还能预测出金属镁还能和稀硫酸或盐酸反应产生氢气。通过教材上的实验探究让学生分别完成金属镁与稀硫酸,镁在二氧化碳中燃烧的实验,让学生通过宏观现象判断产物,并写出化学方程式。最后再让学生根据上述反应中镁元素的化合价变化总结镁的化学性质,得出金属镁在化学反应中均体现还原性,作还原剂。
物质是在不断地运动的,在一定条件下,物质可以发生变化。学生通过初中化学的学习,认识到化学变化需要一定条件,化学变化除有新物质生成,还伴随能量变化。在高一化学教学中,通过化学键的学习让学生深入认识化学反应中能量变化的主要原因。通过自然界和生产、生活中的可逆反应,让学生认识到原来化学变化还有一定的限度,在一定条件下能达到化学平衡状态,并可以根据我们的需要对化学变化进行调控,认识到化学反应原理在实际生产、生活中的应用价值。在高中化学教学中,要注重引导学生应用守恒思想与平衡观点考察化学变化,培育学生的变化观念与平衡思想。
如在苏教版《化学2》“化学反应中的热量变化”一节,以为什么化学反应总会伴随能量变化为主线,通过镁在空气中燃烧的实验设计问题串:为什么化学反应会伴随发光、放热?是否每一种化学反应都会发光、放热?发光、放热代表什么?让学生产生认知冲突,为什么化学反应要伴随能量变化。再通过教材中镁与盐酸、氯化铵晶体与氢氧化钙的实验,让学生感知不同化学反应的能量变化,让学生思考化学反应中伴随的能量变化是不是只有热量一种,化学反应中的能量是从哪里来的?接下来从化学键角度分析化学反应中能量变化的原因,说明化学变化背后所蕴含的能量守恒关系,发生化学变化时,如果反应物总能量比生成物的总能量高,那么反应就要放出热量,可能是以发光也可能是以放热的形式体现。
证据推理与模型认知是化学学科的特点之一,进入高中阶段后要注重培养学生的证据推理与模型认知意识。要让学生具有证据意识,不能凭空想象,跟着感觉走,能初步学会搜集各种证据,对所要学习物质的性质作出假设,然后进行分析与推理,或者设计实验进行验证,对自己的假设是否正确作出判定,从而让学生建立证据、推理和结论之间的逻辑关系。探究物质的组成、结构、性质及变化时,可借助模型来表征研究对象并进行认知、推理,运用模型来解释化学现象[2],从而揭示化学反应的本质和规律。
如在苏教版《化学1》复习“二氧化硫的化学性质”时,笔者通过在加入酚酞的氢氧化钠溶液中通入二氧化硫气体的实验,学生观察到溶液褪色,笔者抛出问题:溶液褪色体现了二氧化硫的什么性质?这时有学生回答是因为二氧化硫的漂白性,也有学生回答是因为二氧化硫具有酸性氧化物的性质,由于二氧化硫和氢氧化钠溶液反应使溶液变为中性,所以溶液褪色。在学生提出自己的假设后,学生根据自己的假设,设计向最后的溶液中再加入氢氧化钠溶液观察溶液是否恢复红色的实验来验证。如果最后溶液变红,则证明溶液褪色是体现二氧化硫酸性氧化物的性质,如果溶液仍然无色,则证明溶液褪色体现了二氧化硫的漂白性。这样在课堂教学中以化学知识为载体,注重培养学生的证据意识和分析推理能力。
化学是一门以实验为基础的科学。化学实验是化学研究的基本方法和手段,对提高学生的化学核心素养有非常重要的作用。在课堂教学中开展实验探究,可以培养学生的动手能力、观察能力、创新能力,养成实事求事的科学情感态度和价值观。实验探究重视的不只是结果,更注重探究的过程,要改变让学生“讲实验,背实验”的现象,尽可能地多安排演示实验或者学生实验。因而,在课前应充分分析所授内容和学生的实际情况,设置实验探究活动,在学校条件允许的情况下尽量多地开展实验探究,鼓励学生自己设计实验方案,并不断对实验装置进行改进,进而培养学生的实验探究能力和创新意识。
如在“氨气喷泉实验”的教学中,笔者把氨气的喷泉实验改成学生的分组实验,课前提示学生为节约药品,要把实验装置改成微型装置,课前让学生查阅资料并尝试自己设计实验装置。在课堂上分别让学生展示本组的实验装置,全班共同讨论各组实验装置的优缺点并进行改进,有的小组用大试管代替了圆底烧瓶,并省去了胶头滴管,用冰毛巾冷敷大试管,通过冷缩引发喷泉;有的小组利用小矿泉水瓶代替圆底烧瓶,用挤压矿泉水瓶瓶内气体,再放手让塑料瓶回缩引发了喷泉等等。学生们想出了各种不同的方案。当然也有个别小组的实验因为装置漏气而没有成功,在实验结束后笔者让各小组的学生交流实验现象,同时针对实验失败的小组也做了分析讨论。这次实验探究不仅加深了学生对氨气喷泉实验原理的理解,也提升了学生的实验设计能力、观察能力和实验创新能力。
化学是一门以实验为基础的自然科学,要求学生具有严谨的科学态度和崇尚真理的意识。在人类物质文明的发展进程中,化学为人类创造了大量物质财富,化学知识应用于自然科学的各个区域,化学是人类改造自然的强大力量和重要支柱。在高中化学教学中,可通过创设情境,引导学生辩证地看待化学的发展,引导学生认识化学知识在能源问题、综合利用自然资源、环境保护等各个方面有着重要的作用,感受化学的学科价值。教师在日常生活中可注意搜集与化学有关的社会热点问题,结合教材所学内容,引导学生认识到绿色环保、可持续发展的重要性,认识人类与社会的关系,提高社会责任感,促进人与自然的和谐发展。[3]
如在教学苏教版《化学1》“从海水中获得的化学物质”这个专题时,笔者通过海水晒盐的视频引入,创设情景,让学生了解人类通过海水晒盐得到了氯化钠,再通过化学反应把氯化钠转化为经济价值更高的产品,如氢氧化钠、氯气、氢气、钠、碳酸钠、金属镁等,同时让学生感受到化学知识与生活生产之间的联系,认识到自然资源的合理利用与化学科学密不可分,突显学科价值。联系所学内容,在课堂上组织学生讨论在工业上生产中除了要考虑经济效益,同时也要兼顾环境保护,从而培养学生的社会责任意识。
总之,化学教师要先转化教育观念,深入理解化学核心素养的内涵,努力将化学核心素养融入到化学课堂教学中,共同致力于培养具有能适应个人终身发展和未来社会发展所需要的必备品格和关键能力的学生。
[1]王云生.基础教育阶段学科核心素养及其确定——以化学学科核心素养为例[J].福建基础教育研究,2016(2).
[2]胡先锦.管窥高中化学学科核心素养[J].化学教与学,2017(3).
[3]杨梓生.研究学科核心素养内涵特性应有的三种基本视角——兼谈对高中化学学科核心素养的认识[J].福建基础教育研究,2016(8).
(责任编辑:张贤金)