核心素养理念下的化学探究教学功能研究与思考

贾琦媛 赵春艳

(齐齐哈尔大学 化学与化学工程学院,黑龙江 齐齐哈尔 161006)

化学核心素养涵盖了化学知识与技能、观念与思想、能力与意识发展等多方面要素,展现了化学课程学习对学生未来发展的重要价值,符合新时代发展对化学人才培养提出的要求,但学生化学核心素养的培养不仅仅是通过教师的“教”完成的[1]。探究教学能促进学生发挥自身主体作用,促使学生主动思考调动自身知识以发现、解决问题,历经探究过程形成必备品格、关键能力以及价值观念,实现化学核心素养发展。在当前应试教育影响下,化学师范生进行教学设计时仍将以往实验教学中“教师提供既定实验方案,学生动手操作完成教学活动”的模式作为探究教学的主要形式,导致探究在发展核心素养中的作用被削弱[2]。基于上述原因,启发师范生以“创设情境”“提出问题”“猜想假设”等探究教学的主要环节为切入点,以探究教学形式进行教学设计,由教师和其他同学对其设计进行评价,引导师范生主动探讨核心素养下的探究教学的功能。

1 立足真实情境发掘驱动性问题,为素养发展提供情感支撑

真实具体的问题情境是实现富有灵性的教学的起点,而创设情境是开展探究教学的起点,也是能否成功开展探究教学的关键。核心素养理念主导下的探究教学在情境创设的过程中关注学生生活中的实际问题或社会热点问题,注重问题的启发性、针对性和价值性,将知识内容渗透在情境中,以学生熟悉或感兴趣的问题为引,激发学生的探究欲,促使学生发现埋藏在情境中的问题,为实现学生应用知识解决问题做铺垫。

以“影响化学反应速率的因素”为例,情境创设之初借助多媒体展示,如食物在保存过程中被氧化而腐败、氨和硫酸等化工制品的生产过程等生产生活中常见的化学反应,让学生感受到化学反应速率对人类生活的影响,鼓励学生尝试找到控制化学反应速率的“开关”,完成情境创设任务。

化学知识是化学核心素养培植的载体,相较于传统实验探究将问题直白地抛给学生,核心素养理念下的探究教学通过创设情境启发学生发现问题。源于生产生活的情境问题可以让化学知识变得鲜活,更能激发学生的学习兴趣。教师在日常生活中应留心观察,为开展探究教学积累丰富的素材,引导学生关注生产生活中的化学问题,为学生“科学精神与社会责任”等素养的发展提供情感落脚点。

2 分析信息得出假设与探究方案,为素养发展提供科学依据

假设不是空想,更不是胡编乱造,要求学生在对所得信息进行分析的基础上作出有一定科学依据的判断或评价。核心素养理念下的探究教学在关注教师主导作用的同时也强调学生的主体作用,提倡由学生借助身边的学习资源主动搜集信息,并对所得信息进行剖析,实现“去伪存真”,在此过程中学生的信息敏感度、自主学习意识得到发展。

核心素养理念下的探究教学不主张为学生提供既定或完整的探究方案,需要学生以小组合作的形式,基于前期的假设通力合作,发挥各自的优势和特长完成探究方案的设计。在此过程中学生不断对探究方案进行调整和优化,不仅考查学生相关化学知识掌握及应用情况,更对学生的逻辑思维能力和合作沟通能力提出要求。

以“Fe2+、Fe3+的鉴别与转化”为例,将相关知识点融入“FeSO4花肥的高效使用”问题中。FeSO4花肥中Fe2+氧化成Fe3+,花肥肥效降低,因此防止Fe2+氧化才能保证肥效。学生首先要掌握Fe2+、Fe3+的鉴别方法,其次需要从“氧化还原”角度对不同价态铁离子的化学性质进行解读,最后,基于此前学习经验得出可应用还原剂实现Fe2+“保鲜”的假设,并基于假设选择还原剂完成探究方案设计。

传统实验探究中的假设多是学生基于反应现象直接提出的,核心素养理念下的探究教学倡导让学生结合问题或反应现象自主搜集信息,以对信息的综合分析为前提得到假设,充分的信息基础更能体现假设的科学性。在自主制定探究方案的过程中,学生在确定最佳探究方案的过程中实现了对自身化学知识的综合应用,“科学探究与创新意识”等素养也得到发展。

3 落实探究方案,沟通现象与本质,为素养发展提供思维助力

核心素养理念下的探究教学除了要求学生具备依据探究方案完成操作的实验技能外,还强调引导学生主动思考,分析化学现象或变化产生的根本原因,即关注现象和变化之下的微观本质,让学生建立起可观测的宏观的化学反应现象与肉眼不可见的反应的微观本质间的联系,避免出现学生仅从宏观或微观的单一视角思考问题的情况,构建化学学习的学科思维。形成化学学科思维,促进学生构建自身知识的内在逻辑体系,是建立核心素养培养的思维路径[3]。

以“碱金属化学性质的比较”为例, 学生对元素周期表中元素的位置有所了解,完成了Na元素化学性质的学习,在此基础上让学生进行实验,取绿豆大小的金属K投入滴有酚酞溶液的水中,观察反应现象并同金属Na与水反应的现象进行对比,进而启发学生思考金属K与水反应程度更剧烈的原因,最后启发学生从原子结构的角度对其进行解释。实现学生在宏观层面发现问题,在微观层面解释问题。

核心素养理念下的探究教学注重引导学生观察宏观实验现象的同时从微观视角对化学现象产生的原因进行解读,打破宏观与微观、现象与本质间的“壁垒”,促进其形成“宏微结合”的思维方式,发展“宏观辨识与微观探析”素养。

4 进行证据推断,得出合理结论,为素养发展提供有效支点

学生通过对实验现象、数据等证据的解析与判断得出合理结论的过程,是整个探究活动的点睛之笔,需要学生快速回顾此前探究活动得到的全部信息,结合自身知识和相关学习经验对原假设作出判断。核心素养理念下的探究教学主张学生主动思考,对实验现象、数据等进行推敲,在此过程中学生的逻辑思维得到训练,有助于学生突破表象思维、实现深入思考、达成深度学习,这正是核心素养发展的重要条件[4]。

以“水果电池的制作”探究活动为例,要求学生探究不同电极材料对水果电池电压的影响。学生首先参照“铜-锌”原电池的反应原理为水果电池选择不同的电极材料,再通过更换电池电极观测水果电池电压变化情况,最后基于对电压变化情况的分析得出结论,金属电极活动性差距越大,水果电池电压越大。

通过证据推断得来的结论是学生深入思考的产物,有助于理解知识和提高学生获取知识的能力,形成素养发展的有效支点。

5 结论

以核心素养理念指导探究教学的实施,可以更好地发挥探究教学的育人功能,成功开展探究教学能促进学生核心素养全面发展[5]。学生在情境问题的驱动下主动思考得出合理假设,根据假设设计实验方案并加以实施,观察、解释实验现象得出对应结论等系列活动,实现了化学课堂的重心从让学生掌握具体知识向推动学生形成受用一生的关键能力、必备品格和价值观念的转变,让核心素养的发展落到实处。师范生结合教学内容进行教学设计时,在探究活动不同环节着重发展学生不同的核心素养,为其寻找最佳的生长空间,培养学生核心素养的全面发展。

倡导化学师范生在对化学核心素养的内涵和外延深入解读的基础上,以探究教学的形式进行教学设计,能有效促进师范生对探究教学在发展学生核心素养中的作用的正确认识,提高其开展探究教学的能力,推进高素质师资队伍建设的进程。