钱水芳 上海海事大学附属北蔡高级中学
近几年,中共中央、国务院出台了《关于深化教育教学改革全面提高义务教育质量的意见》,提出了坚持五育并举,以此全面发展素质教育。普通高中化学课程是义务教育化学或科学课程相衔接的基础教育课程,是落实立德树人根本任务、发展素质教育、弘扬科学精神、提升学生核心素养的重要载体。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”“科学态度与社会责任”五个方面。它的构建不是单一维度的,而是结合了社会责任等诸多维度,立足高中学生的化学学习过程,各有侧重,相辅相成,融为一体。这恰恰与“五育融合”的理念不谋而合。“五育融合”是“五育并举,融合育人”的简称,旨在德智体美劳五育协调发展的基础上,将融合育人理念贯穿于教育活动的全过程,以实现各育目标相互之间的深度融合,发挥好德智体美劳五个方面兼容并蓄、同心同向的重要作用(如图1 所示)。“五育融合”视野下,实现化学学科核心素养培养和德智体美劳全面发展的相辅相成,是当今高中化学教学需要突破的重点之一。
图1 化学教学中的“五育”
基于以上分析,特选择沪科版高中化学教材必修1的第三章“氮及其重要化合物”的第2 课时——“氨和氨水,铵态氮肥”为例,着重研究将“五育融合”中的德育、劳育和美育融入化学教学。
新课标提倡“重视创设真实且富有价值的问题情境,促进学生化学学科核心素养的形成和发展”。中华文明在漫漫历史长河中,对于氮元素的应用一直驱动着人类的发展。启发学生发现梳理人类对于氮元素的应用过程,并思考背后蕴含的化学原理,体会古代人类及现代化学家们的思维方式,学习他们的研究方法,感悟他们的科研精神,具有非常深刻的育人价值,能满足在课堂教学中自然融合“五育”,促进学生化学学科核心素养整体发展的要求。
教学过程中,采取学生自由发言的形式,结合民俗谚语、生活经验、课外知识等列举氮元素在人类历史中的应用实例。例如,在“氮的固定”一节中学过的“雷雨发庄稼”、工业合成氨、农家肥作为肥料提高农作物产量、早些年间用氨水作为桃酥制作的添加剂等实例。按照时间顺序进行初步的排序,可以发现,氮元素的使用和肥料密切相关。化肥的使用大大提高了农作物的产量,进而推动了人类社会的发展。这样设计不仅可以引发学生的兴趣,更能够使得学生切实感受到化学与生活的密切联系,体会“化学改变生活”的内涵。
除了学生思考,还列举弗里茨·哈伯、卡尔·博施、格哈德·埃特尔三位诺奖得主的事例,讲述他们都是因“工业合成氨”这一研究成果获奖的,不仅可以引入“氨和氨水”的内容,还可以深化学生的科学意识与社会责任感,落实“科学精神和社会责任”的化学核心素养。
借助历史事实和生活经验串联起知识的教学过程,要求学生用化学视角来解读氮元素的应用从而使课程内容与现实生活浑然一体,相辅相成。这样的教学过程,学生不仅乐于接受,主动思考,更能够帮助学生纠正错误认知,以客观公正的眼光看待化学,培养学生作为未来社会主义建设者和接班人的使命感,服务社会、回报社会的责任感。
化学是基于实验的以证据推理为显著特征的学科,实验是化学学习的“根”。课本上的结论可以通过实验验证加深学生的理解,促进探究推理的思想理念,做到“从虚拟到真实,从宏观到微观,从静态到动态,从书本走向生活”。实验过程中的特殊现象可以启发学生科研探究的兴趣,可以启发化学家发现新的结论。这充分说明了动手操作在化学学科中的重要性。“五育融合”中的“劳育”强调了“理论知识与实践操作相结合”的重要性,通过动手实验的方式,培养学生的劳动技能和科学探究能力。
在“铵盐的热稳定性”“氨气的检验”这两个实验的探究过程前,强调实验室安全规则,使学生在操作中形成良好的安全习惯,这也是劳育的一部分。实验中,通过“组内合作,组间竞争”的方式,锻炼学生的团队合作能力;通过亲自搭建实验室制备氨气的实验装置进行实验,不仅能加深学生对铵盐性质的理解,还能锻炼学生的动手能力和实验技能;利用“喷泉实验”中总结的“氨气极易溶于水且水溶液显碱性”的性质以及“铵盐的热稳定性”实验中“氨气与氯化氢气体相遇产生白烟”这两条性质,引导学生自去设计不同的检验方法。这种观察和记录分析能力是科学研究中不可缺少的劳动技能。
“铵根离子的检验”是高中化学重点知识之一,根据测验反馈,传统授课方式的效果不尽如人意,学生很难联想到将铵根离子转化为氨气,然后通过检验氨气间接证明铵根离子的存在。在教学中同样采用启发性的思维对学生加以引导,如:铵根离子与强碱反应能够生成一水合氨(强碱制弱碱)、一水合氨不稳定受热易分解(氨水的性质)、氨气的水溶液显碱性(氨水的性质)、碱性物质能使湿润的红色石蕊试纸变蓝(溶液酸碱性的鉴定),通过一系列已经掌握的知识,再让学生小组合作设计实验。这样做的好处,一是可以通过主动思考加深学生的印象,避免了学生被动接受知识后遗忘;二是锻炼了学生的联想、归纳、应用能力,将原有的知识进行总结归纳后加以运用;三是锻炼学生的动手能力,将间接性的知识通过劳育的方式传授学生。
什么是美?不同人的眼里有不同的美。在科学家眼里,对科学的执着追求是美;在老师的眼里,学生求知的眼神最美;在化学老师眼里,简约、变化、平衡、比例、对称、多样统一等都是化学各种形式的美。学生初学化学时,是通过化学反应过程中颜色的变化来感受化学、认识化学、学习化学的。对学生来说,具有“美感”的学科,才能够最好地激发他们的学习热情和对科学的热爱。
通过教师的教学艺术之美,可以促进学生多方面的发展。它可以丰富学生知识,发展学生智力;它可以使学生明辨真伪、善恶;它可以增进学生的身心健康,提高体育运动的质量;它可以鼓舞学生热爱劳动并进行创造性的劳动。因此,将“美育”融入高中化学教学是非常有意义的,当然,也是有挑战性的。如何合理设计、拓展现有的化学实验操作,将实验现象变得更加“多彩”尤为重要。
在“氨和氨水,铵态氮肥”一节中,有关氨气在水中溶解度的教学,采用教师演示“喷泉实验”、学生观察的方式进行。“喷泉实验”可以说是高中阶段最精彩、观赏性最高的实验,不仅“喷泉”引人注目,那鲜艳的红色更是夺人眼球。从看不见到看得见,从看得见到看得清,将看不见的可视化,这极大地唤起了学生的好奇心和探索欲。
从这个实验出发带领学生思考红色喷泉形成的原因,进一步推测氨水的性质:氨气在水中的溶解度极大、碱性溶液氨水与酚酞指示剂作用显红色。启发学生总结:某气体在某溶液中溶解度极大、溶解后的溶液能与指示剂发生显色反应。
那么如何设计新的、更绚丽多彩的喷泉实验?
可以参考的思路:1.按照指示剂设计实验:如根据pH 酸碱度的不同,甲基橙可以在红、橙、黄颜色间转换;石蕊试液可以在红、紫、蓝之间转换;溴麝香草酚蓝溶液可以在黄、绿、蓝之间转换等。2.按照化学反应设计实验:如利用氯气的强氧化性可以与还原性离子I-发生Cl2+2I-=I2+2Cl-这一反应,烧杯内采用淀粉-KI 溶液,烧瓶内充满氯气,可产生蓝色喷泉等。3.按照气体设计实验:如氯化氢、氨气极易溶于水;二氧化硫、二氧化碳极易溶于氢氧化钠溶液等。
当然,为了不影响本堂课授课进度,该实验作为学生课后的开放性作业,作为评价性教学指标之一:设计多彩的“喷泉”。
总之,学生不仅可以从化学实验现象中感受到“真实之美、丰富之美”,还能在探究过程中体会到科学实验的“巧妙之美、创新之美”。“美育”可以广泛而深入地影响学生的情感、想象、思想、意志和性格,丰富学校的文化精神生活,激起学生的情绪体验,有助于培养高尚情操,鼓舞学生为创造一切美好的事物而奋发向上。
经过上述实践,我们不难发现“双新”改革大浪潮下,以学科核心素养为导向实施“五育融合”,促进学生“德智体美劳”全面发展,已经成为高中化学课堂教学的核心目标。时代的发展呼唤高中化学教师打破传统的教学理念和模式,突破“智育”的单一教学维度的桎梏,结合当前社会发展的需要、当今学生的性格特点、当今课堂教学中存在的问题,提升教学目标、优化教学内容、改善教学方法、升华教学内涵,不仅要教学生学习,更要在教学过程中厚植爱国情怀、奉献精神、科研精神和对祖国美好未来的向往,从而为国家和人民培养“德智体美劳”全面发展的新时代接班人。