基于发展学生高中化学核心素养的课堂教学策略研究
2020-09-10仇建伟
仇建伟
摘 要:核心素养是一个学科的重要组成部分。在开展高中化学教学的过程中,教师需要围绕着高中化学核心素养开展教学,积极培养高中生对于核心素养的认知,发展学生的化学核心素养。本文从“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”以及“科学精神与社会责任”五个方面展开讨论。
关键词:高中化学;核心素养;课堂教学
在进行高中化学授课的过程中,高中生对于化学核心素养的掌握是获得化学知识和化学技能的重要途径。高中化学核心素养是教师开展高中阶段的化学课程教学的重要目标和重要内容之一,在一定程度上能够体现课堂教学的教学效果和教学质量。在高中化学的教学过程中,教师要牢牢把握高中化学核心素养的要求,并以其为中心开展教学,力求能够做到“以德树人”,引导学生在学习过程中全面发展。
一、培养学生宏观辨识与微观探析能力
该素养要求高中生能够从宏观以及微观两个层面对物质进行认识和理解,把握物质的结构性质,进而了解物质在宏观条件下的变化现象和微观条件下的变化过程,并在学习过程中将宏观与微观两者进行有机结合,有效地解决化学问题。
例如,以“盐类的水解”的相关知识内容的教学为例,在教学时教师就可以在“宏观辨识与微观探析”这一核心素养的指导下,通过创设一定的问题情境并结合教材利用实验来引导学生对盐类水解的过程有一个宏观的认知,再推动高中生从微观的层面去寻找盐类水解的根本原因,进而帮助高中生理解和掌握相關概念,构建相应的知识体系,进而促使学生能够在学习过程中实现“宏观——微观——符号——本质”的化学学习过程。如,教师可以先进行设问引入:“有哪一位同学知道为什么在生活中我们能够利用氯化铵(NH4Cl)溶液来除去铁锈?为什么能用碳酸钠(Na2CO3)来出去油渍?”学生利用自己的所学进行积极的思考,并提出一定的假设,如“能够利用氯化铵溶液来除去铁锈说明氯化铵溶液显酸性”、“油渍能够用碳酸钠溶液进行除去说明碳酸钠溶液显碱性”。教师:“是的,所以盐溶液并不是固定的酸性或碱性,而是两性兼有,有的盐溶液呈酸性,有的盐溶液则呈碱性。”如此,促使学生能够在宏观上对盐溶液的性质有一个大致的了解,教师再引导学生从微观的角度来寻找盐类的水解的本质原因。教师可以引导学生思考“在氯化铵溶于水后,溶液中会存在哪些微粒?”、“能不能利用电离方程式来将氯化氨溶于水后的变化过程表述出来?”学生纷纷查阅资料,联系教材内容来进行思考,发现在氯化铵溶于水后,溶液中存在了NH4+、Cl-、H2O、NH3·H2O等。学生再跟着教师的问题进行思考,写出离子方程式为NH4Cl=NH4++Cl-(可逆),NH4++H2O=NH3·H2O+H+(可逆)。学生根据书写出来的离子反应方程式就能够得知氯化铵溶液呈酸性的原因,进而提升学生的宏观辨识与微观探析能力。
二、培养学生变化观念与平衡思想观念
在化学学习过程中,教师要引导学生培养一定的变化观念和平衡思想,帮助学生理解物质化学变化过程中的影响因素和变化规律的内容,进而有效地提升学生的化学思维能力。
例如,以“金属的化学性质”的教学为例,教师可以先通过实验来引导学生对钠(Na)的物理性质进行探究和归纳,进而引出钠的保存方法,以此来培养学生的分析对比以及化学归纳能力,引导学生理解化学变化观念,并掌握化学平衡思想。教师通过为学生展示钠在空气中缓慢氧化以及加热钠的实验过程来充分培养和提升学生的观察能力和实践能力,进而加强高中生的化学实践能力和探究水平,培养和提升学生的核心素养能力。在教学过程中,教师可以先通过趣味实验来吸引学生的目光,并引导学生根据已有的知识内容,学生对于二氧化碳和水的认知是两者都能灭火,是重要的灭火材料。而教师就可以通过两个实验“水能生火”以及“二氧化碳能够生火”来促使学生认识到物质具有双面性,反应条件的不同会使得物质的反应过程和反应现象出现截然不同的状态,以此来导入课程内容,引导学生对化学变化的条件和影响化学平衡的条件进行思考。,教师在对钠在空气中反应的过程进行演示时,教师可以将其与加热条件下的钠的反应过程和反应现象进行对比,进而再引导学生依据具体的实验现象来对的物质的物化性质进行适当的总结和归纳,使得学生理解“反应条件影响反应产物”的化学理念,并在实验结束后,引导学生对钠在不同条件下和氧气进行反应生成的产物进行记忆,并书写相应的化学反应方程式,即钠在常温下氧化生成氧化钠4Na+O2=2Na2O,钠在加热条件下氧化生成过氧化钠2Na+O2↑=Na2O2,培养学生的化学探究意识。
三、培养学生证据推理与模型认知能力
该素养是学生通过对某一化学物质进行观察和实验等方式来对该物质的化学性质和化学变化进行认知和推理,通过一定的实验结果和观察结果来建构相应的化学模型,并利用模型化的思维方式来对化学问题进行解答和思考的能力。
例如,在对“原电池”的相关知识内容进行教学时,教师可以在课堂上为学生进行一个演示实验,引导学生观察现象,收集证据。在实验中,教师首先将已准备好的质量相近的锌片(Zn)和铜片(Cu)分别放在两杯装有等量的稀硫酸(H2SO4)的烧杯之中,引导学生观察实验现象,并随机抽取几名学生上台来触摸杯壁,引导学术感受烧杯的温度变化,以此来利用直观感受来加强学生的记忆。以此来导入铜锌原电池的工作原理的分析教学,引导学生对原理进行猜想和推测。在对原理进行分析时,教师可以适当的联系“水的电解”过程以及“氢氧燃料电池”的反应过程进行讲解,即水的电解2H20=2H2↑+O2↑(通电条件下),为吸能反应,氢氧燃料电池2H2(g)+O2(g)=2H20(l),为放能反应。在此基础上,结合实验内容和Cu-Zn原电池的工作原理得出化学反应式,即Zn(s)+Cu2+(aq)=Cu(s)+Zn2+(aq)。然后利用能量变化来对原电池的工作原理进行表达,即在原电池中,反应机理为高能量向低能量方向进行放热的氧化还原反应,即放能反应。如此,在这个过程中,教师通过进行演示实验引导学生收集证据,并联系水电解和氢氧燃料电池的变化过程促使学生能够构建出一定的铜锌原电池工作模型,最后根据已有的证据和模型来对原电池的工作原理进行推测,有效提升高中生的化学素养水平以及思维能力。
四、培养学生科学探究与创新意识观念
该素养指的是高中生能够通过提出一定的化学问题并以此为基础形成猜想和推测,通过实验、资料等获取一定的证据和信息来做出相应的结论并进行解释的探究过程。通过培养学生的科学探究与创新意识,能够使得学生敢于思考,勇于质疑,进而有效地提升学生的化学创新能力和创新思维。
例如,在学习“铝的重要化合物”这一内容时,教师可以首先利用PPT来为学生呈现工业冶炼铝的过程。学生在了解铝的冶炼过程后提出相应的问题,如“为什么要利用氢氧化钠溶液来分离氧化铝(Al2O3)?”接着进行猜想和假设:因为常温下铝的表面有一层氧化铝薄膜且较为稳定,猜测其可与酸反应,根据流程图,能够猜测也可以与氢氧化钠溶液反应。接下来对假设进行验证,开展实验:
試管一:放入氧化铝加水,振荡并观察现象;
试管二:取氧化铝加入稀HCl,振荡并观察现象;
试管三:取氧化铝加入NaOH溶液,振荡并观察现象。
发现试管一中氧化铝未出现明显变化,试管二、三中氧化铝发生反应,逐渐溶解。根据实验现象就可以进行推测:氧化铝为两性氧化物,既可与酸反应,也可与碱反应。最后再进行总结反思。在这个过程中,化学教师通过引导学生开展某一内容的知识探究,充分提升了学生的探究能力和实验创新意识。
五、培养学生科学精神与社会责任意识
该素养是指学生在具备一定的化学知识基础和认识到化学科的价值后,能够形成化学学习者应有的科学精神以及社会责任感。在高中阶段的教学过程中,高中生要端正态度,以严谨、科学、求实的态度来开展实验和学习。同时,教师要多给予学生实践机会,为学生科普一些与化学具有相关性的热点问题以及社会性问题,以此来培养高中生的科学精神与社会责任意识。
例如,氢能源汽车的研制就是根据当下环境污染这一热点问题而研制的,因此氢能源汽车的研制就是对科学精神与社会责任这一高中化学核心素养的发展。氢能源汽车将氢和氧作为核心燃料,能够有效地降低出行对于环境的污染,进而促使学生明确化学与社会环境之间的联系,理解绿色化学的重要性。因此,在引导学生树立正确的化学观念时,教师可以引导学生通过认识社会热点问题以及化学前沿知识来推动学生积极开展实验探究,针对热点问题积极提出设想,进而为社会做出一份贡献。
总而言之,高中化学核心素养作为高中阶段的化学教师开展教学的重要教学目标,教师要积极联系知识内容来发展和提升高中生的化学核心素养水平,进而促使学生在知识学习的过程中构建完善的知识网。
参考文献
[1]吴星.对高中化学核心素养的认识[J].化学教学,2017,000(005):3-7.
[2]赵亚楠,方杰,吕纯志.基于变化观念与平衡思想的“元素”教学—以必修1金属的化学性质教学为例[J].中国现代教育装备,2019,312(08):57-59.
[3]顾建辛.关于化学核心素养培育的微观思考——原电池教学中的“证据推理与模型认知”[J].化学教学,2017,000(011):34-38.
[4]崔亚男.基于”科学探究与创新意识”素养的探究性实验教学设计——以”铝的重要化合物”为例[J].教育现代化,2017,000(040):P.290-292.