小学教育专业“基础化学-倾向生活化学”教学探索与实践

宋晓丽，刘俊亮，吴德峰

扬州大学化学化工学院，江苏 扬州 225002

科教兴国的发展战略把教育现代化和人的现代化提到了实现中华民族伟大复兴的日程上[1]。如何实现人的现代化？最重要的是提高国民的科学素养和人文素养。习近平总书记在中央人才工作会议上强调，要全方位谋划基础学科人才培养，造就青年科技人才队伍[2]。国民科学素养的培养与提升不可一蹴而就，须在整个受教育过程中通过多种途径、多种方式进行潜移默化。小学阶段是人生系统地学习知识的起点，是塑造、培养学生科学素养的关键阶段。小学生科学素养的养成需要教育工作者耐心细致地引导和培养。其培养重点在于激发小学生的科学兴趣，创造学习氛围，引导学生积极参加科学实践活动，进而培养学生的创新思维能力，提高科学素养。因此，对于小学教育工作者而言，应当根据小学生的心理特征和发展现状设计科学素养培养策略，让学生在学习的过程中积累实践经验，形成理性、科学的认知。因此，这就要求小学教育工作者自身具有丰富的贴近生活、贴近学生的科学知识，并掌握开展科教活动的有效方法和技能。

扬州大学小学教育专业学生在大二时将进行第二辅课学习，其中第二辅课选择为“小学科学教育”方向的学生须学习化学、物理、地理等自然科学课程。因此，如何在小学教育专业开展基础化学的教学工作，以满足当今时代对小学科教老师的需求，是值得关注和思考的课题。

化学是一门中心的、实用的、创造性的学科[3,4]，其主要研究物质的结构、性能和转化过程，是一门可以创造新物质、探索新应用的学科。化学在创造新物质方面起到了核心作用，与社会的不断进步和人类物质生活质量的不断改善与提高息息相关[5]。因此贴近生活的化学知识和实践更容易被小学生认知、理解和接受，在小学生的科教过程中最易于切入和开展。然而，小学科学教育，不仅仅是认知现象，也应该对现象背后的本质理论、规律有所了解和理解，从而使学生更能感知科学的无尽魅力，以激发学生的学习热情。因此对于小学教育工作者，不仅应该掌握贴近生活的化学知识，更应该透过现象看到本质，进而不断将生活现象背后的理论知识带给学生，培养和提高学生的科学素养。基于此，笔者分析小学教育专业的基础化学，应该从生活中的化学入手，将相关基础化学知识融入于日常生活中，通过生活现象的讲解，探讨现象背后的规律、理论；同时提供实验室平台，引导学生动手设计适合于小学生的化学探究小实验并进行实践探索；此外，着眼专业师范教育的特点，在向学生教授化学知识的基础上，注重将教学设计思想带给学生；期望对学生今后从事小学科学教育工作，不仅在知识储备上，更在教学方法、教学技能、实践探索上有所帮助和启发。本文就笔者所开设的小学教育专业“基础化学-倾向生活化学”教学实践与探究进行了总结。

1 教学目标

笔者开设的“基础化学-倾向生活化学”是小学教育专业选修小学科学教育方向的学生的必修课程，课程的教学目标旨在使学生获取下列认识和能力：(1) 了解与生活相关的化学知识；(2) 理解生活中常见化学现象的规律、原理；(3) 能够运用相关化学知识在小学教育中进行科学教学与实践；(4) 提高学生的科学素养。

2 教学内容

针对教学目标及考虑到大多学生在高考时没有选考化学这一情况，我们在设计教学内容时，将基础化学知识融合于衣、食、住、用、行等日常生活中，以求更加生动地解释现实生活中发生的现象，并对相关规律、理论和简要反应过程进行讲解，避开深奥的化学原理及复杂的化学方应方程式，并注重将应用于生活中的化学前沿知识和技术进行介绍，体现化学发展对生活、生产、社会发展的影响和贡献，从而促进学生对科教兴国的认知，促进其对小学生科学素养的培养。根据以上分析，本课程的主要教学内容如表1所示。

表1 “基础化学-倾向生活化学”教学内容

本教学内容具有以下特点：(1) 社会生活性。将基础化学知识完全融入于人类生活、生产活动中。切实让学生体会到化学与社会、生活、生产的密切关系，并进一步推进讲解基本规律、原理，促进学生科学思维能力的提升。如，讲到“味”中的酸味化学时，首先探讨酸味主要与食品、水果中含有的酸性化学物质有关。进一步讲解什么是酸性化学物质，其结构特征是什么？其酸度与什么有关？这就涉及到物质的化学结构，氢离子的电离程度，氢离子电离程度与其结构之间的关系以及人体味觉感受系统的敏感性等内容，科学解释了生活中每个人都会遇到的经历，并充分体现“结构决定性质”“辩证看待问题”等科学思维方式[6]。(2) 丰富多样性。化学知识覆盖食品、药品、服饰、洗护、住所、娱乐等人类生活的各个方面，并展开不同维度进行讲解，力求将涉及到人类社会、生活中的常用化学知识进行介绍，促进学生对化学的深刻认识，挖掘化学的魅力。如，讲“药物中的化学和毒物毒品中的化学”时，首先从化学物质对人体的双重作用入手，进一步推进讲解药品及毒品中的化学知识，比较引申出某些化学物质可作为药品使用的同时，在应用不当的情况下将会成为毒品，促进学生对量变引起质变的具象理解以及培养学生辩证看待事物的科学思维能力。突出讲解“烟草中的化学”，介绍烟草中的化学物质，吸烟过程中发生的化学变化，生成的有害物质及其对人体的伤害，以烟草为载体，将化学的变化观念、微观探析等核心素养融入其中，并以此引导学生远离毒品、烟草，形成正确的人生观、价值观、世界观。(3) 职业导向性。小学教育专业培养的是小学教育工作者，因此本课程在内容设置时兼顾了学生未来面临的职业需求，期望为学生在将来从事小学科学教育工作时提供相关素材，并培养学生学会利用化学知识设计适合小学生科技实践活动的能力，为促进学生的职业生涯发展打下基础。如在第八章“娱乐生活中的化学”第三节“魔术与化学”中的趣味实验环节中，以婴儿“纸尿裤”为着眼点，分析其中的材料，引申出超强吸水高分子，进而介绍材料的化学特点和结构特征，最后利用超强吸水高分子的吸水特点，设计“人造雪”趣味小实验。实验中提供不同交联度的超强吸水高分子，通过比较不同超强吸水高分子吸水后的现象特点，进而思考化学结构及物理结构与其性能之间的关系。在锻炼学生实验设计、实验操作、实验分析能力的同时，培养理论-实践-理论的科学发展观。(4) 发展新颖性。当今社会发展非常迅速，众多新物质不断应用于人们的日常生活中。化学是创造新物质的核心力量，因此在内容设置时结合化学学科的发展，将已应用于日常生活的新物质、新材料进行相关介绍，促进学生对最新科研成果的了解，开阔眼界，拓展知识面。如在“味”的甜味化学中，介绍新型健康甜味剂赤藓糖醇；在“药品中的化学”中讲解新型手性药物的特点及其重要应用；介绍缓释技术在新型药物制剂中增加药物利用度，减少服药次数，降低副作用等应用。

3 教学实践

根据专业培养目标及课程教学目标，基于课程内容特点，笔者构建了一个基于专业培养目标和课程教学目标的教学实践模型，如图1所示。

图1 基于课程教学目标的教学实践模型

3.1 灵活运用多种手段和方法

针对不同章节教学内容的特点及教学目标，采取多种教学方法进行授课[7]。(1) 如在“饮食中的化学”这一章节，主要以教师讲授、展示为主，介绍与色、香、味有关的化学物质及其结构特点。(2) 对主食中的化学、饮料中的化学以及瓜果蔬菜中的化学，则通过提前向学生布置题纲，让学生搜集、整理相关资料，设计教学方案，制作课件。随堂抽取1-2名学生进行课堂授课或说课，同时让其他学生进行评价，指出优点和不足，最后由教师进行知识结构、授课技能等方面的点评，让学生在学习知识的同时，获得备课、授课、评课等方面的锻炼。(3) 当介绍食品可以提供人体所需能量是因为其中的糖类物质时，为了更直观地给学生展示能量的存在，通过视频的方式播放麻省理工学院的John Dolhun博士在该学院剑桥科学节上演示的“Death of a Gummy Bear”实验。该实验中KClO3加热后在试管中产生大量的氧气，当橡皮糖加入时，瞬间燃烧，火光四射并放出大量的热，学生可以通过视频感受能量的存在，同时将抽象的理论具象化，也为他们将来在工作中如何开展小学科学教育实践活动提供思路。(4) 在介绍先进的服装材料时，为了更好地让学生感知和理解羊毛、蚕丝两种材料前者保暖性好，常用于制作冬季服装，而后者透气性好，常用于制作夏季服装的特点，利用扫描电镜研究方法，从微观上观察两者的形貌、结构特征，并进一步探讨两者性能及应用的差异，建立结构决定性能、性能决定应用的思维方式。(5) 在介绍“药物中的化学”这一章节时，开展“如何理解是药三分毒”的主题活动，将学生分成两组，一组以化学药品为主题，一组以化学毒品为主题展开讨论，课前布置主题活动的任务，让学生查询相关资料，课堂上进行辩论。在争辩的过程中，引导学生认识到当药物应用不当时，药品即成为毒品的事实，巩固学生对量变到质变的理解，进一步引导学生形成辩证看待事物的思维。

3.2 着眼专业，体现师范教育特点

在小学教育专业开展基础化学教学，需要着眼师范教育的本质。尽管教育专业设有专门的关于教学方法、教学技能等的课程来培养学生的教学能力。然而不同自然学科知识有其特有的规律与体系，在教学方法上不能千篇一律。因此授课时，在强调科学知识的同时也应该关注学生教学技能的培养，以实现培养学生科学素养与师范职能的双重目标。因此在课程实施过程中，不仅在课程内容的广度与深度上进行设计，更注重教学方法的运用与体现，比如课件的制作技巧、作业的设置要求，课堂讲课技巧等都会在课堂实施过程中进行介绍与强调。同时加强课程思政，注重学生思想品德，特别是师德师风的培养。此外，基于化学的学科特点，课堂中注意利用化学发展中的经典故事，培养学生的科学精神、钻研精神和爱国情怀[8]。在课程末期，利用反转课堂，让学生走上讲台，利用课堂所讲知识以及课堂实践中所获得的授课技能，切切实实开展一堂小学科教课，进一步提供学生课堂锻炼机会[9]。

3.3 提供实验平台，开展开放实验

由于我校小学教育专业不开设化学实验，而动手实践是实施小学科教活动的重要环节，因此在本课程内容的基础上，引导学生自己设计、探索适合小学生的化学小实验，利用课题组的实验条件，在周末开放实验室，提供学生动手实践的平台，提升学生实践操作能力。如最后一章的趣味化学实验一节，主要通过引导学生自己设计实验，并在实验室进行探索的形式实施课程教学，在锻炼学生实践操作能力的同时，促进其对理论知识的理解，培养学生开展适合小学生科技活动的能力。

4 教学评价

教学评价是教学实践的重要环节。2017年教育部颁发了《普通高等学校师范专业认证实施办法(暂行)的通知》，其中关于课程评价，强调注重过程性评价和多元化评价，以调动教师教学和学生学习的积极性[10]。因此在本课程教学评价中，我们设置从教师和学生两个方面进行评价，同时注重课程教学的过程性评价。在对学生的评价中，主要由过程性评价和期末考试成绩两部分组成，其中过程性评价包括课堂表现、课后作业、课堂展示、实验实践及主题活动5部分，占最终成绩的60%，期末考试主要考查课程知识点，采取闭卷考试的方法，占最终成绩的40%。各环节评价细则如表2所示。在课堂展示及主题活动两项过程性评价中，从ppt制作、课堂教学、辩论表现等方面分别由老师和学生给出分数，最后取平均分作为该两项评价的成绩(表3)。主要目的是为了引导学生互相评价和自我评价，调动学生的学习参与性和主动性，在评价的过程中发现自我不足，取长补短，进一步提升自我，也为学生学习评课提供锻炼的机会。教学效果的好坏更应该听听学生的心声，了解学生对教师的评价。因此在课堂结束后，笔者会进行调查，请学生对教学内容、教学方法及实验实践等环节提出意见和建议。从调查结果看，学生对课程的设置内容比较满意，普遍认为第一次深刻认识到化学的影子深入我们的生活，更深刻地理解科技发展在社会生产、生活中发挥的巨大作用。特别是一些在高考时没有选考化学的学生认为该课程大大开阔了他们的眼界。而翻转课堂、辩论活动、实验实践等环节不仅丰富了理论知识，还为他们以后从事小学科教工作提供了实践机会，提升了开展教学与实践的技能。从上述分析可以看出，通过多种评价方式，不仅可以提高学生对理论知识、实验操作技能的掌握，培养学生的科学素养，也可以促进学生教学技能、科教实践能力的提升，锻炼师范技能，能够基本完成本课程的4个教学目标，实现课程的育人价值。通过上述多元化和过程性评价，特别是学生的评价中，我们发现在现有课程内容的框架下，有的章节知识内容比较分散，逻辑性不强。如第一章“饮食中的化学”，第一节从色、香、味等物理性质出发分类介绍相关化学物质，而接下来的小节是从饮食的种类介绍其中的化学物质，使得第一小节与其他小节在逻辑关系上有些脱节。因此在下一轮的教学过程中可以尝试将第一小节的内容作为课堂知识扩展，引导学生梳理并进行课堂展示。由此可见，过程性和多元化的评价方式，更能给出课程教学的客观评价，特别是本课程所采取的学生评价，能够让我们发现课程教学的不足之处，为今后教学改进提供方向，使得课程教学在“改进-评价-改进”的循环中不断得到提升，真正实现课程教学的育人价值。

表2 课程考核与成绩评定

表3 课堂展示评价标准

5 结语

高校课程的建设与实施须立足专业培养目标。以专业培养目标为指导，结合课程特点，制订课程教学大纲，确定课程教学目标，进一步以其为指导思想优化课程内容，改革课程组织、实施方法，改进考核评价方式等，才能使课程更贴合学生培养的目标，真正体现其育人的价值。本课程的建设与教学过程中，笔者从我校小学教育专业培养目标出发，以生活中的化学为专题，将基础化学知识融入到日常生活中。在课堂教学过程中，注重引导学生思考如何将学到的知识应用于开展小学科教实践活动中，并通过翻转课堂、开放实验等方法提供学生锻炼实践的机会，期望在教授学生科学知识的同时，兼顾该专业学生教学技能、师德师风等方面的培养，将课程教学真正落实到专业培养目标上，以实现对学生的培养。通过多元化评价和课后调查反馈，该课程的实施对小学教育专业学生将来开展科教实践活动有很大帮助。同时，我们也发现目前课程存在的主要不足之处是课程内容不够全面，章节逻辑关系相对薄弱，这也给课程教学的实施带来限制，其主要原因是化学在生活中随处可见，知识繁多而关联性较差。因此，在今后的教学过程中，需要进一步完善知识结构，将日常生活中能源、文教传播等方面所涉及到的化学知识整合进课程中，同时对现有课程内容进行凝练，力求课程内容完整、紧凑、重点突出。总之，课程教学改革是一项长期而复杂的工作，教师需要根据时代变迁、专业特点、知识更新等不断进行探索和实践，立足专业培养目标，才能使课程教学落到实处，变得生动有效。