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试论学科核心素养视角下高中化学教学策略

2023-03-29张婉

高考·下 2023年12期
关键词:化学教学高中核心素养

张婉

摘 要:在新课程背景下的高中化学教学中,教师应积极响应,调整课堂教学策略,重视提高学生的综合能力,培养学生的核心素养。基于此,在制订教学策略时,教师也应根据培养要求与学生实际情况,以保证策略应用的有效性。在文章中,通过对思维导图、创设情境、合作学习、化学实验、生活实际等教学手段的研究,優化教学内容,调整课堂教学活动,使高中生的核心素养得到锻炼与提升。

关键词:核心素养;高中;化学教学

在高中化学教学中,学生应具备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、科学精神与社会责任五个方面的化学学科素养。在教学实践中,教师应紧紧围绕五个核心素养开展教学活动,设置教学内容,锻炼学生的实际应用能力。在多元手段引导下,教师可以高效完成培养学生核心素养的教学目标,提高学生对化学知识掌握的程度,让学生的化学综合实力得到切实提升。

一、运用思维导图,培养学生宏观辨识与微观探析能力

在化学教学中,宏观与微观是相对的概念,宏观辨识要求学生能够通过宏观物体产生的现象,准确定位化学知识,而微观探究则要求学生通过对具体内容的整合,实践化学知识,做到对化学内容的深入探究。思维导图作为一种兼顾宏观与微观的手段,可以帮助学生提升自己的化学素养。根据思维导图的特性,学生可以借助其形成知识脉络、整合章节内容,让化学知识更具系统性、结构性[1]。在思维导图的帮助下,学生能够有效抓住重点内容,深入理解化学知识,提高学习效率。

以人教版(2019)必修第二册《硫及其化合物》一课教学为例。在本次课程的学习中,学生需要完成对硫与二氧化硫、硫酸、硫酸根离子的检验、不同价态含硫物质的转化四个方面内容的学习。笔者以“硫与二氧化硫”这部分内容为主,带领学生开展以思维导图为主的教学活动。首先,根据思维导图的绘制要求,学生应先知晓从哪些方面了解二氧化硫的知识。根据前面学习的内容,学生应知晓探究化学物质应主要掌握其物理性质与化学性质,对此,教师便以物理性质与化学性质为切入点开展教学。由于二氧化硫本身的特性,教师无法让学生近距离地进行观察,为此,教师可以在网络上搜集相关视频,展示二氧化硫。同时,教师讲授二氧化硫的物理性质,即无色、有刺激性气味的有毒气体;密度大于空气,容易液化,易溶于水。在探究二氧化硫的化学性质时,教师可以让学生思考,“研究物质的化学性质可以从哪些方面入手?”根据对以往知识的回忆,学生可知应从三个方面入手,一是从物质类别上看,通过实验证明二氧化硫是酸性氧化物;二是从化合价看,推断二氧化硫具有怎样的化学性质;三是从物质特性上看,思考二氧化硫具备怎样的化学性质。根据上述过程,学生可以发现,关于二氧化硫的知识点已经形成了框架,学生只需在课程结束后,按照教学内容提炼出主线,及时整理知识点即可。

教师将思维导图的框架结构融合在教学中,能够培养学生的结构意识,使学生具备宏观辨识与微观探究能力,让学生扎实地掌握化学知识。

二、通过创设情境,引导学生树立变化观念与平衡思想

变化观念与平衡思想要求学生树立物质一直处于变化状态的思想,特别是在化学学科中,学生需要理解物质分子的变化规律、实验现象的变化情况等,这都要求学生具备变化思想。只有这样,学生才能学会从多角度认识与思考化学知识,达到理想的学习效果。基于此,在教学实践中,教师需要借助创设情境的手段运用,有效引导学生树立变化观念与平衡思想。在创设情境时,教师可以采取可视化情境与问题情境结合的方式,让学生以图文、视频等形式,认知化学内容。以问题的形式,深入化学知识,使学生在积极参与课堂教学中,实现自身核心素养的进步[2]。

以人教版(2019)必修第二册《无机非金属材料》一课为例。在本次课程中,学生需要完成硅与二氧化硅、新型陶瓷、碳纳米材料三部分内容的学习。在讲授知识时,教师便可以采取“图文展示+设置问题”的方式开展教学活动。如在课程开始阶段,教师便可以借助各式各样的硅,给学生打造一个充满硅的情境,如展示硅酸盐、含硅酸盐的物品、硅酸等各种图片,以此引导学生认识到硅是无处不在的。教师便可以问题的形式,引导学生思考,如为什么保存碱液需使用橡皮塞式的玻璃瓶,而不是磨口的玻璃瓶?这就需要学生思考玻璃的主要成分是二氧化硅,其可以同碱发生反应形成硅酸盐,容易腐蚀玻璃瓶,所以用橡皮塞可以减少玻璃与玻璃之间的接触,避免生成硅酸盐堵塞瓶口。在此问题中,学生可以看到二氧化硅与碱液之间相处的关系,而橡皮塞则让二者形成了一定的平衡关系。再比如,探究关于新型陶瓷的内容时,教师同样需要先展示与新型陶瓷有关的事物,如轴承,并设置思考“为什么新型陶瓷可以用作制作轴承?其具有怎样的性能?”通过观察轴承,学生可以知晓新型陶瓷的材料突出的特点便是硬度大,再结合轴承的使用环境,可获得第二个特性,即高温抗氧化。根据对新型陶瓷材料的使用,学生便可以知晓不仅日常使用的物质在变化,化学物质也在不断变化,为生活提供便利。

基于此,在化学教学中,教师需运用好情境创设手段,积极引导学生在情境中思考化学知识,提高学生对化学中变化与平衡的认知,达到培养学生核心素养的目的。

三、通过合作学习,有效锻炼学生证据推理与模型认知能力

证据推理与模型认知是指根据现有的化学证据进行合理猜想,形成一定的认知,再通过整理观点、搜集资料、理清逻辑等步骤,完成对化学内容的思考。因此,在化学教学中,教师应重视对学生证据意识的培养,让学生具备根据现有知识进行假设、自主探究、构模型的能力,使学生的化学能力得到有效提高。对此,教师需要组织学生进行合作学习,一方面让学生在合作中感知化学课堂的良好氛围,有效调动学生的学习积极性,另一方面使学生在合作中配合完成对化学知识的探索,有效锻炼学生的证据推理与模型认知能力[3]。

以人教版(2019)必修第二册《化学反应与能量变化》一课为例。在学习“化学反应与热能”这部分知识时,学生需要在合作学习中完成对吸热反应与放热反应的了解,以及掌握化学键的断裂和形成是化学反应中能力变化的主要原因。在合作探究中,学生首先由对“自热火锅”的思考延伸出对课程知识的探究。在思考中,学生应按照教材中提及的两个实验,分别进行基础实验操作。在此过程中,一起合作的成员应共同观察实验中产生的现象,共同分析现象,得到实验结论。在盐酸与镁的实验中,学生可以看到镁条逐渐溶解,并伴随气泡产生,同时温度计显示的数值升高,由此可以判断该反应过程是在释放热量。而在第二个实验中,学生将20gBa(OH)2·8H2O晶体研细后与10gNH4Cl晶体一起放入烧杯中,并将烧杯放在滴有几滴水的木片上,随后用玻璃棒快速搅拌后,再用玻璃片盖上烧杯。在该实验中,随着操作的完成,学生可以感知到有刺激性气味产生,且在触摸杯壁下部时,明显感觉到杯壁变凉,而且此时的木片已经粘在烧杯上,由此可以推断该反应是在吸收热量。综合两个实验,学生小组可以得到结论:发生化学反应时,常伴有热量的释放与吸收。根据上述知识,学生继续思考在冬季采用的取暖方式中,有哪些属于放热反应?给出的信息有烧炭取暖、用电暖器取暖、天然气壁挂炉取暖、空调取暖、地下水循环取暖等。通过交流,互换意见,学生认为烧炭取暖和天然气壁挂炉取暖属于放热反应,电暖器和空调取暖属于电能转化为热能,而地下水循环则只是属于热量的交换。

在上述合作交流中,学生之间的探究、分析在高效完成获取化学知识的同时,既提升了学生间的默契度,也加强了学生对化学知识的掌握,能够有效提升其核心素养。

四、运用化学实验,培养学生科学探究与创新意識素养

科学探究与创新意识素养要求学生在探索化学知识时,应做到理性认知、逻辑思考,且使学生在深化理解知识时,经历发现、解释、说明、创造的过程。基于此,在课堂中,教师需要通过组织学生进行化学实验的方式,引导学生参与学习,并在教师的指导下制订实验方案,完成实验操作,做到对化学实验的全程参与,在积累化学实践经验的前提下,取得科学探究与创新意识素养的进步[4]。

以人教版(2019)必修第二册第五章“用化学沉淀法去除粗盐中的杂质离子”为例。在学习中,学生需要根据积累的化学知识,自主设计实验步骤,并尝试完成化学实验。对此,教师让学生体验制盐。在设计实验步骤时,学生将制盐的步骤设计为九步,分别是溶解、除SO42-、检验SO42-是否沉淀完全、除Mg2+、Ca2+,以及过量的Ba2+、检验Mg2+、Ca2+、Ba2+是否完全沉淀、过滤、除去过量的OH-、CO32-、蒸发、冷却的精盐。在按照实验步骤开展实验时,学生需要注意实验中的细节。如在第一步溶解中,将粗盐与水共同放入烧杯中时,应用搅拌棒进行搅拌,这样才能保证粗盐充分溶解;再如第二步中,滴加过量的BaCl2后,便需要静置等待发生反应,生成BaSO4沉淀。此外,在去除粗盐杂质的过程中,学生需要根据自己的实验过程,总结出粗盐分离提纯之法,包括必须过量,以除杂试剂过量;必须容易,以过量试剂容易去除杂质;必须按照顺序,即除杂顺序必须合理;再如四原则,包括不增加新杂质原则、不减少被提物质原则、被提纯物质与杂质分离原则、被提纯物质变化后以复原原则。在上述实验中,学生若是在没有教师指导的情况下,可能会经历多次实验失败,但这对学生树立科学探究的思想、建立严谨细致的探究意识有一定的促进作用。

所以,学生在进行化学实验时,需要将向教师请教与独立思考结合,扎扎实实地培养自己的化学实验能力,可以做到在化学实验中认真操作、细致观察,逐渐提升自己的化学核心素养[5]。

五、联系生活实际,提升学生科学精神与社会责任意识

科学精神与社会责任意识要求学生建立绿色化学观念,且将化学知识的实际运用与社会发展进行关联。在当下的社会中,可以看到许多因滥用化学物质而产生环境污染的情况,如水污染、大气污染,以及因化学物品使用不当造成的化工厂爆炸等,这些都化学息息相关。基于此,在高中阶段的化学学习中,教师便需要渗透绿色化学的观念,引导学生形成安全使用化学物品、正确认知化学内容的意识。对此,教师可以选择联系生活实际的方式,将生活中与化学有关的元素引入课堂,实现培养学生科学精神与社会责任意识的目的[6]。

以人教版(2019)必修第二册《化学品的合理使用》一课为例。在学习“化肥、农药的合理使用”这部分知识时,学生需要完成两个学习目标:第一,了解常见氮肥、磷肥的主要成分,认识合理施用化肥的必要性;第二,了解常见农药的组成、分类、对环境的影响,树立合理施用化肥、农药的观念。基于此,教师需要从联系生活实际的角度开展教学活动,引导学生在真实的生活场景中进行有效思考。如在农村种地时,农民为了保证秧苗不被虫害,常常是采取喷洒药物的方式,同时为了促进秧苗更好地成长,也会采取施肥的办法。对此,学生需要思考农药与化肥是否可以随意使用?如果过量使用化肥会产生怎样的后果?在生活中有哪些具体的体现?在此基础上,学生需要进一步思考当下为了做到合理使用化肥或农药都采取了怎样的措施,或者制作出了哪些新型、影响小的产品?

在思考上述内容时,学生应将生活实际经验与化学知识紧密结合,从生产生活思考到化肥与农药的成分、影响,再进一步思考如何降低化肥与农药的影响,形成绿色化学的学习态度,提高自身的社会责任认知[7]。

结束语

综上,在高中化学课堂上,教师需要重视对学生应用技能的培养,不断提升学生的核心素养。在具体实践中,教师需要合理使用各种教学手段,如思维导图、创设情境、合作学习、化学实验等,多样的教学手段才能让学生体验到化学课堂的丰富性,才能让学生从不同角度认知化学知识,进而有效提升学生的核心素养,让学生在学习中获得成长。

参考文献

[1]徐碧榕.基于核心素养的高中化学实验教学评价[J].天津教育,2022(12):65-67.

[2]沈正东.学科核心素养视角下高中化学教学的实践转向[J].上海教育科研,2022(4):65-69.

[3]郭登李.浅谈核心素养下的高中化学教学设计[J].学周刊,2022(11):119-121.

[4]刘敏.学科核心素养视角下的高中化学教学策略探究[J].高考,2022(8):72-74.

[5]李宏基.浅谈学科核心素养视角下的高中化学教学策略[J].学周刊,2023(1):61-63.

[6]张跃.学科核心素养下的高中化学大单元教学策略探究[J].数理化解题研究,2022(27):134-136.

[7]马燕.探究学科核心素养视角下的高中化学教学策略[C]//中国管理科学研究院教育科学研究所.2022教育教学探究网络论坛论文集(一),2022:3.

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