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核心素养视域下高中化学境脉式教学创新策略研究

2023-06-25王培烽

考试周刊 2023年17期
关键词:高中化学核心素养

课题项目:文章系泉州市教育科学“十四五”规划(第一批)立项课题“指向化学学科素养的境脉式教学研究”(课题编号:QG1451-135)的阶段性研究成果。

作者简介:王培烽(1980~),女,汉族,福建泉州人,泉州第十七中学,研究方向:教育实践。

摘 要:随着教育改革的深入,核心素养成为引领基础教育发展的风向标,如何让核心素养在课堂落地生根成为热议的话题。提出的教学新模式、新方法层出不穷,境脉式教学则是其中浓墨重彩的一笔。文章紧扣核心素养理念要求,针对境脉式教学在高中化学课堂的有效应用路径展开探讨。分析境脉式教学的概念与意义,从中抽象出教學改革着力点。在此基础上,围绕高中化学课程知识特点与学生的素养发展需求,探索其可行的教学策略,将客观的理论转化为具体的教学活动,以期构建有序、有趣、有效的高中化学课堂,推动学生核心素养的深度发展。

关键词:高中化学;核心素养;境脉式教学

中图分类号:G633.8   文献标识码:A   文章编号:1673-8918(2023)17-0010-04

在以核心素养为主导的教育新阶段,知识本位的封闭式教学模式弊病丛生,难以满足教育新理念、新诉求,围绕以生为本、以学为中心的教学改革探索方兴未艾。情境教学凭借生动、直观、多样的特点备受师生青睐,成为广泛应用的教学方式。但是在高中化学教学实践过程中,情境教学存在“一课多境”的问题,教学活动缺乏清晰的主线,情境的构建杂而散,课堂转换过快,学生难以捕捉教学要点,致使化学课堂处于低效的状态。如何优化情境教学实现育人能效最大化成为教师亟待思考与探究的重要问题,境脉式教学的衍生与发展无疑为教学创新提供了新思路。

一、 境脉式教学概念阐释

从字面而言,“境”指的是情境,“脉”指的是脉络,境脉式教学是围绕一条清晰、完整的逻辑主线,以情境活动为载体有序展开认知探索的教学活动。从本质而言,境脉式教学是建构主义理论的外在表现,是基于解决问题、知识迁移、素养发展的交互式探究行为,实现做中学、思中学。境脉式教学是情境教学的深化,二者既存在紧密的关联,又展现出鲜明的差异。情境是固定的、静态的,为某个知识提供特定的认知支架。而境脉则是持续的、动态的,强调空间的有序变化与时间的连贯递进。境脉式教学展现出三个核心特征:第一,思维的沉浸性。境脉式教学围绕核心议题设计层层深入的情境驱动,促使学生形成持续性的思考,不仅实现了思维的可视化,而且保证了思维的连贯性。第二,过程的互动性。对境脉式教学而言,情境是认知载体,互动则是认知形式。激活了教师的主导作用与学生的主体地位,由知识的单向灌输向多维互动转变,生成认知冲突与思维碰撞,形成深度对话。第三,结果的生长性。境脉式教学将碎片化的知识融入统一的情境之中,引导学生主动塑造知识结构,在实践应用中实现牵一发而动全身,让脑海中存储的认知活跃起来。

二、 高中化学实施境脉式教学的意义

(一)推动教学模式转型

为了明确培养什么人、怎样培养人、为谁培养人的问题,高中教育与考核体系发生翻天覆地的变革,特别是新高考背景下推行的“3+1+2”选科制度,对高中化学课程发展而言不失为一项挑战。如何充分展现学科魅力,吸引更多的学生选择化学学习成为棘手问题,教学方法改革势在必行。现代教育理念认为教学不仅局限于事实性知识的传递,而应将重点放在知识的发现与探索过程,境脉式教学与其不谋而合,是推动高中化学教学摆脱困境的利器。其优势主要体现在以下两个方面:第一,平衡师生关系,增强课堂互动。境脉思维之下,教学的重心由知识向人本迁移,促使教师在设计教学活动时,着眼于学生的固有经验、能力现状以及发展需求,突出以学生为中心的底层逻辑。与此同时,在教学活动的实施环节,以启发引导取代机械灌输,借助多样化的情境驱动学生的自行探究,丰富学习过程体验,增强化学课堂学习的获得感与成就感。第二,突出知识结构,促成深度学习。化学是一门兼具实用性与创造性的自然科学,只是内容涉及物质的构成、性质、变化以及物质间的相互作用关系多个维度,以孤立的知识为单位的讲练型教学,让教师教得辛苦,学生学得艰难。而突出结构化与关联性是境脉式教学的特点,围绕情境脉络将碎片化的知识串联起来,由点成线、由线成面,形成纵深发展的知识结构,更易于学生理解化学知识的本质规律,达到知其然亦知其所以然。

(二)促进核心素养发展

新课标明确了高中化学核心素养的内涵,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、科学精神与社会责任五个维度,旨在培养学生形成适合终身发展与社会发展的关键能力和必备品格。化学核心素养的形成与发展并非一蹴而就的,将内涵要求融入日常教学,发挥课堂主阵地作用展开循序培养极为必要,这就对高中化学教学方法的选择与应用提出了更高要求,境脉式教学支持核心素养落地的着力点。具体而言,第一,改变学生的学习环境。境脉式教学将化学知识融入特定的情境,展开持续、深入的探究,促使学生以典型的情境为载体,推导化学知识的一般规律,从中抽象出本质内涵与思想方法。同时,境脉式教学打破了学生“就事论事”“就题论题”的固化思维,学会知识的创造性迁移应用。第二,改变学生的学习方式。一方面境脉式教学以情境为背景让原本枯燥、抽象的化学知识变得生动、形象起来,有助于学生克服畏难心理,重塑学习热情,摆脱任务型学习心态,生成由内而外的学习驱动,激发更多的主动学习行为。另一方面境脉式教学提倡自主、合作、探究学习方法,引导学生围绕核心问题,提出猜想与假设,展开实验探究,搜集认知证据,得出正确解释或结论。更易于激发学生的认知潜能,推动思维走向灵活、深刻,提升自主学习能力,能够独立地分析问题、解决问题。

三、 高中化学境脉式教学的设计原则

(一)平衡主体与主导关系

境脉式教学需要坚持以教师为主导,以学生为主体的基本原则,促成师生的平等对话。从境脉的构建而言,一是要符合学生的最近发展区,以学生所熟知的知识或事物作为切入点,拉近学生与知识之间的距离,促使学生能够借助固有知识或经验展开一系列的探究行为,让自我认知得到延伸。二是具有探究价值,境脉能够形成认知冲突,激发学生对新知识的猎奇,并让学生从中获得化学知识或是思维方法。从境脉的实施而言,其重点不在于全盘授予,而是注重相机诱导。一方面教师所设计的教学活动应具有启发性,推动学生不断地产生疑问、引发思考、实施探究、获得感悟,形成循环往复的认知闭环,完成对化学知识的深度加工;另一方面境脉活动应具有开放性,支持学生之间的交流探讨、合作共学,落实先学后教、以学定教。

(二)注重整體与递进融合

境脉式教学将教师、学生、知识与环境融入一个完整的认知体系,形成相互作用的互赖关系。高中化学的教学设计应注重境脉认知的整体性与思维的递进性,为学生搭建支持核心素养螺旋上升的脚手架。从整体性而言,境脉围绕一个中心议题辐射开来,将原本分散的化学知识整合为一个有机整体,所有教学活动的落脚点是服务学生理解、掌握目标知识。从递进性而言,境脉式教学是一个动态化、生长性的认知过程,情境的构建应环环相扣、层层递进,引领学生的思维走向深入,引发进一步的探索,直抵化学知识核心。坚持整体性与递进性相结合,把握境脉式教学的发展走向,实现教与学效果的最大化。

(三)兼顾统一与个性共生

高中化学的境脉式教学应是共性与个性的共生共存。一方面是目标的一致性。任何教学活动都是围绕核心素养这一目标的落地而展开的,境脉式教学也不例外。高中化学的境脉设计需要展现出清晰的目的性,促使学生通过课堂学习达到核心素养要求的基本层次,形成教学质量的红线。另一方面是学习表现的差异性。境脉思维应呈现开放性,尊重、支持学生的个性化学习行为,并由学生的个性想法形成课堂生成性资源,赋予教学更多可能性,丰富学生的学习体验。此外,由于兴趣爱好、思维水平、认知能力等因素的影响,学生对境脉式教学的接受度不尽相同。教师应接受学生的个体差异,坚持因材施教,提升境脉式教学的针对性与时效性。

四、 高中化学境脉式教学的实践策略

(一)围绕史料构建境脉

化学作为一门自然科学,现有知识体系是经历发现、探究、修正、再探究而形成的。高中化学以科学发展史为载体构建境脉,不仅有助于培养学生的科学精神与社会责任,而且有助于宏观辨识与微观探析能力的形成。以氯气及氯气化合物教学为例,教师围绕氯气的科学探究历程构建境脉。首先,回顾氯气的探究过往。教师以微课的形式呈现氯气的发现过程,包括瑞典化学家舍勒将浓盐酸与软锰矿混合加热发现黄绿色气体,英国化学家戴维对这一绿色气体展开了进一步的研究,命名为氯气。教师引导学生观察微课内容,从中提取化学知识,引出关于氯气制备的实验探究。其次,解构氯气的探究成就。教师以法拉第发现电解氯化钠饱和溶液制备氯气的方法作为切入点,引导学生展开实验探究。设计电解饱和食盐水产物的微型实验,例如,让学生运用玻璃片、滤纸、饱和食盐水、酚酞试液、石墨棒与连接电源正负极的铁棒独立设计与实施化学实验。通过动手操作锻炼学生的微观辨析能力,体会科学研究取得的跨越式发展。与此同时,通过微型实验引出氯气的工业制备方法,实现境脉的延伸。最后,展望氯气的探究未来。教师借助网络搜集关于工业制备氯气的相关报道以及多元制氯的工艺流程。让学生对比氯气的制备发展过程,发现工业制备方法构建闭路循环,实现了反应过程的零排放,从中体会科学研究的日趋完善,树立绿色化学观念。并组织学生观察工业制备方法,分析操作局限性,探讨化学实验探究的未来发展方向。通过构建史料境脉培养学生的发展性科学探究观念,培养探析能力。

(二)围绕任务构建境脉

境脉式教学应注重学生的独立思考与合作探究,教师聚焦目标知识构建脉络化的任务情境,将课堂主动权交还给学生,主动发现知识、探索知识。以二氧化硫的性质和应用教学为例,本节课的教学重点为理解二氧化硫的物理性质与化学性质,建构物质性质的研究模型,提升科学探究能力。认知酸雨的危害和防治原理,形成可持续发展观,理解化学探究的现实意义,塑造科学精神。教师围绕教学重难点布置学习任务:一是从氧化还原出发探究二氧化硫;二是从物质特性出发探究二氧化硫;三是从物质类别出发探究二氧化硫;四是从环保出发探究二氧化硫。形成课堂教学的境脉主体框架,并围绕每项任务设计启发性问题,引领学生的探究方向,不断地拓展思维视角,促成师生互动。例如,任务一的探究中,学生对酸性高锰酸钾溶液的讨论较为激烈,教师以此为切入点,提出思考问题:“二氧化硫使酸性高锰酸钾溶液褪色的原理是什么?”根据学生的回答进一步展开追问:“二氧化硫还可以被哪些常见的氧化剂氧化?碘单质的氧化强弱如何?写出二氧化硫与碘水反应的化学方程式,说一说,你发现了什么?”导学生从价态角度分析二氧化硫的性质。以任务情境作为主体脉络,借助互动问题推动脉络的延伸。此外,教师组织学生以小组为单位完成任务探究之后,再提供启发性探讨与精准指导,培养学生的证据推理能力以及科学探究能力。

(三)围绕实验构建境脉

高中化学以实验为基础,围绕实验构建境脉更易于清晰地展示化学知识的解构过程,促使学生理解化学原理,提升操作能力与思维能力。以金属钠及钠的化合物教学为例,教师围绕碳酸钠和碳酸氢钠的性质探究这一重点知识,构建递进式的实验境脉。首先,以实验激趣。教师展示实验魔术引出探究主题,用毛笔蘸取无色液体在一张白色的宣纸上写字,学生会发现出现了红色的字体。学生很容易想到是通过化学反应现象形成的,但是对其中原理并不了解,以此形成认知冲突,让学生带着疑问完成各项实验活动,从中探寻魔术奥秘。其次,教师设计层层深入的微实验,带领学生抽丝剥茧,解决心中疑问。实验一,碳酸钠和碳酸氢钠溶解性比较。将相同质量的碳酸钠和碳酸氢钠溶于等体积的水,震荡之后感受试管温度。通过简单易操作的实验,促使学生从感官角度分析二者区别。实验二,碳酸钠和碳酸氢钠水溶液酸碱性及其强弱。借助酚酞溶液引起的颜色变化,分析碳酸钠和碳酸氢钠的碱性情况。实验三,碳酸钠和碳酸氢钠与酸反应速度的快慢。教师提出问题突出实验要点,例如:“怎样判断碳酸钠和碳酸氢钠与酸反应的快慢?”明确实验观察的侧重点。又如:“为什么碳酸钠碱性更强,但是与酸的反应速率反而快呢?”引导学生跳脱表征分析化学本质,提升辨析能力。实验四,碳酸钠和碳酸氢钠热稳定性的比较。此实验环节,用视频播放较为耗时的实验方法,并为学生提供实验器材优化实验设计,培养创新意识与能力。借助实验境脉构建认知模型,引导学生在解决情境问题的过程中,获取化学知识,提升核心素养。

(四)围绕主题构建境脉

境脉式教学的重点在于突出知识的关联性,形成连续的探究思维。教师围绕主题构建境脉更易于放大其教学优势,引导学生搭建知识结构。例如,以探究暖宝宝发热奥秘为主题组织境脉教学。首先,构建导入情境,初步感知主题。教师为每一位学生发放一个暖宝宝,让大家轻揉几下,体会手部的感觉。学生会提出暖宝宝变得温热的这一关键变化,教师借此展示化学方程式,指出这一现象是放热反应,进而提出本节课的核心议题:“为什么反应会放出热量?”并给予学生思考方向以提示:“能否从物质具有的能量或化学变化的实质分析原因?”引导学生结合固有认知做出大胆预测。教师进一步深化问题:“化学反应的本质是什么?化学键的断裂、形成与能量存在关系吗?”并根据学生的回答展开深入解析。借助问题引导学生由表征分析向本质延伸,得出最終结论,培养学生采取宏观辨识与微观探析的方式分析化学变化,理解暖宝宝发热的本质。其次,构建辨析情境,厘清主题要点。教师根据暖宝宝发热最高温度能够达到60℃,可以维持6~10小时的现象构建辨析情境,深入探究问题,2Fe+O2+2H2O2Fe(OH)2,这一反应每消耗1mol的铁粉,会释放出1500kJ的热量,让学生用方程式进行表示。教师根据学生的回答展开深度提问:“在放热反应和吸热反应中,反应热△H的表达式有无区别?”启发学生修正所写的方程式。借助方程式的辨析强化对暖宝宝放热的理解。再次,构建实验情境,突破主题难点。此环节围绕暖宝宝能够迅速发热的现象展开探究,教师让学生观察暖宝宝的构成物质,从中探寻解决问题的关键。通过观察学生可能会提出疑问:“活性炭和食盐的作用是什么?”教师让学生思考:“水和食盐融合之后与碳、铁粉会形成什么?”学生很容易想到原电池这一突破口。进而组织学生搭建原电池装置,通过观察实验现象解决暖宝宝快速发热的化学原理。最后,构建创意情境,深化主题意义。让学生根据前几个环节的结论,分析使用过的暖宝宝应该怎样处理。鼓励学生充分发挥想象力与创造力,提出自己的创意,培养发散思维的同时,强化社会责任意识。通过以主题为中心点,引申出递进式的情境脉络,在思考与探究中内化核心素养。

五、 结语

总而言之,境脉式教学在高中化学课堂的有效应用是深化教学改革的必然,也是加快核心素养落地的时然,更是促进学生成长的应然,其研究价值与实践意义不容小觑。但是不可否认,作为一种新型教学模式,其实践落实仍然处于探索阶段,势必会面临诸多现实问题。这就需要教师以发展的眼光审视境脉式教学,结合核心素养理念与学生的认知反馈,不断地做出修正与优化,在实践中形成一条高效的教学路径,真正释放境脉式教学的价值,助力课堂提质增效。

参考文献:

[1]杨军.基于学科理解的化学“境脉课堂”建构[J].化学教与学,2022(17):31-34.

[2]沈玉红.核心素养引领下“情境”向“境脉”的教学跨越——以化学学科为例[J].中小学实验与装备,2020,30(4):29-31.

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