基于核心素养发展的高中化学教学实践与思考
2024-10-09邹勇
摘 要:在教育改革背景下,发展核心素养是高中化学教学的重要目标。在教学中,教师要围绕发展核心素养这一目标设计教学方案,规划教学环节,为学生创造良好的化学学习环境。文章运用案例总结和经验分析等研究方法,提出教师可以通过创设情境、设计问题、导入微课、增设实验、完善总结等方式展开教学,促使学生熟练掌握化学知识,发展化学核心素养。
关键词:高中化学;核心素养;教学策略
《普通高中化学课程标准(2017年版2020年修订)》(以下简称《标准》)中明确要求教师以发展化学核心素养为主旨,立足于学生适应现代生活和未来发展的需要,充分发挥化学课程的整体育人功能,构建全面发展学生化学核心素养的高中化学课程目标体系。这一理念强调了“核心素养”的重要性。在高中化学教学中,部分学生存在缺乏学习主动性、知识结构不完善、实践合作水平较低等问题。为了更好地优化教学设计,教师要深入分析化学核心素养的具体内涵,积极探索基于发展核心素养的高中化学教学实践策略。
一、基于核心素养发展的高中化学教学实践
“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”这五个方面是化学核心素养的组成部分。在实际教学中,教师应该紧密围绕核心素养的内涵开展活动,落实立德树人根本任务,提升教学的有效性。以下结合具体的教学案例说明核心素养培养的具体方法,期望为广大教师提供参考,促进高中化学教学的可持续发展。
1. 以情境为抓手,培养宏观辨识与微观探析
为培养学生透过现象看本质的能力,教师在宏观辨识与微观探析培养中,要以激发学生的学习兴趣为主,巧妙借助生活中的常见事例创设情境,导入学科知识,引导学生思考物质形态变化时的宏观现象及微观结构,帮助学生搭建学科知识与生活的桥梁,在发展化学核心素养的同时,深刻认识化学学习的重要性。
例如,人教版《普通高中教科书·化学》(以下统称“人教版教材”)必修第一册“离子反应”这节课主要包括电解质的电离和离子反应两部分内容,学生需要掌握以宏观与微观相结合的方式对物质进行分类的方法。活动开始前,为了激发学生的学习兴趣,教师可以创设以下情境:安全用电一直以来都是学校安全教育中的重要内容之一,大家在用电时要安全操作,不直接用手去触碰裸露的电线,在洗手或手掌出汗后要用毛巾擦干,保持手部干燥,避免因湿手触电而产生安全隐患。教师在导入环节通过生活事例创设教学情境,吸引学生的注意力,使其产生“为什么湿手直接接触电源容易触电”的探究兴趣。由此,教师可以鼓励学生展开讨论,结合学生的反馈总结原理——人的手上常会沾有NaCl(汗液的成分之一),有时也会沾有其他电解质,遇水时形成电解质溶液。电解质溶液能够导电,因此,湿手直接接触电源容易触电。随后,教师指导学生梳理电解质的定义,进而从宏观现象入手进行微观探析,带领学生共同探究酸、碱、盐的水溶液能够导电的原因,为后续教学活动的开展作铺垫。
教师借助“湿手直接接触电源容易触电”这一生活现象作为情境素材进行导入,可以有效唤醒学生的生活经验,以此帮助其深化对电解质定义的理解,发展宏观辨识与微观探析素养。
2. 以问题为引领,培养变化观念与平衡思想
问题是驱动学生思维发展的有效途径。为了确保学生的化学核心素养能在课堂学习中得以发展,教师要遵循“以生为本”的教育理念,凸显学生在学习中的主体地位,设计思考性问题,启发学生积极思考,促使其在解决问题的过程中能从内因和外因、量变和质变等方面分析物质的化学变化。
例如,在教学人教版教材选择性必修1“化学平衡”这节课时,学生在学习化学平衡常数后,在教师的指导下已经了解到化学平衡体系中反应物的浓度与生成物的浓度之间的关系。为了进一步发展学生的变化观念与平衡思想,教师可以指导学生联系化学平衡常数猜想:要想使平衡状态发生改变,可以改变哪些反应条件?基于这一问题,学生可以以小组为单位,从K与Q的关系出发,提出以下猜想:可以改变浓度商,即改变反应物或生成物的浓度;针对有气体参与的反应,可以改变压强;还可以改变反应温度。教师结合学生的反馈作如下总结:化学反应体系的平衡状态因反应条件的变化而发生变化,直至达到新的平衡状态,这种由原有的平衡状态达到新的平衡状态的过程叫作化学平衡的移动。围绕此理论知识,教师还可以补充问题,促使学生思考:浓度、压强、温度分别对化学平衡产生了怎样的影响?在实验中如何控制反应条件呢?在此期间,学生在解决问题过程中对影响化学平衡移动的三要素的认识逐渐系统化,深刻地认识到化学变化的特征和规律。
教师通过提问指导学生结合所学知识对问题进行分析并解答,能有效改善传统教学的不足之处,充分激活学生的思维,帮助其在成功解决问题的同时能多角度、动态地分析化学变化。
3. 以技术为导向,培养证据推理与模型认知
“运用模型解释化学现象,揭示现象的本质和规律”是培养学生证据推理与模型认知素养的有效途径。在教学期间,考虑到学生可能难以通过单纯的讲授在脑海中搭建化学模型,教师可以巧妙应用现代信息技术手段,围绕学科知识设计微课,以直观、生动的讲授帮助学生深化逻辑,构建模型,巩固所学知识。
例如,人教版教材必修第一册“氧化还原反应”这节课的教学目标是帮助学生认识氧化还原的本质与特征,建立氧化还原反应化合价得失电子的模型。首先,教师可以引入初中阶段学习的氧化还原反应知识,指导学生从物质的变化角度对反应类型进行分析,帮助学生构建氧化还原反应模型。其次,在讲解知识的过程中,教师可以指导学生分析化合价降低和升高时的不同化学反应,搜集证据,构建模型,并为学生提供微课来学习。微课中,教师以NaCl的形成过程为例,基于真实情境提出“从NaCl的形成来分析,化合价升降的根本原因是电子的得失”这一结论,组织学生根据微课内容进行分析、讨论:在形成过程中钠原子与氯原子会发生怎样的变化?以微课为辅助,可以深化学生对氧化还原逻辑的理解,帮助其构建氧化还原与四大反应类型基本关系的模型,达成本节课的教学目标。
教师以现代信息技术为辅助手段,通过微课帮助学生建立模型认知体系,通过证据推理的方式深化学生对氧化还原反应的理解,充分激发学生的学习动力,提高其参与学习活动的热情。
4. 以活动为依托,培养科学探究与创新意识
实验是高中化学的重要组成部分,在发展学生化学核心素养的过程中至关重要。因此,教师要充分关注实验活动的重要价值,基于学生的学习能力与教学目标的要求,组织学生以小组为单位参与实践,根据研究目的设计方案,使学生形成勤于实践、善于合作、敢于质疑、勇于创新的良好品质。
例如,在教学人教版教材必修第二册“实验活动7化学反应速率的影响因素”时,学生以小组为单位,通过合作学习的方式体验浓度、温度和催化剂对化学反应速率的影响。在此过程中,为了提高教学效率,教师可以指导各小组随机选择一种影响因素进行探究。以选择“温度对化学反应速率的影响”为例,这一小组可以向两支大小相同的试管中各加入2 mL浓度为0.1 mol / L的Na2S2O3溶液,分别将试管放入盛有冷水和热水的两个烧杯中。再同时向上述两支试管中各加入2 mL浓度为0.1 mol / L的H2SO4溶液并振荡,观察、比较两支试管中溶液变浑浊的速度,以此探究温度对化学反应速率的影响。各小组完成实验探究后在班级中分享实验成果,最后由教师进行总结,使学生在活动中进一步理解“改变反应条件可以调控化学反应速率”这一知识点。
教师利用实验活动可以促使学生主动参与到实验方案的设计和操作中,使其逐渐形成独立思考、尊重事实的良好品质,在活动中发展合作精神、锻炼操作能力。
5. 以总结为升华,培养科学态度与社会责任
在社会发展过程中,由于人类不合理地开发和利用自然资源而造成的生态环境破坏,以及工农业生产和人类的日常生活所造成的环境污染,导致环境问题日益突出。在帮助学生掌握化学知识的同时,教师需要积极渗透绿色环保的理念,在评价和总结环节中升华教学主题,用生活中的真实案例彰显保护环境的重要性,让学生将绿色环保理念内化于心,外化于行,成为可持续发展的践行者和推动者。
例如,在教学人教版教材必修第二册“环境保护与绿色化学”这节课时,教师可以以真实案例说明人类不合理开发、利用自然资源造成的生态环境破坏问题,使学生认识到化学与环境保护之间的联系。在总结、评价环节,教师可以为学生补充学习资料,向其介绍绿色化学的理念与实际价值,组织学生利用课后时间自主搜集资料,了解与绿色化学相关的内容,使课堂教学得以有效延伸,帮助学生在自主搜集、整理资料中认识到节约资源、保护环境的重要性。
升华教学主题可以帮助学生在课后养成主动学习的习惯,促进其发展化学核心素养的同时,彰显学科育人价值,发挥学科育人功能。
二、基于核心素养发展的高中化学教学思考
教学设计策略是教师为达成教学目标而对教学方法、教学逻辑等多方面因素提出的一种解决方式。上文中,笔者对基于核心素养发展的高中化学教学策略进行总结,为广大教师提供参考。但在具体实践中,仍有一些需要关注的问题。通过实践研究及成果分析,基于核心素养发展的高中化学教学还要关注以下四个方面。
1. 贯彻“以生为本”的教育理念
“以生为本”是以学生为中心的教育理念,强调学生的主体地位,关注学生的个体差异和实际需求,提升学生的主动性和创造性,让学生在快乐中学习,实现自我价值。在终身教育和学习化社会背景下,在培养学生核心素养时,教师不仅要关注学生对知识的掌握情况,还要关注学生在课堂中的实际表现,深入挖掘核心素养与课程内容之间的关系,基于学生的实际诉求开展教学活动。例如,在教学人教版教材必修第一册中的原子结构和化学键相关内容时,学生不会用分子间的作用力来解释物质的性质,教师需要及时调整教学方法,落实“以生为本”教育理念,尝试利用更加直观的表达方式或生活情境类比化学知识,确保学生能理解、内化知识,达成预期的教学目标。
2. 培养学生的实验安全意识
培养学生的科学探究与创新意识素养的重要途径是化学实验教学。但根据目前学生在参与化学实验时的表现来看,很多学生缺乏与同伴交流、讨论的意识,对化学的认识不够严谨,在实验操作期间存在不规范行为,有一定的安全隐患。针对这一情况,教师应该向学生说明化学实验的价值,借助现代信息技术提供因操作不当导致化学原料发生爆炸的真实案例,调动学生的感官体验,以强烈的视觉、听觉冲击警示学生,提高其对化学实验安全操作的重视程度。同时,每次在实验开始前,教师都要进行安全操作讲解,向学生介绍实验活动的注意事项,避免学生因操作不当出现安全问题。
3. 适当补充学习资源
化学教材是专家、学者经过多方协商,围绕《标准》要求、学生发展需求和社会需要编写的教学用书。但对部分学生而言,还需要更丰富的学习内容来满足其自身对科学探究的渴望。因此,作为教学活动的引导者,教师需要关注学生的发展动向,在原有教学内容的基础上,适当为学生补充关于化学文化、化学起源、化学科研等相关阅读资料。这样,既能丰富教学内容,吸引学生的注意力,又能帮助学生通过补充学习资源拓宽化学学习视野,逐步发展化学核心素养。
4. 确保评价的多元化
《标准》倡导“教—学—评”一体化发展。因此,教师要充分关注评价在教学活动中的重要作用。目前,部分教师习惯根据学生的成绩作出评价,此类评价方式难以凸显评价的作用,还可能挫伤学生的学习自信。因此,教师在开展核心素养培养工作时,要保障评价的多元化,积极引导学生参与评价过程。同时,教师要以鼓励性评价为主,以激励性语言、肯定的眼神予以学生表扬,帮助学生重拾学习自信,以积极、主动的状态优化学习方法,逐步提高自身的学习能力。
综上所述,核心素养培育符合时代发展需求和学生的个人发展需要。在教育改革背景下,教师需要深入分析化学核心素养的具体内涵,采取多元化的教学方式积极渗透核心素养,为学生创造良好的学习环境,帮助其在学习中逐步形成适应社会发展的必备品格和关键能力。
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