宋欣 張恩茹
摘 要:化學(xué)反應(yīng)原理是高中化學(xué)課程的重要組成部分。由于該部分知識抽象,學(xué)生通過深入思考來建構(gòu)和運用知識模型都存在困難,核心素養(yǎng)的發(fā)展就難以實現(xiàn)。對于教師來說,必須從發(fā)展學(xué)生化學(xué)核心素養(yǎng)的角度對教學(xué)進(jìn)行設(shè)計,針對不同學(xué)情和不同知識特點設(shè)計合適的教學(xué)流程,使化學(xué)課程可以滿足學(xué)生學(xué)習(xí)的實際需求。基于化學(xué)核心素養(yǎng)視角,對人教版“化學(xué)反應(yīng)原理”知識的教學(xué)方法進(jìn)行研究分析,并給出學(xué)生正確學(xué)習(xí)化學(xué)的方法。
關(guān)鍵詞:化學(xué);教學(xué)研究;核心素養(yǎng)
新高考評價體系提出高考的核心功能包括“服務(wù)選材”,那么高中教學(xué)就要“為國育才”。從教學(xué)的本質(zhì)上來講,教師培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng),其實就是在為學(xué)生未來發(fā)展打基礎(chǔ),這既關(guān)系到學(xué)生個人發(fā)展,也關(guān)系國家未來發(fā)展。化學(xué)原理反應(yīng)部分是整個化學(xué)知識體系的重要基石,由于該部分知識抽象,學(xué)生建構(gòu)和運用知識模型都存在很多困難。本文結(jié)合反應(yīng)原理教學(xué)實踐,分析研究促進(jìn)學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)發(fā)展兩個方面的內(nèi)容,分別是化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)如何構(gòu)建和學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的具體方法。
一、化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)如何構(gòu)建
1.激發(fā)學(xué)生探索問題的興趣
開設(shè)化學(xué)課程的教學(xué)目的是激發(fā)學(xué)生主動探究自然科學(xué)、探究物質(zhì)世界的興趣,讓學(xué)生了解生活和生產(chǎn)中的科學(xué)原理,了解實驗和研究過程得到的成果對人類發(fā)展的重大意義。
發(fā)展“宏觀辨識與微觀探析”和“變化觀念與平衡思想”這兩個核心素養(yǎng)就是引導(dǎo)學(xué)生從微觀角度、變化角度思考“物質(zhì)的結(jié)構(gòu)是什么?會在什么條件下產(chǎn)生結(jié)構(gòu)的變化?條件的變化會不會影響結(jié)構(gòu)的變化?”等一系列的問題。在教學(xué)設(shè)計中關(guān)注探索興趣的激發(fā),就能在輸出知識的同時輸出一種不斷探索的意識,讓學(xué)生在了解化學(xué)知識的過程中去了解科學(xué),體會科學(xué),崇敬科學(xué)。
只有不斷提出問題,不斷解決問題,從而引發(fā)對問題的思考和對問題的再一次探索,才能在探索中去推進(jìn)人類社會文明的發(fā)展,所以在教學(xué)過程中激發(fā)學(xué)生探索問題的興趣是發(fā)展核心素養(yǎng)的基礎(chǔ)。
在“化學(xué)反應(yīng)原理”教材中學(xué)生會第一次接觸熵變的概念,那么在這部分授課的時候,就可以由老師拋出一系列關(guān)于化學(xué)反應(yīng)方向的進(jìn)階式問題,再讓學(xué)生通過化學(xué)反應(yīng)的案例進(jìn)行自我探索,解決問題。比如,什么是熵?固態(tài)物質(zhì)的熵都是相同的嗎?較活潑金屬可以置換出較不活潑的金屬,為什么不能夠反過來置換呢?如何結(jié)合熵變解釋這個問題?學(xué)生在接收到這些問題之后,就可以通過自主探索來判斷化學(xué)反應(yīng)的方向,從而理解熵變的概念。
2.提高學(xué)生的化學(xué)探究能力
在激發(fā)學(xué)生探索問題的興趣之后,就需要有意識地培養(yǎng)學(xué)生的探究能力。
化學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)和特色的學(xué)科?!翱茖W(xué)探究與創(chuàng)新意識”核心素養(yǎng)的發(fā)展依賴于學(xué)生真實、豐富的實驗經(jīng)驗。通過實驗學(xué)生可以在觀察、分析、比較中學(xué)習(xí)化學(xué),這比了解課本上的理論知識更為直接且生動。
通過教師的引導(dǎo),可以讓學(xué)生對實驗或生活中的現(xiàn)象進(jìn)行觀察探究,讓他們從生活中去發(fā)現(xiàn)與化學(xué)相關(guān)的問題。比如,可以讓教師根據(jù)課本上的內(nèi)容,設(shè)計學(xué)生探究活動來引發(fā)學(xué)生自主去思考問題、探索問題、解決問題,達(dá)到提高學(xué)生化學(xué)探究能力的目的。
在“化學(xué)反應(yīng)原理”第三章的中和滴定實驗教學(xué)中,如果教師可以拿出一節(jié)課讓學(xué)生獨立完成整個實驗,并與標(biāo)準(zhǔn)結(jié)果進(jìn)行對比分析,學(xué)生就能深刻感受到實驗步驟的合理設(shè)計、實驗操作的規(guī)范對于準(zhǔn)確度的要求?;趯W(xué)生有偏差的真實結(jié)果進(jìn)行誤差分析,會讓學(xué)生感受到數(shù)據(jù)和原理之間的聯(lián)系,這既是“定量思維”的養(yǎng)成過程,也是一個“證據(jù)推理”素養(yǎng)的發(fā)展過程。化學(xué)探究能力的提高過程,就是學(xué)生核心素養(yǎng)的發(fā)展過程。
3.幫助學(xué)生掌握化學(xué)獨特的認(rèn)知視角
現(xiàn)代化學(xué)研究是建立在微觀視角之上的,是從分子、原子層面思考物質(zhì)結(jié)構(gòu)組成、合成、變化并進(jìn)行研究的學(xué)科。初中化學(xué)主要是從宏觀的角度感知化學(xué)變化,進(jìn)入高中就需要從微觀視角對化學(xué)概念和化學(xué)原理進(jìn)行理解。因為學(xué)生對微觀世界缺乏直觀的感知,化學(xué)反應(yīng)原理中很多知識顯得抽象難懂,為了讓學(xué)生更好地去掌握化學(xué)學(xué)習(xí)的正確認(rèn)知方式,而不是簡單的死記硬背,就需要教師在化學(xué)知識教學(xué)中從宏觀入手,再做微觀的分析,同時搭配各種化學(xué)實驗研究,讓學(xué)生掌握化學(xué)獨特的“宏微結(jié)合”視角。
例如,在“化學(xué)反應(yīng)原理”教材第四章原電池的教學(xué)中,電極反應(yīng)不一定伴隨肉眼可見的現(xiàn)象,那么教師在進(jìn)行這部分知識授課的時候,首先需要選取有明顯現(xiàn)象的電池裝置,引導(dǎo)學(xué)生觀察現(xiàn)象,分析宏觀現(xiàn)象背后的微粒濃度和種類變化,讓學(xué)生初步從“微觀視角”建立電池知識模型。然后運用該模型預(yù)測或解釋一些沒有明顯現(xiàn)象的電池裝置,最后還可以思考如何從微粒變化的角度證實自己對電池工作原理的預(yù)測。運用真實情境中的宏觀現(xiàn)象引入知識,從微觀視角理解、分析、運用知識,還可以讓學(xué)生自己設(shè)計實驗進(jìn)行預(yù)測、探究或驗證。如此一番操作下來,就能夠最大限度地幫助學(xué)生掌握化學(xué)特有的“宏微結(jié)合”認(rèn)知方式。
4.引導(dǎo)學(xué)生開展課外化學(xué)實驗或?qū)嵺`
“化學(xué)反應(yīng)原理”的內(nèi)容多數(shù)是理論性比較強(qiáng)的內(nèi)容,除了日常的課堂教學(xué),我們還可以引導(dǎo)學(xué)生利用課余時間或?qū)嶒炚n時間去實踐探究反應(yīng)原理的知識。
在“化學(xué)反應(yīng)原理”電化學(xué)部分包含兩個較為簡單的化學(xué)實驗,一個是電鍍實驗,一個是制作燃料電池,筆者把這兩個實驗作為家庭作業(yè)或者課下作業(yè)布置給學(xué)生。學(xué)生在電鍍過程中發(fā)現(xiàn)了很多問題,如,有刺激性氣體產(chǎn)生,不能形成致密的鍍層,溶液會變渾濁,等等。這些出乎意料的現(xiàn)象激起了學(xué)生的濃厚興趣,學(xué)生通過查資料不斷改進(jìn)裝置,這個過程對于學(xué)生核心素養(yǎng)的發(fā)展效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過在課堂內(nèi)聽課。教師還可以在課程中分享給學(xué)生一些利用生活中常見的物品就可以嘗試的化學(xué)實驗,吸引學(xué)生利用手邊物品主動進(jìn)行化學(xué)實驗。這種開放式學(xué)習(xí)過程對于核心素養(yǎng)的發(fā)展是強(qiáng)化和補(bǔ)充。
二、學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的具體方法
1.發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)法
發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)法指的是通過讓學(xué)生主動地去發(fā)現(xiàn)一些知識、一些問題,然后通過自己的學(xué)習(xí)或者接受老師的幫助,來讓自己發(fā)現(xiàn)的內(nèi)容變成自身的知識。
在傳統(tǒng)的學(xué)習(xí)方式中,大部分學(xué)生是被動去接受學(xué)習(xí),這種學(xué)習(xí)方法是與發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)法相對應(yīng)的一種學(xué)習(xí)辦法,叫做接受學(xué)習(xí)法。
接受學(xué)習(xí)法的意思是由教師向?qū)W生拋出問題,然后再由教師給學(xué)生解決這個問題,而接受知識的學(xué)生自始至終都是一個聽講的旁觀者,所以接受學(xué)習(xí)法對于很多沒有自覺性、容易分心的學(xué)生來說并不合適。
但是發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)這種方法就不存在這樣的問題,因為這種學(xué)習(xí)方法會讓學(xué)生從知識的旁觀者變成主動的求知者,由學(xué)生自己去找想要學(xué)習(xí)的內(nèi)容,并通過自己的思考、了解,最后再與他人進(jìn)行溝通,或者選擇和老師交流,從而把知識歸納總結(jié)吸收掉。
2.意義學(xué)習(xí)法
意義學(xué)習(xí)法就是通過其他能夠代表化學(xué)新知識的素材,與學(xué)生原本擁有的化學(xué)知識進(jìn)行聯(lián)系,從而達(dá)到讓學(xué)生能夠通過與這一素材進(jìn)行共鳴,將新的化學(xué)知識吸收、理解。意義學(xué)習(xí)法對于學(xué)生來說,不需要進(jìn)行死記硬背這樣生硬機(jī)械的學(xué)習(xí)操作,更方便學(xué)生在學(xué)習(xí)化學(xué)的時候可以輕松理解化學(xué)原理中的理論知識等。
不過想要讓學(xué)生通過意義學(xué)習(xí)法來學(xué)習(xí)化學(xué),其實對于教師的要求會更高一點。因為并不是所有的教學(xué)素材都可以引起新知識和舊知識的聯(lián)系,只有合適的素材才能夠引起聯(lián)系,這就需要教師花費較大的精力去專門尋找此類素材。
另外,還需要讓學(xué)生擁有愿意主動學(xué)習(xí)的意識,因為只有學(xué)生愿意主動去學(xué)習(xí),才能夠與教師拋出的素材產(chǎn)生共鳴,才能夠通過這個共鳴吸收知識。如果學(xué)生本身就是一個不愿意學(xué)習(xí)化學(xué)的人,那么有再多可以引起聯(lián)系的新知識素材都是無用的。
3.合作學(xué)習(xí)法
合作學(xué)習(xí)指的是某一部分學(xué)生為了完成一個共同的任務(wù),而通過明確的任務(wù)分工來互幫互助進(jìn)行學(xué)習(xí)的一種方法,這種學(xué)習(xí)化學(xué)的方法也是現(xiàn)在大部分教師在化學(xué)授課中最常用的。
一般來說,一群學(xué)生的合作學(xué)習(xí)會比某一個學(xué)生獨立學(xué)習(xí)的效率高得多,而且合作學(xué)習(xí)能夠削弱學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的孤獨感,還能夠建立與他人的良好人際關(guān)系。另外在合作的同時也存在一部分的競爭,這就讓一起完成這個任務(wù)的同學(xué)可以互相鞭策對方,讓大家都不斷提升。
不過考慮到合作學(xué)習(xí),一般看的都是整個團(tuán)體的結(jié)果,而不是某一個人研究出來的結(jié)果,所以在安排學(xué)生進(jìn)行合作學(xué)習(xí)的時候,需要根據(jù)不同學(xué)生的水平層次來有意識地進(jìn)行合作學(xué)習(xí)的搭配,這樣合作團(tuán)體才能夠互相影響、互相成就。
總的來說,目前對于學(xué)生核心素養(yǎng)的培育還處在研究階段,而化學(xué)核心素養(yǎng)的實踐也在摸索之中,處在探究與發(fā)展相促進(jìn)的階段。那么在研究化學(xué)核心素養(yǎng)的發(fā)展時,身為教師的我們,一定要重視學(xué)生在化學(xué)學(xué)習(xí)過程中的實際情況,針對性地去開展課堂教學(xué)活動設(shè)計。
只有根據(jù)不同學(xué)生的學(xué)習(xí)情況,有意識地改變學(xué)生錯誤學(xué)習(xí)化學(xué)的方式,轉(zhuǎn)變學(xué)生的學(xué)習(xí)視角,形成良好的思維習(xí)慣,才能夠真正發(fā)展學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng),從而讓學(xué)生達(dá)到未來參與科研或生產(chǎn)的能力要求,成為一個對社會有益的人。
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注:本文系佛山市禪城區(qū)“特支計劃”專項課題“基于核心素養(yǎng)的化學(xué)反應(yīng)原理教學(xué)實踐研究”(課題批準(zhǔn)號:tzgh2020121)研究成果。