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时间:2023-09-18 17:07:38
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高中化学核心素养是学生发展核心素养的重要组成部分,是高中生通过化学课程学习所获得的,在知识与技能、过程与方法、态度情感与价值观等方面的综合品质和关键能力。高中化学核心素养是高中化学课程的重要目标,也是衡量高中化学教学效果的重要标准。高中化学课程实施如何落实“立德树人”的教育任务?高中学生通过化学课程能得到什么发展?高中化学核心素养是对这两个问题的直接回答。
1 高中化学核心素养的建构
《普通高中化学课程标准(实验)》从知识与技能、过程与方法、态度情感与价值观相融合制定了高中化学课程目标[1]。高中化学课程目标在知识与技能维度突出了“化学概念原理、化学变化规律、化学基本观念、化学实验”等关键词,强调高中化学课程要提供学生未来发展所需要的化学学科观念;在过程与方法目标维度突出了“科学探究、信息获取和加工、自主学习”等关键词,强调高中化学课程要让学生经历科学探究过程,学会运用观察、实验、查阅资料等多种手段获取信息,并运用比较、分类、归纳、概括等方法对信息进行加工,提高自主学习化学的能力;在情感态度价值观维度突出了“乐于科学探究、感受世界奇妙、赞赏化学应用、关注化学发展、养成科学态度”等关键词,强调高中化学课程要发展学习化学、探究物质变化奥秘的兴趣,能够体验科学探究的艰辛和喜悦,感受化学世界的奇妙与和谐;能够赞赏化学科学对个人生活和社会发展的贡献,将化学知识应用于生产、生活实践,逐步形成可持续发展的思想。
从学生发展核心素养、科学素养和化学课程的价值等方面综合分析,高中化学核心素养应该包含“化学学科观念、化学学科思维、科学探究实践和化学学科价值追求”等方面,因此高中化学课程落实“立德树人”的教育任务,就是要让学生通过自主、探究和合作等多样化的学习方式,形成和发展化学学科观念、化学思维方式、科学探究能力,树立和发展科学精神和价值观。从三维目标相融合制定的高中化学课程目标可以看出,十多年前高中化学课程改革倡导的课程目标中就包涵了化学核心素养的基本要素[2]。
1.1 从学科观念建构高中化学核心素养
科?W的形成源于人类对自然界的探索活动,而自然界又是一个普遍联系、相互作用的统一整体。因而,科学领域不同的学科之间就必定会存在一些共通、跨越学科界限、具有普适性的科学主题。美国加利福尼亚州出版的“科学框架”(Science Framework for California Public School)中,将“尺度与结构”、“变化的形式”、“稳定性”、“系统与相互作用”、“能量”、“演化”提炼为科学主题,上述科学主题在化学学科中以学科观念或核心概念的形式表现出来(表1)[3]。
“普遍联系和相互作用”同样是化学学科观念的特征。人们通过观察(特别是通过实验观察)、辨识并表征物质在一定条件下的存在状态和变化现象,如物质的形态改变、新物质的生成、能量的转化等,这种直接观察或通过一定的仪器或技术间接观察所得到的物质存在状态和变化现象往往是宏观的,可用文字或化学符号对其进行描述,即“宏观辨识”。但人类对客观世界的认识并不仅仅满足于对物质的存在状态和变化现象的观察、辨识和表征,还必须探析其运动变化的本质原因。化学学科中主要从两个视角进行探析,一方面从物质的结构和性质相联系的视角分析,即“微观探析”,另一方面从变化和平衡相统一的视角分析,即“变化思想与平衡观点”。因为哲学认为,物质是不停运动变化的,平衡和运动是不可分的,客观世界是不断地沿着由不平衡到平衡、再由平衡到不平衡的轨迹运动着。而内因是事物变化发展的内在根据,是事物运动的源泉和动力。“宏观辨识与微观探析、变化思想与平衡观念”是具有高度概括性、统领性和迁移性的化学学科观念。
理解“宏观辨识与微观探析、变化思想与平衡观念”的内涵,我们不能只看到“宏观、微观、变化、平衡”几个简单的词,不能仅从化学一般概念或原理层面进行理解,“宏观辨识与微观探析、变化思想与平衡观念”的内涵是十分丰富的。它涉及化学变化的条件、方向、限度、能量转变,涉及物质及其构成微粒的作用力和作用力平衡,涉及对物质及其变化的辨识、探析和表征等。
理解“宏观辨识与微观探析、变化思想与平衡观念”的内涵,不能把其中的“与”简单理解成两者加和,它们是相互联系的统一体。“宏观辨识与微观探析、变化思想与平衡观念”是指以“物质结构与性质相联系、宏观与微观相结合、变化与平衡相统一”的视角认识和分析解决相关的化学问题。
1.2 从学科思维建构高中化学核心素养
人类在运用化学方法探索物质世界及其相互关系的过程中,积累了丰富的知识和经验,其中极其重要的就是具有化学特质的思维方法。辩证唯物主义坚信有一个客观世界存在,而人类认识世界就是不断地通过实证研究去接近这个客观世界。作为科学领域的一门学科,化学十分重视实证研究,坚持科学结论需要通过多次反复的证实或证伪。事实上化学科学中许多理论的建立和原理的发现,特别是中学化学课程中所涉及的化学理论和原理,都是建立在对大量实验事实进行比较分析、归纳概括的基础上的,是根据大量的实验事实(证据)进行逻辑推理形成科学结论的,这就是“证据推理”。由于化学研究的对象是分子、原子层次的物质,且存在物质的多样性、不同物质结构的独特性和环境对物质及其变化影响的复杂性等特点,人类运用化学方法探索物质世界时,常常对大量实验事实进行比较分析、归纳概括后,还需要通过抽象和简化的方法建构模型,再现物质及其变化的基本规律,这就是“模型认知”。因此“证据推理与模型认知”是化学特质的思维方法。
证据推理与模型认知既有区别又相互联系,证据推理主要是指根据观察和实验等方面获取的物质及其变化的信息(证据),通过基于证据推理的方法形成科学结论;模型认知是指对研究的物质及其变化等方面的问题提出假设,根据观察和实验得到的信息,通过抽象和模型思维,用简化的、形象化的模型再现物质及其变化的本质、内在特性和一般规律,并通过实验验证和完善模型。证据推理所形成的科学结论是简单的模型认知,模型认知离不开证据推理,证据推理是建构模型的前提。
1.3 从学科实践建构高中化学核心素养
化学科学发展至今,化学实验仍然是探索物质奥秘的重要研究方法,也是学生化学学习中进行科学探究的重要途径,是培养学生创新精神和实践能力的重要活动。从化学实验研究的对象看,有物质的合成(转化)与分离、物质组成和结构的表征、物质的性能和应用等;从化学实验研究的过程看,化学实验通过一定的实验技术和方法获取物质及其变化的信息,再从结构与性质相联系、变化与平衡相统一的视角,运用比较分析、归纳概括、证据推理、模型建构等方法对实验现象和事实做出合理的解释,揭示化学变化的规律,形成科学的结论;从化学实验结果看,化学实验获取新的化学知识,揭示未知的化学反应原理和规律,发展新的技术和方法,将新的实验研究成果应用于生产、生活和科学研究实践。因此,从化学实验研究的对象、过程和结果分析可以发现,创新是化学科学探究最重要的特征,化学科学探究最能体现和发展人的创新精神和实践能力、团队协作和合作能力,最能培养人的科学精神和社会责任,“科学探究和创新意识”是化学学科实践的核心要素。
1.4 从学科价值建构高中化学核心素养
科学价值作为一个总的价值体系,由诸多价值要素构成,诸多价值要素聚焦于最终目标――为人的全面发展服务。化学科学的发展起源于人的生存和发展的需要,化学对人的发展的作用是以认识世界、改造世界和保护世界的活动为前提的,化学科学技术不断推动经济的发展,给人类提供了丰富的物质财富,这是实现人的自由发展的根本条件。但是片面追求化学科学技术的应用性价值,就会带来诸如对生态环境、人类健康的影响,导致科学不利于人发展的异化现象,无法实现科学的最终价值。实现化学科学的价值既要充分发挥化学科学技术为人类提供物质财富的作用,又要充分分析化学科学技术应用对人类社会发展带来的可能的负面影响,即充分承担起化学科学对促进人类社会发展的“社会责任”。
化学科学探索是一个艰难的创造过程,需要化学学术共同体成员付出艰辛的代价,执着不懈地永恒探索和不断创新;化学学术共同体成员在科学探究实践活动中遵循着科学研究行为规范,体现着理性、客观、公正、平等、奉献、求实、严谨、民主、宽容、自由的科学精神,成为现代人类社会道德进步的推动力量和现代人类文化体系与精神生活的核心。“科学精神”与“社会责任”是对化学学科价值很好的诠释。
2 高中化学核心素养的结构和内涵
根据化学课程对学生发展核心素养的贡献,结合化学课程的特点,高中化学核心素养可概括为“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。其中,“宏观辨识与微观探析、变化观念与平衡思想”既是化学学科观念,又是化学特征的思维视角和方式,“证据推理与模型认知”是化学特征的思维方法,“科学探究与创新意识”是化学学科实践能力,“科学精神与社会责任”是化学学科的价值追求和化学课程对学生价值观发展的贡献。高中化学核心素养各维度的关系可表示如图1所示。“科学探究和创新意识”处于化学核心素养的中心位置。“宏观辨识与微观探析、变化观念与平衡思想”既以化学科学探究为载体,又是化学科学探究的研究内容和思维视角,“证据推理与模型认知”是化学科学探究形成结论的思维方法,“科学精神与社会责任”是化学科学探究在态度情感和价值观维度的重要成果。
2.1 宏观辨识与微观探析
“宏观辨识与微观探析”是从分子、原子层次对物质结构、性质、能量转变等及其相互关系的基本认识[4],既是化学学科重要的观念,又是化学问题解决的思维视角。
通过高中化学课程的学习,要求学生能通过观察、辨识一定条件下物质及其变化的宏观现象,并能运用化学符号表征物质及其变化;形成“物质结构决定物质性质”的观念;能从物质结构和性质相联系、宏观与微观相结合的视角解决相关化学问题。
2.2 变化观念与平衡思想
“变化观念与平衡思想”是对物质发展化学变化的条件、方向、限度和变化规律等及其相互关系的基本认识,既是化学学科重要的观念,又是化学问题解决的思维视角。
通?^高中化学课程的学习,要求学生能认识物质是不停运动变化的,化学变化是有条件的、可控制的;能形成化学变化中元素守恒和能量转化守恒的观念;能从变化与平衡相统一的视角考察分析化学反应和解决化学问题。
2.3 证据推理与模型认知
“证据推理与模型认知”是化学对物质及其变化的认识方式,是基于观察和实验等方法获取的物质及其变化的事实并进行分析推理、抽象概括、建构模型以揭示化学变化及其规律的过程,是运用证据推理和模型化思想解决相关化学问题的能力和品质。
通过高中化学课程的学习,要求学生能通过观察和实验收集物质及其变化的证据,基于证据进行分析推理形成结论,能解释证据与结论之间的关系,确定形成科学结论所需要的证据和寻找证据的途径;能依据物质及其变化的信息进行抽象概括并建构模型,用模型思想认识物质及其变化的一般规律。
2.4 科学探究与创新意识
“科学探究与创新意识”是指提出化学问题,形成猜想和假设,获取和处理信息,基于证据推理得出结论并作出解释,对科学探究过程和结果进行交流、评估、反思的能力。是指能尊重事实和证据,独立思考,敢于质疑和批判不同观点和结论,提出创造性见解的品质。
通过高中化学课程的学习,学生应具有科学探究意识,能发现有探究价值的化学问题,提出合理猜测与假设;能依据探究目的设计并优化实验方案,正确实施实验探究方案;具有分析、处理信息,描述、解释实验探究结果的能力;具有合作与交流的意愿与能力,能对实验探究的过程与结果进行质疑和批判、评估和反思。
2.5 科学精神与社会责任
“科学精神与社会责任”是指在认识化学科学本质和化学科学的价值,理解科学、技术、社会、环境(STSE)关系的基础上,逐渐形成的对化学科学技术应有的科学精神和社会责任感。
通过高中阶段的学习,要求学生具有崇尚科学和严谨求实的科学态度;关注与化学有关的社会热点问题,积极参与化学有关的社会实践活动;深刻理解化学、技术、社会和环境之间的相互关系,赞赏并致力于应用化学科学技术促进社会发展,勇于承担和分析化学过程对人类社会可能带来的各种影响的责任,形成可持续发展的观念。
3 高中生化学核心素养的培养和发展
高中化学核心素养是高中生通过化学课程学习所获得的,在知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观等方面的综合品质和关键能力,是学生在未来生活中能有效解决复杂问题和适应不可预测情境的能力和品格。高中生化学核心素养的发展离不开化学课程的实施,离不开化学知识的学习,离不开经历化学问题解决过程。
3.1 在自主探究学习中发展学生化学核心素养
核心素养的后天习得性,决定了高中生化学核心素养的发展离不开化学课程学习。但必须指出的是高中化学核心素养的习得不能是“被动接受”,不能以“灌输”的教学方法培养学生的化学核心素养,更不能把化学核心素养简单地转化成“宏观、微观、变化、平衡、模型、推理、实验”等知识内容进行讲授,离开了科学、正确的化学学习过程和学习方式就无法形成化学核心素养。
在化学课程实施中发展学生的化学核心素养,就必须引导和组织学生积极主动参与多样化的学习活动,如实验探究、交流讨论、辩论、问题解决、社会实践等,让学生在学习活动中形成自主、合作、探究等多样化的学习方式,在学习过程中自主获取化学学科知识、形成化学学科观念、体验化学实验探究的过程、运用化学特征的思维方式分析和解决实际问题、认同和践行化学学科价值追求。
3.2 在化学知识学习中发展学生化学核心素养
化学核心素养的形成离不开化学知识,没有化学知识,化学核心素养就是无源之水、无本之木。在“知识爆炸”的时代,任何人没有必要也不可能掌握繁琐却无法穷尽的“化学知识”,唯有将化学知识提升为可迁移应用的化学学科观念,才能发展学生的化学核心素养。
高中化学课程具有自身的内容逻辑主线,包含了许多事实性化学知识和基本概念,如何在课堂教学中将事实性化学知识和化学一般概念上升为化学学科观念,考验着化学教师的学科素养和教学智慧。高中化学课程实施中,需要认真理解高中化学核心素养中“宏观辨识与微观探析”和“变化观念与平衡思想”所包含的化学学科观念的内涵,需要建立化学学科观念与化学一般概念等之间的关系,有效地帮助学生建构化学学科观念体系。
高中化学课堂教学是围绕一定的化学课程内容、通过多样的化学学习活动展开的。虽然不同的化学课程内容、不一样的学习活动对学生化学核心素养的不同维度发展的贡献可能存在差异,但一定都能促进学生化学核心素养各维度的发展。化学课程实施中一定要防止的是:将化学核心素养各维度分解开来培养,将化学课程内容与化学核心素养的某维度进行对应,并贴上“标签”。
3.3 在化学问题解决中发展学生化学核心素养
关键词:高中化学;核心素养;具体内涵;课堂教学
2014年3月30日,教育部《关于全面深化课程改革,落实立德树人根本任务的意见》文件指出:“教育部将组织研究提出各个学段学生发展核心素养体系,明确学生应当具备的适应社会发展和终身发展需要的必备品格和关键能力。”高中化学课程作为素质教育有机组成部分之一,其核心素养研究不可避免地被纳入课程命题当中。加强对高中化学核心素养在课堂教学中的应用研究,是适应素质教育课程改革趋势以及教育部相关文件要求的必然之举,接下来,本文就对这一课题展开细致分析。
一、高中化学核心素养的具体内涵
探究化学核心素养在高中课堂教学中的应用这一命题之前,有必要对高中化学核心素养这一概念的具体内涵进行详细分析。自2014年教育部门文件颁布以来,有关化学核心素养这一课题的研究一直没有中断过,在将近3年的时间里,各位教学工作者都对学生应当具备的化学核心素养做出积极研究,这其中取得不少成果。但是,由于相关教学实践有限,在化学核心素养这一概念的定义上,至今仍然存在一些争议。本文试图在总结前人研究成果的基础之上,综合国内外研究综述,对高中化学核心素养的具体内涵做出大致定义。
1.核心素养的含义
21世纪初,联合国教育科学文化组织、国际经济合作组织,就进一步促进经济全球化发展,提出了“培养什么样的人,如何培养人”这一问题,国内外教育专家学者相继开展对这一问题的研究。研究表明:培养什么样的人,如何培养人这一命题应当紧紧联系核心素养模型建立问题,在发展受教育者学科知识技能的基础之上,从情感态度与价值观等角度展开分析。随后,欧洲经济联盟进一步对核心素养命题进行深入探究,在尊重联合国教科文组织、国际经济合作组织相关理论的前提下,对核心素养这一概念进行了定义,教育领域核心素养应当包括8个方面的内容:
(1)母语素养。这是受教育者接受教育、发展核心素养的物质基础和精神基础,一个连话都不会说的人,谈不上核心素养培养这一问题。
(2)外语素养。这是受教育者终身发展和适应经济社会发展必须具备的另一语言素养,经济全球化和政治多极化背景下,掌握一门外语是素质人才必备的技能。
(3)信息技术素养。21世纪是信息技术飞速发展的计算机网络时代,信息技术渗透到人们生活的方方面面,社会生产和经济发展离不开信息技术,作为一名新时代的人才,必须具备信息技术素养。
(4)公民与社会素养。受教育者毕业之后最终需要走向社会,决定其能否被社会接纳的最重要标准乃在于其公民与社会素养的高低,这是核心素养不可分割的一部分。
(5)基本科W素养。每名受教育者为自身发展、融入社会以及胜任工作需要具备不一而同的科学素养,例如,一名化学教师和一名化学技术开发人员所具备的科学素养存在差异,但我们可以较为笼统地将其归结为学科素养,包括探索本学科的科学思想、科学方法等。
(6)学习能力素养。终身学习教育理念普遍盛行的今天,社会愈来愈向学习型社会发展,学习能力素养已成为核心素养体系当中不容忽视的一部分。
(7)合作交流素养。正所谓“一个好汉三个帮”,这是一个人融入社会、融入工作岗位应当具备的基本人际交往素养之一。
(8)问题解决与实践探索素养。中国有句古话,“纸上得来终觉浅,绝知此事要躬行”,良好的问题解决与实践探索素养对于受教育者利用所学知识改造世界、提升生活质量具有现实意义。
2.高中化学核心素养的具体含义
化学是一门在生命科学、材料科学、环境科学、空间科学、能源科学和信息科学之间相互渗透、相互交叉的课程,根据以上所提出的核心素养8个方面内容,结合化学课程本质,我们对高中化学核心素养的具体含义进行代入可以得出:高中化学核心素养指的是以培养学生终身发展和完美人格所必需、指导学生从更高境界上自我发展的一种素养,包括不限于化学信息素养、化学学科素养、合作能力素养和化学能力素养等在内的基本素养。
在对高中化学核心素养的具体含义进行定义时,考虑到母语素养、外语素养的常见性以及易获得性,不在本文中作过多阐释。同时,公民与社会素养涉及思想品德教育问题,因此,也不在本文进行具体介绍。化学信息素养、化学学科素养和化学能力素养分别对应核心素养当中的信息技术素养、科学素养和问题解决与实践探索素养,核心素养当中的学习能力素养、合作交流素养具有共通性,出于阐述便利需要,在化学核心素养中将其归结为化学合作能力素养进行研究。
二、化学核心素养在高中课堂教学中的具体应用
1.化学信息素养
随着现代化学工艺的迅速发展,化学信息这一概念外延进一步扩大,主要有:互联网、数据、图表、书刊、模型、装置图、有机合成路线、工艺流程、反应设备等。教师应当强化学生化学信息意识,提高学生整理化学信息、甄别化学信息、加工处理化学信息和应用化学信息的能力。
纵观高中化学课堂教学现状,教师经常陷入这样一个误区:高考压力太大,不能浪费学生的宝贵时间,所以教师应当将概念、原理、方程式、实验要点等内容一一整理出来,学生照着笔记背诵就可以。从表面上看,这节省了学生的学习时间,但是长此以往,学生依赖教师获得知识,信息处理能力和信息应用能力大大降低,对核心素养的发展造成致命伤害。
教师应当为学生积极创设处理化学信息和应用信息的能力,以促进学生化学信息素养的全面发展。例如,高一化学《化学家眼中的物质世界》教学过程中,考虑到本章节是高中化学入门知识,理解难度不是非常大,同时学生经过初中阶段课程学习,已经具备一定处理信息的能力,因此,教师可以要求学生课前通过教科书、互联网、文献资料查阅等方式展开自主预习,了解化学物质、研究物质的实验方法、原子结构等方面知识,从而实现整理化学信息、处理化学信息和应用化学信息能力进一步提高的教学目标。
2.化学学科素养
化学学科素养是化学核心素养区别于语文、数学、英语等课程核心素养的重要标志,学生通过高中化学课程的学习,应当掌握化学概念、原理,了解化学现象变化的基本规律,并对这些化学现象发生变化背后的原因进行科学分析,这是高中化学课程区别于其他科目的本质属性。这些属于知识技能方面的内容,正常情况下,教师按照教学大纲,循序渐进地进行教学即可,除此之外,化学学科素养还包含过程与方法、情感态度与价值观方面的内容。
普遍意义上的化学方法,有矛盾分析法、唯物主义辩证法、两点论等,一般化学方法,有观察、归纳、分析、联想、分类、推理、演绎、实验、比较等。组织课堂教学活动的过程中,教师应当尝试多种途径,渗透过程与方法教育,提高学生对化学知识发生发展的理解,增强学习效果。例如,归纳化学思想的教育:铁的获取教学时,教师可以出示磁铁矿、赤铁矿、炼铁高炉等图片,学生根据图片给出的提示,归纳从自然界获取铁、工业冶铁的基本方法。由于有图片提示,学生归纳起来比较顺利,这一过程中归纳这一化学思想渗透的教学目标自然而然达成。
情感态度与价值观是一个复杂的体系,从某一个侧面反映学生的化学态度、学习兴趣、人生观、价值观以及世界观等方面的内容。作为化学学科素养重要的一环,教师应当对此方面内容引起注意。教师应当深入挖掘课程当中的情感教育资源,促进情感态度与价值观教学目标的有效达成。
3.合作能力素养
无论是在生活当中还是工作当中,具备合作能力素养的人总是格外受到青睐。想要取得工作、学习上的成功,就要学会与人合作,组织协调各种力量,创造一切有利条件,促进自身发展。
当前的高中化学课堂普遍采用讲解法,课堂成为教师展示自我的舞台,师生之间缺乏交流与合作,学生始终处于被动接受知识的消极地位。同时,学生之间也缺少合作学习意识,不懂得取长补短,对集体意识和协作精神的培养带来不良影响。
《普通高中化学课程标准》指出:学生是学习的主人,教师是学生学习的合作者、引导者,高中化学课程应当积极倡导合作探究学习方式,促进学生自主探究能力和合作能力的进一步发展。基于这一教学理念以及培养合作能力素养之必要,教师应当采用小组合作学习,鼓励学生通过合作探究获得知识。例如,高二化学《太阳能、生物质能和氢能的利用》教学过程中,教师可以将学生分为3人小组,组内分工协作,分别对太阳能、生物质能和氢能的利用进行探究,最后派代表发言,分享探究成果,并由教师进行指正分析。通过这种方式,学生之间加强交流,师生之间有了互动,合作能力素养的培养才可以成为可能。
4.化学能力素养
化学能力素养是一个非常广阔的概念,这里的化学能力素养主要指应用学科知识的基本素养。过去的高中化学课堂一直笼罩于应试教育雾霾之下,教师拿着考试大纲和教科书,照本宣科进行讲解,学生将理论知识背得滚瓜烂熟,提出问题、分析问题和解决问题的能力迟迟难以提高。考试时,只要题型稍微变化一些,他们就丈二和尚摸不着头脑,无所适从。
实验是培养学生应用能力的最重要途径,高三实验化学整本教材都围绕实验展开,教师应当有效利用这些实验,促使学生在开展实验探究的过程中,提高应用化学知识与技能的能力,发展化学能力素养。
例如,实验化学专题三物质的检验与鉴别课题1“牙膏和火柴中某些成分的检验”教学过程中,教师可以要求学生根据教材内容,自主开展探究性实验,并独立设计实验方案、撰写实验报告。学生进行实验探究的过程中,教师要在教室内巡回走动,适时为学生进行解答,保证实验探究质量。
总之,当前高中化学教学普遍存在核心素养教学认识不足、教学理念落后的问题,这一方面与教师所采取的落后教学模式有关,另一方面也是现阶段化学核心素养教学研究经验不足所导致的。全体教学同行应当加强对化学核心素养应用于课堂教学的研究,理论联系实践,提高对核心素养教学的认识,促进高中化学教学改革工作的持续健康发展。
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关键词:高中化学;HPS教学模式;化学素养
高中化学是我国基础教育课程中重要组成部分,化学教育对培养和提高学生的科学素养有着重要的作用。在教学过程中必须采取一定的措施促进高中化学教学质量的提高,提高学生学科素养和综合素质水平,促进学生全面发展。
一、HPS教学模式概括
HPS教学模式是一种加深学生对科学本质理解的教学方法,是一种集科学哲学、科学社会学学科内容的一种融入式教学方法。此教学模式以理论教育为基础,分为演示现象、引出概念、学习历史、设计实验以及呈现科学观念、总结结论等阶段,应用于理科教学中具有较好的效果。在教学过程中能够充分体现学生的自主性,培养学生解决问题能力和创新、探索能力。
二、高中化学HPS教学模式的设计
1.设计思想分析
教学模式的应用首先要有教学设计思想,HPS教学模式的应用也首先要有一定的教学设计思想,要先对高中化学教学有一个系统的教学安排;确定教学设计的目标,要求学生通过学习了解科学的本质,在此基础上形成科学的自然观。在HPS教学模式下社会学、科学史和哲学史都必须统筹兼顾,使三者有机结合在一起,形成相互促进的整体,以便能提高学生学科素养,并促进其全面发展。
2.设计内容
化学与社会生活密切相关,化学所涉及的内容比较广泛,与社会学、科学史等关系密切。所以,HPS教学模式的应用比较适合于高中化学的各个部分。在应用的过程中要根据学校实际教学进度进行内容设计;设计过程一般分三个阶段,第一阶段选择高中必修一的内容,第二阶段选择必修二和选修四的内容,第三阶段选择初中化学内容。在开始应用阶段可以同时选择两部分内容:基本理论、基本概念和元素化合物部分;设计内容一共涉及两个主题:物质的变化、化合物和金属。
在基本概念和基本理论教学内容方面,教师可以选择气体摩尔体积、物质的量、氧化反应以及离子反应等几部分内容为HPS教学的实践内容。这些教学内容分别分布在教材中的第一章第二节《化学计量》教学中、第二章第二节《离子反应》教学中以及第二章第三节《氧化还原反应》教学中;而在元素化合物教学内容部分,一般会选择金属化合物部分内容为教学内容,这部分教学内容在教材的第三章节第二节中分布。
3.教学模式
HPS教学模式的应用程序包括四个环节,第一环节问题的提出,即为显示自然现象阶段,学生通过观察寻找解决问题的方法;第二环节引出观念:教师启发学生根据观念提出自己的观点;第三环节学习历史:教师采用各种措施引导学生进行问题的讨论,使学生认识到化学学习中的时代局限性;第四环节为设计实验:首先将学生分为若干小组,要求学生根据从多种观点中选择某种观点设计实验,并进行实验检验。以上各个环节均学生自行收集资料、合理整理,形成科学观念。
4.总结和评价
通过实验研究与分析,学生对实验设计实施总结和评价,帮助学生理解化学学习的本质,认识以往的科学探索过程和科学观念,学生从科学本质观、学业水平、批判性思维等角度进行检测,在教师的指导下实施教学效果的检测。
在高中化学中应用HPS教学模式,能够对化学教学做出更加系统、全面的设计,从教学方法、教学目标以及教学过程等方面对HPS教学模式进行全面的分析和实施,同时充分利用现代多媒体教学方式实施HPS教学,提高教学效率。通过实验设计,分析此教学模式应用于化学教学中的实用性和有效性,以便能够利用HPS教学模式解决化学教学难题,提高学生解决问题能力,培养学生科学素养。
参考文献:
关键词: 高中化学实验 特点 案例设计
“化学是一门实用的中心学科,它与数学、物理学等学科共同成为当代自然科学迅猛发展的基础。化学的核心知识已经应用于自然科学的方方面面,与其他学科相辅相成,构成了创造自然、改造自然的强大力量”①。化学学科的发展与人类社会有紧密联系,社会的发展和进步离不开化学这门学科的发展与进步。化学实验作为化学学科的重要组成部分,是研究化学现象、总结化学经验的重要手段,只有通过不断模拟和探索实验才能够使问题得到解决。在高中化学教学中,化学实验教学是整个教学中的重要组成部分,同时是整个教学的重点和难点。作为一名高中化学教师,笔者认为,了解高中化学实验教学的特点是更好地实现化学教学目标的前提和基础,只有根据化学实验教学的特点设计化学实验教学才能更好地实现化学教学目标,使课堂教学的有效性得到提高。本文以高中化学实验教学为研究对象,重点分析高中化学实验教学所具备的特点。
1.高中化学实验教学的特点
1.1高中化学实验的教学内容与学生的实际生活联系密切
《普通高中化学课程标准》指出化学实验内容应当与学生的实际生活紧密联系起来,使学生学习到的化学突破书本和试卷的限制,从理论走向实际,成为有用的化学。作为基础课程,化学实验教学就是能够“通过化学实验与学生生活实际和社会实际的密切联系,一方面使学生感到化学就在自己身边,从而提高学生学习化学的兴趣。另一方面使学生在掌握化学知识的基础上,能够清楚所学的知识能做什么和怎么做,从而对化学的本质和价值有一个正确的认识”②。
1.2高中化学实验教学应当遵循新课标的要求
《高中化学新课程标准》指出:高中化学实验教学应当以学生的全面发展为宗旨,在教学过程中要注重化学实验的趣味性、安全性和无污染性。注重化学实验教学的趣味性能够有效激发学生学习化学的兴趣,使学生能够积极主动地参与到化学实验教学过程中,从而不断进行探索和发现;重视化学实验教学的安全性体现了以学生为本的思想,使学生在实验教学中不仅获得知识、开发自己的思维,还能保障自身的安全;重视化学实验的无污染性突出了对学生环保意识的培养。有些化学试剂是存在一定的污染性的,如果做完实验之后将实验器具等乱丢弃就会造成环境污染,也可能会对自身造成一定的危害。总之,化学实验教学注重学生的全面发展,是符合时代和社会的要求的。
1.3高中化学实验教学应当凸显探究性的特点
探究性的教学方式是鼓励学生自主获取知识与技能,调动学习积极性和主动性,以及塑造良好的创新意识与科学价值观的重要方式。在我国的传统高中化学实验教学中,教师是整个实验的操作者,学生只是围观教师的整个操作过程,对整个实验的过程和其中出现的实验现象很少进行思考和分析,而在自己动手操作时也只是简单模仿,目的是获得与教师一样的实验结果。这种单纯模仿和重复的过程实际上限制了学生的个性思维和思维能力的发展,因此,在化学实验教学中教师应当着重凸显探究性特点,从而激发学生的学习兴趣和探究精神,使学生的全面发展成为可能。
1.4高中化学实验教学应当强化应用性
化学是一门实践性和应用性很强的学科,与人类社会的生产和生活有紧密联系。但是在传统的化学教学中,化学实验仅仅是被当做巩固“双基”的手段和工具,其应用性基本上是被忽视的,这就导致学生认为化学实验仅仅是在化学实验室里进行定理验证和假设的,造成学生对化学学习兴趣的缺失。因此,《普通高中化学课程标准》提出:“要注重强化化学实验的应用性,将化学实验与学生的日常生产、生活实际紧密联系起来,让学生从身边熟悉的事物入手,产生对化学实验的浓厚兴趣,并积极参加化学实验,从中获益提高。”
2.高中化学实验案例设计
高中化学实验在设计时要注重突出化学实验的探究性、应用性及密切联系生活等特点,从而使化学实验教学能够最大限度地激发学生的学习兴趣,调动学生的学习积极性和主动性。例如,可以设计“CuSO■和NH■・H■O的配合实验”介绍配合物的性质及其作用。在这个过程中教师可以引导学生查阅相关资料后通过简单的实验仪器比较CuSO■・5H■O固体、CuSO■固体分别与氨水溶液培养产率的高低,比较Cl、H■O与Cu■的配合能力的强弱,测定CuSO■溶液和氨水溶液配合前后温度的变化。在这个过程中,学生可以发现许多物质都能够与CuSO■配合,而且反应过程也是比较明显的,易于学生观察反应现象。教师在实验过程中要不断引导学生对实验现象进行思考和总结,让他们在掌握科学知识和试验技能的同时能够积极调动自己的思维思考问题,探究该实验与日常的生产和生活的关系,从而提高自身的科学素养。
注释:
①白春礼.中国化学的发展与展望[J].大学化学,2000(4).
②吴琦.新课程中的高中化学实验的研究[D].扬州大学硕士学位论文,2004.
参考文献:
[1]白春礼.中国化学的发展与展望[J].大学化学,2000(4).
[2]吴琦.新课程中的高中化学实验的研究[D].扬州大学硕士学位论文,2004.
关键词:信息技术;高中化学;教学效率;教学资源
中图分类号:G633.8;G434 文献标志码:A 文章编号:1008-3561(2016)34-0027-01
以多媒体和互联网为基础的现代信息技术广泛应用于教育领域,促使信息技术同其他学科之间有机整合,这是当代教学改革的方向。化学是高中阶段的重点学科,积极整合信息技术,充分利用信息技术的优势,有效地丰富高中化学课程的教学资源,能从根本上提升高中化学教学水平。
一、信息技术的应用优势
随着科学技术的发展,信息技术在当代教育中的作用日益凸显。提升学生的化学知识理解能力,增强学生的化学素养,向来是化学教学的重要任务。信息技术与高中化学学科进行有效整合,是丰富高中化学教学内容、拓展学生化学知识面的重要途径,也是提升高中化学教学效率的关键之处。信息技术能够突破传统高中化学教学的束缚,以丰富、有趣的形式为学生提供更多的化学教学素材,创新高中化学教学方式。信息技术与高中化学课堂教学有效整合,能进一步拓展学生的化学知识范围,增加其知识储量,丰富人生见识和阅历,并且引发学生对物质的思考与感悟,在化学教学中思考人生,增强化学素养,升华自我。
二、信息技术在高中化学教学中的应用策略
(1)合理运用信息技术制作多媒体课件。信息技术具有较强的灵活性和适用性,所以,教师应该在高中化学教学过程中合理地将两者融合在一起。要坚持以高中化学课堂教学任务、教学目标和学生的实际情况为切入点,合理地将信息技术应用到高中化学课堂教学中,充分激发学生的学习兴趣,活化化学教材内容,以便让原本抽象的高中化学知识变得更加形象生动,将微观的化学世界变成宏观世界。例如,学习“化学键”这节内容时,由于涉及离子键、共价键、金属键和配位键等内容,为了避免学生混淆,便可以充分利用多媒体设备将抽象的化学知识展现在学生面前。这样,不但能够充分调动学生的学习积极性,而且还能培养学生发现问题、解决问题的能力,从根本上增强学生的化学素养。
(2)运用微课手段处理化学教学中的疑难问题。在高中化学教学过程中,对于教材中疑难问题的探讨,可以运用微课手段,采用师生互动的方式,有效地激发学生的学习积极性。实践证明,将化学教材中学生理解较难的知识点,巧妙地设计成微课,引导学生深入思考,能够更好地解决化学教学中的问题。例如,学习“氧化还原反应”的过程中,针对用化合价升降理解氧化还原反应的观点和氧化还原反应的实质是电子转移等重难点知识,可以利用微课进行教学指导。充分利用微课的功能,将铜与氧气的反应、氧化铜与氢气的反应、NaCl溶液与AgNO3溶液的反应、铁与硫酸铜溶液的反应、氯气与水的反应、CO高温下还原Fe2O3的反应,图文并茂地展现出来,再与学生一起进行分析,引导学生试着从反应类型的角度给上述反应分类,并且标出上述反应中的化合价,分析元素化合价的变化,思考能否从反应前后元素化合价的变化角度为上述反应分类。微课可以突破传统讲解为主的教学模式,激励学生主动融入化学教学过程之中,深入了解化学教学内容的价值,从而更好地完成高中化学课程教学。
(3)利用微博优势完善问题设计。受时空的限制,在传统课堂中,教师提出问题后难以给学生充足的思考时间。学生不愿意发言或知识准备不充分难以对问题形成正确答案,使得高中化学课堂常常出现教师自问自答或有问无答的情况。这样,高效化学课堂教学实践流于形式,只是机械性提问“好不好”或“是不是”,无法有效地培养学生的思维能力。在高中化学教学过程中,利用微博互动高效性、操作便捷性的优势,能够强化问题的探索性和系统性,更能体现问题设计的原则。由提纲挈领式提问到逐层深入式提问、再到拓展延伸式提问,在资源丰富且交流广泛的微博平台,每一环节问题的设计都能得到合理的解答。教师针对学生的化学问题进行答疑,在微博中给予更多的点拨和关注,学生对化学问题的思考与回答便会更加充分。在微博平台,极易形成具有强烈分享感和归属感的班级学习共同体,处于这一氛围中的学生,对化学问题的解决更具主动性。
(4)运用微信平台培养学生化学素养。高中化学教学内容融入到微信内容中,能够帮助学生在潜移默化中增强自身的化学素养。例如,学习“金属的化学性质”内容时,教师可以利用微信平台,金属钠与水的反应、钠与水反应的各种现象、铁与水蒸气的反应、铁与水蒸气反应的实验装置等内容,让学生在微信平台中能够有效地丰富自身的化学知识,提高自己的化学能力。
三、结束语
总而言之,信息技术合理地应用到高中化学教学过程中,能够充分激发学生的学习兴趣,协调多种教学要素,从而实现高中化学课堂教学的最优化。在化学教学中,要设定科学合理的学习目标,提高学生解决问题的能力;合理地整合高中化学教学与信息技术,丰富课程教学内容,有效增强学生的化学素养。
参考文献:
关键词:高中化学;教育;改革
在新课改的推动下,高中化学在教材和教学模式上已经有了显著的变化,同时也萌生出一些问题:高中化学教育的实用性不大;教学围着高考转;化学教师教龄过老,学问研究过于深入;化学教育培养的对象范围过窄。针对以上几个问题,高中化学教育改革还需深入进行,改革最终理念还需进一步完善。
一、注重学科实用性和综合性
虽然新课改对课堂教学模式进行了改革,但治标不治本,并没有深入教材内容和考试模式中,课改中还存在一些弊端。
教材学问化色彩浓厚,注重理论现象解释和研究,忽视了化学现象与生活的联系。高中化学的学习强调学科的基本概念和原理的系统性,强调物质的本质研究,强调科学研究方法。这种教学方案将传授知识与技能作为目标,忽视了学科的实用性。而且由于高中化学教材内容较多,学习时间又短,导致教师在课程进度上加快步伐,只抓考试重点,而对化学史和化学应用知识一掠而过。反应慢的学生完全跟不上课堂进度,只能在课下花费大量时间补课,这让学生的课余时间变得岌岌可危。如,人教版“海水的利用”模块的内容包括海水中有哪些元素、元素的提取、元素利用率的计算、元素在不同物质之间的转化以及如何提高元素利用率几部分,研究的问题从宏观到微观,注重化学反应本质的研究,对专业技能的培养过深,化学教育俨然是在培养化学家,而不仅仅是教学生如何运用。学习化学只是为考试、为升学,而对素质提升和从事专业没有多大帮助。因此,在素质教育前提下,教材与教学改革还应进一步注重实用性和综合性,充分利用课堂进行知识拓展,注重学科的实际作用,把学科与学生素质发展紧密联系起来。
二、注重实践技能,避免单调理论
化学是一门偏理论的学科,它不像语文那样灵活性高、应用广泛、综合性强,所以学生掌握起来有一定难度。但它有自己的特点――化学实验。但纵观现在的化学课堂,教师注重理论研究而忽视实践操作,用多媒体放映代替亲身实践,用死记硬背代替熟练操作,让原本充满乐趣的实践课变为让学生最头疼的课程。这种教学模式对学生的学习兴趣无疑是泼冷水,把学生原本的好奇心消磨殆尽。究其原因,主要是高中化学课本多,学生需要掌握的理论知识繁杂,而且许多学校的化学实验器材不够完善,化学试剂不够精确。教师为赶课,为避免实验事故,所以采用纯理论课进行教学。
鉴于这种现象,学校应该提高重视度,完善化学实验设备,提高化学试剂的密闭性,做好实验室的安全措施,保障学生实验安全。教师要重视实践操作对学习化学的重要性,把时间还给学生,提高学生的自主性,注重学生的课堂主体地位。教师在课堂教学中应勇于创新,采用独特的方式活跃课堂气氛。如人教版金属的性质一节,我用具体的实物向大家展示,让学生观察金属的光泽、碾展性、硬度等物理性质,再进行小的化学实验让学生仔细观察,然后描述反应前后金属的变化,让学生积极发言讨论,接着引出实验的原理,最后我让学生自己动手操作,我在旁边指导讲解。通过这一系列的环节,学生对金属的性质产生了很大兴趣,也提高了自己的动手操作能力与生活小常识。
三、高考改革与课堂教育协调发展
从高考的角度看,现在高中化学教学的主要目的还是为了跨过高考这道坎儿,学生用高中三年的刻苦钻研换来一份试题的通过,由于试题中的知识点繁多,导致高考中的偶然性。教师把高考升学率视为自己的教学目标,学生把高考视为自己的前途命运,专家把高考视为选拔专业人才的门槛儿。三管齐下,将高考的选拔目的视为化学教育的终极目标。为了跨过高考的门槛,踏进梦想中的象牙塔,学生只得逼自己努力学习化学,把题海战术、时间战术作为拼过高考的武器。教师鼓励学生只要拼过高考,就有美好前途。学生鼓励自己只有拼过高考,才有美好未来。这种为考试而学习的心理不仅不利于激发学生的学习兴趣,而且增加了学生的考试心理负担,导致学生发挥失常。从课堂教学角度看,教师重视学生分数而忽视学生素质培养,重视理论知识的灌输而忽视学生的自主实践,重视高考知识点而忽视生活实际联系。化学本身是一门抽象学科,如果不通过实验操作与生活联系,很难让学生灵活运用化学知识。
要改变以上现状,首先应该从课堂出发,事实证明,高中生未来从事化学专业的学生少之又少,因此,对于化学学科的专、精、细就不太必要,重要的是化学与生活的联系,把化学中的实验现象与学生身边的生活现象联系起来,让学生对化学的用途有一定的了解,最终达到终身使用的目的。教师应改变传统教学观念,把提高学生自身科学素养作为自己的教学目的,在课堂中要充分利用好化学自身的特点,挖掘化学中的乐趣,加强化学实际用途拓展,完善实验教学体质。通过课堂教学改革,推动高考模式的改变,从本质上深化改革,让培养学生科学素养和自身素质的终极理念深入教学中。
在学生初中化学的基础上,教师不仅要做好衔接工作,还应重视学生对化学学习目的的正确认识,树立积极的学习观念,为高中化学学习打好基础。高中化学是培养学生化学素养的重要阶段,化学教育改革应从教学理念、课堂模式、实践操作、生活运用等方面进行,改变学生围着教师转、教师围着课本转、课本围着高考转的现象,增强化学教育的实用性与综合性。改善化学教育模式,提高学生实践能力,为终身运用化学奠定扎实基础。
参考文献:
[1]朱国成,朱连森.模糊数学中的最大隶属原则应用[J].沿海企业与科技,2011(11).
[2]王志慧.改进听评课机制,提高课堂教学评价效能[J].文教资料,2011(23).
一、问题探究法的有效应用
问题是思考的前提,是探究的基础。但是,在以往的化学教学过程中,我们一直采取的是一言堂模式,给学生留出的独立思考时间、自主探究时间很少,甚至没有,导致学生的问题思考能力差,自主探究意识弱,严重不利于高效化学课堂的顺利实现,也不利于学生科学素养的培养。所以,在高中化学教学过程中,教师要立足于化学教材,创设有效的问题情境来引导学生进行自主探究,以确保学生在高效化学课堂中获得更大的发展空间。
例如,在教学“羧酸脂”时,为了提高学生的探究能力,也为了确保高效化学课堂的顺利实现,在本节课的授课时,我引导学生思考了下面几个问题:(1)醇、醛、羧酸之间存在着怎样的转化关系?(2)酯化反应的实质是什么?(3)在酯化反应时,浓H2SO4的作用是什么?(4)在酯化反应中,乙酸中哪两个键是容易断裂的?……组织学生结合教材内容对上述的问题进行独立思考,自主探究,这样不仅能够加深学生的印象,提高学生的自主学习能力,而且对高效化学课堂的顺利实现以及学生素养的培养也起着非常重要的作用。所以,在高中化学教学过程中,我们要创设有效的问题情境来引导学生进行自主探究,进而确保学生在高效的课堂活动中获得良好的发展。
二、实验探究法的有效应用
众所周知,实验是化学教学中的重要组成部分,也是锻炼学生动手操作能力和实验能力的重要方面。但是,应试教育下的化学实验课堂仅是在为高考中的化学实验试题做准备,目的就是要让学生在背实验的过程中提高化学学习的质量。所以,在素质教育下,教师要更新教育教学观念,要充分发挥实验的价值,要鼓励学生在实验探究中更好地理解化学理论知识,提高学生的学习质量,培养学生的科学素养。
例如,在教学“乙醛的银镜反应”时,为了培养学生的探究意识,提高学生的实验能力,也为了构建高效的化学课堂,在授课的时候,我引导学生借助“试管、滴管、烧杯、热水、AgNO3溶液、稀氨水、乙醛”等实验用品来进行银镜反应,并引导学生通过滴加氨水、滴加乙醛、水浴加热三个过程来完成该实验,并写出两个步骤中产生的相关的化学方式。最终,使学生在动手操作的过程中找到化学、探究化学的乐趣,进而为高效率化学实验课的实现做出相应的贡献,同时也能保障学生在动手实验中找到探究化学的乐趣。当然,自主探究实验的应用对学生实验操作能力和实验素养的培养做出相应的贡献。
总之,在高中化学教学过程中,教师要更新教育教学观念,要从思想上认识到探究式教学模式在化学课堂开展的重要性,要借助多样化的教学活动来引导学生感受课堂中化学学科的价值,进而在保护学习兴趣的同时,为高效化学课堂的顺利实现奠定坚实的基础。