基于創客教育理念下的化學教學初探
———以“氯及其化合物”單元教學為例

◇ 北京 黃正華 韓 珊 王 榮 逯文晶

隨著新課程改革進程的不斷推進,創客教育理念逐步在很多教育領域中進行應用實踐,并取得了非常優異的成績．中學化學課程標準提倡在教學過程中要逐步培養學生的化學學科核心素養,讓其逐步具備適應社會發展需要的必備品格和關鍵能力．創客教育作為新時代教育領域一種創新教育模式,對培養學生的創新思維和創新能力有著重要的意義．本文結合高中化學“氯及其化合物”單元教學主題內容,探討基于創客教育理念下的化學課堂教學實施策略．

1 創客教育基本內涵

“創客”一詞來源于英文單詞“Maker”,本義是指出于興趣與愛好,努力把各種創意轉變為現實的人．創客教育是基于學生興趣,以項目學習的方式,使用數字化工具,倡導造物,鼓勵分享,培養學生跨學科解決問題的能力、團隊協作能力和創新能力的一種素質教育．創客教育的主要職能是在深度融合科學研究、技術制作以及藝術創造過程中有效增強學生的自主研究學習、藝術創新以及合作探究等思維能力．對于中學化學教師來講,融合創客教育理念進行化學課堂教學,可以為學生提供更多的動手操作機會,將更多的資源充分整合到一起,從而使他們的創造欲望得到有效激發,并進一步增強他們的動手實踐能力,讓他們對相關知識有一個更為深入的了解和認識,進而為他們思維能力的提高及素質的全面發展做出更大貢獻．

2 創客教育對中學化學教學的意義

傳統的教學模式,課上互動形式較為單一,課程思維容量較小,教師較多關注知識傳授的過程,對于單元整體設計較少;關注學生的解題技巧訓練多,關注學生的化學素養發展少．學生在教學過程中更多的是獲取事實性知識,并依靠淺層的理解和記憶應用知識,較少有機會在教師的指引下進行自主性的探究式學習．為了培養學生的化學學科素養,構建學生的化學學科思維,進行創客理念下的化學教學是十分必要的．

基于創客理念開展的化學教學,教師可以根據學生提出的問題或創意確定學習內容,選擇合適的學習方式引導學生進行深度學習,完成相關探究性任務．在此學習過程中,學生通過小組合作式學習,進行探究方案的設計與實施,最終進行問題的解決和任務的完成,這種學習體驗活動能很好地激發學生學習化學的興趣,挖掘學生的學習內驅力,培養學生的創新精神,促進高階思維能力和核心素養的發展．

3 基于創客教育理念的教學實踐研究

3.1 基于主題內容精選情境素材

基于創課學習的要求,選擇“氯元素”的相關性質作為創課學習的研究對象．本單元教學涉及的核心物質有氯氣(Cl2)、次氯酸(HClO)、次氯酸鹽等．這些物質及其相關知識點,在原本的教學中雖具有相關性,但采取分階段教學,缺乏生動性,并且學生很難找到知識脈絡,只是依靠簡單的記憶進行學習．與氯元素相關的核心物質都與日常生活息息相關,例如,漂白劑、消毒劑等．因此,教師在課前深入了解學生對于本內容渴望了解的知識點后,選擇“消毒劑”作為激發學生學習興趣的切入點．但是,如何去選擇一個真實的情境,將“消毒劑”這個應用代入呢? 可用相關的具有代表性的熱點事件,如2016年里約奧運會的“綠泳池”事件極具代表性且符合單元整合的要求．奧運會泳池變“綠”正是由于含氯消毒劑的使用不當造成的．在此事件中,不僅與氯元素的物質性質相關,在問題的發現和解決過程中還能培養學生學習化學的熱情和社會責任感．

3．2 基于情境設計學生活動

基于這樣的真實情境,將“綠泳池”事件與氯元素相關知識點重新整合,共設計了3 個課時的教學內容,如表1所示．

表1 氯元素單元教學的任務設計

每課時的教學內容設計了3～4個學生任務,并且以多樣的形式呈現．在整合的單元教學中,3個課時的任務設計并不是相互孤立的,而是承上啟下且前后呼應的．在課程設計中,不僅有知識點的連續關聯,更有關注培養學生化學學科核心素養的連續性．例如,課前的學生以小組合作的形式自主調研(第1 課時)——調查游泳池消毒劑的使用現狀及相關的生產方法．此任務的完成過程使學生學會利用互聯網等多重手段獲取氯元素及相關化合物的信息,并有目的、有選擇性地提取相關信息,最后以小組匯報的形式呈現出來．同時,前期的課前調查使學生產生“自制消毒劑”的想法,為第三課時的實驗探究——自制消毒劑做好實驗前準備．再如,第1課時的任務3——氯氣的實驗室制法,不僅滿足學生的認知需求,也正是為第2課時的任務1——探究氯水成分做鋪墊．

課上探究實驗及討論任務(第2課時)——探究氯水成分,意在讓學生建立宏觀辨識與微觀探析的化學學科核心素養,并適當地通過氯氣溶于水的過程滲透平衡觀念．再則,“為泳池管理者選擇合適的消毒劑(第3課時)”,也是要通過多方面培養學生的學科素養,尤其是在科學態度與社會責任方面．因此,本次單元教學在課時設計和任務設計時,都十分注重它們之間的緊密關系并注重邏輯順序．每節課都會通過不同的設計,培養學生的化學學科核心素養．

3．3 基于教學活動培養學生學科素養

圖1 為泳池管理者選擇合適的消毒劑

創課學習下的化學教學過程中的任務設計,并不是簡單的一句話布置任務,而是通過學生對于知識的回饋或者真實需要,由教師或者學生自己給出適當的信息,讓學生在層級遞進的資料中尋找答案．下面以第3課時的任務1為例,說明如何通過任務設計培養學生的化學學科核心素養．在本任務中,學生需要根據自身的已有知識和社會經驗通過閱讀3個相關資料(如圖1),為泳池管理者選擇合適的消毒劑．資料一,給出消毒劑的消毒原理是氧化作用;資料二,將消毒劑的消毒效率給出了定量的計算模型．學生需要結合這兩個資料,利用他們宏觀和微觀的辨析能力以及證據推理與模型認知能力,才能找出消毒效率高的消毒劑．但是消毒效率高卻不是選擇消毒劑的唯一標準．資料三中,更進一步給出各種消毒劑的優缺點．這些資料的給予和任務的完成,需要學生通過科學的視角和責任心去幫助游泳館選擇消毒劑．

本次創課學習下的化學教學的最終環節是實現學生的創意——由學生自制消毒劑．學生利用所查資料,與教師進行反復探討之后,自行設計實驗方案．學生制得的消毒劑有最簡單的次氯酸鹽,也有較為復雜的二溴海因．制備實驗結束后,結合生物學科的細菌培養知識對消毒劑的消毒效果進行評價．更重要的是,學生經過一系列的學習探究之后,學會了綜合評價,通過切實行動懂得了選擇一種消毒劑既要考慮消毒效果又需考慮生產成本．這樣的創課學習,培養的不僅是學生的化學學科素養,而是要讓學生多學科發展,讓學生在面對一個事件時能夠從實踐層面上升到理性認知層面,并最終在精神價值層面有所提升．這樣的創課學習才具有意義,突破了學科的界限,真正實現了深度學習,真正實現了創客教育．

4 基于創客教育理念的教學反思

經過本次創課學習下的化學教學初探,筆者有著很深的教學感悟．首先,開展教學活動需避免碎片化的知識細節,要注重實際問題解決．避免只看到獨立的知識點,要將知識結構化,整合教材;杜絕問題解決和知識點兩張皮,杜絕為知識點披上真實情境的虛華外衣;其次,教學活動過程中需避免主次不分,確保核心活動的重要性．例如本單元急需解決的是氯元素及其化合物的氧化性和消毒劑的相關知識點,其他的邊緣知識點可以大膽弱化或者舍棄．比如與金屬的反應、與氫氣的反應就被大膽地舍棄了;再次,教學活動中需避免學生的自主性過小,確保開放度．做到以學生為中心,將課堂充分還給學生．