陳詩萍
摘 要:化學是高中階段的重要學科之一,承擔著培養學生物質世界認知、探究科學本質的重要任務。培養高中生化學核心素養是增強學生與科學、技術及社會發展關系的基本內容,是高中生未來發展的重要保證。當前,高中化學教學存在忽視學生化學認知、忽視化學探究實踐的問題,在一定程度上影響學生化學可持續發展,因此教師應做好教學設計工作,通過教學情境、概念解讀、探究學習、實踐學習和信息技術等方式,助力學生發展。
關鍵詞:核心素養;高中化學;教學設計
《高中化學課程標準》(2017年版)提出高中生應具備五大核心素養,包括宏觀辨識和微觀探析、變化觀念與平衡思想、證據推理與模型認知、科學探究與創新意識、科學態度和社會責任[1]。化學五大素養成為高中化學教學的主要目標,也是學生個人發展和成長的基礎,為化學教學提供方向引領。高考改革實施以來,選擇化學學科的學生普遍對化學有著一定的興趣和學習意愿,教師應尊重選修化學學科學生的學習特點和學習需求,堅持從學生化學核心素養培養角度出發開展化學教學工作,引導學生從化學角度看世界,幫助學生建立化學與社會發展的關系,為學生未來化學發展奠定基礎。
一、現階段高中化學教學中存在的問題
(一)重視化學成績提升,忽視學生化學認知
重視化學成績提升、忽視學生化學認知是客觀存在的事實。重視化學成績提升是指高中化學教學面臨高考壓力,在教學過程中會習慣性地將化學知識以教師為主導的方式傳遞給學生,學生處于被動學習的狀態。在這種教學指導模式下,學生化學學習能力、成績等普遍較為理想,對化學基礎知識、化學基礎概念等學生可以“侃侃而談”,涉及各類習題時學生不需要思考,只需靠已經形成的“肌肉記憶”就可以快速得出基礎答案,但是學生化學認知、化學理解和構建化學與生活、社會發展聯系的能力卻比較弱。一方面,高中生習慣性死記硬背,對化學知識的理解停留在表面,甚至部分學生缺乏化學和生活、社會聯系的認知,只能生搬硬套化學知識,無法對化學產生深度認識,導致學生將化學作為成績提升的工具而不是社會發展的一部分,學生化學認知局限性較高[2];另一方面,高中生對化學的學習缺乏持續性。教師在高中化學教學時會有意識地引入化學在生活、社會發展中的實際應用,但無法有效激發學生學習興趣,長期發展下去會導致整體的化學課堂學生參與度低,課程教學成為單純的知識講解,難以體現化學學科的科學本質。
(二)重視理論教學發展,忽視科學探究實踐
在高中化學教學過程中,重視理論教學、忽視化學探究實踐是教學普遍存在的問題。通常來講,教師會在教學過程中習慣性地開展“全課”教學思路,即教師在教學過程中除了將教材中的知識轉化為理論課堂以外,還會通過網絡等渠道,為學生尋找更多理論性的知識,雖然可以有效開闊學生的學習眼界,豐富學生學習體驗,但學生整節課都在接受教師提供的固定知識,沒有思考探究也沒有實踐,不利于學生成長[3]。忽視科學探究實驗會降低學生的學習能力,一方面學生探究意識被忽視容易讓學生形成慣性思維,即高中化學知識都是已經固定的,自身知識只需要“等靠要”就可以獲得,不需要過多探究;另一方面學生實踐能力被忽視則表現為學生實踐能力弱,學習能力不強,如教師會布置課后實踐類作業,只有少部分學生會主動完成化學實踐,大部分學生的實踐具有被動性甚至基本不做,學生普遍認為實踐化學對高考無用,因此參與積極性始終不強。
二、核心素養指導下高中化學教學設計
(一)基于教學情境,深化化學學科認知
深化化學學科認知核心是要培養學生科學態度與社會責任。在高中化學教學過程中,深化學生認知必然要幫助學生合理利用化學資源,形成循環利用、保護環境等認知。教學情境的創設可以將化學與社會、與學生發展的關系從理論、邏輯講解轉化為真實場景內容,讓學生在學習過程中快速理解化學的本質,在思想上加深學生對內容的認知,幫助學生完成化學知識學習[4]。
例如,在學習蘇教版高中化學必修第一冊《防治二氧化硫對環境的污染》一課時,學生普遍在思想上對二氧化硫對環境污染有了解,通過其他學科或者日常學習科普可以了解酸雨的形成主要是受二氧化硫影響,在高中化學課堂上了解二氧化硫的實驗室脫硫和社會治理硫酸型酸雨。但學生所有認知基本是以理論為主、以知識為主,對為什么治理酸雨和治理硫酸型酸雨的重要性很少關注,認知較淺自然也不會產生社會責任意識和科學態度。
基于情境教學優勢,教師可以利用微課等方式為學生呈現學習內容。首先,教師可以利用微課視頻為學生呈現“硫酸型酸雨”的形成過程,以動畫微課讓學生直觀看到“空氣中的二氧化硫被降水吸收,生成亞硫酸”的動態過程,同時展示相應化學方程式;其次,教師通過整理資源的方式,通過圖片+視頻的方式讓學生真實看到硫酸型酸雨的危害,以時間對比的方式幫助學生看到硫酸型酸雨發生后當地的動植物的變化,以及對雕塑、建筑等的影響,提升學生認知;最后,教師通過播放新聞采訪的方式展示我國在治理硫酸型酸雨方面采取的措施,包括企業如何脫硫、社會治理方案等,讓學生直觀看到整個國家、社會為之付出的努力。情境設計的方式讓學生直觀看到了二氧化硫對環境的污染問題以及酸雨形成過程,了解治理方案,同時明確多種脫硫方案還有待進一步觀察和研究,讓學生清楚認識到通過學習化學可以解決哪些社會問題,初步培養學生化學方面的社會責任感。
(二)注重概念解讀,夯實化學學習基礎
概念解讀可以在夯實學生基礎的同時也為學生未來的化學學習奠定基礎、指明方向。在高中化學教學過程中,教師應做好概念解讀工作,幫助學生從基礎概念角度出發,了解化學內容和基本原理,在概念學習過程中提升個人能力。概念解讀需要概念分析、理解和知識討論,在教學過程中需要教師加強概念的知識說明和引導以及學生之間的討論,豐富學生認知[5]。
例如,在學習蘇教版高中化學必修第一冊《物質及其反應的分類》一課時,很多學生習慣性將物質的分類進行死記硬背,按照混合物、純凈物兩大類進行背誦,逐步構建物質的思維導圖,而且物質分類也是高考化學易錯知識點,比較重要。死記硬背的方式雖然可以有效完成記憶但不利于學生化學學習基礎的夯實,因此教師要做好解讀工作,幫助學生在理解基礎上完成記憶。
教師對照教材中物質的分類思維導圖,讓學生嘗試根據物質的性質和組成進行分類(教師提供數十種高中常見化學物質)。在分類時,教師不強制要求學生全部一次性完成歸類,而是讓學生在理解基礎上進行分析,逐步對物質進行分類。學生完成分類后由教師給出標準答案,引導學生對標自身分類結合具體概念進行解讀,分析在歸類過程中存在的實際問題,幫助學生完成物質分類基礎概念的學習和掌握,消除死記硬背的弊端,夯實基礎。此外在學習無機化合物和有機化合物的分類時,教師可以適當引入大學階段的化學課程分類,初步介紹到大學后化學學科會被具體分成無機化學、有機化學、高分子化學等多門課程,讓學生對未來化學學習有一定的了解,產生主動學習的積極性。總之,概念解讀是夯實學生基礎的有效方式,概念解讀不應該是簡單的死記硬背,而是讓學生在理解基礎上完成概念學習,在理解基礎上對概念進行合理解讀,甚至是融入其他資源輔助學生理解,助力學生化學知識的學習。
(三)指導探究學習,增強學生科學意識
探究學習是高中化學教學的重要思想,也是新課標培養學生化學核心素養的重要內容。在探究式學習過程中,教師應發揮探究教學的優勢,積極構建學生化學知識體系,促進學生發展。高中探究教學增強學生科學意識一般是從問題開始,通過教師設問、學生主動提問的方式逐步引導學生培養分析問題、解決問題的能力,促進學生科學意識及科學思維的形成。
例如,在學習蘇教版高中化學必修第一冊《物質的分散系》一課時,常規教學模式是直接將常見的分散系進行概念指導,讓學生快速了解溶液、膠體和濁液的區別,幫助學生從化學角度分析三者的不同并了解區別以上三種的核心是以分散質粒子直徑大小為依據。整體上學生學習的知識是以教師提供為主,學生不需要過多思考就可以獲取相關知識[6]。
基于探究思維的考慮,教師可以轉化教學思路。首先,教師直接通過圖片或者視頻的方式展示丁達爾效應。高中生廣泛接觸網絡,通過多種渠道了解丁達爾效應,由于絕大部分學生對丁達爾效應只有直觀認知而沒有從化學角度分析與探究,因此教師提供的圖片和視頻可以激發學生對丁達爾效應的化學分析意愿,了解丁達爾現象只能在膠體中出現,并分析自然界中如何出現丁達爾效應以及如何通過實驗室實驗操作形成丁達爾效應,以激發學生探究意識。其次,教師引導學生對膠體應用的持續探究。學生對膠體的理解普遍還停留在課本范疇,而通過課堂教學研究,教師引導學生對膠體的醫學應用、金屬應用、國防應用進行持續拓展,鼓勵學生在課下搜集相關資料,提升對膠體的認知。最后,教師在課堂教學環節圍繞膠體、溶液等組織學生小組開展自學,以小組的形式完成基礎知識學習并開展內容探究,加強教材解讀能力和知識拓展力,豐富學生學習體驗。總之,培養學生科學探究意識關鍵是要倡導探究、引導探究、鼓勵探究,為學生探究提供寬松的環境和氛圍,助力學生成才,幫助學生以科學視角看待問題,用科學思維分析問題、理解問題。
(四)培養實踐能力,發揮化學實驗優勢
培養學生實踐能力是高中化學教學的重要任務。高中化學課程中設置了豐富的實踐課程,包括課堂化學實驗實踐和化學課外實驗實踐等,在教學過程中教師應做好化學實驗的設計工作,引導學生積極開展實踐,以實踐助力學生發展、以實踐助力學生創新,提升學生化學學習能力[7]。
例如,在學習蘇教版高中化學必修第一冊《研究物質的實驗方法》一課時,常規教學思路是將基本實驗方法以理論知識的方式進行講解,從理論角度理解內容即可不做實驗要求,而是在后續的學習過程中通過實驗的方式夯實學生基礎,強化學生理解。
基于培養學生實踐能力的素養要求,教師教學應將化學實驗與學生實踐結合在一起,助力學生發展。如“物質的分離和提純”涉及兩個實驗。1.實驗室用KClO3在MnO2催化下受熱分解制取氧氣。現從反應后的KCl和MnO2的混合物中分離、回收這兩種物質,需要使用哪些分離方法?請簡述實驗方案。2.現有混有少量KCl的KNO3粉末,請參照圖2-2的溶解度曲線,設計實驗方案提純KNO3。教師可以將兩個實驗作為實踐課引導學生以小組為單位開展實驗。在實驗過程中,教師要求學生小組按照自身理解進行操作,在實驗中真正感受物質的分離和提純含義,助力學生發展。此外,教材中提供了如何提純自來水,解決自來水中含有可溶性雜質的問題,教師可以讓學生小組在課下嘗試自行實驗,通過錄制視頻的方式將實驗過程全程記錄并設計實驗方案。視頻制作后,學生需要上傳到群組當中,不同學生小組群體可以相互交流、討論和溝通,在研究中完善實驗方案,加強學生實驗設計及操作能力。總之,教師應做好化學實驗的設計工作,引導學生廣泛參與化學實驗并搭建課堂、課下兩個實驗體系,引導學生廣泛開展化學實驗,增加動手實踐機會,提升化學實驗興趣和能力。
(五)基于信息技術,發展學生化學能力
信息技術與高中化學融合已經成為當前高中化學教學基本技能,對高中生化學學習起到了積極作用。信息技術為高中教學培養學生能力提供了工具和途徑,教師應利用技術創新教學方法,豐富教學資源,提升學生化學能力。
基于信息技術發展學生化學能力是高中教學的必然選擇,也是培養學生化學核心素養的重要組成部分。一方面,信息技術教師可以引導學生通過網絡廣泛搜集化學知識、內容,開闊學生眼界。如學習丁達爾效應時很多學生認為只有在實驗室條件下膠體才能形成這一現象,但學生通過網絡可以看到自然界中同樣存在丁達爾效應,在搜集現象的過程中學生會用化學知識嘗試分析和解決問題,在問題分析、研究過程中助力學生發展與成長,實現學生化學知識應用的目標。另一方面,信息技術教師可以用多種工具輔助開展化學指導,降低化學教學難度。如在化學概念、實驗等教學時,概念理解較為困難,單純通過教師講解無法幫助學生夯實基礎,教師可以利用信息技術提供包括微課在內的輔助教學,幫助學生在學習過程中提升能力,實現直觀學習和理論推理相結合。化學實驗通過信息技術展示可以幫助學生直觀看到整個實驗操作過程,了解操作細節,加強對實驗細節的認知,為后續的化學知識學習、實驗操作奠定基礎,同時培養學生實驗操作意識。
結束語
核心素養導向下,高中化學教學應從高中生學習發展角度出發,從化學與社會發展關系入手,逐步夯實學生化學學習基礎,助力高中生從化學角度分析問題、解決問題,培養學生化學思維、化學探究、化學實踐能力,助力學生發展與成長。
參考文獻
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