摘" 要:對于高中化學(xué)課程而言,教師圍繞核心素養(yǎng)設(shè)計(jì)多樣化的教學(xué)活動,不僅能幫助學(xué)生形成微觀意識、樹立平衡思想、提高證據(jù)推理能力,還能培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維、增強(qiáng)社會責(zé)任感,能夠充分體現(xiàn)課程教學(xué)的宗旨,發(fā)揮素質(zhì)教育的育人價值。文章從教學(xué)優(yōu)化的視角出發(fā),分析發(fā)展學(xué)生化學(xué)核心素養(yǎng)的價值,并圍繞化學(xué)核心素養(yǎng)理念開展多樣化的教學(xué)活動,旨在提高高中化學(xué)教學(xué)質(zhì)量。
關(guān)鍵詞:高中化學(xué);核心素養(yǎng);教學(xué)策略
《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版2020年修訂)》(以下簡稱《標(biāo)準(zhǔn)》)中對化學(xué)核心素養(yǎng)與課程目標(biāo)提出了明確要求,在高中化學(xué)教學(xué)中,教師應(yīng)該立足學(xué)生學(xué)習(xí)知識的過程,結(jié)合核心素養(yǎng)理念開展教學(xué)活動。其中,“宏觀辨識與微觀探析”“變化觀念與平衡思想”“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”能促使學(xué)生形成化學(xué)思想、掌握化學(xué)學(xué)習(xí)方法,“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識”能在實(shí)踐中發(fā)展學(xué)生的創(chuàng)新思維,“科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任”則體現(xiàn)了高中階段化學(xué)學(xué)習(xí)更高層次的價值追求。因此,教師應(yīng)該積極轉(zhuǎn)變教學(xué)思路,將核心素養(yǎng)融入教學(xué)全過程,引導(dǎo)學(xué)生在掌握知識的同時發(fā)展化學(xué)核心素養(yǎng)。
一、發(fā)展學(xué)生化學(xué)核心素養(yǎng)的價值
1. 突出化學(xué)學(xué)科的本質(zhì)和特征
在高中階段的化學(xué)學(xué)習(xí)中,學(xué)生既要從宏觀視角出發(fā),結(jié)合實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和生活中的化學(xué)現(xiàn)象來探究化學(xué)原理和化學(xué)性質(zhì),又要從微觀視角入手,探究化學(xué)反應(yīng)中原子、分子的變化,從而掌握化學(xué)學(xué)科的本質(zhì)。“宏觀辨識與微觀探析”作為化學(xué)核心素養(yǎng)之一,就是讓學(xué)生學(xué)會從宏觀和微觀的視角出發(fā)來認(rèn)識物質(zhì)的組成。由此可見,在高中化學(xué)教學(xué)中發(fā)展學(xué)生的化學(xué)核心素養(yǎng),能讓學(xué)生快速了解化學(xué)學(xué)科的本質(zhì)和特征,深化學(xué)生對化學(xué)知識的認(rèn)知。
2. 闡釋化學(xué)基本理論
化學(xué)是研究物質(zhì)組成及其變化過程的一門學(xué)科。在教學(xué)過程中,教師可以指導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用多樣化的方法,包括建立模型、操作實(shí)驗(yàn)、大膽猜測、小心論證等,與化學(xué)核心素養(yǎng)中的“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”相契合。由此可見,發(fā)展學(xué)生的化學(xué)核心素養(yǎng)能有效提高學(xué)生解決問題的能力,并使其在探究學(xué)習(xí)的過程中培養(yǎng)創(chuàng)新意識、提升綜合素養(yǎng)。
3. 助力學(xué)生形成化學(xué)思維
實(shí)驗(yàn)是高中化學(xué)教學(xué)中不可或缺的一部分,也是教學(xué)實(shí)踐的主要形式,對發(fā)展學(xué)生的化學(xué)核心素養(yǎng)具有重要意義。在實(shí)際教學(xué)中,教師可以借助化學(xué)實(shí)驗(yàn)解釋微觀原子、分子的變化過程,從中總結(jié)出相應(yīng)的結(jié)論。在這一過程中,學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究精神和創(chuàng)新意識都能得到相應(yīng)的鍛煉,進(jìn)而發(fā)展自身的化學(xué)核心素養(yǎng)。相應(yīng)地,發(fā)展化學(xué)核心素養(yǎng)也會帶動學(xué)生化學(xué)思維的發(fā)展,為學(xué)生鞏固理論知識、提高實(shí)驗(yàn)操作能力奠定良好的基礎(chǔ)。
二、核心素養(yǎng)理念下高中化學(xué)教學(xué)實(shí)踐
依據(jù)《標(biāo)準(zhǔn)》要求,教師要以核心素養(yǎng)為導(dǎo)向,以學(xué)科知識和學(xué)情為基礎(chǔ),在多樣化的教學(xué)活動中巧妙滲透核心素養(yǎng)理念,讓學(xué)生通過參與各種教學(xué)活動,實(shí)現(xiàn)思維、能力、素養(yǎng)的同步發(fā)展,達(dá)成發(fā)展化學(xué)核心素養(yǎng)的目的。
1. 創(chuàng)設(shè)直觀情境,形成微觀意識
在課堂教學(xué)中,教師應(yīng)該從學(xué)科特點(diǎn)出發(fā),引導(dǎo)學(xué)生從微觀視角去理解并探究物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和變化,激發(fā)主動學(xué)習(xí)化學(xué)知識的興趣。教師可以借助多媒體設(shè)備創(chuàng)設(shè)直觀教學(xué)情境,選擇學(xué)生感興趣的化學(xué)現(xiàn)象,引導(dǎo)學(xué)生深入分析物質(zhì)的內(nèi)部結(jié)構(gòu),深化學(xué)生對物質(zhì)內(nèi)部原子、分子排布規(guī)律的認(rèn)識,使其在腦海中初步建立相關(guān)化學(xué)模型,形成“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”這一基本觀念。這樣一來,學(xué)生的微觀探析素養(yǎng)能夠得到一定的發(fā)展。
例如,在教學(xué)人教版《普通高中教科書·化學(xué)》(以下統(tǒng)稱“教材”)選擇性必修3“芳香烴”一課時,在學(xué)生學(xué)習(xí)“苯”的相關(guān)知識時,教師可以利用多媒體設(shè)備開展直觀的教學(xué)活動。首先,教師以課件的形式向?qū)W生展示苯的發(fā)現(xiàn)史,讓學(xué)生通過觀看課件內(nèi)容知道苯是最簡單的一類芳香烴。其次,教師向?qū)W生呈現(xiàn)苯的分子結(jié)構(gòu)模型,鼓勵學(xué)生結(jié)合分子結(jié)構(gòu)模型推測苯的化學(xué)性質(zhì),了解學(xué)生對化學(xué)基礎(chǔ)知識的掌握情況。最后,教師展示苯的分子式——C6H6,并提出問題:“從苯的分子式來看,其分子的不飽和程度很大,那么它的性質(zhì)是否與不飽和烴相似呢?”學(xué)生需要基于情境和問題展開思考,可以設(shè)計(jì)“溴水、高錳酸鉀溶液與苯”這一實(shí)驗(yàn),根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)苯與高錳酸鉀溶液反應(yīng)后,試管中的溶液仍然呈紫紅色;而苯與溴水反應(yīng)后,試管中的溶液上層為橙黃色,下層幾乎無色,從而得出苯與高錳酸鉀溶液、溴水都不反應(yīng)這一結(jié)論,這說明苯中分子具有不同于烯烴、炔烴的特殊結(jié)構(gòu)。
基于此,教師通過直觀情境讓學(xué)生對苯的分子式形成直觀的認(rèn)識,再引導(dǎo)學(xué)生聚焦苯的分子結(jié)構(gòu),利用實(shí)驗(yàn)來探究苯與不飽和烴的異同,能夠有效提升學(xué)生的微觀探析素養(yǎng)。
2. 優(yōu)選課堂習(xí)題,樹立平衡思想
平衡思想是化學(xué)核心素養(yǎng)的重要構(gòu)成,也是學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)知識的重要思想,尤其是在學(xué)習(xí)“化學(xué)反應(yīng)速率”的相關(guān)知識時,學(xué)生對平衡思想的運(yùn)用會直接影響其學(xué)習(xí)效果。究其原因,這部分內(nèi)容的抽象性較強(qiáng),若學(xué)生在解決問題時無法正確判斷、運(yùn)用知識,就會出現(xiàn)錯誤。因此,在課堂教學(xué)中,教師應(yīng)該關(guān)注學(xué)生對化學(xué)基礎(chǔ)知識的掌握情況。同時,教師還要精心挑選習(xí)題,引導(dǎo)學(xué)生在掌握基礎(chǔ)知識的同時分析習(xí)題,從而樹立平衡思想。
例如,在教學(xué)教材選擇性必修1“化學(xué)平衡”一課時,在講解相關(guān)理論知識后,為了深度培養(yǎng)學(xué)生的平衡思想,教師可以精心設(shè)計(jì)如下題目。
題目" 在某容積為6 L的密閉容器中,放入了3 mol的X(g)和2 mol的Y(g),在一定條件下發(fā)生反應(yīng)為
4X(g) + 3Y(g)[?]2Q(g) + nR(g)。若充分反應(yīng)達(dá)到平衡后,容器內(nèi)的溫度不變,但混合氣體的壓強(qiáng)比原來增加了5%,X的濃度減小了[13,] 該反應(yīng)中的n值為(" " )。
(A)6" (B)5
(C)4" (D)3
題目充分考查了學(xué)生對平衡思想的運(yùn)用。由題目中的信息可知:固定容積說明反應(yīng)前后體積不變,而平衡體系存在于一個恒容的容器中,根據(jù)阿伏加德羅定律,同溫同體積下,壓強(qiáng)比等于物質(zhì)的量之比等于分子數(shù)之比。因此,反應(yīng)中的變量X∶Y∶Q∶R = 4 ∶3∶2∶n,壓強(qiáng)與原來相比增加了5%,說明物質(zhì)的量之比也較原來增加了5%,氣體物質(zhì)的量增加了(2 + n) - (4 + 3) = n - 5,由于n - 5 gt; 0,所以n gt; 5,選項(xiàng)中只有n = 6符合,正確答案為A。
3. 重視探究學(xué)習(xí),提高證據(jù)推理能力
證據(jù)推理不僅是化學(xué)核心素養(yǎng)的重要構(gòu)成,還是一種科學(xué)的思維方法,它要求學(xué)生根據(jù)觀察到的現(xiàn)象或?qū)嶒?yàn)結(jié)果,運(yùn)用已學(xué)知識去分析和假設(shè),通過邏輯推理得出相應(yīng)的科學(xué)結(jié)論。探究學(xué)習(xí)是提高學(xué)生證據(jù)推理能力的有效途徑,教師以問題為導(dǎo)向,引導(dǎo)學(xué)生通過觀察、實(shí)驗(yàn)和推理得出問題的答案。這樣一來,學(xué)生不僅可以強(qiáng)化自身的能力,還能激發(fā)學(xué)習(xí)化學(xué)知識的興趣。
例如,在教學(xué)教材必修第一冊“鐵及其化合物”一課時,在講解完理論知識后,教師可以圍繞如下習(xí)題開展探究性教學(xué)活動,鍛煉學(xué)生的探究思維。某個化學(xué)興趣小組的學(xué)生對實(shí)驗(yàn)室一瓶標(biāo)簽脫落的金屬X展開探究活動,進(jìn)行了一系列的實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)過程和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象如圖1所示。
問題1:金屬X的化學(xué)式是什么?
問題2:能否推導(dǎo)出溶液B中溶質(zhì)的化學(xué)式?
問題3:能否寫出白色沉淀C轉(zhuǎn)變?yōu)榧t褐色沉淀D的化學(xué)方程式?
上述問題環(huán)環(huán)相扣,考查學(xué)生的證據(jù)推理能力和知識應(yīng)用能力,學(xué)生需要結(jié)合圖1中呈現(xiàn)的內(nèi)容逐步展開分析。根據(jù)圖1可知,金屬X與鹽酸發(fā)生反應(yīng),生成了無色可燃性氣體,可以推測發(fā)生了置換反應(yīng),生成了氫氣。又因?yàn)榘咨恋肀┞对诳諝庵锌梢孕纬杉t褐色沉淀,推測金屬X是鐵。根據(jù)鐵與鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式,即Fe + 2HCl FeCl2 + H2↑,推導(dǎo)出溶液B的溶質(zhì)為氯化亞鐵。結(jié)合已掌握知識寫出氯化亞鐵與氫氧化鈉溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式,即FeCl2 + 2NaOH Fe(OH)2↓+ 2NaCl,得出白色沉淀C為氫氧化亞鐵,氫氧化亞鐵再與空氣中的氧氣發(fā)生反應(yīng)生成氫氧化鐵,化學(xué)方程式為4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O 4Fe(OH)3。基于此,學(xué)生結(jié)合問題中給出的條件,逐步展開分析和推導(dǎo),不僅可以鞏固鐵及其化合物的相關(guān)知識,還可以有效鍛煉自身的證據(jù)推理能力,發(fā)展化學(xué)核心素養(yǎng)。
4. 小組合作學(xué)習(xí),培養(yǎng)創(chuàng)新思維
傳統(tǒng)的高中化學(xué)課堂通常是“教師教,學(xué)生學(xué)”的教學(xué)模式,形式較為單一,且?guī)熒咏涣鞯念l率較低,無法調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,不利于其創(chuàng)新思維的發(fā)展。而《標(biāo)準(zhǔn)》主張“素養(yǎng)為本”,教師應(yīng)該開展以實(shí)驗(yàn)為主的多種實(shí)踐活動,通過結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)來激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣,轉(zhuǎn)變學(xué)生的學(xué)習(xí)方式,培養(yǎng)其創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力。具體來說,教師應(yīng)該以小組合作學(xué)習(xí)的形式引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生在合作探究的過程中充分發(fā)表看法,并在動手操作的過程中對知識進(jìn)行探索,有效培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維。
例如,在教學(xué)教材必修第一冊“鈉及其化合物”一課時,在探究鈉及其化合物的性質(zhì)時,教師可以組織學(xué)生開展小組合作學(xué)習(xí),以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維。首先,教師利用課件展示金屬鈉的相關(guān)資料,引導(dǎo)學(xué)生思考:過氧化鈉是金屬鈉的氧化物,活潑金屬的氧化物能與水、二氧化碳反應(yīng)生成相應(yīng)的堿和鹽,那么過氧化鈉能否與水、二氧化碳發(fā)生反應(yīng)?會生成什么物質(zhì)?小組成員展開討論,設(shè)計(jì)“過氧化鈉與水反應(yīng)”“過氧化鈉與二氧化碳反應(yīng)”的實(shí)驗(yàn),并提出合理的猜想,有的學(xué)生認(rèn)為過氧化鈉與水反應(yīng)會產(chǎn)生氧氣,有的學(xué)生認(rèn)為過氧化鈉與二氧化碳反應(yīng)可能會放熱。其次,教師為各小組提供實(shí)驗(yàn)所需的材料,指導(dǎo)各小組根據(jù)實(shí)際情況來設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟并進(jìn)行操作,讓學(xué)生在實(shí)際操作的過程中驗(yàn)證自己的猜想,從而培養(yǎng)化學(xué)學(xué)科思維。
學(xué)生通過上述討論,不僅能對鈉及其化合物的性質(zhì)有充分了解,還能在實(shí)驗(yàn)中自主驗(yàn)證自己的猜測,提高課堂學(xué)習(xí)效率的同時培養(yǎng)創(chuàng)新思維。
5. 聯(lián)系現(xiàn)實(shí)生活,增強(qiáng)社會責(zé)任感
為了增強(qiáng)學(xué)生的社會責(zé)任感,教師應(yīng)該將化學(xué)知識聯(lián)系現(xiàn)實(shí)生活,突出化學(xué)學(xué)科的實(shí)際應(yīng)用價值。教師可以創(chuàng)設(shè)生活情境,引導(dǎo)學(xué)生將化學(xué)知識與實(shí)際生活結(jié)合起來,在解決實(shí)際問題的過程中學(xué)習(xí)化學(xué)知識,總結(jié)化學(xué)學(xué)習(xí)對實(shí)際生活的價值。具體來說,教師可以結(jié)合教學(xué)內(nèi)容明確實(shí)踐主題,指引學(xué)生深入現(xiàn)實(shí)生活,圍繞主題展開探究和調(diào)查,探索現(xiàn)實(shí)生活中蘊(yùn)含的化學(xué)原理和知識,分析這些化學(xué)原理和知識與實(shí)際生活之間的關(guān)聯(lián),從而發(fā)現(xiàn)問題。隨后,教師引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識解決問題,逐步增強(qiáng)社會責(zé)任感。
例如,在教學(xué)教材必修第二冊“化學(xué)品的合理使用”一課時,教師可以借助常見的生活現(xiàn)象創(chuàng)設(shè)生活情境。在講解“化肥”相關(guān)知識時,教師可以利用生活中常見的植物來創(chuàng)設(shè)如下情境:月季是一種花期較長、觀賞價值較高的植物,適宜生長在酸性土壤中。小明家里種了三株月季,近期他決定為月季施肥。商店中有尿素、碳酸氫銨、硫酸銨、氨水4種氮肥溶液,試問小明應(yīng)該選擇哪種化肥呢?由此,學(xué)生結(jié)合情境中的問題展開探究,認(rèn)為不能隨意施肥,要結(jié)合月季的習(xí)性來選擇氮肥品種。因此,要先測定4種氮肥的pH值。隨后,教師為學(xué)生提供4種氮肥的樣本,組織學(xué)生以小組為單位,通過小組分工合作的方式測定它們的pH值,發(fā)現(xiàn)尿素溶液的pH值為7,碳酸氫銨溶液的pH值為7.8,硫酸銨溶液的pH值為5,氨水溶液的pH值為11,從而判斷出小明應(yīng)該選擇硫酸銨溶液為月季施肥。另外,教師還利用課件展示因肥料使用不當(dāng)對土壤和植物造成不可逆危害的案例,使學(xué)生樹立嚴(yán)謹(jǐn)、科學(xué)的化學(xué)觀念。
基于此,學(xué)生不僅掌握了為植物挑選肥料的正確方法,還意識到化肥只有使用得當(dāng),才能發(fā)揮其應(yīng)有的作用,否則不僅不利于植物生長,還會對土壤、水源等造成污染,從而強(qiáng)化自身的社會責(zé)任感。
綜上所述,為了提高高中化學(xué)課程教學(xué)質(zhì)量,教師需要基于化學(xué)核心素養(yǎng),對教學(xué)過程、教學(xué)方法進(jìn)行合理優(yōu)化,將核心素養(yǎng)理念滲透于課堂之中,讓學(xué)生在學(xué)習(xí)化學(xué)知識的同時,培養(yǎng)微觀意識、平衡思想、證據(jù)推理能力、創(chuàng)新思維和社會責(zé)任感。這樣一來,學(xué)生能在高質(zhì)量的化學(xué)課堂中學(xué)習(xí)化學(xué)知識,發(fā)展化學(xué)核心素養(yǎng)。
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