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doi:10.3969/j.issn.1008-0546.2017.07.016
20世纪90年代以来,发展学生的核心素养成为世界范围内教育领域的重要议题。关于 “核心素养”的热潮实质上是国际教育竞争的集中反映,是教育质量的升级运动。然而当前高中化学教师受应试教育和传统教学经验的影响,育人意识淡薄,育人能力缺失。加上教师进入职场以后,其思维模式、品格性情慢慢固定下来,当时展对老师提出更高要求时,许多教师消极应对或无能为力。因此,提升化学教师的教学胜任力,促使教师更新教育观念,促进教师专业发展,使其从“知识教学”转向“素养教学”,是摆在我们面前的重要而艰巨的任务。没有教师对核心素养的深入理解并在课堂教学中落实,教育改革只能是空谈。
一、化学教师的教学胜任力
目前,学界认为胜任力是指在某一岗位中,可以把表现优异和表现普通者区分开的个体潜在的较为持久的行为特征。教师胜任力包括教师知识、能力、人格特点以及动机等, 在学校教育教学中它能将绩效优秀的教师与一般教师区分开来。对于胜任力理论的系统研究最早始于20世纪70年代。1968年,美国教育办公室出钱资助了8个教育改革项目,用来研究探索教师的胜任力因素。2000 年,Hay Mc Ber 向美国教育与就业部提交了一份“高绩效教师模型”报告,报告中提出了高效教师的5种胜任特征。1996年,在澳大利亚,国家教学委员会根据教师胜任力标准(1996)实施的全国教学质量项目中,为新教师开发设计了一个胜任力框架[1]。化学学科核心素养的提出,对中学化学教师最大的挑战就是――从“教书”转向“育人”,这要求化学教师要具备相应的教学胜任力,在教学实践中才能实现对学生核心素养的培养。笔者认为,化学教师的教学胜任力主要包括“转化的智慧”、“实验教学能力”、“培养学生的思维能力”、“教学创新能力”、“教育理想”五个方面的主要内容。
1. 转化的智慧
教学胜任力的提出,让我们思考什么才是一个好的化学教师。优秀的化学学者并不一定就是好的化学教师,知识的渊博并不意味着就有能力把知识传递给学生[2]。教师是教学的具体实施者,在发展学生核心素养中起着转化的重要作用。教师要选择合适的教学内容,运用合适的化学教学方法和策略,将教师知识转化为学生的核心素养。这要求教师全面理解化学学科知识,包括化学内容知识、化学认识论知识等;充分了解学生理解化学知识的情况,包括原有水平、认知困难等;以教学法知识,包括教育学及心理学知识等作支撑。
2. 实验教学能力
实验教学能力是化学教师专业水平的重要组成部分。化学实验对发展学生化学素养的重要作用是其他任何教学手段所无法代替的。科学探究实践是以化学实验为主的探究,强调用实验方法学习和研究化学[3]。教师要明确实验的重要性,深刻认识实验的功能和价值。具备熟练的实验能力,包括实验操作技能、实验教学能力、实验研究能力等,并能够开发高质量的实验探究课题。
3. 培养学生思维的能力
核心素养导向下,提升学生的思维能力成为化学教育教学重点,思维教学的重要性远大于知识教学。要培养学生的思维,教师自身必须具有相应的教育艺术,有思想、有智慧,以良好的思维品质去影响学生,引导学生思考。教给学生化学思维方法,帮助学生学会分析解决化学问题,训练学生敏锐的观察力、灵活变通、迁移运用的能力,培养学生高品质的化学思维能力。
4. 教学创新能力
教师要能够开发化学课程和化学教学资源,挖掘教材中的育人潜能,创新教学方式方法,对已有的教学模式、策略方法进行改进。在实验教学中也要树立创新意识,改进实验。设计能够促进学生认识发展、培养学生的核心素养的学习任务,在教学设计中有自己的创意和特色。教学创新能力是化学教师较高层次的胜任力。
5. 教育理想
现实教育工作中地位待遇问题、准备化学实验要额外投入很多时间精力以及对工作的倦怠感等严重影响化学教师的教学热情,他们只能做低层次的知识传递工作,这与发展学生核心素养是格格不入的。化学教师要有对化学科学的热爱、强烈的教育信念以及价值感,根据自身的情况确定教育事业目标,才能有激情构建高效教学。教师专业素质的提高可以使教师体会到成就感和信心,获得教书育人的满足感,在教学工作中实现人生目标和人生价值。化学教师要确立坚定的职业信念,不断追求新的更高的职业境界。
二、高中化学教师教学胜任力提升的途径
对高中化学教师的教学胜任力进行培育,转变教师的教育观念,改变教学行为,实现教师专业水平的提高,从而促使“核心素养”的培养真正落地,推动基础教育课程改革。
1. 深入研究化学课程知识
教师对化学教学内容的理解和把握程度取决于化学课程知识。课程标准和教科书是化学课程知识的重要来源。教师必须认真研读即将颁布的新修订的新课程标准,研究化学核心素养与课程目标、课程基本理念与性质、课程结构、课程内容、实施建议和学业质量标准等,把握体现化学学科本质的特征的知识技能、基本观念、化学学科思维能力和价值观等。教材是教师开展教学活动的最主要的资源。教师在制定教学目标之前,必须对教材内容进行详细的分析与解读。如知道特定课题教材的编排情况及编排意图,知识的产生方式以及内容特点,可利用来发展学生核心素养的有哪些等等。要根据发展学生核心素养的需求,充分挖掘教材内容,必要时还要将教材内容进行整合和组织。
2. 提升实验素养
现实化学教学实践中教师的实验教学弱化的程度相当严重,存在对实验认识理解不透、不理解实验操作的原理、操作不熟练等问题。提升化学教师的教学胜任力,必须加强培育其实验素养。加深对教材实验的理解,分析该实验对突破知识点的作用,透彻理解教材设计和选择该实验的意图,挖掘课本实验的内涵和价值[4]。还要从对课本实验的理解转移到培养实验探究能力、提升创新意识这个方向上。
3. 善于反思交流
积累每次教学过程中的感受,认真撰写教学反思或教学后记;观摩教学、跟同行或专家交流讨论,反思不足。如在每次教学之后进行教学反思:学习任务设计的有效性如何?学生对于化学知识的理解是否达到了教学目标要求?是否真正有效提升学生的核心素养?在积累的同时重视思考,达到对教学目标、教学策略的重新认识。教师只有在教学活动中不断地进行调整,才能提高教学胜任力。一开始,化学教师的教学反思主要是一些教学问题、教学困惑点或兴趣点,这样的反思是较低层次的、零散的。通过与教学理论或有经验的教师教学操作的验证磨合,调节自身的教学行为,再总结,使教学反思达到系统思维的高度,进而形成自己独特的化学教学实践操作体系,从而形成自己的教学风格。
4. 提升教学研究水平
相当一部分化学教师认为“教学与教学研究有冲突”、“没有时间进行教学研究”、“找不到合适的研究题材”。教学理论水平停留在较低的层次,无法从“碎片化”的经验层面上升为具有前瞻性的、成体系的教学实践理论。化学教师一定要看到教育教学理论对教学行为的指导作用。随着教学经验的不断积累,教学与教学研究应该是相辅相成、互相促进的。当外在的化学教学理论被教师理解和内化,并结合教学实践转化为自己的观点,便逐渐形成了化学教师的个人化学教学实践理论,经过升华和重建,最终形成自己的教学理念。研究力对其他胜任力起催化作用,如果其水平不高,其他胜任力的作用将会大打折扣[5]。
5. 加强拓展性内容知识的学习
关键词:核心素养;科学精神;思维能力;三重表征;氧化还原反应方程式;微习题
一、背景说明――化学学科核心素养
2014年3月30日,教育部印发了《关于全面深化课程改革落实立德树人根本任务的意见》,文中首次出现了“核心素养”这个概念。日本学者恒吉宏典等主编的《授业研究重要术语基础知识》认为,核心素养指“学生在学校教育的学习场所习得的、以人类文化遗产与现代文化为基轴而编制的教育内容,与生存于生活世界的学习者在学习过程中所形成的作为关键能力的内核”。
2016年9月13日,在北京师范大学举行的新闻会上,教育部委托课题“中国学生发展核心素养”研究成果正式,北京师范大学教授、课题组组长林崇德了《中国学生发展核心素养(征求意见稿)》,其中第五点:科学精神(崇尚真知、理性思维、勇于探究),主要是个体在学习、理解、运用科学知识和技能等方面表现的价值标准、思维方式和行为规范。
化学科学在漫长发展过程中,积累的不仅仅是丰富的化学
知识,更积淀了一种强有力的认识世界和思考世界的方式。苏格兰格拉斯哥大学的约翰斯顿(Johnstone)教授等人通过多年的思考与研究,总结出了现代化学包含的三个基本成分,即“三重表征”思维方式。学习和研究化学,不仅要从宏观的视角对物质的性质和变化进行观察和描述,还要从微观结构上进行解释,以把握事物的本质和规律,还要用化学符号进行表达和交流。从宏观、微观、符号三种水平上去认识和理解化学知识,并建立三者之间的内在联系以及在三者之间自由灵活地转化,这已成为国际上公认的化学学科不同于其他学科最特征的思维方式。
二、问题的提出――高考试题赏析、考点解读
例1.(2016新n标I卷28题)NaClO2是一种重要的杀菌消毒剂,也常用来漂白织物等,其一种生产工艺如下:
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回答下列问题:
(2)写出“反应”步骤中生成ClO2的化学方程式 。
(4)“尾气吸收”是吸收“电解”过程排出的少量ClO2,此吸收反应中,氧化剂与还原剂的物质的量之比为 ,该反应中氧化产物是 。
例2.(2016新课标I卷27题)元素铬(Cr)在溶液中主要以 Cr3+(蓝紫色)、Cr(OH)-4(绿色)、Cr2O2-7(橙红色)、CrO2-4(黄色)等形式存在。Cr(OH)3为难溶于水的灰蓝色固体,回答下列问题:
(4)+6价铬的化合物毒性较大,常用NaHSO3将废液中的Cr2O2-7还原成Cr3+,该反应的离子方程式为 。
考纲要求:①理解质量守恒定律的含义。②了解氧化还原反应的本质是电子的转移。③了解常见的氧化还原反应。④掌握常见氧化还原反应方程式的书写和相关计算。
教育部考试中心单旭峰老师在《深化改革 平稳过渡――2016年高考全国卷化学试题特点剖析》一文中总结道,2016年全国卷化学高考试题:贯彻改革精神,加强能力考查,特别突出了信息获取和独立思考能力考查。信息获取能力考查主要是通过提供物质数据信息、反应信息以及流程图等方式,要求学生利用这些新信息分析和解答问题。
单旭峰老师也特别指出,高考化学试题继续提供一些对学
生而言未曾接触过的陌生信息(包括一些新颖的反应和数据图
表信息),丰富试题的呈现形式,增加试题信息的广度和深度,进一步加强对考生获取信息、加工和处理信息、利用新信息进行独立思考的能力。要求考生通过“现场独立自学”的方式,从中抽象、概括出新的理论或发现数据之间的关系,同时与学过的知识整合,形成较全面的网络化知识体系,将这些知识体系进一步应用到新的情境中,从而解决问题。新情境下陌生氧化还原反应方程式的书写恰恰是体现了上述的考查方向,是高考考查的热点,也是化学核心素养的重要组成部分。
表1 近三年全国高考新课标I卷化学试题陌生氧化还原反应方程式书写的考查及变化轨迹
■
我们不难得出如下几个主要结论:(1)陌生氧化还原方程式书写的考查总体稳中有升;(2)题目与生产、生活联系紧密,体现了STSE的思想;(3)注重能力考查,尤其是信息获取能力和思维能力的考查;(4)以氧化还原反应的基本概念、基本规律为核心,考查知识范围更加广泛、灵活。具体来说,陌生氧化还原方程式书写的考点主要有:①N、S、Cl、Fe、Cr、Mn等重要元素及其化
合物的性质。②利用题目信息判断主要反应物和生成物。③利用电子守恒、电荷守恒、质量守恒等手段配平方程式。④结合题目溶液的环境(酸性、碱性、熔融化合物)写出完整的方程式等。
三、教学设计――考点突破、能力提升
英国哲学家斯宾塞说:“教育中应该尽量鼓励个人发展的过程应该引导儿童自己进行探讨,自己去推论。给他们讲的应该尽量少些,而引导他们去发现的应该尽量多些。”现代课堂注重讲练结合,以学生为主体,以练习为主线,精讲精练,这样学生才能更好地完成知识构建,才能深刻理解,有效掌握,才能在巩固知识的基础上提升能力,进一步培养学生的理性思维和实事求是、严谨认真的科学精神。
1.知识构建:陌生氧化还原反应方程式的书写步骤(例2)
(1)找产物(基础):认真审题,结合题目信息判断氧化还原反应的主要反应物和主要生成物。
Cr2O72-+HSO3- ― Cr3++SO42-
(2)看得失(核心):抓住本质,利用得失电子守恒配平上述方程式片段。
Cr2O72-+3HSO3- ― 2Cr3++3SO42-
(3)配系数(难点):结合题目环境(酸性、碱性、熔融化合物)对反应进行必要的补充,并结合电荷守恒、质量守恒进行完整配平。
Cr2O72-+3HSO3-+H+ ― 2Cr3++3SO42-+H2O
(4)查守恒(保障):利用三大守恒规律对方程式进行检查。
Cr2O72-+3HSO3-+5H+■2Cr3++3SO42-+4H2O
2.练习提升(1)考点突破的核心:用最小公倍数法进行得失电子守恒的基础计算
练习1.(2014新课标I卷27题)次磷酸(H3PO2)是一种精细磷化工产品,具有较强还原性,回答下列问题:
(2)H3PO2可将溶液中的Ag+还原为银,从而可用于化学镀银。利用H3PO2进行化学镀银反应中,氧化剂与还原剂的物质的量之比为4∶1,则氧化产物为 (填化学式)。
练习2.(2015年新课标II卷28题)二氧化氯(ClO2,黄绿色易溶于水的气体)是高效、低毒的消毒剂,回答下列问题:
(1)工业上可用KC1O3与Na2SO3在H2SO4存在下制得ClO2,该反应氧化剂与还原剂物质的量之比为 。
3.练习提升(2)考点突破的难点:结合题目酸碱性环境将方程式补充完整
练习3.(2016年新课标III卷27题)煤燃烧排放的烟气含有SO2和NOx,形成酸雨、污染大气,采用NaClO2溶液作为吸收剂可同时对烟气进行脱硫、脱硝。
(2)在鼓泡反应器中通入含有SO2和NO的烟气,反应温度为323K,NaClO2溶液浓度为5×10-3mol・L-1。反应一段时间后溶液中离子浓度的分析结果如表2。
表2
■
①出NaClO2溶液脱硝过程中主要反应的离子方程式
。
②随着吸收反应的进行,吸收剂溶液的pH逐渐
(填“提高”“不变”或“降低”)。
练习4.(2012年新课标I卷26题)(4)高铁酸钾(K2FeO4)是一种强氧化剂,可作为水处理剂和高容量电池材料。FeCl3与KClO在强碱性条件下反应可制取K2FeO4,其反应的离子方程式为 。
四、教学反思――化学学科核心素养培育的回归
1.根本出发点:立德树人
素养,决定于后天的养育因素和环境影响的那些部分,强调了学校教育的重要性,学校教育大有可为,更应该有所作为。从素质教育到核心素养,是我国基础教育改革向前迈进的一大步。全面系统地凝练和描述学生发展核心素养指标,建立基于核心素养发展情况的评价标准,是对素质教育内涵的具体阐述,也是对素质教育过程中存在问题的反思与改进,从而深入回答“教育要培养什么人”的问题。
2.化学学科的核心素养
化学课堂的主体:学习内容、方法论、世界观,用三维目标来解读即知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观。基于对化学主体的认识,上海师范大学吴俊明教授对化学学科核心素养的组成、结构与表述为:
(1)作为化学学科核心素养的基本观念:化学物质观、化学变化观、化学学科观、科学技术观、科学世界观、科学发展观以及人生观等重要观念;
(2)作为化学学科核心素养的关键能力:化学信息能力、化学学习能力、化学实践能力;
(3)作为化学学科核心素养的重要品格:敢于质疑、创新,不怕困难的精神(科学精神);积极、认真、实事求是的态度;强烈、持久的社会责任心、对人民群众的关爱心以及家国情怀等。
基于“核心素养”“三重表征”的这样一节《陌生氧化还原反应方程式书写》课,既要注重氧化还原反应的基本概念、基本规律等化学基础知识、基本技能的巩固提升,更要提升高度,体现化学学科的育人功能。
首先这节课的设计从多个维度体现了辩证唯物论:世界是物质的,物质是变化的,变化是有规律的,我们要做的就是理解和掌握规律,并学会运用,同时这节课也注重了多个化学学科核心素养的培育。
①物质变化、守恒、三重表征等学科思想、学科方法的渗透,获取信息能力、综合运用题目信息和所学知识解决问题的能力
等学科能力的培养;
②通过学科知识的构建立德树人,培养学生正确的化学学科观、科学世界观、物质变化发展观;
③培养学生遵循规律、迎难而上、严谨踏实的科学态度。
参考文献:
[1]钟启泉.核心素养的“核心”在哪里:核心素养研究的构图[N].中国教育报,2015-04-01.
[2]单旭峰.深化改革 平稳过渡:2016年高考全国卷化学试题特点剖析[J].中学化学教学参考,2016(7):62-63.
doi:10.3969/j.issn.1008-0546.2017.07.021
当前中外教育特别重视的学科核心素养是指本学科给予学生未来发展必备的品格和关键能力;是在解决复杂的、不确定性的现实问题过程中表现出来的综合性品质或能力;是学科的知识和技能、过程与方法、情感态度和价值观的整合。化学学科要培养学生运用探究的手段,在探究中寻找证据进行推理,学会透过宏观现象审视变化的微观本质,同时还要关注学习化学的社会意义,这些都是在发展学生与化学学科相关的核心认识、关键能力和必备品格,即发展学生的化学学科素养。
本文将就“分子和原子”第二课时的教学来介绍本人在培养学生化学学科核心素养方面的一些做法。
一、教学背景分析
1. 教学内容分析
从本章节开始,学生认识物质的视角将从宏观转向微观,并将对微观世界进行一系列探究活动,这是一个循序渐进的过程。本部分内容重在揭示化学变化中分子、原子是如何变化的。通过实例分析由分子构成的物质在发生物理变化和化学变化时的不同情况,从而揭示出分子是保持物质化学性质的最小粒子。通过两个典型的化学反应,分析得出在化学变化中分子可以分成原子,原子可以结合成新的分子。
2. 学情分析
学生已经学习了物理变化、化学变化、物质的性质、化学实验基本操作。在小学自然和初中物理也学习了物质的三态变化、物质热胀冷缩等和分子、原子部分相关的知识,这为学习新知识做了知识铺垫。分子是初中学生接触到的微观粒子之一,在此之前学生只有一些微观现象的感性认识,比较缺乏理性认识。
二、教学目标
1. 通过实验探究和微观动画展示,理解分子是保持物质化学性质的最小粒子;通过分子模型的组建理解原子是化学变化中的最小粒子,从而加深对化学反应实质的理解。
2. 能够运用分子和原子的观点解释一些日常现象,能够区分物理变化与化学变化。
3. 通过对物质及其变化的宏观现象与微观本质之间相互联系的分析推理,逐步培养学生的想象力和思维能力。
4. 知道在化学变化中,分子是可分的,而原子却是不可分的。培养学生学会运用辩证统一的观点来思考问题的思想方法。
三、教学重点和难点
1. 重点:逐步学会科学探究的学习方式;认识并理解分子和原子的基本概念;能够运用分子和原子的观点解释生活中的现象。
2. 难点:培养学生的抽象思维能力、想象力和分析、推理的能力。从微观角度认识物质的变化和物质的分类。
四、教学过程设计及解析
教学环节1:从分子的角度认识物质的变化
设计意图:先由学生熟悉的水的蒸发过程入手,再以前一单元刚学过的过氧化氢的分解为例,创设教学情境,通过小组合作,画一画变化前后的微观模型,让学生感知由分子构成的物质,在发生物理变化和化学变化时的不同表现,在此过程中培养学生的核心素养,具体分析如下。
宏观辨识与微观探析: 水的蒸发和过氧化氢的分解是两个宏观现象,学生通过画微观示意图了解变化的本质,物理变化中,分子本身不变,化学变化中,分子发生改变,变成别的物质的分子。培养学生学会从微观的角度看物质,用微粒的变化分析物质的变化。
变化观念与平衡思想: 在讲解水的蒸发的过程时使用了动画模拟水分子变化前后的状态,使学生能够直观地感受到分子是在不断运动的,并且温度越高分子的运动速率越快,但是分子的数目不会增减。
教学环节2:分子与物质化学性质的关系
演示实验
设计意图:通过实验探究引导学生分析淀粉变蓝的本质原因,进一步培养学生的核心素养,具体分析如下。
实验探究与创新意识:利用学生在生物中学到的淀粉遇碘变蓝的知识设计了对比实验,体现了探究精神和创新意识。
寻找证据进行推理:通过对比实验的设计,让学生观察到明显的实验现象,碘酒和碘蒸气都能使淀粉变蓝,从而证明同种分子化学性质相同,帮助学生理解分子是保持物质化学性质的最小粒子。
宏观辨识与微观探析:学生看到的是宏观的实验现象,淀粉遇到碘酒和碘蒸气都变成了蓝色,引导学生分析微观本质,碘酒和碘蒸气中都含有相同的碘分子,使淀粉变蓝的是碘分子。
科学精神和社会责任:碘蒸气是有毒的,为了减少碘蒸气进入空气中,我们在实验中用馒头塞住烧瓶的瓶口,并且尽量缩短加热的时间,体现了环保意识和高度的社会责任感。
教学环节3:分子与原子的联系
设计意图:分子和原子这些肉眼看不到的微观粒子很抽象,学生不容易理解,我们通过各种分子模型让学生直观地感受分子原子的存在,以及在变化中的表现。在此过程中,充分实现了培养学生核心素养的教学,具体分析如下。
宏观辨识与微观探析:对中学生来说,分子和原子这些肉眼看不到、手摸不着的微观粒子的确非常抽象,我们只能借助多种分子模型,使学生具体的、可感的理解分子的构成,在此基础上,认识现象背后的一般规律,学生的抽象思?S能力也得到了培养。
证据推理与模型认知:分组活动,给学生两个过氧化氢分子模型,演示过氧化氢分解产生水和氧气的变化过程,学生通过演示自然理解在化学变化中,分子可以破裂成原子,原子重新组合成新的分子。
教学环节4:从分子的角度理解物质的分类
设计意图:从学生已有的物质分类的知识入手,并结合微观图片,透视分类的本质,只含一种分子的物质是纯净物,含有不同分子的物质是混合物。
五、教学反思
1. 发展化学学科核心素养要依托教学内容,并基于?W情进行改造,让学科的教学内容更贴近学生的认知水平,呈现方式更符合学生的认知规律。例如本节内容中“由分子构成的物质,分子是保持其化学性质的最小粒子”这一知识,教材中并没有相应的实验,学生很难理解这句话的意义。我们可以让学生借助已有的知识,设计简单的实验,并通过观察、想象、类比等方式,引导学生观察实验现象,分析现象背后的本质,在此过程中可有效培养学生宏观辨识与微观探析,证据推理和模型认知以及实验探究与创新意识等核心素养。通过整合,增删,让学生对化学知识的理解有新的提高。
关键词:教学环节 ;提升;化学核心素养
作者简介:范海燕,女,江苏省沛县人,大学本科学历,理学学士学位,中学高级教师,主要从事高中化学教学及研究.
化学核心素养包含的内容主要有:以培养学生完美人格和终身学习能力为宗旨,指导学生从更高的野和境界上自我发展;培养学生的化学学科素养、化学思维素养、化学信息素养、跨学科综合创新素养、合作交流能力以及正确的情感态度与价值观等.这些素养的形成与我们的教学是息息相关的,因此抓实教学环节,是提升学生化学核心素养的有效途径.
“抓实”是实实在在抓好课堂,措施得当,环节落实到位.我们有时候这样评价某某老师:水平有,就是不出成绩.其中很大程度上就是没抓实课堂教学的原因.有时教师把课堂上自己讲的精彩作为核心工作,反思之后,不得不改变:学生真正掌握了多少是教师评价自己课堂优劣的标准.要提升学生的化学核心素养,必须抓实教学环节,提高课堂效益.笔者为了这个“实”不断摸索,主要从以下几个方面做起.
一、精心设计活动单是落实教学环节,提高课堂效益的前提
如何通过创设情境、点拨启发、评价、反思、提升等手段引导学生自主学习,充分发挥学生在教学中的主体性,是需要解决的问题.以前的课堂都是以讲为主,手头上没有成熟的学案,更谈不上提升学生能力的活动单.为了设计高质量的活动单,先吃透教材思想,大致构思本节课的设计思路,然后再在一些教育网站上下载一些优质教案、课件作为有益的补充.集体备课中全体成员共同审核,提出自己的见解和建议,逐步完善,设计出精致的活动单.
比如选修5《有机化学基础》第三章第四节有机合成的活动单设计中,为了逐步达到目标、化解难点,问题的设置就要有梯度,笔者设计了如下问题:
用化学方程式表示出下列官能团的引入或转化方法:
(1)以生成乙烯为例,列举引入碳碳双键()的方法
(2)以生成溴乙烷、1、2-二溴乙烷、溴苯为例,列举引入卤原子(-X)的方法
(3)以生成乙醇为例,列举引入羟基(-OH)的方法
(4)以生成乙酸为例,列举引入羧基(-COOH)的方法
通过这些比较熟悉的物质入手,学生积极性很容易被调动起来,经充分讨论后对官能团的引入、转化有了基本的思路,这些基础知识抓实了,学生就可以逐步掌握解决综合性的合成题的一般思路.利用活动单让学生获得了解决问题的方法与视角,这种能力的获得和发展才是影响学生一生的.
再如在设计电解原理及应用的活动单时,课堂反馈中设计了2016年高考全国新课标Ⅰ卷第11题“三室式电渗析法处理Na2SO4废水”,该题通过创设陌生情境对学生迁移思维能力进行了考查,同时这种方法将工业废水转化为硫酸和氢氧化钠溶液,体现了化学与可持续发展的理念,能引领学生关心身边的科学问题、关注社会的发展和进步.这样以生活、生产中的真实问题为情境,以中学化学基础知识为载体的问题设计,有效地考查了“科学精神与社会责任”这一学科核心素养.
二、落实教学环节是精心打造高效课堂的关键
高一年级化学教学尤其是第一学期进度是非常快的.但是化学的周课时数并不多,所以提高课堂效率是重中之重.笔者从以下几个方面谈谈自己的教学体会:
1. 课堂内容结构要合理
高一化学试题很多都是经过改编的高考题,不深入研究的话就给人错觉,造成我们在授课过程中,没有紧抓课本、抓基础,总想一步到位;扩展内容过深、过难;以高考的要求来要求高一的学生,忽视了他们是刚从初中踏入高中的新生,加大了学生学习的难度,也影响了学生听课效果和学化学的积极性.经常是考试之后才发现讲的难的没考,基础的学生也没掌握.所以教师在上课前一定要研究学生、研究课本.知识点由易到难的过程要多设置台阶,遵循学生的认知规律.
2.课堂上时刻留意学生的情况,根据学生的掌握情况调整自己的授课情况
尽管们每节课都有教学任务,但是可以根据实际的情况加以调整.比如《化学反应原理》模块中“化学电源”一节,笔者以氢氧燃料电池为例教学生燃料电池在不同电解质溶液中的电极、电池反应式的写法后,以甲烷燃料电池进行巩固,介质多了熔融氧化物和碳酸盐.有的同学用总反应式减去负极反应后得到正极CO2也参与电极反应觉得奇怪,笔者及时在课堂反馈中引入2015年江苏高考第10题让学生辨析、对比,学生分析题图发现正极通的是氧气和二氧化碳的混合气.虽然开始定的任务未完成,但是这个知识点学生掌握的就很实在.
3.引导学生在理解的基础上记忆
化学有很多记忆性的内容,以化学方程式为例,高一化学内容几乎涵盖了高中所有的化方程式.所以高一的考试特别注重化学方程式的考查.为了让学生记住化学方程式,我一开始的法宝就是让学生课堂一开始就默写的办法,后来发现效果甚微.学生都是课前强记,记忆时间短并且不会灵活运用.后来我把重点放到分析化学方程式的书写方法上,然后再以情景方程式的形式进行迁移,发现效果很好.比如在讲铜和硝酸的反应后,可以进行这样的情景方程式的训练:利用镀银的碎热水瓶胆与稀硝酸反应,可以制得硝酸银溶液,写出该反应的离子方程式;在讲SO2的性质时,引导学生分析其作为酸性氧化物具有的性质后,进行这样的训练:为防治酸雨,降低煤燃烧时向大气排放的SO2,工业上将石灰石和含硫的煤混合后使用.请写出燃烧时,有关“固硫”(不使硫化合物进入大气)反应的化学方程式.这些训练既能落实元素化合物的性质训练,又能让学生感受到学以致用,展现了化学贴近时代、贴近社会、贴近生活的课程理念.
三、精心选编课内、外练习是提升学生核心素养的保障
晚自习课上尽量不讲课,做定时练习.作业精细化,每次试卷都全批全改,做好错题的统计工作,这样讲课时才能有的放矢,讲完后让学生做相应的矫正补偿练习,平时要求学生整理错题集,错题本第一页要有目录,其目录的内容是各章节及对应的页码,这样的归类整理大大提高了效率.另外错题集没必要整题都抄,比如选择题的某个选项是学生不理解的.学生完全可以用自己的语言把错题进行整理分析,这样的精简也增强了可操作性.这不仅让学生学习了科学知识,更重要的是这样的一个发现问题整理问题的过程也潜移默化的培养学生学会学习的素养.
基于核心素养的化学教学是体现化学课程价值的必由之路.教师应抓实每个教学环节,以提升学生核心素养为目标,创设有利于学生能力发展的学习情景,培养学生的重要品质和各方面能力.
参考文献:
[1] 于海强,林肃浩.在选修课教学中培养学生化学核心素养的实践[J].中学化学,2016(10):7-9.
[2] 李晓东.理解学科核心素养的三个关键[J].今日教育,2016(3):15-17.
为全面贯彻党的十和十八届三中全会精神,深入实施教育规划纲要,2014年4月,教育部印发《关于全面深化课程改革落实立德树人根本任务的意见》,提出“将研究制订学生发展核心素养体系,明确学生应具备的适应终身发展和社会发展需要的必备品格和关键能力”。2014年年底前启动的普通高中课程标准修订工作,将提炼和确定学科核心素养作为修订工作的主要内容之一。随后,关于核心素养的研究大量展开,相关研究成果也相继面世。随着研究的深入,更多的研究者开始着眼于如何在具体教学中发展学生的核心素养。本期聚焦精选了五篇来稿,分别探讨在化学、数学、英语、物理等学科的具体教学中实现核心素养的培养途径,以期帮助一线教师更好地理解核心素养。
摘 要:从化学学科核心素养角度着手,在“二氧化硫的性质和作用”课堂教学中进行学科的变化观、实验观、环保观、对比观等思维的培养,形成积极、主动的思维去发现问题,并找到切实可行的解决问题的方案。
关键词:核心素养;二氧化硫的性质;教学反思
伴随着高中化学课程标准的修订,“立德树人”的根本任务的确立,要求学生在学习中形成学科的核心素养观,要求教师在教学中能帮助学生形成能体现学科自身本质特征,具有学科性质的核心素养观[1]。元素化合物是化学学科知识体系的基础,对于学生学科核心素养的养成有重要的作用。以“二氧化硫的性质和作用”教学为例,从元素化合物的角度展开,进行化学学科核心素养培养的教学设计,实验探究教学。
一、 基于学科核心素养设计元素化合物教学
(一)学科核心素养
化学学科核心素养包含了“宏观辨析与微观探析”“变化观念与平衡思想”“证据推理与模型认识”“实验探究与创新意识”“科学精神与社会责任”五个要素。化学核心素养是学生在化学认知活动中发展起来的,并在解决与化学相关问题中表现出的关键素养,体现了学生从化学视角认知事物,并形成脉络。化学学科核心素养的形成,不是通过简单的知识记忆,也不是知识体系的简单组合。它需要学生在学习过程中以及学习的情境中积极互动,形成主动的思维意识,深入理解化学学科特征、特点的基础上形成切实有效的解决化学问题的基本方法与思路,在理解与应用中不断升华、提炼。
(二)基于学科核心素养设计教学
化学学科核心素养的建构,体现在学生能主动运用化学学科的思想方法,多角度、全方位地认识事物,并形成切实可行的思维意识、思维习惯,在化学学科核心素养的指引下,建构丰满的知识体系,引导学生形成学科知识,认知习惯与方式,从而去解决问题[2]。在元素化合物的学习中,化学学科的核心素养就是:结构决定性质,性质决定用途。这反映了一系列知识体系的内在框架。
“二氧化硫的性质和作用”是苏教版《化学》1中专题4的开篇之作,通过对前面一系列元素化合物的知识体系的学习,学生具备了一定的分析、对比的能力。教学中,教师通过一系列情境的创设,让学生去发现问题,并设计方案去解决问题,从而在问题的解决过程中培养化学学科核心素养。
实验观:化学是一门实验的学科,实验揭示了事物的本源,实验带来了问题的解决,这就要求我们切实地回到实验中。本节课设计了“二氧化硫的漂白实验”“二氧化硫与氯化钡溶液、双氧水的实验”“二氧化硫与高锰酸钾反应的探究实验”,以实验为依据,建构二氧化硫的性质、用途的学科核心素养。
对比观:对比分析是化学学科的重要的思维分析方法,本节课创设情境,将二氧化硫的漂白性与次氯酸的漂白性进行对比,将二氧化硫使品红溶液褪色的机理与二氧化硫使高锰酸钾溶液褪色的机理进行对比分析。在对比分析中,让学生去主动探究,通过方案设计、实验论证,找出主因,从而形成化学学科的核心素养。
环保观、平衡观、探究观、创新思维在本节课中也有体现。正是基于这些化学核心素养观中的教学模式的设计,才能使学生形成知识体系,提高了学生发现问题、解决问题的能力。
二、“二氧化硫的性质和作用”教学过程
(一)活动引入 点燃激情
教师:回到生活中的化学,展示红酒图片,重点突出红酒配料的成分为SO2,我们知道SO2有毒,红酒中怎么还会有SO2呢,它的作用是什么呢?性质决定用途,这节课,我们首先来学习一下SO2的性质。
设计意图:通过认知的冲突性,激发学生的探究欲望。开了个好头,使学生投入到探究的情境中来。
教师:二氧化硫能溶于水中,那么大家能完成化学方程式的书写吗?并测定二氧化硫的水溶液的酸碱性吗?
学生:跃跃欲试,激情被点燃。顺利写出化学方程式,并完成溶液酸碱性的测定。
结论:二氧化硫具有酸性氧化物的通性。
设计意图:进一步通过可操作实验,激发学生的学习积极性,并对他们的表现、B度做出表扬,使学生进入学科核心素养的学习模式中。
(二)问题探究 建立对比观
教师:设计探究SO2漂白性的实验方案,并提供改进实验操作的方法:向试管中加入2mLSO2水溶液,逐滴滴加品红溶液,振荡,观察现象;在试管口套一个小气球,然后加热试管,观察现象。
教师:实验现象说明了什么?
学生:二氧化硫具有漂白性,并且是不稳定的漂白。
教师:展示二氧化硫与石蕊试液的试管,还有二氧化硫与品红溶液的试管,二氧化硫能漂白指示剂吗?
学生:二氧化硫能使品红溶液褪色,但不能漂白指示剂。
教师:回顾在氯气的学习中,新制的氯水和石蕊试液接触的现象是什么?
学生:先变红,后褪色。
教师:原因是什么呢?
学生:变红是因为H+,褪色是因为HClO具有漂白性。
教师:请大家总结HClO与二氧化硫漂白性的差异。
设计意图:构建学科素养平台,建立对比观,让学生在理解的前提下,投入到生动的学习情境中,通过实验探究活动,在解决问题的过程中,构建知识体系,促进学科核心素养能力的提升。
(三)层层推进 再建对比观和实验观
1.二氧化硫与高锰酸钾溶液的反应
教师:二氧化硫通入到品红溶液中,体现了二氧化硫的漂白性,那么我们来分析下面这个实验。
演示:将含二氧化硫的水溶液滴入到含高锰酸钾溶液的试管中,观察实验现象。
教师:发现高锰酸钾溶液褪色了,这是二氧化硫的漂白性的体现吗?
学生:讨论分析,产生思维碰撞,提出观点,溶液再次加热,如果高锰酸钾溶液的颜色能恢复,则是漂白性,反之则不是。
验证:实验验证,加热溶液,颜色不恢复。那么不是因为二氧化硫的漂白性,那是什么呢?
教师:引导分析,请大家从各自物质分析,分析高锰酸钾具有什么性质,二氧化硫从硫的价态的角度进行分析。
学生:高锰酸钾具有强氧化性,二氧化硫容易被氧化,二者发生了氧化还原反应,生成了硫酸根。
教师:如何设计实验进行验证呢?
学生:取样后,加入BaCl2溶液,产生白色沉淀,则说明SO2被KMnO4氧化成了硫酸根,二氧化硫体现了还原性。
教师:实验验证,并请书写出化学方程式。
学生:准确、迅速地完成了化学方程式的书写。
设计意图:学习了二氧化硫的漂白性后,进行二氧化硫与高锰酸钾溶液的反应实验,进行对比分析,形成冲击感,使学生的印象深刻,提高了学习挑战性,激发学生的高级思维活动,很好地体现了化学学科核心素养的升华。
2.SO2与BaCl2、H2O2溶液的反应
实验操作与现象:
教师:这一系列实验操作中,透过现象看本质,你得到了什么样的结论?为什么加入双氧水后,溶液中产生了大量的浑浊现象?请同学们,从二氧化硫的性质角度进行分析。
学生:H2O2将H2SO3氧化成了硫酸,硫酸与BaCl2反应生成了BaSO4沉淀。
教师:为什么在开始的时候会有少量浑浊?这个浑浊是BaSO3吗?
学生:不会是BaSO3,如果是BaSO3,应该产生大量的浑浊。
教师:那一开始的浑浊会是什么呢?加强引导分析。引导学生回忆Fe(OH)2的制备中,需要注意的点。
学生:溶液中的部分H2SO3被O2氧化成H2SO4,形成了BaSO4沉淀。
教师:我们的记忆中,BaSO3是难溶物,那么为什么开始的时候,不能形成BaSO3沉淀呢?
教师:这个知识点对于学生来说是难点,应加强引导分析。引导学生书写化学方程式,找问题。
学生:二氧化硫与BaCl2溶液不反应,是因为不能违背强酸制备弱酸的原理。
结论:H2SO3容易被H2O2氧化成H2SO4。其实二氧化硫还可以被很多具有氧化性的物质氧化,比如Cl2、O2、Fe3+等。
设计意图:这是一个层层递进的实验,通过学生的操作,学生在分析变化过程中,形成认识,为什么不能形成BaSO3沉淀,双氧水的作用是什么,二氧化硫体现了什么性,通过思维分析、实验验证,解决了困惑,建构了学科的实验观、变化观、守恒观。
(四)直面现实 建构环保观
教师:展示一些对比图片,明确这是酸雨的破坏引起的,那么什么是酸雨,酸雨pH值有什么要求,引起酸雨的物质主要是什么?酸雨对自然环境有哪些破坏作用?
学生:酸雨的pH值小于5.6,引起酸雨的主要物质是SO2。酸雨使湖泊酸化,影响水生生物的繁殖。酸雨使土壤中钙、镁、磷等营养元素溶出并迅速流失,导致土壤肥力下降并酸化,农作物和树木生长遭到破坏。酸雨使建筑物腐蚀加快。
教师:酸雨对自然环境破坏非常严重,希望大家爱护家园,形成良好的环保意识。现在有一瓶酸雨,测定pH值为5.5,每隔一段时间测定一次pH值,发现溶液的pH值变得越来越小,为什么?请同学们结合已学知识分析。
学生:这是由于空气中的氧气将酸雨中的H2SO3缓慢氧化成H2SO4,将弱酸缓慢氧化成强酸,酸性变强。
教师:请大家阅读课本,明确酸雨防治的办法。酸雨治理中,请大家明确,最终产物中硫的价态。
设计意图:通过图片展示,让学生体会了酸雨的破坏力,倡导学生的环保意识,同时设置情境,再次强化了二氧化硫的还原性,对化学的变化观形成认识,突出了化学学科素养性。
三、 教学体会
本节课是苏州教科院组织的“三省四校同课异构教学”中的一节展示课的设计,立足于“苏式课堂”,以“核心素养,提升有效教学”为指导,从结合实际和观察现象出发,让学生通过观察分析推测性质实验验证得出结论,体现探究式学习方式。本节课以“干红中SO2的作用”为背景,积极体现化学之美,做到 “以生为本”。利用红酒中SO2的作用与学生已有SO2的负面印象产生冲击,激发其探究欲,并由此引出相关问题,设计展开五个小组活动:①二氧化硫可溶于水且与水反应。设计实验,通过产生明显现象说明SO2可溶于水,溶液显酸性表明SO2与水发生了化学反应。②在二氧化硫水溶液生成的基础上设计证明漂白性的实验,用水溶液代替二氧化硫气体,并分析漂白原理。③在学了漂白性的基础上分析二氧化硫和高锰酸钾溶液的反应,并设问是否为漂白性的体现,分析物质的性质,引导学生用实验验证。④在前面学习的基础上,环环相扣,分析SO2与BaCl2不能反应却在混合后有浑浊,推测SO2具有原性。并利用H2O2溶液实验验证SO2的还原性。⑤在酸性氧化物学习的基础上,通过图片的形式引入酸雨,让学生明确酸雨的形成和防治,然后回归课本,增强了学生的环保意识。
通过一系列场景的创设,有效激发学生的学习热情;将知识问题化,通过化学实验、分析化学原理、类比迁移等方法使问题得以解决;遵循学生的认知规律,由浅入深,由现象到本质,使教学目标得以达成。
设计中遵循绿色化学思想,将以往采用SO2气体进行的实验,在可能的情况下改为SO2水溶液进行实验(验证二氧化硫漂白性实验中用SO2水溶液代替SO2气体与品红溶液反应),并且尽可能在密封的环境下进行(用饮料瓶存装二氧化硫水溶液密封等),防止或降低污染。
由于课堂时间有限,知识侧重不同,部分知识点在本节课的设计中没有呈现,而是将其作为课外探究问题提出,有兴趣的同学可以结合本节课的学习方法,课外自主探究,也使知识的学习由课内延伸至课外。
参考文献: