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随着国家发展学生核心素养体系的,重视和深化发展学生核心素养成为基础教育改革的热点和方向,落实立德树人是课程改革的核心和根本任务,发展学生的核心素养是育人的重要目标。[1]2017年新修订普通高中生物学课程标准明确将生物学核心素养作为课程宗旨,生物学课程的根本任务是提高学生终身发展所需的生物学核心素养[2],因此课程、教学、评价都要基于核心素养来设计和实施。下面以“DNA的复制冶为例谈谈在教学中培养学生的核心素养。摇摇
一、基于生物学核心素养的教学分析
生物学核心素养是学生在生物学课程学习过程中逐渐发展起来的,在解决真实情境中的实际问题所表现出来的必备品格和关键能力[3],包括生命观念、理性思维、科学探究和社会责任四个方面。生命观念是生物学核心素养的基础和支柱,生命观念的形成离不开理性思维和科学探究,理性思维是科学探究的重要内涵,科学探究是理性思维的实证过程,在形成生命观念、进行理性思维和科学探究的过程中,最终形成一定的社会责任意识和义务。[1]基于核心素养的教学,将课程目标定位在核心素养上,需要我们从关注知识点的落实转向素养的养成,从关注教什么转向关注学生学会什么,需要更多地思考如何让知识成为素养,让知识变成智慧。[4]以学科核心素养为根本宗旨的生物教学,更加尊重学生的个体差异性发展,关注学生素养的培养,注重课堂教学的原生态,让学生形成基本的生命观和生物学基本观点[5],发展生物学核心素养。
(一)确定生物学核心素养的目标
生物学核心素养是对生命现象及其运作的理解和认识,是科学世界观的组成部分,是满足学生终身发展所必须的生命观念、思维和方法,是学生知识、能力、情感态度与价值观的综合体现,是三维目标的提炼和有机升华。“DNA的复制冶是人教版高中生物必修2第三章第三节内容,DNA分子的结构和复制是遗传学的基本理论[6]。学生已有有丝分裂、减数分裂和DNA双螺旋结构等知识背景,教师在分析学生、教学内容的基础上,确定了基于生物学核心素养的学习目标:概述DNA分子的复制,探讨DNA复制的生物学意义,理解结构和功能的内在联系;运用假说———演绎法推测DNA分子复制的方式,感悟假说———演绎的科学方法;通过分析推测复制过程的经典实验,学会分析实验的方法,领悟科学探究的魅力,建构DNA通过复制传递遗传信息功能的概念,体会科学技术的应用;探究活动中,指导学生分析、推理、归纳、大胆想象和猜测,培养科学的思维及合作学习的精神。
(二)找准培养生物学核心素养的“三点
培养学生生物学核心素养是本课程的价值追求,也是课程预期的教学目标。教师在进行教学设计时,要考虑本节课学科核心素养的针对性和有效性,找准培养学生生物学核心素养的立足点、切入点、支撑点,是培养学生核心素养成功的关键性前提。根据课程标准的要求和教材内容、学生的实际,教师精心设计课堂教学,设计了启发式、自主和合作探究学习的方法,确立了本节生物学核心素养的立足点是生命观念、理性思维、科学探究;切入点是体验假说———演绎;支撑点是科学探究。
(三)定位培养生物学核心素养的助推剂
精心设计教学主线,准确分析教情、学情,确立有效的教学方法,这些都是课堂教学中落实核心素养的助推剂。教师把科学探究的过程设计为课堂教学的主线,让学生亲历科学探究的过程,体验生物学知识的形成过程、感悟生物学思想和方法[3],体会解决问题的过程和方法,建构生物学核心概念,达成对生命的理解,养成科学态度和科学精神,为学生的终身发展奠定素养基础。
二、基于生物学核心素养的课堂教学
教学中,在层层设疑、解疑、演绎推理过程中,学生体会假说———演绎的科学方法,课堂围绕“发现问题———作出假设———演绎推理———实验验证———得出结论冶这一探究主线实施[6],处处渗透着生物学核心素养的培养,最终达成课堂的核心素养目标。
(一)利用前概念创设新情境
前概念是学习新概念的基础,利用学生已有概念的回顾,达到温故知新的目的。教学中,教师结合图片呈现问题:DNA化学组成的基本单位是什么?DNA分子的空间结构是怎样的?使学生进一步理解结构与功能的内在联系,建构生命观念。指导学生推测:DNA复制的场所可能在哪?进一步引发思考:一个DNA复制后形成两个子代DNA的4条链可能的组成方式有哪些?问题解决的同时伴随着新的设疑,激发学生的求知欲,使学生尽快进入学习新知的情境。教学中发挥科学前概念的正迁移作用,使之成为学习新概念的铺垫、资源,成为新知学习的新增长点。
(二)立足核心素养点,开展探究活动
生物学核心素养的四个方面并不是在每节课都要充分体现和落实,根据学习内容、学情等不同,每节课侧重点有所不同。教学中,教师准确把握核心素养的培养点,围绕培养点开展探究活动,有效的探究活动不仅直接影响核心素养中理性思维、科学探究的落实,也间接影响生命观念和社会责任的达成。在本节学习中,核心素养的培养重点立足于结构和功能相统一等生命观念,演绎与推理、归纳概括、建构模型等理性思维,以及科学探究的过程、方法和品质等。1.科学探究建构DNA的复制方式科学探究是指能够发现现实世界中的生物学问题,针对特定的生物学现象,进行观察、提问、实验设计、方案实施以及结果的交流与讨论的能力。学习中,沿着“发现问题———做出假设———演绎推理———实验验证———得出结论冶这一主线,感悟假说———演绎的科学方法,运用归纳与概括、演绎与推理、模型、批判性思维等方法,探讨DNA分子复制的方式。发现问题。根据导入环节设疑:一个DNA复制后的子代4条链可能的组成方式有哪些?教师组织学生讨论、绘图、板图交流可能的复制方式———半保留、全保留复制、弥散复制。作出假设。学生根据问题交流结果作出假设:DNA复制是半保留复制;DNA复制是全保留复制;DNA复制是弥散复制。演绎推理。教师设置了5个递进的问题:设计此实验的关键思路是什么;怎样区分用肉眼看不到的DNA分子;若亲代DNA用同位素15N标记,放在含有14N的环境中培养,亲代、子一代、子二代DNA分别含有哪种N元素;实验中如何将不同N元素组成的DNA分子区分开;亲代、子一代、子二代DNA都分别进行离心,结果怎样分布。指导学生分组讨论、绘图、板图交流,在师生交流过程中,预测DNA三种复制方式形成的子代DNA的可能情况,以及如何设计实验进行验证,体验科学探究的严谨,发展学生的理性思维。实验验证。学生利用学具动手制作DNA复制的模型,模拟复制方式,初步建构半保留复制的概念,体会科学家的研究过程和结果,佐证学生的推理结论。得出结论。在前面推理、模拟的基础上,归纳概括出:DNA复制方式是半保留复制。2.讨论———探究建构DNA复制过程本环节分两个板块进行,首先教师呈现科恩伯格的两个实验研究,指导学生合作讨论分析、获取信息、找关键词,推测DNA复制可能需要的条件:模板、能量、原料、酶等。其次,教师充分利用信息技术的手段,演示DNA复制的动态和连续变化过程,阅读教材内容,思考交流以下问题:DNA复制的条件、场所、时间、结果?DNA复制的特点、意义,如何保证其准确性?同时结合大肠杆菌半保留复制图例,用数学方法计算三代中含15N-DNA的比例。在此过程思维的碰撞中,聚焦构建概念,学生再次体会生命观点。
(三)课堂总结拓展,课后反馈巩固
师生共同梳理主体知识,重温科学探究的过程、方法,深化对DNA复制的整体认识。同时引导学生思考,启发学生的思维,有学生提出:DNA复制是从一端开始还是两端开始复制呢?两条链复制是同时的吗?是同一个方向进行吗?有些问题远超出学生的认知水平,教师指导学生对部分问题进行深层次分析,使学习达到一个更新更高层次。结合学生质疑,教师呈现图片,展示DNA复制的多起点、两条链反向延伸的特点,拓展了课堂内容,为后续学习奠定基础。课后教师设计了5道重要概念的反馈题,及时了解学生掌握情况,巩固深化DNA复制这一重要概念。
三、思考
课堂教学是发展学生生物学核心素养的重要阵地,以培养学生生物学核心素养为总目标的教学,要关注学生的个体差异和发展需求,准确定位每节课核心素养的立足点、切入点,是落实核心素养的前提。创造机会,多组织学生主动学习的探究活动,是落实核心素养的关键。设置递进式的问题,创设学习的真实情景,是启发学生思维,落实学科核心素养的重要保障。生物学课程分为初中、高中两个学段,初中侧重于生物多样性及其分类,以及细胞、遗传、进化、生态系统等概念的初步理解;高中侧重对细胞、遗传、进化、生态等概念进一步深入探讨,深入到分子水平探讨生命活动的机制,更加关注生态学和进化思想[5]。在落实核心素养的要求上,两个阶段有着不同的目标,如何进行无缝衔接,是我们值得思考的问题。以学科核心素养为根本宗旨的课堂教学被赋予了新的元素,但同时衍生出新问题:课堂教学中如何评价学生生物学核心素养的发展水平?如何利用生物课程的特点发展学生的核心素养?探索生物科学素养与核心素养的培养之间的关系,在课程改革的道路上,我们且行且思且实践。
参考文献:
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关键词 学科核心素养 生物课堂教学 生物学教学
中图分类号 G633.91 文献标志码 B
教育部印发的《关于全面深化课程改革,落实立德树人根本任务的意见》中第一次提出“核心素养体系”概念,并明确指出:“教育部将把核心素养和学业质量要求落实到各学科教学中”。可见,核心素养的培养已成为引领基础教育课程改革的核心理念。新一轮的高中生物课程改革中,核心素养也必将成为改革的灵魂。
学生核心素养的培养是一项系统工程,要完成基础教育的素质养成目标,必须通过培养学科核心素养而达成。具体到生物学科,就是如何培养“生物学科核心素养”。一线教师如何在课堂中开展以核心素养为目标的教学,实现课堂的转型,是重要的课题。下面以人教版高中生物必修三第二章第二节“建立血糖调节的模型”为例,浅谈在实际课堂教学中如何设计和组织教学,以期提高学生的生物学科核心素养。
1 基于素养的教学目标
学生的学习是分学科进行的,如何才能将培养学生的核心素养与各学科的教学相统一?其实两者并没有冲突,只有将学生的核心素养分解为各学科的核心素养,通过各学科的教学贯彻下去,才能使培养核心素养具有可操作性,不至于成为一句空话。生物学作为一门实验科学,囊括了素质教育中思想道德教育、科学文化教育、身体素质教育、劳动技能教育等各个方面,对提高学生核心素养有着一定的的优势。当前,高中生物课程改革更加注重生命观教育、科学通用概念教育、科学实验方法和探究能力教育等,旨在培养学生的生物学科核心素养。
生物学科的核心素养包括生命观念、理性思维、科学探究、社会责任。从生物学视角出发,每一点都是知识、技能、情感的融合,兼具个人和社会价值,是高中生核心素养的重要组成部分,也是公民科学素养构成中的重要部分。
崔允t教授在《核心素养如何转化为学生素质》一文中明确指出:教学实践中,教师的关注需要发生转向,从关注知识点的落实转向到素养的养成,即从关注“教什么”转向关注“学生学会什么”,这都需要教师更多地思考。因此,在生物课堂教学中,教师的教学目标也应发生转变,即培养学生“生命观念、理性思维、科学探究、社会责任”等生物学核心素养。
在“建立血糖调节的模型”一课中,笔者设置了以下教学目标:(1) 通过上网搜索资料,了解胰岛素和胰高血糖素的发现过程及其作用,认同科学探究的历程是在不断地观察、实验、探索和争论中前进的;认同科学家需要有质疑、创新及勇于实践的科学精神和科学态度。(2) 通过小组学习构建血糖调节的动态物理模型,探究血糖调节的过程,从而归纳总结运动中和饭后血糖调节的概念模型,M而掌握本节课的核心概念――反馈调节并且能类比推理体内其他激素调节过程;体会模型建构的方法及好处。(3) 学会做小医生,网上搜索当前治疗糖尿病等激素失调疾病的方法并在课上分享,从而了解日常预防疾病的知识,增强自我保健意识,更加珍爱生命,养成良好的生活习惯。
2 基于素养的教学活动
提高学生的品格并培养其持久的能力是生物学科核心素养关注的重点,该过程往往离不开有效的生物课堂教学。当前,课堂中生物学科素养教育的落实途径主要包括以下几个方面:推进自主探究式的学习方式,构建落实型课堂;落实个性化教学,放飞每位学生;发挥学生的实践动手能力,体现学科特征。笔者正是以以上几点作为启发,寻找生物课堂核心素养教育的切入口。
2.1 了解学情,准确定位
教学活动离不开学习的主体――学生,为了避免教学过程中的盲目性,更有针对性地进行教学调控,教师需要充分了解学情,制定教学目标,做到“以学定教”。其中,“设计学前准备、制定教学任务”尤为关键。
高二的学生已在初中学过激素的概念和人体主要内分泌腺及其分泌的激素,具有一定的知识基础。因此,课前教师要求小组利用互联网查找胰岛素和胰高血糖素的科学史、糖尿病的病因与治疗方法以及激素药物的使用现状,并做成课件在课堂上进行展示。
在充分掌握学情的基础上,设计课堂上讨论的问题以及制定符合学情的学习任务也至关重要。在本节课中,笔者将课堂教学分为“小组分享课前收集的科学资料”“设置情境――小组合作构建血糖调节物理模型”“小组展示血糖调节的概念模型”“小组分享当前糖尿病的治疗方法以及激素类药物的使用情况”,期间设置的情景与生活息息相关,如“马拉松运动员在比赛过程中血糖是稳定的吗?”“当身体不能产生足够胰岛素时,将会发生什么情况?”从而激发学生学习兴趣,安排学生完成相关的“讨论与思考”,突破重难点。
2.2 科学规划教学环节
本节课为模型建构课,学生需动手操作,笔者参考“学讲方式”,即学进去讲出来的教学方式,进行变通和整合,确定本节课的课堂教学流程为:自主先学资料分享小组探究交流展示归纳总结学后反思课后拓展。
2.2.1 小组探究任务明确
本节课以小组合作的形式开展,小组中的每个成员都有明确的学习任务,这样才能有的放矢,提高学习效率。例如,笔者设计的探究任务1为:小组合作构建血糖调节的过程,归纳总结出马拉松运动员运动时血糖调节模式图。笔者要求每个组员都要有明确的分工、交流讨论,确定发言人,如小组中谁来扮演甲乙丙,运动时及饭后指令由谁发出,由谁归纳总结等。
2.2.2 及时收集和解答问题
理性思维是生物学科核心素养的重要内容之一,其中有效途径是培养学生在小组合作中的问题意识,让学生保持旺盛的求知欲。学生在合作的过程除了完成教师布置的探究任务之外,还会产生新的问题,教师要及时捕捉这些问题。可让学生把问题写在本子上,教师挑选普遍性的核心问题在课堂上予以解答,实现有效教学。例如,是否身体中所有激素的调节方式都类似于血糖调节?升高血糖的激素只有胰高血糖素吗?在小组活动的环节中,教师应该让所有的学生都参与提问与倾听,在问题的反馈中提高合作的深度。
2.2.3 多样化的交流展示
为了巩固学生的学习成果,满足学生的表现欲以及让学生体验成功的喜悦,本节课中笔者安排了多样化的交流展示。学生在本次教学中不仅能口头表达,还能借助黑板、多媒体、图片道具等多种方式进行交流。例如,学生在黑板上画出血糖调节的模式图,并进行讲解。
2.2.4 学后反思及拓展
学后反思有利于学生建立知识网络,巩固学习的成果。本节课知识性目标主要是通过模型建构,让学生掌握核心概念――反馈调节。因此,笔者留下的反思任务是:回顾血糖调节的过程;试举例说明生活中反馈调节的实例。
从课堂来看,学生能写出血糖调节的机制,并对其他激素调节机制产生疑问;掌握了模型建构的一般方法;认同激素的发现过程是在不断地观察、实验、探索和争论中前进。在了解日常预防疾病知识的过程中,增强自我保健意识。
最好的课堂应该是在学生解决旧问题的同时产生新问题。笔者在本节课中也留给学生拓展题:查阅资料,说明血糖调节只有激素的参与吗?以甲状腺激素为例,你能写出其反馈调节的过程吗?这些问题既是本节课的延伸也是下一节课的引子,激发学生继续探究的欲望。
2.3 角色转换,组织教学
基于核心素养的生物课堂教学,无疑对教师提出了更高要求,教师由课堂知识的主讲者转变为课堂的组织者、引导者、协助者、参与者。
2.3.1 组织者和引导者
教学中,好的组织者和引导者主要体现在对学情的掌握、对教学的设计、对学习活动的组织、对问题的适当点拨上,使教学环环相扣。笔者是这样引导教学的:以马拉松运动员为导入,激发学生学习兴趣;安排其中一个小组演示血糖调节模型建构过程;引导学生相互交流修改得出血糖调节模式图;通过模式图引导学生建构核心概念――反馈调节。在归纳模式图时,笔者是这样点拨的:血糖调节的核心是实现机体的稳态即血糖浓度的稳定。血糖浓度过高需要什么激素降低?浓度过低需要什么激素升高?
2.3.2 协调者和参与者
课堂上,教师要做“站在现实后面的”参与者,走下讲台,参与到各小组的学习中,收集相关的问题。在教学过程中,教师要善于把握5个教学时机:指导预习的时候,教师要让一步;解决问题的时候,教师要慢一步;展示拓展的时候,教师要退一步;研讨问题的时候,教师要停一步;总结反思的时候,教师要缓一步。真正把学习的主动权还给学生。例如,总结血糖调节机制时,小组代表把讨论的结果写在黑板上,小组间相互查漏补缺,教师略微点拨,最后再归纳总结。
2.3.3 激励者
新课程倡导“师生互教互学,彼此将形成一个真正的学习共同体”,教学中教师要主动与学生交流,以朋友的身份激钛生。笔者通过“小组积分制”调动学生学习的积极性和表现欲;采用“奖品制”激励学生,使其在成功中树立自信。
3 基于素养的教学评价
“发展性评价”是新课改提出的教学评价中最有价值的理论,理论指出要注意学生自我参照的评价,即把评价结果与学生学前起点进行比较,注重对学生的全面考察。在课堂上,教师应多以启发性、鼓励性、引导性语言与学生交流,并以适当的表情和动作对学生的学习情况进行反馈。此外,课后,小组内的成员要针对本节课进行自评和互评,记录在本子上,供教师参考。教师要选择精当的习题检验学生学习的有效性,巩固学习成果。
新一轮课程以“立德树人”为指向,以发展学生的核心素养为准绳。然而,学生核心素养的达成是量变到质变的过程,一堂课所发挥的作用是极其有限的。因此,如何才能在课堂教学中更高效地培养学生的核心素养,是广大的教育工作者应该要进一步思考和探究的问题,模糊的认识会在教学实践中逐渐清晰,关键是敢于尝试。
参考文献:
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[2] 赖海元.新课程实施素质教育生物学科具有得天独厚的优势[J].国家教师科研基金十一五阶段性成果集(福建卷),2010.
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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[6]丹尼尔・卡尼曼.思考,快与慢[M].北京:中信出版社,2012.
确定了核心概念作为学科教学的基础内容,接下来需要思考的就是如何以更好的方式将这些传递给学生的问题。这就涉及了几个与概念有关的词汇:跨学科概念、前概念以及概念进阶。
跨学科概念,又称为通用概念。刘恩山教授在此之前做过将跨学科概念融入高中生物学课程这方面的研究,在通过对跨学科概念与生物学关联性的分析方面可以看出两者的紧密联系表现在每个要素都有不同水平的高度对应上面,并且这种对应关系呈现出一对多的表现形式。这说明跨学科概念与高中生物学课程内容在紧密联系和高度对应的基础上是可以支持相关高中生物学内容的学习的。并且这种联系和对应是高出学科领域的,是对理科知识共通性的高度归纳,因此,对它的良好掌握可以帮助和强化学生对于学科核心概念的理解。而且,我国即将出台的新的高中生物课程标准也在考虑是否将跨学科概念作为继核心概念、科学探究之后的“第三股绳”,作为新课程理念的一个方面。
前概念是学生在科学概念形成之前所形成概念。建构主义学习观强调学习者具有先验经验,认为在开始学习之前学生头脑中就已存的许多前概念是新知识学习的基础,对新课核心概念的理解和掌握有非常重要的影响。因此我们有必要进行前概念的课前诊断,一方面,当这些概念是由于知识的负迁移、对词语的曲解或者日常生活经验的干扰等原因而导致错误的话,有效地概念转变可以帮助学生正确深入地理解接下来课堂教学中与之相关的核心概念;另一方面,如果这些前概念的理解是正确的话,我们可以将其作为铺垫加以有效利用,以此来建立重要概念之间的联系,这就涉及了接下来要谈到的关于概念进阶的问题。
概念进阶又称为学习进阶,是对学生在各学段学习同一主题的概念时所遵循的连贯的、典型的学习路径的描述,一般呈现为围绕核心概念展开的一系列由简单到复杂、相互关联的概念序列。因此高中生物课标与初中课标保持整体一致、循序渐进、螺旋式的设计思路,这种内容设置方面宏观的一致性和连贯性符合学生认知发展,能充分调动其生活经验以及先前概念知识,这样的课程才能构建对核心概念的深入理解,以此形成良好的科学素养。
提高学生的生物科学素养是为了满足学生终身学习和职业选择发展的需要,也能够将其运用于社会生活各方面。因此,教育改革和创新的依据是当今社会对人才的需求和科学技术的发展,这同样也是课程标准制定的依据。
一、化学核心素养
化学核心素养中包含了宏观辨识与微观研究、变化理念与平衡思维、证据推断与模型理解、科学研究与优化观念、科学精神与社会责任五大维度,具体分析如下所示:第一,宏观辨识与微观研究。其可以从多个层次了解物质的多变性,且对物质进行划分,可以从元素和原子、分子水平了解物质的构成、特点以及变化,以此构建“结构决定性质”的理念,可以在宏观和微观彼此结合的观点下研究和解决现实问题。第二,变化理念与平衡思维。可以了解物质在实际发展中是变化和运动的,了解化学变化需要一定的基础条件,遵守一定的规则,了解化学变化的特点就是新物质的构成,且存在能量的转变。了解化学变化存在约束,在实际发展中是可以调节的,可以在多方面、动态化的去研究化学反应,且可以引用化学反应去解决现实问题。第三,证据推断与模型理解。存在论证观念,可以结合证据对物质的构成、结果和变化提出更多的假设,结合研究判断来证明真伪性。构建观念、结果以及证据之间的逻辑关系,以此结合研究、判断等形式了解目标的本质特点,构成要素和彼此推论关系,构建模型,可以引用模型解释化学现状,突显实验现象的特点和规律。第四,科学研究和优化观念。了解科学研究是实施验证和发掘科学现象,优化和引用科学现实活动,以此了解和提出更多具备研究意义的问题,并且以问题和假设为基础,明确研究的目标,设计研究的形式,以此进行实验探索。同时,在探索中全面落实合作观念,且在面对“异常”现象时勇于提出自己的观点。第五,科学精神与社会责任。拥有严谨细致的科学观念,具备研究未知、推广真理的观念,对社会发展拥有一定的贡献。同时,其提出了可持续发展的绿色化学观念,可以对与化学相关的社会热点问题提出标准的价值判断。
二、在学科核心素养视域下提升高中化学教学质量的方案分析
(一)深入发掘,整合教材知识,培育学生问题观念
现阶段,教师在实施化学实验教学工作的过程中,学生更愿意依据课本规定进行模仿,缺少自主创新和研究的行为和意识。很多教师更愿意选择应用现代化教学技术,结合多媒体技术来进行实验演示,却忽视了学生自主操作的必要性。这种教学方案对学生而言,并不具备推广意义,难以为学生未来的学习奠定基础,更减少乐学生在现实操作中遇到问题时的思考和解决机遇。
(二)强化化学概念和原理,注重概念教学和原理教学
概念和原理在化学的教学中具有十分重要的基础性作用。对于化学学科的学习,特别是对于高中化学学科的学习,如果缺乏对于必要的概念和原理知识的掌握,就如同缺乏坚实地基的摩天大楼一般总有一天会坍塌。因此,作为高中化学教师来讲,在注重学科核心素养的提高时也应该注重对于化学基本原理与相关概念的掌握。在相关的高中化学教学中,教师应该对相关的教学内容进行选择,同时也应该对类型不同的化学反应进行研究,进而让自己选择的教学内容与不同类型的的化学反应有利于促进学生学科核心素养的提高。例如,在进行化学物质的分类这一框题的学习时,教师列出相关的知识框架图,让学生带着问题去研究和学习,明确物质分类的基本方法,进而也能够使学生对于物质分类的概念形成更加明确的认识,进而在生活中培养其分类的意识,甚至包括对于生活垃圾的分类等,这也在思想上培养了学生对于分类的理解,让学生接受了更加深刻的思想政治教育。同时,学生对于相关化学物质的分类知识的掌握,也可以促进学生对于元素、分散系以及相关化学反应类型等概念的理解。高中化学的教学中,注重对于学生相关概念及原理的掌握,不仅能够有利于帮助学生理解和学习化学知识,同时也可以以此为契机,注重对于学生进行相应的思想教育,进而有利于学生学科核心素养的培养与提高。
(三)创设相应的教学情境,提高学生的学科核心素养
在新课改的形势下,情境教学成为了一种流行与趋势。情境教学不仅有利于学生能够在特定的情境中去理解化学,加深学生对化学相关知识的掌握,同时也能够激发学生的学习兴趣,进而让学生真正的成为学习的主人,主动学习,更能激发学生探索化学的能力。将化学知识与特定的社会情境相结合,还有利于学生理解化?W与生活的紧密联系,提高学生在实际生活中应用化学知识的能力。比如,在进行铝单质的性质的教学时,首先应该从大家熟悉的生活情境入手,展示大家在生活中常见的铝制品,如易拉罐和铝制餐具等,同时请大家各抒己见,试寻求:这些铝制品,包括铝制餐具有哪些行为在生活中较为适宜,哪些行为在生活中不适宜?通过具体的生活情境和应用,让学生明确作为铝单质的性质,包括化学性质和物理性质。之后再通过生活场景图片进行判断,如铝餐具进行蒸煮的图片,让学生明确这是错误的,铝制品不易蒸煮,同时也不宜长时间存放酸性和碱性物质。这不仅能够引发学生兴趣,同时也能激发学生探索小小的铝制品能有多大魅力的欲望。
(四)强化学生的探究意识,注重高中化学探究活动的开展