对化学学科核心素养的理解范文

时间:2024-01-04 17:45:08

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对化学学科核心素养的理解

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[关键词]学科核心素养 苯酚 教学设计

一、指导思想

《中国学生发展核心素养(征求意见稿)》指出,我国学生的核心素养主要有素养,具体为社会责任、国家认同、国际理解、人文底蕴、科学精神、审美情趣、学会学习、实践创新。学科核心素养是通过某学科的知识、技能和方法而得到的观念、能力和品格。从学生核心素养到课程标准的转化需要学科核心素养这个桥梁。化学学科核心素养是指从化学学科的角度促进学生的终身发展,以化学知识、化学思维、化学观念为基础而形成的具有化学学科特征的素养,是三维目标的整合,化学核心素养能够促进学生的终身学习和发展。

化学学科核心素养的内涵包括:一是化学观念,通过对化学学科发展中核心概念、原理、观念、规律等知识的学习与理解,形成从化学的视角认识事物和解决问题的思想、方法和观点,如化学元素观、物质微粒观、化学能量观、化学史观、物质转化观、物质变化观等;二是化学思维和方法,这方面的核心素养表现为了解并掌握研究物质世界的基本思想和方法,如从宏观到微观、结构决定性质、物质变化守恒等,形成分析、判断、综合、抽象和推理等化学学科思维形式;三是实践创新,该方面的核心素养表现为通过具体的探究活动形成应用所学知识与方法解决现实问题的意识和能力;四是科学精神,这方面的核心素B表现为具有学习化学科学的好奇心,乐于探究物质世界的奥秘,正确认识科学和技术的本质,对与社会和生活有关的化学问题做出正确的分析和判断。

二、基于核心素养的教学方式

教师在设计和组织教学时,要将传统的“以知识点为核心”的教学观念转变为“以核心素养为导向”的教学观点。一是由“抽象知识”转向“具体情境”,注重营造学习情境的真实性。核心素养着力提高学生面对复杂情境下的问题解决能力。真实世界中的问题情境往往更加复杂多元,教师在教学中要注意把抽象问题与真实情境相结合,为学生创设能够利用所学知识解决真实问题的机会。二是由“知识中心”转向“能力(素养)中心”,培养学生高于学科知识的学科素养。学科知识在学生学习和成长当中扮演着重要角色。通过学习学科知识,学生的智能、品德、价值观都打上了学科的烙印,这个过程就是学科素养形成的过程。教师需要确立“通过知识获得教育”而不是“为了知识的教育”的教育思想。学科学习的最终目的应该是形成高于学科知识的学科素养。三是由“教师中心”转向“学生中心”,促进学生主动学习和合作学习的意识与能力。提高学生学习的主动性就是要把教学中心由“教”转向“学”。教师的重要作用体现在激发学生的学习兴趣、引导学生自主学习和培养学生合作学习意识上,从而实现教育的最终目标――培养学生终身学习的能力。开展“以学生自主活动为主”的课堂教学,主要以学生的学习为主线,关注学生问题生成、实践、操作、思维转化、问题解决的全过程。

教师是教学的具体实施者,促进教师理解核心素养是关键。教师在学生核心素养的发展过程中扮演着转化者的重要角色。为了在实际的教学过程中渗透核心素养,需要加强对教师专业发展的引领。现以《苯酚》一课为例,谈如何在有机化合物教学设计中渗透学科核心素养。

三、教材分析

《苯酚》安排在苏教版选修5专题四第二单元第2课时,与已学且具有相同官能团的《醇》安排在同一节,为结构、性质的对比学习提供了极佳的素材,可以帮助学生更好地理解有机物基团间的相互影响,进一步凸显“结构决定性质、性质反映结构”的核心化学思想,为后续的有机化学的学习提供了很好的学习方法。本节课主要认识醇和酚的异同点;了解酚的命名及物理性质;掌握酚的结构及化学性质;了解含酚废水的污染情况及含酚废水的处理;通过对乙醇与苯酚以及苯与苯酚化学性质存在差别的原因进行分析,感悟基团之间存在相互影响;认识苯酚的危害性及处理策略。

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关键词:化学学科核心素养

化学核心素养属于化学学科的基本素养,教师应重视认识其体系的构成与特点,改进落后的教学理念与方式,提高化学教学质量,促使学生全面发展,为社会培养高素质的创新型人才.

一、培养学生的化学素养

1.基本知识与技能.在培养学生的化学素养时,首要任务是促使学生掌握基本知识与技能,深化学生对于化学概念、原理等的理解,增强学生透过化学现象看到化学本质的能力,促使学生把握化学基本规律,培养学生的化学科学观念,提高学生自主学习、合作学习化学的能力.

2.化学思想.化学思想的主要内容是认识化学本质、特点与价值应用科学方式的思想意识,主要包括守恒思想、控制变量思想、对立统一思想、验证探究思想以及绿色化学思想等.

3.化学方式.传统的化学方式主要包括矛盾分析法、唯物辩证法以及两点论等,而一般的方式包括观察、比较、类推、归纳、综合、演绎、实验、图像以及迁移法等方式.随着科学技术的进步与发展,学科之间日益互相渗透,时常在化学研究中综合应用多种方式,如化学方式中融入生物、物理以及数学等方式.

4.化学精神.化学精神属于一种科学精神,特点是具有浓厚的化学色彩.学习化学今后不一定从事与化学相关的工作,但是化学学习的目标在于掌握化学方式与精神,化学精神也成为核心素养的重要基础内容.化学精神强调的是,在理解化学规律、原理概念以及解释化学现象时,坚持科学严谨、求实务真、坚强不屈、独立自主等高尚品质.

二、培养学生的化学信息素养

这里强调的化学信息主要指的是,关于化学学科的信息技术、书刊图表、数据模型、互联网、音像、化学资源以及化学程序等.首先,提高学生化学信息的意识,培养学生应用化学信息工具与信息资源的能力,使学生在获取、显示、存储、应用、传递信息中具有应用计算机、通信技术以及智能控制等能力.其次,培养学生获取与识别化学信息的能力,提高学生的信息处理、传递与创造的能力.纵观近年的高考化W试题可以发现,越来越重视考查学生的信息素养与学习能力等.题目中融入部分全新的信息,并要求学生通过分析与处理信息,从而总结与归纳规律.该类型的题目所占的比重有所增加.最后,加强学生的信息交流与合作,提高学生的创新能力和实践能力,促使学生信息理论的形成.教师要注意培养学生描述实验现象的能力,引导学生独立自主地分析、加工与评价信息,并得出正确的结论,提高学生的信息筛选、整合与生成全新信息的能力,促使学生应用化学信息与化学知识灵活地解决面临的各种化学问题,从而提高学生的创新意识,增强学生抵御不良信息的能力.

三、培养学生的化学能力素养

1.动手能力.在化学教学中开展化学实验,有利于提高学生的动手能力.然而,在应试教育的影响下,教师往往减少实验以留出更多的讲题时间,导致学生虽然可以在化学考试中获得高分,但是在动手能力方面非常薄弱.该教学方式严重阻碍了学生的创造性思维,对学生今后的发展会产生不利影响.因此,在化学教学中,教师要适当增加探究性实验与设计实验等,由学生自主或者以合作的方式设计实验方案与实施实验,提高学生发现问题、思考问题、分析问题、解决问题的能力,培养学生设计实验与操作实验的能力,从而提高学生的创新能力.

2.团结协作能力.在经济全球化的热潮下,对于人才的人际交往能力提出越来越高的要求,组织协调、人际交往能力是工作与科研中必不可少的重要素质.因此,培养学生的人际交往能力是核心素养中的重要内容.除了要重视学生的学习自主性与独立性,教师还应引导学生加强彼此的团结协作,培养学生的集体意识与协作精神等.

篇3

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。

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【关键词】化学基本观;三重表征;核心素养

什么是化学基本观呢,本人认为学习者通过对化学知识的学习和理解,自我构建以化学视角认识事物的态度、解决问题的思想、方法和观点,称为化学基本观。化学基本观并不是以现成结论形式出现在教材中,而是内隐于事实、概念、原理等具体的化学知识及其体系中,伴随知识层次的推进而发展、而深化。可以说,化学基本观是化学基本思想和方法在自我头脑中的综合与提升,是化学学习最终目标和对化学认识的最高境界。

在课堂上重视“化学基本观”就必须注重过程体验。在初中化学教学中,我们常常发现,有些老师轻视学生“过程体验”,把化学教学变成纯粹的“纸上谈兵”;有的把理性的化学教学变成了简单的“识记性教学”;有的“演示基本应付,分组几乎不做”,“画实验”、“讲实验”;更有甚者在电脑上“看实验”等现象存在不少。这些做法必定扼杀学生主动体验、感知获取知识的能力。不能因为客观实验条件困难或者“抢进度”等原因而放弃“过程体验”。化学教学本身要结合学科特点和学生实际,创造让学生多动手尝试、积极参与的机会,使学生在过程中丰富个体体验,提升体验的质量和内涵,形成自己的“化学基本观”。例如在讲授“金属的防护和废金属回收”时,可提前分组布置学生在家带来生锈铁钉及新铁钉以备实验之用,一部分同学到回收站调查金属回收的一些情况。课堂上,找几位实验现象比较明显的学生与几个实验现象不明显的学生进行对比展示汇报,老师引导、启发学生分析原因。通过全体学生自主交流,很自然就知道“铁在潮湿的空气中发生化学反应,生成铁锈”这一事实。进而老师进行教学拓展,请学生再思考:一半浸在水中的铁钉,哪一部分锈斑最明显,理由是什么等问题,启发学生对铁锈生成的原因和防止铁锈生成的方法有比较深入的了解,使学生在轻松的探究氛围中,掌握化学知识和技能,在自主探究和交流合作过程中,培养他们“化学基本观”。真正实现化学课标要求:让学生认识科学探索的一般方法,掌握化学探究中常用的、有效的实验方法和手段,学会观察、记录化学现象以用数据处理等,了解化学原理应用于实际化工生产的方法等。所以重视“化学基本观”的形成,是精简教学内容,减轻学生过重负担,提高学生问题解决能力的重要途径。

不管什么学科知识的学习,若干年后具体知识或许会被遗忘,但是该学科特有的思维习惯、思想方法会烙印在脑海中,并不夸张地说或许会伴随其一生。所以说化学教学必须超越对具体知识本身的追求产,从传授事实、掌握知识转变为运用事实、发展观念,形成思维。“三重表征”思维能力是化学学习过程中,自我构建、自我转变形成的核心能力,当然是化学课堂教学必须落实的重要任务之一。我们知道学习化学与化学研究,不仅要从宏观现象上对物质的性质和变化进行观察、描述,而且还要从微观结构上进行解释,只有如此才能把握事物的本质和规律。对于宏观上的物质不是每一样都可以拿到眼前用手触摸与体验的。即使可以让我们触摸与感知,但在学习与研究中还是不方便甚至不现实,所以我们还要运用抽象的化学符号进行表达和交流。从宏观、微观、符号三种水平上认识和理解化学知识,自我构建三者之间的内在联系,思维在三者之间自由灵活地转化。这已经成为国际上公认的化学科学不同于其他科学的最具特征的思维方式,即“三重表征”思维。这也是化学五大核心素养之一“变化观念及平衡思想”所倡导的。

虽然中学课程改革进行了很多年,但单一的“识记性的教学”化学教学已根深蒂固,老师与学生没有真正从“三重表征”思维方式的形成与培养等去寻找原因,结果把化学学习变成了“枯燥性的点滴记忆”。其结果影响了初中化学教学质量,更影响了学生将来走向社会思考问题所必须的“变化观念及平衡思想”。所以从“三重表征”思维入手,把握好每一节课的教学十分重要。例如在讲授“奇妙的二氧化碳”时,首先引导学生课前自主学习,了解学习的重点,激发学习动机,课堂教学时,老师可以展示一瓶二氧化碳,让学生归纳其物理性质,然后重点探究二氧化碳的化学性质,为了突破二氧化碳与水反应这一难点,教师指导学生通过两个实验来探究,再通过学生交流讨论得出这一性质;同时布置适当的课堂练习。让学生真正参与到教学中来;教师把实验探究、观察讨论、小组合作交流融为一体。增强学生主体参与能力、合作能力、探索能力,最后通过微视频介绍二氧化碳和干冰的用途,让学生认识物质的性质与用途的关系,真正落实化学实验是化学教学中最有效的“事件发生器”。整节课,学生思维始终处于最活跃的状态,教学置疑中伴随着“三重表征”思维的建构,课堂教学效果当然显著。

化学老师必须树立这样的观点:化学教学要将化学知识的内在联系、内在意趣投影于化学实验,吸引学生在化学实验的感召下开展学习活动,通过个体或团队的探究,使得隐含的知识和方法等逐步、整体地显露出来,从而促进学生的理解建构与合作精神,培养学生的探究能力与应用能力。把化学教学从“掌握一种知识的化学”转移到“建构一种思维方式的化学”上来,真正落实核心素养于课堂。

【参考文献】

[1]衣敏之.几种探究式教学模式的研究[J].化学教学,2011(3)

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关键词:化学教学;科学素质;化学素养

中图分类号:G630 文献标识码:A 文章编号:1003-2851(2012)-08-0041-01

科学素质是人们在认识自然和应用科学知识的过程中所表现出来的基本素质,又叫科学素养。它是科学知识、科学能力、科学方法、科学思想和科学品质的综合反映。没有一定的科学知识做基础,科学素质将无从谈起。科学能力和科学方法是科学素质的核心要素。我们一再强调能力培养,强调“学会学习”其核心就是科学思维能力和创造能力的培养,以及科学研究方法和科学学习方法的训练。对中学生来说,科学素养是学生在接受一定的科学知识过程中所形成的适应社会发展和完善自身所需要的基本品质和能力。从科学素养内涵出发,结合化学学科特点,人们普遍认为化学科学素养是指一定结构层次的知识和能力以及解决实际问题的内在品质。我在初中化学教学中从以下几个方面培养提高学生的科学素养。

一、通过实验探究获取学科知识,学会科学方法,形成正确的情感态度价值观,培养化学学习的能力

学科知识是学科素养的主要内容,学科知识获取是提高学科素养首要任务,通过课堂教学使学生掌握化学知识,是提高化学素养的基础。如何紧扣知识目标通过有效的教学方法提升学生学科素养呢?在教学中我根据所学知识的特点,通过实验探究方式使学生在老师引导下,在探索过程中主动发现知识,同时提高获取知识能力。

二、从学生已有的生活经验出发,通过解决实际问题提高信息的获取和加工能力

学习过程是解决问题的过程,化学学习的最终目标是运用化学知识和技能解决与化学相关的实际问题。除学科知识素养外,学科信息素养对解决实际问题起着至关重要的作用。化学学科信息素养也就是通过对实际事物、实验现象、实物、模型、图表的观察、接受、吸收、整合化学信息的能力。课堂教学中,对相关实际问题的探讨解决,是提高学生信息素养的主要途径。在“配制一定质量分数的溶液”教学中,我首先让学生课前搜集实际生活中溶液的信息,在家中自行配制一杯溶液,增加生活体验,感性认识到配制溶液过程所需获得的信息,在课堂上引导学生进行信息分析,确定解决特定问题需要什么样的信息,结合已有知识和能力对信息进行处理,感受理论知识与实际应用的联系,提高学生获取和加工信息能力。

三、教学中贯穿“化学思想”的培养,使学生形成基本的化学观念

学生将来可能会忘记具体的化学知识,但一些基本化学观念应印在脑海里,成为认识世界、做出相关判断的基本依据。因此在化学学习过程中,应该引领学生从化学学习中提取根本性的东西,上升到化学思想层面,形成基本的化学思想。

1.物质的微粒观、元素观。在“分子、原子”“元素”“物质的变化”“质量守恒定律”“水溶液的导电性、颜色”及“酸碱通性和中和反应”的教学中,学生逐渐认识物质构成的微粒性,物质多样性而其元素组成是统一的,让学生从宏观与微观两个角度获得认识物质世界的特殊视角。

2.结构决定性质。化学研究物质及其变化,不仅研究自然界已存在的物质及其变化,还要研究和创造自然界不存在的新物质。即化学其实就是围绕“物质”进行研究或学习的科学,这种研究或学习的基本思路是什么呢?物质的结构决定了物质的性质,物质的性质决定了物质的用途,这就是化学的归因思想,因此,从物质的“组成结构性质用途制取”来学习物质的知识,是中学化学最基本的思路。

3.守恒思想。“化学反应”是化学研究的中心问题,化学变化微观抽象,对学习和理解物质化学变化造成困难。守恒思想给研究化学变化提供了帮助,树立守恒思想就是抓住了化学变化的根本。特别是复杂的化学变化,守恒思想在分析和解决这些问题上有很重要的作用和意义。

4.分类思想。面对复杂的化学变化,分类思想在化学的学习中发挥了重要作用。通过分类研究,把性质相似的物质或类型相似的反应归类,使化学学习和研究有规律可循,可由点及面地掌握知识。还可通过不同分类方法,使我们从不同角度全面理解所学知识。

四、坚持科学态度,尊重客观事实,形成科学的价值观

在教学中紧密联系社会生活,面对“酸雨”“温室效应”“白色污染”“苏丹红”“三聚氰胺”等社会热点问题,能以科学的态度做出客观公正的判断,而不是放大危害性,将“化学”当作危险、有害、毒害的代名词;在实验教学中,出现现象与结论不符合,教师能尊重客观事实引导学生查找原因反复实验;在“燃料的选择”“金属材料的使用”“化肥、农药的利与弊”“合成材料的使用”教学中,通过查阅资料,组织辩论、撰写小论文等方式,帮助学生形成科学的价值观。

以上是笔者平时教学过程中,紧紧围绕学科知识、学科能力、学科思想和价值观等方面,对学生进行的科学素养培养。培养具有科学素养,能进行个人决策,参与公民事务和文化事物、从事经济生产的合格公民,是每一位教师不可推卸的责任。

参考文献

[1]中华人民共和国教育部.全日制义务教育化学课程标准(实验)[M].北京:北京师范大学出版社,2001.

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理论与实践相结合是化学课程的主要特征,课堂教学的有效性在于师生的良好互动,如何提高学生学习化学的主动性从而打造优质课堂,成为了化学教学的重中之重,新课改进行到今天,教师的教学手段与教学技巧都应是与时俱进的,教师在进行教学设计的同时,应该把提高学生的探究意识放在首位,通过学生的自我探究实现课堂的高校教学,这不但符合课标要求,也是符合时代要求的。

关键词:

中学化学;高效课堂;教学策略

化学教学是一门知识与技能兼备的学科,教师在教学时不但要注意提高学生的知识积累,还要培养学生的化学技能,从而保证他们能够不断获得新的知识体验。在当下的化学教学中,传统的教学模式已不能适应新课标的要求,关注学生在学习过程中的情感体验和学习方法是新一轮课改的基本要求,化学核心素养的提高是近几年课改的普遍要求,教师在用新的理念教学的同时,如何更好的提高教学质量,如何激发学生的探究意识,如何实现高效课堂是摆在每个教育者面前的问题,有鉴于此,笔者根据自己有限的教学经验,提出一些浅见,期望能够为初中化学教学提供一点有益的借鉴。

一、建设积极班级文化,激发化学学习兴趣

班级文化具有无形的教育功能、激励功能、制约功能,它有利于今后学生的可持续发展,也有利于课堂教学的顺利开展,在班级文化建设中,要突出学科特色。可以在教室角落里设置小型化学展览馆,展示一些分子模型、化学仪器、化学趣味读物、优秀作业等;开展专题交流会,鼓励学生进行化学见解和学习方法的交流;组织社会实践活动,如参观化工厂、收集不同种类的电池、生活中的化学实验等;积极宣传化学的人文性,包括化学史料、化学科学与技术发展及应用的重大成就、化学对社会发展影响的事件等,让学生理解化学使生活更美好。化学是一门充满神奇魅力的学科,且与学生生活密切相关,教师要把化学真正融进学生的生活中而不只是停留在冰冷的试卷上,让学生怀着新奇、愉悦的心情去主动求知,让学生爱上化学学习。

二、切实立足科学素养,降低学习认知负荷

新一轮化学课程改革以提高学生科学素养为主旨,在化学教学中,教学观念要着眼于学生科学素养的培养,关注学生的学习过程和学习活动,设计有机融合、指向性强的三维目标;优化教学内容,把握化学学科特点,强化实验探究在化学学习中的重要地位,重视化学核心概念和基本观念对学生理解科学本质的重要作用,改变知识灌输式教学,把教学重点从化学知识转移到科学方法的教学,围绕核心概念设计教学活动,在问题解决过程中加深学生对科学方法和科学本质的理解;改进作业设计,设计个性化、开放式的作业,学生在完成作业时所需时间、思考方向、参考与问询的深度与广度等因人而异,因材施教的可能性和选择性都能够较好体现。基于科学素养的化学教学致力于改变传统的知识灌输式教学,以学生的已有化学知识水平、能力发展水平以及兴趣、爱好和潜能为教学起点,精选教学内容,选择合理的教学策略和教学方式,联系生活、生产实际组织教学活动,注重探究学习活动,充分发挥实验的教育功能,以期达到学生对化学本质的理解,这是与降低认知负荷的研究相一致的。

三、突出学生问题意识,优化化学课堂教学

课堂教学要以问题为“催化剂”,在问题和问题解决中活化课堂教学。加拿大McMasterUniversity首创的PBL教学模式对化学课堂教学很有借鉴意义,PBL教学理念认为:问题既是学习的起源,也是选择知识的依据,又是掌握知识的手段。因此,在化学课堂教学中,教师要立足学生主体意识和问题意识,以问题形式呈现教学任务,采取多样教学策略和教学活动,为学生参与问题解决创造机会,而且要使全体学生参与;任务设置要从学生已有知识水平出发,注意从易到难,循序渐进,避免使基础差的学生感到任务太难而产生挫折感,又不能让基础好的学生因任务简单而失去兴趣;教学评价要突出评价的激励功能,注重对问题解决过程的诊断和改进,弱化考试竞争,鼓励学生自我超越。通过基于问题的教学,提高化学教学实效,让每个学生轻松愉快地学习化学。

四、培养良好学习品质,提高化学学习效率

学生主动探寻化学本质的好奇心、欣赏化学让生活更美好理念的态度、高效学习化学的学习方法、自觉监控化学学习过程的元认知等是高效化学学习的重要支撑。在化学教学中,教师要注重培养学生良好学习品质,尤其是高效学习方法的指导和良好学习习惯的培养,学习方法和学习习惯是学习品质中促成知识学习和能力获得的两大支撑,是解决“会学”和“能学”问题的钥匙。化学学习要注重围着核心概念建构知识体系;“结构决定性质,性质决定用途”是研究物质的经典模式,按照物质的组成、化学式、化学性质、化学变化、用途、制备的线索有序进行;化学用语学习要抓住宏观———符号———微观三重表征的实质;化学理论学习要注重其对生产生活的指导意义;化学规律学习要注意其适用范围,对跳出规律的特例要重点记忆;化学实验学习要注重实验对化学原理的验证和解释等等。而良好的学习习惯帮助学生独立、认真地完成学习任务,自觉监控反思学习过程。课前预习,上课认真做笔记,认真完成作业,有效地寻求帮助、主动使用错题本等都让学生更加轻松、出色地完成学习任务。另外,在教学中要注意对学生进行抗压训练和归因指导,以增强学生面对挫折和困难时的耐受力。

五、结语

总之,化学课堂的有效教学是为学生的发展服务的,学习不再是只为了分数、为了中考,而在于技能掌握,科学素养的提高,科学的价值观及科学态度的形成,在于科学的探究能力及合作精神的培养,在于创新潜能的激发。

参考文献:

[1]刘成坤.新课程教学改革实验工作中的问题与对策[J].中学化学教学参考,2013(37).

[2]李丽霞.新课程教学背景下的化学实验教学[J].中学化学教学参考,2014(17).

[3]毕华林,陈勇.初中化学教科书中探究活动的设计分析[J].化学教学,2011(10).

[4]陈志.初中化学探究性教学应树立五种意识[J].化学教学,2011(3).

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近年来教育教学改革的力度和步伐逐年增大,正悄然影响着每个人的生活。教育改革的战略主题是坚持以人为本、坚持德育为先、坚持能力为重、坚持全面发展,作为一个国家的系统工程,这场变革将决定着整个民族的发展和未来。2016年教育改革将要实现突破的六大方向中明确提出中高考的改革方向:“考试越来越体现‘实’与‘活’”,这一方向的变化在2015年、2016年北京高考化学命题中已有所体现,试题突出了基础知识和科学素养并重的新课程理念,彰显灵活创新的特色,更加重视对学科核心素养、观念和价值的考查。中高考改革在一定程度上是教育教学改革的航标,将引导教师发掘适宜学生素养培养和能力发展的教学内容,将促成学生改变原有的学习方式。下面通过例析2015年、2016年北京高考化学试题的变化,来看教育教学改革背景下化学教学的发展。

 

一、渗透传统文化和民族意识的培养

 

试题首次选用古代科技的应用原理为问题情境。

 

如2016年试题7. 下列中草药煎制步骤中,属于过滤操作的是

 

试题首次选用中国学者的人名反应为应用信息。

 

如2015年试题26:“张-烯炔环异构化反应”被Name Reactions收录。该反应可高效构筑五元环状化合物……

 

在科学史上,中国有许多重大发明,对世界做出重大贡献的分别有:造纸、火药、中药学、炼铜、炼铁、炼钢、陶瓷、首次人工合成蛋白质等。教育的目的对于一个民族来说非常重要的是认同与传承,试题能够以此为着眼点,兼顾了历史与现代科技中我国的突出贡献,不但对于考生是激励,对于教学更是起到了引导的作用。学生文化素养的提高,依靠的是民族精神的传承与弘扬,该立意充分体现了传统文化和民族意识的培养贯穿于化学学习过程的始终,因此教学中需要始终渗透传统文化和民族意识的培养,才能真正做到化学教育是民族的教育。

 

二、承载时展和科技成果的影响

 

以2015年北京高考化学整套试题为例,试题素材选用众多紧扣时代科技发展的成果作为素材背景,如:

 

试题9.最新报道:科学家首次用X射线激光技术观察到CO与O在催化剂表面形成化学键的过程……

 

试题10.合成导电高分子材料PPV的反应……

 

试题26.氢能是一种极具发展潜力的清洁能源。以太阳能为热源,热化学硫碘循环分解水是一种高效、无污染的制氢方法。其反应过程如下图所示……

 

试题27.研究CO2在海洋中的转移和归宿,是当今海洋科学研究的前沿领域……

 

试题均紧密结合基础化学知识和基本原理的应用进行了多维度的考查,一方面帮助师生了解到即使最新科技前沿也并非遥不可及,引导化学教学关注科技发展,立足培养学生的科学素养;另一方面引导学生感受化学学习和研究的社会价值,激发学生探索未知的兴趣。

 

很多教师会认为科技前沿离学生现有的认知太远,试题的呈现很好地纠正了化学教学中存在的这种偏颇认识,很多事情不是有了希望才做,而是做了才有希望。学习的目的不光是习得,更有发展和创新。试题的考查表明,日常化学教学的过程可以承载时展和科技成果的影响,只要选好应用基本知识和基本原理的视角,这一学习过程就可以转化为应用所学解读未知的过程,让化学教育可以站在一个比较高的起点上来唤醒学生对未来的渴望,这样的化学教育才是发展的教育。

 

三、外显学科核心思想方法的表达

 

对化学思想方法的考查是检测考生化学科学素养水平的重要手段。中学阶段,化学思想方法的学习渗透在化学知识学习的过程中,比如物质变化是有条件的,物质结构决定性质,定性与定量、宏观与微观、量变与质变等,理解并运用化学思想方法来解决实际问题是学生形成化学学科特质关键能力的重要过程。

 

2015年北京的高考化学试题进一步外显了学科核心思想方法的考查。

 

如试题27的(3)海水中溶解无机碳占海水总碳的95%以上,其准确测量是研究海洋碳循环的基础。溶于海水的主要以4种无机碳形式存在,其中占95%。测量溶解无机碳,可采用如下方法:

 

①气提、吸收CO2。用N2从酸化后的海水中吹出CO2并用碱液吸收(装置示意图如下)。将虚线框中的装置补充完整并标出所用试剂。

 

对于该问的回答考生需要读取出海水目前“未酸化”、海水酸化后才能用N2吹出CO2,即理解“酸化”的含义;需要联系以往学习中实验室制备CO2的实验模型,根据该问题的具体情境进行迁移并选取出适合的实验仪器,即分液漏斗;需要选择适合的酸来进行酸化,以避免对后续装置中吸收CO2进行定量测定的干扰,即只能选取非挥发性的硫酸来作为反应试剂,而不能选取挥发性的盐酸和硝酸;需要联系实际理解“吹出”的含义,转化为解决该实际问题的进N2导管和出CO2导管,且进气管必须插入液面以下,以保证N2与反应溶液充分接触,达到吹出CO2的目的。

 

通过上述分析发现,该问的解析依次考查了“物质变化是有条件的”“模型与实验”“定性与定量”等化学思想方法,将其以测量海洋碳循环中溶解的无机碳这一事实情境呈现,通过绘图的方式外显了考生思考实际问题时的化学学科素养水平和学科能力水平。这就对日常教学该向什么方向发展提出了具体的要求,以往应试教育中死记硬背、多做熟练的学习方法必然被摒弃,回归学科本体,培养学生思考化学问题的学科视角和方法将成为教学的主导,旨在培养学生在褪去化学知识后还能否运用化学思维方式来思考问题,比如针对“水变油”类似的发明、“一针还你青春”之类的广告,能够保持科学的冷静态度来加以抵制。这样的教学是“科学”的教育,为学生具备终身的科学素养提供学习的载体和学习的方式。

 

四、加强学科思维历程的考查

 

1. 思维历程考查的力度明显增加

 

近两年北京高考化学试题针对思维历程考查的力度明显增加。如试题中多以简答题的形式来考查学生的思维历程。下面就近6年北京高考化学试题Ⅱ卷中简答题的数量及分值分别进行统计,见表1。由数据不难看出,2011-2014年试题中简答题的数量在3处左右,分值占Ⅱ卷总分的10%左右;2015年试题的简答题数量高达8处,分值占Ⅱ卷总分的27.6%;2016年试题的简答题数量增至12处,分值占Ⅱ卷总分近50%;明显增加了对学生解决问题过程中学科思维历程的考查力度,涨幅明显,变化突出。

 

2. 思维历程考查的容量明显增强

 

近两年北京高考化学试题针对思维历程考查的容量明显增强。如近6年北京高考化学试题中考查内容相近的简答,思维容量也不尽相同,表2列出2014年、2015年化学试题中电化学简答的题目以及思维容量的比较。

 

由上表分析可以看出,2015年跟2014年的电化学简答试题相比较,明显增强了对学生解决实际问题过程中学科思维历程的考查容量,考生不但需要观察模型获取有效信息,还需要运用电离理论、电解原理以及反应原理解决实际问题,最后将分析问题的整个过程用正确的化学术语及文字做出表达,充分体现了对考生化学素养和思维水平的考查。

 

试题的呈现对于学习过程提出了更高的要求,既要知其然,更要知其所以然。目前教学中往往存在过于追求结论的现象,而忽视了问题解决的形成过程,而这一过程恰是学生思维能力培养的过程,只有教学中着力于思维过程的展开,发现解决问题过程中存在的障碍,才能培养学生的思维能力,因此,加强学科思维历程的培养教育,实质就是能力发展的教育。

 

五、展现学科创新能力的考查

 

化学是一门以实验为基础的科学,实验是学习化学的重要途径和手段。近6年北京高考化学实验探究试题中有4处是通过探究形成结论的,下面通过表3的对比来分析得出结论能力要求的异同。

 

通过三年结论形成的比较可以看出,北京高考化学探究试题对于结论形成的能力越来越高:2011年试题直接根据现象得出结论;2014年试题需要对现象和数据进行整合分析,实验结论既有探究的目的,又有探究过程中新的发现;2015年试题的结论既基于学生所学,又高于学生所学,展现了对于学科创新精神的考查。

 

记得北大的严宣申教授每次跟中学教师交流指导的时候都会叮嘱我们“在帮助学生关上一扇门的同时,一定要打开一扇窗”,也就是说学习没有止境。在一定程度上探究学习可以说“没有结论”,因为所有的探究都是源于发现、源于质疑,而这正是学生创新能力的培养和发展,做没有止境的结论继续探究的教育,就是做创新的教育。

 

综上所述,近年北京高考化学试题的变化不但体现了教育教学改革的精神,而且对于中学化学的教学有积极的导向作用,试题的呈现对教育教学改革大背景下的学习和教学均产生了新的思考,今后的化学教育和教学将是民族的、发展的、科学的、能力的、创新的。

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关键词:科学素养;试题;课堂实验操作

为了体现普通高中新课程的理念,反映化学学科课程标准的整体要求,化学科考试大纲明确指出,化学高考试题将在测试考生进一步学习所必需的知识、技能和方法的基础上,全面检测考生的化学科学素养。新课标指出科学素养落实到化学课程,注意既科学的核心概念与化学知识体系的关系,又有意识地在化学知识的应用过程体现科学思想、科学方法和科学价值观。对于高三学生来说,中学教材的内容基本授完,教师利用现成的教材内容来进一步培养学生化学科学素养有所弱化,如何通过高三化学复习来提高学生的科学素养,下面谈谈自己的体会。

一、在试题的评讲中要注重师生的情感交流

高三化学的复习过程中,大考、小考比较多,学生学习压力大,教师在讲评试题时应以关心、激励、委婉提出等人性化的语言贯穿始终。有的题目学生做过,还是不会,我们应好好反思自己的教学行为,了解学生的学习情况,及时做好补救的工作。教育学家第斯多惠指出:“教学的艺术不在于传授本领,而在于激励、唤醒、鼓舞”。因此,我们在试题的评讲过程中,应会欣赏学生,善于发现学生的闪光点。在批改试卷的过程中,尽量找出每一个学生答题的优点,在试卷中写激励的批语,在试卷的评讲过程中做适当的表扬。在试题的评讲过程中,注意要放下教师的“权威”和“架子”,暴露自己的思维过程、也让每个学生都有暴露思维过程的机会,各抒己见,让他们在交流讨论中发现问题,在关心下增强信心,激发兴趣,消除其压抑感,在表扬声中获得愉悦。此外,教师要爱护学生的自尊心,不能因为学生提出一些显浅、错误或怪诞的问题而感到惊讶或可笑。对学生提出的任何问题都要满腔热情,不能“泼冷水”,这对培养学生的创造性思维都有重要的意义。

二、习题的设计上关注STSE(科学、技术、社会、环境),体现学科的发展性和时代性

在高三的复习中,我们要精选习题。习题在设计上要有利于学生掌握学科的核心知识,有利于提高学生的科学素养,众多事实表明:许多学生会做一个概念的相关试题,但其在进行概念学习过程中所形成的迷惑,并没有转变,易造成知识世界和观念世界的分离。我们在试题的练习与讲评中应担负着这一功能。以习题为载体,培养学生关心科学的社会效果,关心当代社会面临的重大问题,关心如何保护人类的生存环境等。通过习题的讲练,培养学生有效地解决日常生活中所遇到的与化学相关的问题,知道如何获取信息,并且在需要时能进行科学的决策。在教学中,注意引导学生自觉地关心自然、社会、科技以及生产、生活中的化学问题,了解化学学科研究的最新成果,帮助学生学会运用已有知识对现实问题进行初步研究,使他们逐步形成对社会、对自然的正确的情感、态度和价值观,有利于培养学生科学素养、创新精神和运用所学知识综合解决实际问题的能力。

三、利用典型题来以“点”带“面”,提高学生的归结小结能力

知识是能力的基础,能力提高有利于掌握知识。新教材知识内容编排体系、逻辑结构、知识的呈现方式不具有系统性,这要求我们师生要站在一定的高度来审视所学过的知识。教师应引导学生梳理好中学知识,在理解的基础上记起来,进而提高学生的归纳、小结等自学能力。在习题课的教学中,我们要选择应具有代表性的、典型的习题作为“点”来给学生训练。通过典型题的训练和评讲,让学生联想、回归到课本的有关知识点,使知识前后连贯,融会贯通,形成知识网络,达到落实双基的目的。例如对于化学反应速率的知识点,我们可以选择一道比较典型的题目来加以训练,通过该题的训练让学生联想回忆反应速率的定义、表达式、单位、影响因素、与化学平衡的关系以及用不同反应物或生成物的反应速率来表示该化学反应的反应速率有何关系等;可通过典型的无机推断题来让学生联想、回忆元素及其化合物的有关知识,联系实际并构建学科知识点网络,在习题的训练中加强知识的记忆、联系及理解。

四、以主干知识为载体,设计典型的习题来提高学生的学科能力

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“核心素养”这个概念从2014年提出即引起了教育界的高度关注。2016年9月13日,核心素养框架正式出台,从三个方面、六个角度、十八个点诠释了学生发展应具备的,能够适应终身发展和社会发展需要的必备品格和关键能力。在小学阶段,核心素养落地的最直接渠道就是学科教学。

二、英语学科核心素养

作为一线的英语教师,新课程标准提出的综合语言运用能力我们都耳熟能详,我们认为核心素养不是对综合语言运用能力的摒弃,而是进一步丰富内涵。综合语言运用能力中包括的五大方面:语言知识、语言技能、学习策略、情感态度和文化意识,逐步过渡为英语学科的关键能力和必备品格。我们将它从三个方面进行理解:语用与语感、理解与表达、文化与情感。语用与语感包括:丰富的语言体验,有效的学习策略,有效的思维方式;理解与表达包括:比较扎实的语言知识,较为熟练的语言技能;文化与情感包括:多元的文化意识,跨文化理解能力,正确的学习态度,积极的学科情感,良好的语言自觉。

三、基于核心素养的实践与思考

关于英语学科核心素养的构建,我们经历了“问题―思考―实践―反思―提升”的过程。我们主要思考的问题是学生学习英语这门课程应该发展怎样的学科核心素养。

(一)整合资源,开发适合学生的课程

“如何整合课程内容?”是对教学设计的再思考,教学从“知识教学和技能教学”转向“对学科核心素养的培养”需要教师加深对学科本质和价值的认识,重视对语篇意义的解读。在设计活动时,关注内在逻辑和关联,注意提炼和整合内在的知识结构。因此,提高教师的文本解读能力是关键。

基于我校学生特点和知识水平,针对于高年级的教学内容,

我们也在尝试做基于篇章的整体开发,应该说有比较丰富的实践和探索。单元整体开发是以主题为中心,为学生提供更大的空g,发散学生思维,培养学习技能,使学生能把所学知识和生活结合起来,发展学生的语感,让单元内容以语篇的形式整体呈现,而不是零散、片面地出现。教材的有机重组和有效利用是教师利用教材和调试教材来提高课堂效率,培养学生形成有效的学习策略,促进学生能力发展的有效手段。重新设计后的教学内容坚持“基于实际学情”的原则,通过“数字环境下情境教学”与“个性发展”两条线索双螺旋发展的设计与开发原则,将语言知识和学生的生活实际结合起来,引导学生在自身的生活实际中开展交际活动。

(二)探索利于学生学习的课堂模式

要改变教学方式,教师需要:

1.认真研读和分析文本,梳理语篇主题意义。

2.确保教学设计情境化、问题化、活动化,体现综合性、实践性和关联性的学习过程。

3.在主题意义探究和解决问题的活动中,整合语言知识学习和语言技能发展,体现文化感知和品格塑造,发展思维品质和语言学习能力。

4.从表层学习走向深度学习。

我校英语教师根据学生年龄特点,通过翻转课堂、生态课堂、智慧课堂、微课等教学模式的研究与思考,做到教学相长。在教学过程中,教师与学生一同成长,使课堂成为培养英语学科良好学习策略的阵地,成为智慧课堂。

“翻转课堂”能够成为时下一种新型的课堂教学模式,其原因是将传统教学中教师在课堂传授知识、学生课后完成作业这一过程进行“翻转”,改变了学生的学习方式,培养了学生多元的文化意识,通过学习与探索我们初步形成了“学―疑―导―练”的整体操作框架。“先学后教,以学定教”的教学思想逐渐被广大教师所认可。我们更加认识到这是“生本课堂”的学习理念和“一对一个性化学习”理念的新型模式,培养了学生正确的学习态度、积极的学科情感、良好的语言基础。借助数字化一对一平台,让课堂“生动”起来,教师从主动变为被动,从主导变为引导,改变学生学习思维,让学生逐渐成为学习的主角,形成良好的学习习惯,进一步培养和发展了学生英语学科核心素养。

提高核心素养的发展能力,就要实现教学方式的转变,丰富语言体验,创设语言氛围,逐步形成英语学科必备的品格和特点。“一师一优课”评选中,我们组的英语教师就实现了这一重大转

变。例如程欣老师的一节课,就是课堂改革的真实写照,并且我校王欣老师、张迎婕老师等也都进行了课堂改革,同时取得良好的效果。

总之,英语教学中培养学生的核心素养是顺应时展要求的体现,教师应结合教学内容和教学目标,采用有效的教学手段培养学生的核心素养,使学生形成正确的价值观和高尚的品德,只有让“核心素养”理念在英语课堂上落地开花,才会培养出高素质的学生,才会构建高品质的课堂!

参考文献:

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[关键词]科学精神;学生发展核心素养;化学学科核心素养;化学教材;栏目素材资源

一、基于学生发展核心素养的科学精神的探讨

科学精神培养是科学教育的核心目标之一,但是,在长期的高中化学教育教学实践中,不难发现,科学精神的培养在高中化学课程和教学中是有所缺失的。综观学校里的科学教育,大多数的教师只扮演科学知识搬运工的角色,简单地把科学知识转运给学生,却漏掉了科学家做学问的精神、获得科学结论的方法。在这种简单机械转移知识的灌输式僵化教育下,学生只会把这些知识当作推之四海而皆准的圭臬,科学精神不可得,却养成了独断的精神。这是科学教育幌子下最不科学的教育。[1]科学精神是伴随近代科学的诞生,在传承人类科学思想和知识的基础上,逐渐发展起来的贯串于科学研究与探索的价值理念、意志行为和思维品质的综合。[2]每个时代的科学精神都有其特定的内涵,是人类科学精神中发展的链条。近而言之,当代中学生的科学精神应有其特定的历史内涵,其界定既要考虑到国家特定历史时期的时代要求,又要考虑到当代中国中学生发展现状和特定学科科学知识发展现状,从中提炼出中学生科学精神的基本要素。只有这样,才能为当前中学生科学精神的养成明确方向及实施路径。《中国学生发展核心素养》将“科学精神”作为学生发展核心素养的六大维度之一[3],教育部正在组织专家修订的《普通高中化学课程标准》也将“科学精神和社会责任”作为高中化学学科核心素养的五个维度之一[4]。可见,科学精神的重要性已经得到国家教育部门的高度重视。科学精神的培养必将成为未来高中化学课程改革的重要目标加以落实。科学精神的培养需要基于高中化学课程标准明确的目标规定、内容要求、教材编写中丰富的素材资源和教师创造性的实践才能实现。本文对科学精神培养的讨论采用《中国学生发展核心素养》的描述和界定,即理性思维、批判质疑、勇于探究,并基于苏教版高中化学教材“化学史话”“拓展视野”栏目教学素材资源功能和价值的挖掘,探讨如何在高中化学教育中培养学生科学精神。

二、基于高中化学教材栏目素材资源培养学生科学精神举隅

笔者选择了苏教版高中化学教材“化学史话”“拓展视野”两个典型栏目,从“感悟化学理论曲折发展过程,培养学生理性思维”“辩证全面看待化学的是非功过,鼓励学生批判质疑”“赏析诺贝尔奖获奖者突破性工作,促进学生勇于探究”三个维度管窥高中化学教育过程中学生科学精神的培养。

(一)感悟化学理论曲折发展过程,培养学生理性思维

化学学科的理性思维是指学生能运用化学的科学原理和方法去分析生活中具体化学现象,从中养成科学的思维方式,尊重事实、实证求知的态度。从原子分子论建立至今,化学理论的发展经历了漫长发展历程,从迷茫到雏形,再从雏形到质疑,又从质疑到创新,在创新中不断地完善和发展,建立了许多新的化学发展理论,科学合理地解释了现实中遇到的问题。正如原子结构模型经历了“道尔顿的‘实心球’汤姆生的‘葡萄干面包式’卢瑟福的‘行星式’玻尔的‘旧量子化’电子云”的演变,尽管每个模型的提出在当时解释近乎合理,但随着科学的实践与发展,需要不断地修正完善。任何的真理在特定条件下都有局限性,要理性认识客观规律,崇尚真知,积极探求解决问题的新方法和新途径,突破思维定式,用科学严谨的事实和证据,创立新的科学理论。[案例1]为了解释共价分子的结构,美国化学家路易斯(G.N.Lewis)于1916年提出了共价键的概念。他认为分子中原子间通过共用电子对而使每个原子都达到稀有气体的稳定结构。路易斯的共价键概念初步解释了一些原子形成简单共价分子的过程及共价键与离子键的区别,但其共价键概念有其局限性,它存在下列几个方面的不足:(1)路易斯的共价键概念未能阐明共价键的本质和特性。例如,它不能说明为什么共用电子对能使两个原子牢固地结合在一起。(2)路易斯的共价键概念不能解释许多化合物的中心原子的电子数超过8个仍然很稳定的事实。如PCl5分子中磷原子的电子数是l0个而不是8个。为了解决这些矛盾,德国化学家海勒特(W.Heitler)和伦敦(F.London)等人于1927年首先把量子力学理论应用到分子结构中,后来鲍林等人又加以发展,建立了现代价键理论(ValenceBondTheory),简称VB法(又叫电子配对理论)。1932年,美国化学家慕利肯(R.S.Mulliken)和德国化学家洪特(F.Hund)从不同于价键理论的角度,提出分子轨道理论(Mo⁃lecularOrbitalTheory),简称MO法。20世纪30年代以后,就形成了两种现代共价键理论——现代价键理论和分子轨道理论。苏教版高中化学教材选修模块《物质结构与性质》“拓展视野”栏目中编写了共价键理论从经典到现代的发展历程,每一次跨越,都是在前人研究的基础上,引发不同观点的碰撞,理性辩证地认识前人的研究成果,由表及里,从不同的角度,用不同方法揭示事物发展的内在规律。所以,在教学上要用好这些素材,有条件的学校还可以通过专题讲座、情景剧、讲述化学史故事等途径让学生了解化学理论曲折的发展历程,懂得尊重事实和证据,遵循科学伦理,培养学生理性思维。

(二)辩证全面看待化学的是非功过,鼓励学生批判质疑

《中国学生发展核心素养》对科学精神之批判质疑的主要表现描述如下:具有问题意识;能独立思考、独立判断;思维缜密,能多角度、辩证地分析问题,做出选择和决定等。化学史是一部质疑批判的发展史,正因为有一批又一批科学家不迷信书本和权威,善于捕捉问题,尊重事实和证据,敢于质疑,才能推动科学不断发展。正如普利斯特利和舍勒在发现氧气之后,仍忠实于“燃素说”,而拉瓦锡正因为不盲从、敢于质疑批判,了化学界“燃素说”百年之久的统治地位,掀起了一场史无前例的“化学革命”。科学的发展充满着质疑批判,有成功的喜悦,也有失败的教训,应在质疑和教训中不断发现和解决问题,实现科学的创新发展。[案例2]1948年瑞典皇家科学院将诺贝尔生理学和医学奖授予1939年发现第一种有机农药DDT(俗称滴滴涕)的瑞士科学家米勒(P.H.Müller)。但是,DDT这一历史上最著名的有机氯杀虫剂只使用了20年的时间,便在全世界各地逐渐遭到禁用,因此,有人认为这是一个发“错”的诺贝尔奖。DDT是当时人类首次合成的有机农药,不但具有绝佳的广谱杀虫作用,而且对温血动物和植物基本无毒害,更重要的是价格低廉,可大量生产,以至在世界范围内广泛使用起来,在促进农林业的发展、保障人体健康等方面发挥了重要的作用。第二次世界大战期间,这种DDT有效控制了那不勒斯斑疹伤寒(主要通过虱子传播)在同盟军军营中的早期流行。但是,不久以后,人们发现DDT相当稳定,能在自然界滞留较长时间,而且还借助食物链聚集在动物体内,慢慢形成累积性残留,给人类身体健康以及整个生态环境造成诸多不利影响。因此,从20世纪60年代开始,一批新的农药被合成并替代DDT,DDT逐渐被停止使用,但DDT事件留给人类的思考却是深刻而长远的。苏教版高中化学教材选修模块《有机化学基础》“化学史话”栏目编写了“发‘错’了的诺贝尔奖”等化学史实,用事实和教训告诉学生科学的发展是要经实践检验的。让学生认识到在学习中要拓展知识面,不盲从,敢于质疑批判,勇于实践,尊重事实和证据,科学辩证地分析和解决问题。

(三)赏析诺贝尔奖获奖者突破性工作,促进学生勇于探究

《中国学生发展核心素养》对科学精神之勇于探索的主要表现描述如下:具有好奇心和想象力;能不畏困难,有坚持不懈的探究精神;能大胆尝试,积极寻求有效的问题解决方法等。诺贝尔奖的获奖史是一部科学家不懈追求真知,不畏艰难,献身科学的发展史。[案例3]我们知道,物质由分子、原子、离子等微粒构成,分子由原子构成,原子由质子、中子、电子等基本粒子构成。那么,基本粒子可不可以再分?1964年,美国科学家盖尔曼(M.Gellman)设计了夸克模型,提出质子、中子由更小的夸克构成。由于该模型能成功解释许多事实,引起了人们的普遍重视,于是掀起了一股寻找夸克的热潮。1967年,美国斯坦福大学直线加速器中心建成一座长达3km的电子直线加速器。以费里德曼(J.Frideman)、肯达尔(H.Kendall)、泰勒(R.Taylor)为核心的研究小组用此加速器进行实验,最终证明了夸克的存在。这三位科学家也因此获得了1990年的诺贝尔物理学奖。但迄今为止,人们尚未能分离出单个的夸克。随着科学技术的进步,人们对夸克等基本粒子的认识不断深入。美国科学家戴维•格罗斯(D.J.Gross)、戴维•波利策(H.D.Politzer)和弗兰克•维尔切克(F.Wailezek)发现夸克相距很近时,相互间作用力很小,但当距离增大时,相互作用力急剧增大。这解释了人们在寻找单个夸克过程中所遭遇的困惑。为此,这三位科学家荣获了2004年的诺贝尔物理学奖。苏教版高中化学教材重视弘扬不同时期化学领域新成就,重点介绍了不同阶段诺贝尔化学奖获奖案例。如“不对称合成”“卤代烃在有机合成中的应用”“有机物的三维结构”“化学家鲍林”等,这些素材是激发学生的好奇心和想象力的很好载体。好奇心和想象力是科学发现的源泉,是推动人类进步和社会文明发展的基石。在教学中,适时开展“走近诺贝尔奖”主题沙龙活动,让学生通过设计方案、查找资料、沙龙交流等活动,了解科学家在研究中的艰辛与挫折。让学生通过生动具体的史实和身临其境的实验,接受科学精神的熏陶,明白科学的重大发现,不仅要有扎实知识,敏锐的观察力,丰富的想象力,还要有不畏困难、勇于实践的探究精神。

三、研究结论与启示

国家教育部已将“科学精神”作为学生发展核心素养重要组成要素之一,也是高中化学学科核心素养的重要内容,作为一线高中化学教师,未来应该在高中化学教学的细节中更加重视学生科学精神的培养。培养学生的科学精神任重道远,应该从小学科学教育、初中化学教育做起,而高中化学教育是科学精神培养的关键时期。为了实现科学精神的培养,作为教学主导的高中化学教师应该着力加强自身对科学精神的认识和理解,强化自身科学精神教育的责任意识,并充分挖掘高中化学教材中素材资源,通过灵活多样的形式或途径,帮助学生感知、领悟、体验科学精神的核心要义。高中化学教师在化学教育过程中,还须充分考虑不同学段科学教育、科学教育不同学科之间的交叉和融合。作为教师培训机构和教研机构,要充分认识到科学精神培养的重要性,将科学精神、科学文化、科学哲学、科学史以及科学社会学等内容作为重要培训课程内容,帮助高中化学教师提升自身科学精神素养。[5]为推动学生科学精神培养,全社会还要大力开展科学精神普及和科学传播工作,通过图书著作、报纸、电视、互联网、自媒体等多种形式准确、生动地弘扬科学精神,使学生在掌握科学知识和科学技能的同时,逐渐地形成科学精神。

作者:吴云 单位:福建省云霄第一中学

参考文献:

[1]菊农.人格与教育[M]//张君劢,丁文江.科学与人生观.济南:山东人民出版社,1997:241-251.

[2]李醒民.科学的文化意蕴[M].北京:高等教育出版社,2007:215-216.

[3]赵婀娜,赵婷玉.《中国学生发展核心素养》[N].人民日报,2016-09-14(12).