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化学学科的核心素养

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化学学科的核心素养范文第1篇

doi:10.3969/j.issn.1008-0546.2017.07.023

一、问题的提出

教育部《关于全面深化课程改革是立德树人根本任务的意见》中提出,在基础教育阶段应该帮助学生形成适应个人终身发展和社会发展需要的必备品格和关键能力。要求高中各学科课程要提出学科核心素养,将教育教学的行为统一到育人目标上来,提高学生综合分析问题、解决问题的能力[1]。

目前,大家认为,化学学科核心素养含有以下方面:人们在研究物质的组成、结构、变化的过程中,运用探究的手段,基于证据进行分析推理,透过宏观现象审视变化的微观本质;能建立变化观念与平衡思想;理解化学、技术、社会和环境之间的相互关系,赞赏化学对社会发展的重大贡献;能运用已有知识和方法综合分析化学过程对自然可能带来的各种影响,权衡利弊,勇于承担责任,积极参与有关化学问题的社会决策。

“碳酸钠的性质与应用”是苏教版必修《化学1》专题2的第二单元教学内容,本课按照目前关于化学学科核心素养的要求,重新审视了教材,挖掘其学科核心素养价值,以这部分教学内容为载体,进行了精心设计,通过有效的教学活动,发展学生基于证据进行分析推理、透过宏观现象审视变化的微观本质、运用所学知识解决实际问题等化学学科核心素养。

二、教学设计

1. 教学背景分析

(1)教学指导思想分析

学科教学的终极目标是促进学生学科素养的形成。以学科核心素养培育的课堂教学,应该从以“教”为主转向以“学”为主,从重视学科知识的传授、灌输转向重视学生学习活动的设计、组织和指导,将科学精神和人文精神自然地融入教学活动当中,让学生在探究体验中、学习反思中获得化学核心知识,发展化学学科核心素养。

(2)教学内容分析

本节内容是一节典型的物质性质的课,也是学生进入高中后第一次完整地学习一种盐。教材并没有把碳酸钠和碳酸氢钠的性质逐条呈现,而是通过两个“活动与探究”(“碳酸钠的性质”、“区别碳酸钠与碳酸氢钠的实验方案设计”)来引导学生在动脑思考、动手实践的过程中,进行自主学习、探究学习和合作学习。这样的编排符合学生的认知规律,有利于学生理解和掌握知识,提升化学学科素养。

(3)学情分析

学生在初中初步学习了碳酸钠与酸的反应,了解了检验溶液酸碱性的常用方法,但对与碳酸钠关系十分密切的碳酸氢钠的性质了解甚少。因此,教学时可以用实验探究、对比的方法理解两者性质之间的异同。

2. 教学目标

(1)通过实物展示、实验对比,让学生认识到二者性质的差异是结构不同所致,并能归纳总结碳酸钠与碳酸氢钠的鉴别方法和相互转化。

(2)学会研究物质的一般思路与方法。特别是从碳酸钠与碳酸氢钠的性质对比中,学会全面地认识和分析事物,体验对立统一的辩证唯物主义观点。

(3)联系生活实际,让学生掌握碳酸钠和碳酸氢钠的用途,感受化学在生活中的重要作用,激发学生学习化学的兴趣和使命感。

3. 教学重难点

基于上述分析,把教学重点确定为碳酸钠和碳酸氢钠的化学性质、鉴别,教学难点设计为对照实验方案的设计。

4. 教学过程及点评

教学环节1 提出问题,引入新课

[师]资料1中,侯氏制碱法制得的“碱”是什么物质?

[生]是纯碱,化学成分是碳酸钠。

[师]让我们一起走近碳酸钠。

[师]实物展示。请根据资料2和初中所学知识,推测碳酸钠化学性质,并运用桌面上的药品和仪器进行验证(药品:水、0.1mol/L稀盐酸、石灰水、氯化钙溶液、酚酞试液、0.1mol/L碳酸钠溶液、0.1mol/L碳酸氢钠溶液等,仪器:试管、滴管等)。

[生]讨论,制定实验方案,猜测实验现象,进行探究验证。在四支试管里各加入0.1mol/LNa2CO3溶液2毫升左右,然后依次滴加几滴酚酞试液、氯化钙溶液、石灰水、稀盐酸,观察现象。主动交流实验现象和结论。

[板书]

碳酸钠的化学性质

一、化学性质

1、与酸反应:Na2CO3+2HCl■2NaCl+H2O+CO2

2、与某些碱反应:Na2CO3+Ca(OH)2■CaCO3+2NaOH

3、 与某些盐反应:Na2CO3+BaCl2■BaCO3+2NaCl

?u析:通过科学家侯德榜先生实业救国的事迹引课,培养学生刻苦钻研的科学精神和无私的爱国情操,引发学生对“碱”的好奇心和重视,让学生认识化学学习的社会价值。

后面让学生根据初中所学,大胆预测碳酸钠的化学性质,设计实验对自己的预测进行验证,得出结论,发展学生寻找证据进行分析推理的化学学科素养。

教学环节2 分析比较,深入探究

[生]认真阅读资料,仔细观察碳酸氢钠样品,产生了以下疑问:为什么在资料中碳酸氢钠可作为食品制作中的膨松剂,而碳酸钠不能?两者性质差异有哪些?

[师]顺势引导。请大家根据碳酸钠的化学性质来设计实验,对比观察两者的性质差异。那么请同学们思考一下,在什么样的条件下实验对比才更有科学性?

[生]在相同的反应条件下比较!如相同反应物的浓度、状态等。同时,提出了以下3个探究实验方案:

[探究实验1]水溶液的酸碱性

在试管里加入0.1mol/LNaHCO3溶液2毫升,滴加几滴酚酞试液,与前面现象进行对照,比较溶液的酸碱性。观察现象。填写表1。

[探究实验2]与盐、碱反应

向盛有2mL0.1mol/LNaHCO3溶液的试管中先滴加1mL0.01mol/LCaCl2溶液,观察现象。再向其中逐滴加入澄清石灰水振荡,观察现象。与前面实验比较,填写表2。

[板书]2NaHCO3+Ca(OH)2■CaCO3+Na2CO3+2H2O

[探究实验3]与酸的反应

向盛有体积均为2mL、浓度均为0.1mol/L 的Na2CO3、NaHCO3溶液的两支试管中,同时加入等体积、等物质的量浓度的盐酸(足量)。观察现象。填写表3。

[板书]NaHCO3+HCl■NaCl+H2O+CO2

[生]通过实验对照,得出结论:Na2CO3、NaHCO3性质大体相似,但是在某些反应上又有差别。如同浓度时,Na2CO3溶液的碱性强于NaHCO3溶液,但NaHCO3溶液与酸反应的剧烈程度大于同浓度的Na2CO3溶液。又产生了这样的疑问:两者性质差异的原因是什么?

[生]大家积极思考,有同学提出了结构决定性质的观点。

[师]对!那我们来一起分析它们在组成结构上有什么异同?完成表4。

[生] 清楚地发现:两者性质差异的原因就在HCO3-、CO32-方面。

[师]资料3中说,碳酸氢钠作为食品制作过程中的膨松剂。请你猜想碳酸钠、碳酸氢钠哪一种受热更易分解?

[生]肯定是碳酸氢钠受热更易分解,而且分解时会有气体产生。

[师]让实验来说话。

[探究实验4]热稳定性

[师]采用(图1)装置,应该如何放置两种固体,才能证明碳酸钠的热稳定性较碳酸氢钠更好?

[生]大试管中盛的是Na2CO3固体,小试管中盛的是NaHCO3固体。大试管的导管伸入盛有石灰水的B试管中,小试管的导管伸入盛有石灰水的A试管中。如果A试管中的石灰水变浑浊而B试管中的石灰水没变浑浊,则可证明。

[师]演示实验,点燃酒精灯,先预热,再集中加热。

[生]学生描述实验现象,得出结论。填写表5。

[板书]2NaHCO3■Na2CO3+H2O+CO2

[师]根据资料4,推测向饱和Na2CO3溶液中通入足量的CO2可能会出现什么现象?

[生]可能会有固体析出。

[探究实验5]饱和Na2CO3溶液与CO2的反应

[演示] 向一瓶充满CO2气体的软塑料矿泉水瓶中,倒入10毫升左右的饱和Na2CO3溶液,旋?o盖子,快速振荡一会儿。

[生]观察现象:矿泉水瓶变瘪,澄清的碳酸钠溶液变浑浊。

[板书]Na2CO3+CO2+H2O■2NaHCO3

[师生共同分析]NaHCO3的溶解度比Na2CO3小,这是析出沉淀的主要原因,而从方程式来看,106g碳酸钠反应将生成碳酸氢钠168g,生成的碳酸氢钠多了且反应消耗了水,也会导致碳酸氢钠析出。

评析:根据实验现象的异同,引导学生分析碳酸钠、碳酸氢钠组成结构的异同,进而寻找证据进行推理,透过宏观现象审视变化的微观本质。课堂上精心设计对比实验进行探究,促使学生主动学习,形成结构决定性质、性质决定用途的化学观念。

教学环节3 总结提升,巩固观念

[师]碳酸钠与碳酸氢钠关系密切,请大家根据本堂课内容说说它们是如何相互转化的?

[生] 归纳碳酸钠与碳酸氢钠的相互转化途径(略),形成物质间有条件的转化观念。

[投影]碳酸钠、碳酸氢钠在生产、生活中的应用。

教学环节4 解决问题,拓展应用

[投影]问题解决:

[生]交流讨论(略)

[课后作业]

查询侯氏制碱法的工业流程图,分析涉及的原理。

评析:通过几个有“生活味”的问题解决,提升了学生运用知识、解决问题的能力,发展了学生化学应用观。也体现了基于学科核心素养的化学教学,是一种能使学生主动获取化学知识、运用化学知识、解决化学问题的教学策略。

三、几点反思

1. 提升学生学科核心素养,要让学生明白所学化学知识的价值

基础教育课程改革的基本目标,就是让学生积极主动地学,这也是提升学生学科核心素养的必然要求。让学生“想学”的方法有多种,其中向学生展示所学化学知识的价值是重要而有效的方法之一。

向学生展示所学化学知识的价值,可以是向学生展示所学化学知识在生产、生活和科技领域的应用,特别是日常生活中的应用;也可以是向学生展示所学化学知识在化学科学发展中的应用;还可以是向学生展示所学化学知识在化学及其相关学科学习中的应用[2]。高中化学课程中之所以安排“碳酸钠性质与应用”教学内容,就是因为钠及其化合物在生产生活中有广泛应用。本节课以侯德榜的爱国事迹为引课,以“为什么碳酸氢钠可作为食品制作过程中的膨松剂?”“Na2CO3、NaHCO3均可与胃酸反应,为何不选用Na2CO3作抗酸药?”等应用性问题展开教学,让学生在学习的过程中体会了知识的价值,明白了“为什么学”的问题,有效地调动了自我主动学习的积极性,提升了化学学科素养。

2. 提升学生学科核心素养,要让学生在自主实践中提高能力、发展素养

本节课采用实验探究进行教学。教学中提供相应的仪器药品,让学生自己提出猜想、设计实验、进行实验探究,得出结论。学生在实验探究中,主动对比碳酸钠、碳酸氢钠的性质与应用,将知识融入推测、验证、探究和归纳的过程中,掌握了元素化合物的一般规律:结构决定性质,性质决定用途,并能运用所学知识解决实际问题。整个教学过程,充分突出了学生的主体地位,让学生在体验化学研究的过程中发展了学科素养。

3. 提升学生学科核心素养,教师要科学地处理教材内容

化学学科的核心素养范文第2篇

关键词:核心素养;中职化学;教学设计

在教育部2014年3月印发的《关于全面深化课程改革落实立德树人根本任务的意见》中,首次提出了“核心素养体系”概念。在核心素养推进过程中,我国采取部分融合的方式,将课程体系与核心素养统一起来,由核心素养指导各个学科的育人目标设置、教学与评价等,使各课程形成合力共同促进学生核心素养的形成。因此,许多符合时展的有助于提升学生核心素养的教学方法和模式纷纷涌现出来,如情境教学法、共同体学习等,为广大教师提供了可以参考和学习的依据。无论怎样,核心素养时代的教学一定是从学习者的角度去研究,从个体发展的角度探讨,服务于“以人为本”教育目标的教学。

1化学学科核心素养分析

化学学科核心素养,是学生通过化学学科的学习形成的正确价值观念、必备品格和关键能力。中等职业学校化学学科核心素养包括宏观辨识与微观探析、变化观念与平衡思想、现象观察与规律认知、实验探究与创新意识、科学态度与社会责任五个维度。从逻辑关系上说,化学学科核心素养是学生核心素养的一小部分,学科核心素养的提出正是体现了“以人为本”的教学理念,是教育观念转变的一个重要里程碑。基于核心素养的化学学习,需要建立“宏观—微观”认知主线,建立“结构—性质”的认识观念,在已有知识基础或认知经验上进行知识建构,从明确感知出发进行探究得出结论[2]。由此构建化学学科核心素养十个要素在教学设计中的关系。如图1所示:在宏观上辨识物质相对比较容易,但是化学学科的重要特征是从原子、分子水平上研究物质,所以还要从微观结构差异认识物质,形成结构决定性质、性质反映结构的观念;观察现象相对比较容易,可是要探索现象背后的原因,认识化学反应的规律,利用规律分析和解决实际问题则是更进一步的核心素养要求;而从宏观辨识到微观探析、从现象观察到规律认知的递进过程中,需要利用变化观念、平衡思想认识物质的变化、微粒的守恒,需要通过实验探究和创新意识去验证物质的性质、推测反应的现象。但仅有这些仍然是“学科本位”的教育观念,还应该在“润物细无声”中进一步提升,使学生在价值观上树立科学态度,提升社会责任感,将“以人为本”的教育理念落在实处。因此,化学学科的五个核心素养既相对独立,又相互交融,是一个有机的整体。宏观辨识。

2中职生化学学科核心素养现状

经过对本校护理专业181名新生进行学习情况调研,得出以下数据:在书写化学式方面,有70%的同学不能正确写出H2SO4、CaCO3等简单的化学式,有80%的同学不知道食盐的主要成分为NaCl;在初中阶段的实验方面,有11.6%的同学从没做过实验,也有11.6%的同学只做过一次实验;在学习习惯方面,只有6.63%的同学会经常预习,只有4.97%的同学会经常及时复习;在学习方式的选择上面,如图2所示,还是有较多同学喜欢听老师讲解,配合独立思考,只有三分之一的同学选择主动参与探究、合作学习。调研结果显示:中职生的化学基础普遍较为薄弱,甚至不能用化学符号描述常见物质及变化;有些同学动手做实验的机会很少,其操作能力和实验探究精神得不到锻炼;没有良好的学习习惯,缺乏学习兴趣和自控能力;仍然习惯传统教学模式,对探究、合作学习缺乏尝试……由此可见,中职生的化学学科核心素养亟待提高。

3基于核心素养的教学设计探析

3.1教学内容:以创设情境为载体,提升思维能力

在素养为本的理念指导下,提倡教学内容从基于知识点设计转向情境设计,以真实的情境为土壤,在情境中发现问题的种子,在解决问题的过程中收获核心素养。化学课中创设情境的方法有很多,如化学史、新闻报道、化学实验、社会生产实际、生活体验等,这些情境的创设无疑丰富了教学内容,提升了学习兴趣。可是,情境教学绝不仅仅是给学生一时的兴趣,真正促进学生认知发展,提升思维能力,需要教师根据学习特点设计值得探究的高水平的问题,从而使学生在解决问题的过程中获得知识、提升能力、发展素养。如学习溶液的酸碱性时,设置生活情境“走进厨房,了解碱面”这一主题:(1)碱面是碱吗?学生可通过观察得知碱面的成分为碳酸钠,再通过复习酸碱盐的知识得知碱面是一种盐;(2)碱面的酸碱性是怎样的?引导学生以小组合作方式进入探究学习,通过酸碱指示剂和pH试纸两种方式,均得出碳酸钠呈碱性的结论,从而进入溶液酸碱性和pH的深度学习;(3)既然碱面(碳酸钠)是一种盐,为什么会显碱性呢?引导学生从宏观视角转向微观视角,分析碳酸钠水溶液中分子和离子的变化,又引出了盐类的水解内容。因此,以生活内容为主题创设真实情境,动态生成三个循序渐进的问题,可以串联起溶液的酸碱性、pH、盐类的水解几方面的内容,学生在问题探究过程中锻炼了分析、综合、归纳等高阶思维能力,发展了多种核心素养。

3.2教学模式:以混合式教学为依托,促进自主学习

混合式教学,并不是简单的线上学习和线下学习的叠加,而是通过多种教育资源的系统融合,采用适合的教学手段,引导学生对知识进行自主建构以实现学习效果最优化的一种教学模式。这种教学模式能够关注学生多样化、个性化的学习和发展需求,发挥学生主观能动性,培养自主学习、合作学习,发展学生核心素养。本文探索了运用“云班课”这一信息化教学平台进行混合式教学。如图3所示,学生在课前或课后可以通过观看“资源”版块中的微课、动画、课件等进行预习或复习,并完成“活动”版块,如小组任务、问卷、头脑风暴、讨论、测试等,教师可以通过学生的完成情况掌握学习动态,为以学定教提供支撑。而且,线上教学不受时间、空间的限制,随时对课堂教学进行补充。需要注意的是,学生的自主学习仍是在教师指导下完成的,教师在设计“资源”或“活动”时,应根据学情精心取材,对海量资源进行整合。学生看到的内容尽管是碎片化的,但教学活动是一个完整的过程,线上和线下的有机结合应体现出知识的连贯性、系统性。课前阶段的“资源”和“活动”以“激趣”“温故知新”为主,注重问题导入,促进思维发展;课后复习阶段的设置要考虑重难点是否已经突破,能否利用所学知识解释生活中的常见问题,促进知识应用,提升核心素养。如学习渗透压时,课前预习阶段可以播放视频“淡水鱼放到海水里会怎样”,既联系了生活实际,激发了学习兴趣,又对本节课的学习内容有了初步了解,为线下学习做好准备。而课后的复习阶段,可以设置让学生自己利用渗透压知识解释问题,比如为什么硫酸镁、柠檬酸镁等泄盐在肠内形成高渗溶液可以促进排泄,以检验学生对知识的应用,发展科学态度。

3.3教学评价:以项目式作业为抓手,促进素养养成

发展学生核心素养的评价方式是多元化的,应该将过程性评价和终结性评价相结合。过程性评价可以是课堂提问、随堂测试、资料的查阅和整理、思维导图的绘制、实验设计及操作、项目式作业等。本文探索了以项目式作业为抓手,促进学生素养养成。项目式作业是针对教学内容设计一个相对独立的项目任务,学生以小组合作形式自行计划、组织并在一定时间内完成。教师在设计项目式作业时尽量面向真实情境,践行学以致用。项目式作业完成后,应通过教师点评、组内互评、组间互评多种方式进行评价,教师也要关注过程,了解学生存在的问题。如在学习完“化学键”后,设计项目式作业:搭建氯化钠晶体结构模型、氯化氢分子结构模型(见图4)。图4NaCl结构模型(左)和HCl结构模型(右)通过小组合作完成模型搭建,不仅锻炼了学生的动手能力、合作意识,而且更深刻地认识了化学键的形成和本质,思维的广度和深度得以延伸,发展了宏观辨识与微观探析素养。再如学习完“氯及其化合物”后,设计项目式作业:制作洁厕灵与“84”消毒液不能混用的宣传海报(图5),并在家中进行宣讲。通过调研发现,98.91%的同学认为此项活动很有意义,84.78%的同学认为此项活动培养了科学态度,学会用化学知识解释生活中的问题,为现实世界和化学世界建立了有效联结。

4结束语

随着三教改革的不断深入,广大教师应以学生核心素养的培养为出发点和落脚点,做好每一节课的教学设计,从教学目标、教学内容、教学模式、教学评价等多方面实施课堂转型,使中职课堂焕发勃勃生机,促进学生的全面发展。

参考文献

[1]许祎玮,刘霞.基于核心素养的课程教学改革——基本模式、国际经验及启示[J].北京师范大学学报(社会科学版),2017(5):40-47.

[2]沈旭东.普通高中化学学科核心素养的教学理解图式[J].现代中小学教育,2019(1):41-44.

化学学科的核心素养范文第3篇

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。

参考文献:

[1]成尚荣.回到教学的基本问题上去[J].课程・教材・教法,2015.

[2]梁永平.化W科学理解的基本视角及其核心观念[J].化学教育,2011.

[3]毕华林.化学教学设计:任务、策略与实践[M].北京:北京师范大学出版社,2013.

[4]刘知新.化学教学论[M].北京:高等教育出版社,2009.

[5]冯忠良,冯姬.教学新论:结构化与定向化教学心理学原理[M].北京:北京师范大学出版社,2011.

[6]丹尼尔・卡尼曼.思考,快与慢[M].北京:中信出版社,2012.

化学学科的核心素养范文第4篇

关键词:浙派名师;电化学复习;航拍;俯视

文章编号:1008-0546(2016)10-0012-03 中图分类号:G633.8 文献标识码:B

doi:10.3969/j.issn.1008-0546.2016.10.004

航拍又称空中摄影或航空摄影,是指从空中拍摄地球地貌,获得俯视图,此图即为空照图。航拍的摄像机可以由摄影师控制或远程控制,也可以自动拍摄。为了让航拍照片稳定,有的时候会使用如Spacecam等高级摄影设备,它利用三轴陀螺仪稳定功能,提供高质量的稳定画面,甚至在长焦距镜头下也非常稳定。航拍图像具备全面、清晰、科学等优点的最重要原因是它选择了天空这一高度俯视拍摄,若化学教育工作者能站在提升高中生化学学科核心素养[1]这一思想高度俯视课堂教学,预设性教学就如同摄影师控制拍摄、生成性教学就如同自动拍摄、教师那充满智慧的双眼就如同高级摄影设备,这将带给学生如老子所云“地法天,天法道,道法自然”的思想。

一、问题提出

“电化学复习”传统的教学一般采用先让学生回顾原电池、电解池的基础知识,再对两套装置进行比较学习,归纳它们的异同点,最后以经典习题或者高考真题加以巩固落实。这样的教学对于一些旧题重做、错题重测,的确有着明显的效果,但对于一些新题、信息题效果甚微。关键问题在于学生不具备扎实的化学学科的核心素养,难以从宏微结合揭示本质、难以运用化学符号加以表征、 难以活用守恒思想、难以建构解题模型、难以设计实验加以探究、难以把握社会发展的绿色化方向。“浙派名师”高中名师经典课例示范与精析活动中,宋亮亮老师以“航拍”角度俯视“电化学复习”教学,给化学复习课教学带来“一缕春风”。

二、课堂实录

1. 直面科技前沿 激发学习兴趣

【电池发展史】

【课例呈现】2015年4月,由中美科学家共同完成的“快速充放电铝离子电池”,具有高效耐用、可超快充电、可燃性低、成本低等特点。该电池以金属铝作为负极,三维结构的泡沫石墨材料为正极,AlCl4-可在其中嵌入或脱嵌,由有机阳离子(EMI+不参与反应)、Al2Cl7-和AlCl4-组成的离子液体做电解质溶液,该电池放电时的原理如上图4所示,下列说法不正确的是( )

A.放电时,负极的电极反应式:Al+4AlCl4--3e-4Al2Cl7-

B.充电过程中,AlCl4-脱嵌并从阴极向阳极迁移

C.充电过程中阳极的电极反应式为:Cn+ AlCl4--e-Cn[AlCl4],Cn[AlCl4]中C的化合价没有变化

D.该离子液体也可用于钢制品上电镀铝,但阴极材料要换成镀件

设计意图:教师通过简洁的四张图诠释了电池的发展史,不需言语,学习者都懂了,且感知到科技发展给人类社会带来的便利。通过直面科技前沿“快速充放电铝离子电池”,激发学生的研究兴趣,此时宋老师采取点到为止、预留悬念的策略为后续教学做好铺垫。

2. 重构关系网图 内化知识体系

【问题思考1】苏教版化学课本是以化学能为中心建构与电能、热能、生物质能、太阳能的关系,可用“正四面体”表示,如图5。请从不同角度重新建构五种能量的关系网络图。

【学生阐述】太阳能与其他四种能量的转化是单向的,所以可选用太阳能为顶点建构“四棱锥”关系网络图,如图6。

设计意图:通过对五种能量的关系网络图的重新建构,促使学生对课本知识体系的理解并内化,而不是死记硬背。古语云:“初能望文生义,死记硬背,可小成。”这并非是化学课堂教学的最终目的。

3. 建构解题模型 揭示反应本质

【过渡衔接】化学能与电能的相互转化可以从以下三方面加以理解:从宏观上判断原电池还是电解池、判断电极、判断电极上的反应物和产物、判断电极附近或整个溶液的酸碱性;从微观上判断微粒(电子、离子)移动的方向、微粒的得失电子;从符号表征上书写电极反应式和总反应方程式。

【问题思考2】在一个U形管里盛有CuCl2溶液,并插入两块锌片作电极。如果把电键K接A,如图7所示:该装置为_______,Zn①是_______极,其电极反应式是______________。

【方法指导】建构模型,如图8。

【变式1】若将两块锌片换成两块石墨作电极,如图9所示:该装置为_______,石墨①是_______极,其电极反应式是______________。

【方法迁移】建构模型,如图10。

设计意图:教师通过【问题思考2】建构解题模型图8,指导学生揭示图7为锌片镀铜装置;学生通过方法迁移建构【变式1】解题模型并揭示图9反应的本质,并加以符号表征。

【问题思考3】如图7装置反应进行5分钟后,转换电键K到C,如图11所示:该装置为_______,Zn②是_______极,其电极反应式是_______。

【变式2】若将CuCl2溶液换成稀H2SO4溶液,如图13所示:该装置为_______,Zn②是_______极,其电极反应式是______________。

【问题思考4】如图13装置进行2分钟后,再转换电键K到B,在Zn②极上发生的腐蚀属于_______,Zn①极发生的腐蚀主要属于_________。

设计意图:通过【问题思考3】建构图12模型,揭示原电池反应本质;通过【问题思考4】建构图16模型,辨析化学腐蚀与电化学腐蚀的差异。

4. 建构对应模型 探究科技前沿

以前文【课例呈现】例题为例,请学生分析。

【学生分析1】金属铝作为负极、石墨材料作为正极、Al2Cl7-和AlCl4-组成的离子液体做电解质溶液建构图17模型,依据得失电子、电荷、元素守恒,确定A选项是正确的。

【学生分析2】建构图18模型,依据溶液保持电中性原则确定B选项是错误,依据得失电子守恒定律确定C选项是错误,D选项是正确的。

设计意图:通过对【课例呈现】的严谨分析,分别建构铝离子电池快速放电对应的模型(图17)与快速充电对应的模型(图18),对比分析,探究其内在的工作原理。

三、教学启示

宋亮亮老师是湖州二中的化学教师,也是浙江省湖州市化学教研员,他以“航拍”角度俯视化学复习课教学,站在提高学生化学学科素养的高度设计教学,相信在座的每位学生、每位老师、每位专家都受益匪浅。

1. 充分体现了化学学科与时俱进的特点

以电池发展史并直面科技前沿“快速可充放电铝离子”引课,充分体现了化学学科的特点。借用北京大学曹居东老先生说的话:“化学研究的大都是近两三百年内的事情,化学学科具有现代性、具有与时俱进的特点,这是很多其他学科无法比拟的。”宋老师将科学家最新的研究成果或反应机理呈现于课堂有利于学生阅读信息能力、获取信息能力和运用信息能力的提升。

2. 充分体现了化学学科海纳百川的“广阔心胸”

通过4个【问题思考】与2个【变式】将宏微结合、分类表征、变化守恒、模型认知、实验探究,这5个化学学科的核心素养融合其中,充分体现了化学学科海纳百川的“广阔心胸”。

化学学科的核心素养范文第5篇

关键词:初中化学教学;学科素养

文章编号:1008-0546(2013)01-0002-03

中图分类号:G633.8

文献标识码:B

doi:10.3969/j.issn.1008-0546.2013.01.001

在一次初中化学青年教师基本功比赛的即兴演讲的环节中,评委老师出了一个大胆的命题:如果化学不再中考,你会如何教?选手们基本上是统一的回答,即如果化学不参加中考将会如何注意激发学生兴趣,注重实验,开展探究,联系实际和启迪思维。言外之意,中考束缚了他们化学教学的手脚。最近,在一个大规模初中化学新教材培训会上,一位资深教师向教材主编发问说,教材习题中“铁生锈”不应该算作化学性质,应该加一个“能”字或“会”字,即“铁能生锈”或“铁会生锈”。教材主编解释说,这不是一个问题,并告诫初中化学不要教得这样死,也不要揪得这样细。这位教师还不依不饶地说,万一考到了是算错还是算对呢?绝大多数与会教师纷纷赞同这位教师的忧虑。

这两个事例很大程度上反映了当前初中化学教学的现状,即片面地放大了化学的中考功能,弱化了化学自身的学科功能。常常表现出教学的知识密密匝匝、面面俱到,不能使学生确立清晰的学科知识体系和稳固的核心概念;片面地加快教学进度,追求效率,即压缩知识形成的过程,拉长结果或结论的训练,压缩新授课课时,延长复习课长度等;只能看到显形的知识,不能看到知识背后的观念、思想与方法,知识抵达不到价值的层次。如此等等,初中化学教学很难上升到学科启蒙的高度。其主要原因:一是年级的特殊性。由于初中化学开设在初三,对化学学科的定位常常是中考学科而不是启蒙学科,中考成了化学教学的主要目标;二是教师学科素养的制约。初中化学教师的教学经历和教学视野长期囿于初中一年的化学教学上,教材中具体形态的知识不断清晰,而学科整体上的学科价值、学科思想方法和学科知识体系却不断模糊。

为此,笔者以为初中化学要回归学科启蒙性这一基本性质,从学科素养的角度出发,从学科本源和学科本质的高度立意,追求有学科品质的教学。以下具体论述初中化学回归学科素养,追求有学科品质的教学实践与思考。

一、 回归学科兴趣——多一点实验和多一些情境

初中化学是化学启蒙学科,兴趣理应是教学长期关注的基本目标,但是不少老师片面地追求进度和所谓的课堂效率,常常对培养学生化学学科兴趣缺乏设计和缺少耐心,使得教学远离了初中化学还是一门新学科的客观事实,化学学科兴趣的缺失成了化学教学中一个突出的问题。

针对当前化学教学的现状,化学学科兴趣培养尤其要注意这样两点:一是重视实验。实验是激发和维持学生化学学习兴趣的重要手段。虽然实验会增加教学成本,如教师准备的经历、课堂教学时间等,也增加了教师课堂组织管理的难度,而且有时候从知识的接受效率上来看,实验比不实验并没有明显的优势,但是实验可以产生很多教育附加值,如感知学科特点,增强学科兴趣,体会学科思想与方法等,更何况这些附加值会反哺学业成绩的提高。二是教学中少一些题多一些情境。现在很多学校实行的学案或导学案中把知识转化为了题目,教学过程演化成了做题、讲题的过程,学生学习变得没有兴趣。课堂作为学生体验学习的主要场所,要多一些情境少一些题,因为情境是指向学生内在的,而题往往是固着在知识上外在指令于学生的。情境可以是实验性的,可以是联系生活生产实际的,可以是科学史料或前沿科技的。的确需要的题尤其是作为教学过程中的题也要尽量设计为问题情境,避免生硬和简单化训练。

二、回归学科之基——凸显学科重要知识、核心概念和基本观念

化学重要知识、核心概念和基本观念是化学学科之基,也是教学中处理化学学科性与社会性的关系以及教学内容上多和少的关系的根本凭据。

1.要知道学科重要知识、核心概念和基本观念的内容范畴

就初中化学而言,氧气性质和实验室制取,碳及其氧化物的性质和二氧化碳实验室制取,铁、铝等金属的化学性质,常见酸碱盐的性质都是重要知识。化学反应、化学性质、分子、原子、离子、元素等是初中化学的核心概念。化学物质的多样性与元素的有限性的观点,物质是由粒子构成的观点,物质是由化学元素组成的观点,物质的结构、性质与用途相互联系的观点,化学变化中物质变化、能量变化与质量守恒的观点,化学与社会可持续发展是相互作用和影响的观点等是初中化学教学中应该形成的基本学科观念。

2.要清楚学科重要知识、核心概念和基本观念产生和发展的过程

这一点特别是对于核心概念和基本观念的教学尤其关键。比如元素概念的教学,如果仅仅局限在“元素是具有相同质子数(即核电荷数)一类原子的总称”上,学生一定会感到突然和抽象难懂。其实元素的本义是组成物质的基本成分之意,而“元素是具有相同质子数(即核电荷数)一类原子的总称”是化学上对于元素的定义,即化学元素的定义,但它仍然服从于物质基本成分的元素本义。元素概念的教学可以沿着元素本义、化学元素和科学元素观的线索,分三段进行。第一段是导入部分:自古以来,人们一直在探询组成千千万万的物质的基本成分,即元素,在中国古代哲人们就提出了万物是由金、木、水、火、土组成的,即“五行学说“,其实这五行就是五种元素。当然现在看来这是不科学的,到底组成世界的基本元素是什么呢?(从元素的本义引出概念);第二部分是形成概念部分:近代化学家波义耳认为通过化学方法不能再分的成分就是组成物质的基本成分,即元素,这一观点得到了人们的普遍认同。例如水电解中水分成了氢气和氧气,所以水不是元素,而其中的氢原子和氧原子没有分,所以水是由氢元素和氧元素组成的。然后给出元素的化学定义即元素是具有相同质子数(即核电荷数)一类原子的总称,并结合事例进行说明;第三部分是确立物质组成和化学变化中科学的元素观念,以深化概念。出示地壳中、海水中、生物细胞中、月球中、来自外星球陨石中元素分布,让学生体会到化学元素是组成宇宙万物的基本成分。通过对具体反应的讨论,明确世界万物虽发生化学变化而元素是不变,从而升华和回归元素的概念。

3.就学科重要知识、核心概念和基本观念进行有效的教学

就目前教学现状来看,学科重要知识的教学进行较好而核心概念和基本观念的教学问题突出,集中反映在把核心概念和基本观念当作静态的知识来教,采用的方式以说教和训练为主,不能上升到建立认识和确立观念的层次上。例如,“物质是由粒子构成的”教学,如果通过简单的现象和科学事实告诉学生物质是由粒子构成的,粒子很小、运动和有间隔,然后进行大量的练习强化,这样的教学就是把“物质是由粒子构成”仅仅作为知识来教学。如果作为观念来教学,那就要让学生能确信物质是由粒子构成的并能用以看待和解释生活中的现象,也就是要持有物质是由粒子构成的基本观点。这样,以上的教学要作较大的改造,即通过生活中一杯水变少等现象引起学生关于物质构成的思考并显现学生已有的看法,随之提供一些典型现象和科学事实让学生假说、解释或获得科学证据,以不断检验和修正原有看法,从而初步形成物质是由粒子构成的观念。可见,核心概念和基本观念的形成是内生性的、建构性的,而不是外部的、强制性的。

核心概念和基本观念的形成往往还需要逐步的、持续的教学过程来加以深化。还是上例,随后“分子、原子、离子、电离”的教学就是在认识广度和深度上对物质是由粒子构成的观念上的丰富,教学时要注意与之前形成的粒子观念相呼应,在阶段性复习时还要进一步总结提升。

三、 回归学科思想方法——观察、比较与分类、假说

观察与实验、比较与分类、假说和模型是重要的化学思想方法。实验的方法前面已经提及,模型法在初中化学中体现不明显,这里就主要说明观察、分类和假说。

1.观察——科学探究的基本功

观察是科学探究的基本功。无论什么版本的初中化学教材,都把观察作为化学启蒙学习的内容,但是在实际教学中教师往往并不重视,不但在教学前期没有明确观察的内容和方法,而且在以后的实验中也不重视训练学生观察,使得学生缺乏观察的能力和耐心,以至实验课上学生常常是动手时热热闹闹而动脑时冷冷清清。化学教学中要通过明确实验目的来引起观察的动机;要通过清晰实验过程来明确观察的内容,观察的程序和观察的手段;要通过良好的教学组织让学生在实验中有充分观察的时间和安静观察的氛围,从而形成观察的良好行为习惯和心理习惯。

2.比较与分类——化学研究和学习的基本逻辑方法

在化学研究中,由观察、实验获得的大量化学方面的感性材料,必须经过比较和分类,才能够进一步进行归纳、分析等逻辑思维与科学抽象,才有可能形成基本概念,提出各种化学假说,发展化学理论。因此,比较和分类是化学研究的基本逻辑方法。比较是区分事物之间的相同点和不同点的逻辑方法。在初中教材中有很多体现,可以在教学上进行很好的实践。如分子与原子的比较,原子与元素的比较,物质组成与构成的比较,碳的几种单质性质的比较,二氧化碳与一氧化碳性质的比较,二氧化碳与氧气实验室制法的比较,几种金属性质的比较,常见的酸、碱、盐性质的比较等等。分类是根据事物之间的共同点和差异点,把研究对象区分为不同种类的逻辑方法。初中化学既在具体内容上体现了分类的方法,如物质变化的分类、物质性质的分类、物质的分类、元素的分类等等,而且在章节编排上也逐步体现了分类研究的思想,如第六单元标题是碳和碳的氧化物,第八单元标题是金属和金属材料,第九单元溶液,第十、十一单元常见的酸碱盐等。

3.假说——科学发展的推动力

科学的本质是探究,而假说赋予探究魅力和促进科学发展。在一定程度上看,化学科学发展过程就是不断假说和检验的过程,假说推动了化学新理论的形成。例如元素周期律发现过程就是一个不断假说和求证的过程:纽兰兹提出的“八音律”——门捷列夫根据相对原子质量排列的第一张元素周期表,同时预言了镓、钪、锗三种未知元素的存在——预言被证实,周期表的假说被人们接受——氩元素的发现修正了元素排列依据(即按原子序数排列),确立了元素周期表的现代形式。

基于假说对于化学学科发展的重要性,在教学中要充分体现假说,让学生深刻体会科学的魅力。其教学方式主要有:其一,渗透式地体现假说。例如,在进行元素周期表教学时,就可以适度介绍元素周期表的发展史,让学生体会到假说的科学魅力;其二,围绕假说开展探究性教学。例如,质量守恒定律的教学,可以放在科学史的背景下,由拉瓦锡从“45.0份质量的氧化汞加热分解,恰好得到41.5份质量的汞和3.5份质量的氧气”的实验提出了化学变化前后物质质量相等的假说切入,把白磷燃烧和铁钉与硫酸铜实验作为验证假说的角度展开教学,从而让整个教学因围绕假说而具有浓厚的探究性和科学人文性;其三,把假说作为一种教学过程,让学生象科学家一样去思考问题,体验科学的本质。例如,物质是由粒子构成的教学中让学生面对生活中的典型现象提出物质构成的一些假说,然后用这种假说再去解释一些现象,从而确立粒子的观念。再如,核外电子排布中“元素的性质与最外层电子数密切相关”的教学,先通过观察稀有气体最外层电子排布,提出稳定结构的假说,接着利用稳定结构的假说推测金属元素和非金属元素的活泼性,随后提供印证推测的客观事实,如氧气化学性质比较活泼,常温下和很多物质发生反应,氟的化学性质比氧气更活泼,在低温和黑暗的情况下也能同很多物质反应,从而把假说变成“元素性质与最外层电子数密切相关”、“结构决定性质”的科学认识。

四、回归学科基本技能的本质内涵——从怎么做到为什么这样做

化学实验基本操作、化学用语书写、化学基本计算是初中化学学科基本技能。这些技能需要一定量的强化训练来掌握,也需要通过内涵理解来体会。

1.有些技能可以进行理解性地教

例如,实验操作中的液体倾倒,可以让学生分析讨论为什么细口瓶的瓶塞要倒放在桌子上,为什么倾倒时瓶口要紧挨着试管口,为什么拿瓶子时标签要正对手心等等操作要求,这样理解性地教既使得教学深刻,而且又便于技能掌握。

2.有些技能要充分彰显其意义内涵,唤起技能学习的动机和领会技能所承载的价值

例如,化学式的书写,可以通过对“为什么用‘H2O’来表示水,而不用‘水’或‘water’”的讨论,来体会化学式是一种形式简洁而内涵丰富的符号,从而加深对化学式的理解和引起书写化学式的内在渴望。再如溶质质量分数的计算教学,先讨论“如何定量说明2g蔗糖完全溶于8g水与5g蔗糖完全溶于20g水哪一杯更甜”,概括出一定量溶剂中比较溶质、一定量溶质中比较溶剂、一定量溶液中比较溶质等基本思路,然后再从一定量溶液中比较溶质这种思路中引出溶质质量分数及计算。这种从技能的意义背景切入让学生体会到技能本质内涵的教学既促进了技能的有效掌握又突出了学科价值。

3.有些技能的教学要从基本原理出发,让学生知其所以然

例如,利用化学方程式进行计算的技能教学,首先并不要急于对列关系式及计算的基本格式进行教学,而是通过“2g氢气和8g氧气生成10g水”的深度辨析,让学生体会到化学方程式中各物质是相互制衡的,即一种物质的质量确定其它物质的质量也就被确定,这就是化学方程式计算的基本原理。体会到这一点,根据已知量列关系式也就不是一个问题。所以,技能教学不能单纯化和单一化,要从其内涵的角度丰富教学内容和提升教学目标,让技能教学变得有效和厚重。

初三化学是化学学科的起点,虽然从学科整体上看内容容量和难度相对较低,但是从学科启蒙的地位上看教学要求很高,而且现实存在的问题也很突出。学科素养是学科启蒙的主要内容,回归学科素养应该成为初中化学教学的主旋律。

参考文献

[1]

教育部《基础教育课程》编辑部组织. 中学新课标资源库:化学卷 [M]. 北京:北京工业大学出版社,2004:6-12

化学学科的核心素养范文第6篇

一、教育与教学的意义

在化学教学中,教师应该充分地认识到培养学生的核心素养的作用.在化学教学中如何体现学生的核心素养?有专家指出,教育就是在学校内教师所教的知识中被学生所遗忘的一些知识,但核心素养是永远不会被学生所丢失的.化学教师的教学,往往是为了迎接大型考试对学生进行知识灌输的一项措施.这样做,常常会造成教师对教育教学的不理解.我们要懂得作为教师的职责,不仅是要教学科,更重要的是要教学生.知识虽然重要,但是比知识更重要的是教师应该通过教学让学生学会解决问题的方法.这种知识的所得,关系到学生人生的前景.由此看来,教师应该认真地思考:什么是真正的教育?教育应该传授给学生什么样的知识?应该教会学生什么?等等.

二、在实际问题中培养学生的核心素养

在化学教学中,教师对问题情境设计和选择是培养学生的核心素养的关键所在.因此,教师应该着重考虑情境设计和选择方向.因为情境设计和选择方向,不仅是对学生化学学科观念的操控,也会影响到学生人生的未来前景.从目前现状来看,有些教师忽视了情境选择的关键性,在新课教学中仅仅是传授给学生与这节课相联系的化学内容.其实,准确来说这是一种不被认同的情境选择.这仅是为了让学生的焦点集中到课堂上,却适得其反地让学生形成一种恐惧化学的心理以及产生厌恶化学的情绪.假如化学教师给学生带来一个与实际相符并符合常理的问题情境,学生就会在社会生活中面对问题时学会把化学课堂与实际生活衔接起来,并构建出一种化学始于实际生活、服务于生活的正确的学科观念.当然,在解决问题的过程中,学生会不断地思考与研究.最重要的是,这些内容对学生的生活有利,是具有真正意义的知识点,并不是虚无飘渺的、单一的、无用处的.另外,教师要在化学教学中指导学生获得化学知识.化学课堂的教学情境要注重实际,以及情境问题的设计要关注其连续性.教师需要做到不为达到化学课堂目标而盲目教学,只为在教学过程中让学生获得知识并能运用到实际生活中而努力.

三、准确认识实验在化学教学中的意义及作用

在化学教学中发现,无论是从实验地位上分析,还是从实验所具有的意义或作用上分析,核心素养的培养都难以在实验中体现出来.有些教师只是把实验当成吸引学生注意力的一种教学手段,所设计的实验演示过程都是依据实验论点进行的实验论证.有些情况下,教师在实验演示过程中所得出来的现象和结果与所设计的不同,又难以解释这种现象的出现,草草地糊弄过去,让学生似懂非懂,给学生带来的伤害是令人不敢想象的.这样,教师给学生带来对这门学科的知识的本质认识的可能性也是非常低的.如果教师连什么是化学也搞不懂,就不用说对化学实验的准确认识.其实,化学是一门以实验为基础的自然学科.人们是通过不断地进行科学的实验研究来对化学进行准确认识、了解的.因此,在化学教学中,实验不仅是为了吸引学生的注意力、培养学生的学习兴趣,更是为了让学生在学习过程中领悟到其中的科学哲理、学习思维、化学理念以及对所学知识的充分运用.这是在化学教学中培养学生的核心素养的本质要求.

四、教师应用长远的目光看待知识

随着时代的变迁,所学知识也在不断地更新.因此,很多知识点都具有发展性与不确定性的特点.当下的教师不要局限于大型考试,而要根据自己的学识水平把具有发展性的知识点及相关内容授予学生.要想不断进步,与时俱进,教师就必须清楚地认识到目前的状况,开阔自己的眼界,并把“教”、“学”以及“研”相结合,让自己迅速地成长,使学生的思维得到释放.

总之,在科学进步的当代,教育所关注的焦点不只是在考试分数上.当代教师应考虑的重点是:在化学教学中如何在传授化学知识点之外培养学生的高贵品质以及综合能力.这是值得广大化学教师思考和研究的课题.只有这样,才能培养学生的核心素养,提高学生的综合素质.

参考文献

化学学科的核心素养范文第7篇

关键词:化学学科核心素养;科学探究;翻转课堂;案例研究

文章编号:1005C6629(2017)5C0046C06 中图分类号:G633.8 文献标识码:B

化学学科核心素养是学生发展核心素养的重要组成部分,反映了社会主义核心价值观下化学学科育人的基本要求,全面展现了学生通过化学课程学习形成的关键能力和必备品格。化学学科核心素养包括“宏观辨识与微观探析”“变化观念与平衡思想”“证据推理与模型认知”“科学探究与创新意识”“科学精神与社会责任”5个维度。这些核心素养既适合高中化学,又涵盖初中化学。

初中化学教学中如何落实“素养为本”的课程理念,是当前化学教学研究的重要课题。本文以“探究铝和稀盐酸、稀硫酸反应”为例,运用翻转课堂的教学模式,创设真实的问题情境,引导学生开展以化学实验为主的科学探究活动,探索基于学科核心素养的科学探究基本模式。

1 教学基本思路

本节课的教学对象是已学过金属和酸的化学性质等相关知识的初三学生,学生在学习金属的化学性质时已经知道在金属活动性顺序中位于氢前面的金属能置换出稀盐酸和稀硫酸中的氢,生成氢气,但是铝和稀盐酸以及稀硫酸反应时的现象却不同,本课题设计的教学意图是让学生通过科学探究来解决这一认知冲突,教学目标有以下三点:一是深化前面学习时建构的“酸的概念”和酸的化学性质知识;二是学会从物质的组成和结构角度解释宏观现象,培养宏观辨识与微观探析的学科素养;三是让学生体验科学探究的过程、学习科学探究中发现问题、提出猜想、运用控制变量思想设计实验的基本方法,落实义务教育化学课程标准中对科学探究既是学习方式,又是化学课程的目标和重要内容的期待。教学思路如下:

1.1 课前――观看微课发现问题、提出猜想、设计实验方案

学生在课前观看教师制作的微课(见表1),观察到铝和稀盐酸、稀硫酸反应现象明显不同,学生根据教师在微课中的友情提示,独立地提出猜想,并设计实验方案进行验证。

1.2 课堂――科学探究(续课前)、拓展延伸、巩固提高

1.2.1 科学探究

学生分组对各自提出的铝和稀盐酸、稀硫酸反应现象不同的猜想进行讨论,找出合理猜想。

学生对合理猜想的方案设计进行论证,优化方案。

学生按照优化后方案进行实验,得出结论。

1.2.2 拓展延伸

运用POE教学策略,让学生预测、观察和解释:密闭容器内铝和稀盐酸反应过程中气压会如何改变?

1.2.3 巩固提高

运用中考真题强化学习效果,布置作业(翻转课堂平台展示)。

本节翻转课堂的科学探究过程中各要素及其行为主体结构如图1。

2 主要教学过程

2.1 课前观看微课,提出猜想,设计实验方案

学生课前在翻转课堂平台上自主观看微课,发现铝和稀盐酸、稀硫酸反应现象明显不同,提出猜想并自主设计实验方案。

2.2 课堂完成探究,得出结论

2.2.1 展示猜想,找出合理猜想

学生分组对这六种猜想的合理性进行讨,然后各组推荐一名代表汇报交流。通过讨论,学生发现微课中的实验是在室温下做的,取了大小相同(表面积相同)的铝片,所以猜想④、⑤不合理;学生查阅溶解性表发现硫酸铝可溶于水,所以猜想⑥不合理;剩下的①②③即为较为合理的猜想。

2.2.2 对猜想①、②设计的实验方案进行论证

针对猜想①、②,教师展示了多个学生的方案,通过翻转课堂云平台下发到学生的平板电脑上,学生分组对各种实验方案进行评价和完善,然后各组推荐一名代表汇报交流,最后在教师的引导下对各种方案进行科学合理的评价,并优选出可行的方案。

验证猜想①:学生设计的几个具有代表性的实验方案如下:

在交流和互动的过程中,教师有针对性地引导学生对有关方案进行分析和评价。

教师:在设计对比实验时,常常采用控制变量的方法,把多因素的问题变成多个单因素的问题。每一次只改变其中的某一个因素,而控制其余几个因素不变,从而研究被改变的这个因素对反应的影响。请同学们根据控制变量的方法对上述方案进行评价。

学生在讨论中对这三种实验方案进行了分析与比较。

学生A:方案二和方案一相比,控制变量的方法运用得较好,如控制了铝的表面积、反应的温度等。相比这下,方案一不够严谨。

学生B:方案三的特点是设计了两种酸的浓度在三种不同情况下(相等、大于和小于)的方案,虽然步骤较繁,但是更为严谨(学生设计此方案是受到了浓硫酸特殊性的影响,排除了特殊浓度的酸的特性的影响)。

学生C:在方案三的基础上我又提出方案四:控制其他条件都相同的条件下,将两种相同浓度的酸配制成从小到大不同的浓度,和铝反应观察实验现象。

学生在对现有方案进行科学评价的基础上,提出了新的方案。教师小结时指出:同学们能从不同角度设计出多种方案来验证猜想,并能指出各种方案的优点和不足,这正是我们学习化学需要的创新能力和科学精神。上述方案二、三、四都是合理的,提h由各小组自行选择一个方案进行实验。

验证猜想②:学生设计的实验方案如下。

在教师的引导下,学生很快对上述方案进行了质疑和评价。

学生D:方案一有两个变量,没有排除钠离子能否加快铝和酸的反应。

学生E:方案二是在此基础上增加一个加入硫酸钠对比实验,排除了钠离子的影响。

学生还围绕方案三进行了热烈的讨论。有的认为变量控制得较好,方案可行;有的认为右边加进去的盐酸是已知能和铝反应的物质,说服力不够。

经过讨论,学生选择用方案二来进行实验验证。

2.2.3 进行实验,观察现象,得出结论

学生分组分别完成猜想①、②的相关实验,然后分享各组观察到的实验现象,并得出结论,如表2、3所示。

2.3 拓展延伸

在实验的过程中,学生发现铝和稀盐酸反应时的现象比较特殊,一开始并不明显,后来慢慢变快,最后又停止,反应的同时放出热量。为了顺应学生的学习需求,教师提出了一个思考题:密闭容器中一定量的铝和稀盐酸反应,容器内气压随时间会如何改变?这里教师采用POE(即预测、观察、解释)教学策略引导学生进行科学探究。

预测:先请学生大胆预测密闭容器中一定量的铝片和稀盐酸反应过程中的气压变化,在平板电脑上画出图像,上传至翻转课堂云平台。然后教师借助于平台快速浏览学生所画图像,并选取典型图像进行对比展示,启迪学生说出预测的理由。学生在已有知识基础上进行了大胆的预测,现例举两例如下。

观察:进行实验,用气体压力传感器测出此反应的气压变化,学生观察曲线变化的图像(见图5)。

解释:学生解释曲线变化的原因。学生讨论后得出如下观点:AB段变化不明显是因为铝的表面有一层致密的氧化铝薄膜;BC段包含着以下反应过程:①氧化铝薄膜消失,铝和盐酸反应生成了氢气,导致容器内气压变大;②铝和稀盐酸反应放热,使容器内气压明显增加;③随着反应的进行,盐酸浓度变小,铝片的表面积也在不断减小,反应会变慢,最终反应停止,气压不再增大。CD段下降是因为反应停止,容器内温度高于环境温度,从而逐渐下降,导致气压减小。

那么温度的变化是不是如学生所预测的一样呢?教师又展示了课前用气体压力传感器和温度传感器同时测出的曲线(见图6)。学生发现温度曲线与自己预测的完全一致。

2.4 巩固提高

最后进入巩固提高环节。本节课的探究题材来源于2008年安徽省化学中考题15题,教师将该题通过云平台发送到学生的平板电脑上,让学生进行巩固练习。然后将2015年安徽省中考题15题发送给学生,与学生一起进行简单的分析,并且留给学生作为课后作业来完成,使得学生的探究结果能够得以运用,提升了学生学以致用的能力。

3 反思

3.1 通过高品质的科学探究提升学生的学科核心素养

创设真实问题情境,让学生开展以化学实验为主的多种探究活动,是落实“素养为本”的主要方法。从以上课例可看出,一个高品质的科学探究的教学设计应该具有以下特点:

(1)科学探究从真实的问题源起,以解决问题为结局。一个高品质的科学探究过程一定是源于一个学习、研究或生活中的真实问题,通过探究最终解决了问题,提升了认识。在本节课上,教师在微课上呈现了铝和稀盐酸、稀硫酸反应的实验,这种与学生已有认知相冲突的实验现象,激发了学生的探究意识,教师就此提出问题让学生进行猜想并设计实验,最终解决了问题,拓展了视野,提升了学生对盐酸中氯离子特殊性质的认识。

(2)科学探究过程是学生学科核心素养提升的过程,在探究过程中需要关注以下三个层面的问题:一是在探究过程中要尽可能涉及到重要的化学观念、主干知识、化学模型,促进学生对化学基础知识的理解和化学观念的提升。如本节课中设计实验需要用到酸的概念模型――电离出的阳离子都是氢离子,酸的化学性质――与金属及金属氧化物反应;解释与结论时要运用元素观、微粒观,要用宏微结合的化学思维来分析问题等。二是在探究过程中要尽可能让学生经历科学探究的主要过程――提出问题、猜想与假设、设计实验、进行实验、观察现象、结论与解释等,让学生学习、体验科学探究。如在本节课中除了提出问题的主体是教师外,其他探究要素都是以学生为主体完成的。另外,POE教学策略也是一种科学探究模式,如本节课中的拓展延伸环节,先让学生对铝和稀盐酸反应过程中压力变化进行预测,然后教师演示数字化实验让学生观察压力变化曲线,再让学生解释三段曲线的变化。三是在探究过程中要启迪学生进行深度思考,提升学生的思维品质。如本节课中学生提出的六个猜想主要是借助于已有知识和微课中给出的提示通过逻辑推理得到的;设计实验时需要用到比较的方法、控制变量的思想,对思维的深刻性、系统性和独创性是一个实践和提升的过程,如验证假设①时设计的实验方案二需要考虑到各种因素(酸的浓度、体积,铝的质量、颗粒大小等)的影响,控制好自变量、平衡好无关变量,有效地训练了学生的思维严谨性;设计实验方案三时还考虑到两种酸比较时,可能出现的三种不同情况,对思维的系统性要求较高;验证假设②时的实验方案二既考虑到氯离子的影响,又考虑到钠离子的可能影响,培养了学生的辩证思维;对实验方案一和方案三存在的不足的评价,培养了学生的批判性思维。

3.2 翻转课堂为科学探究搭建了高效平台

笔者在“基于翻转课堂的科学探究典型案例研究――以探究钠燃烧实验中黑色产物的成因为例”[2]一文中曾论述了基于翻转课堂的科学探究基本模式。本案例也是对此模式的一个拓展研究。正是因为有了翻转课堂,使得科学探究的部分过程前移(如发现问题、提出猜想、设计实验等),学生有了适切的知识准备(微课提供)、充足的时间在课前实施科学探究的核心环节――提出猜想、设计实验,为实现深度思考提供了可能,也为课堂上高质量的小组合作、师生互动夯实了基础。如在本节课中,学生课前通过观看微课,根据微课提供的相关知识,围绕教师提出的问题提出了6种猜想并设计实验进行验证,在课堂小组讨论的基础上生对6种猜想进行了论证,排除了猜想④、⑤和⑥,引导学生围绕猜想①、②设计的实验方案进行讨论,讨论过程中的观点交锋、思维碰撞提升了学生的思维品质和学科素养。由于课前学生进行了深入的思考,才会使得课堂的讨论有高度、有深度、有针对性。

本节课翻转课堂的课堂教学阶段,除了完成了一个规范的科学探究过程外,还包括延伸拓展和巩固提高两个阶段。拓展延伸实际上是本节课的第二个科学探究环节,学生在通过实验获得结论是Cl-的存在促进了铝和酸反应以后,又在实验过程中发现了新的问题,铝和稀盐酸一开始反应不明显,然后逐渐变快,又变慢最后停止。为了顺应学生的学习需求,于是教师提出了一个拓展问题,密闭容器中一定量的铝和足量的稀盐酸反应,容器内气压随时间会如何改变?学生运用化学和物理知识共同解决了问题,促进了学科之间的交叉和融合,这样的探究深度也得益于翻转课堂的教学模式。最后一个巩固提高的环节中,学生将所学的科学探究方法和相关知识运用到中考题中,通过练习及时检验、巩固学习效果。

3.3 数字化实验让科学探究绚丽多彩

化学是一门以实验为基础的科学。数字化实验以实验手段数字化、测量呈现实时化和现象规律可视化的特点丰富了科学探究的模式研究,促进了科学探究的发展。如在本节课的拓展延伸环节,数字化实验实时得到的压力和温度变化曲线,支撑了POE教学策略的成功实施。教师引导学生对曲线上三个线段的解释,有效地提升了学生的思维品质。如AB线段较平,学生需要在对酸的化学性质理解的基础上进行思维变通,从酸与氧化膜反应的角度进行解释;BC线段快速上升,学生分析的三个影响因素中,两个使反应变快一个使反应变慢,对学生的辩证思维是一个挑战。尤其是从反应放热角度推导出压强增大,对学生的发散性思维(从化学变化到物理变化)要求较高;CD线段逐渐下降,学生从实验过程中的温度变化趋势进行分析,这时教师又呈现了课前测出的反应时温度和压力的变化曲线,学生在数字化实验的助力下,发现自己的分析与实验结果完全一致,进一步激发了学生学习化学的兴趣。

参考文献:

化学学科的核心素养范文第8篇

关键词:观念建构;核心素养;合成氨工业;教学设计

文章编号:1005C6629(2017)4C0055C04 中图分类号:G633.8 文献标识码:B

1 问题的提出

合成氨工业是沪教版第六单元《揭示化学反应速率和平衡之谜》第三节“化工生产能否做到又快又多”的教学内容,是化学反应速率和平衡理论联系实际的成功范例。关于工业合成氨的教学设计大多沿袭以下思路:先分析合成氨反应的特点,再分别从速率角度和平衡角度讨论合成氨的适宜条件,最后综合速率、平衡的影响因素以及设备的承受能力,解决工业生产适宜条件的选择问题。这样的教学虽然能体现化学反应原理对生产实践的指导作用,却无法使学生对合成氨工业的历史背景及其重大意义有深刻的认识,学生体验不到探索和发现的喜悦,感受不到创新思想形成的生动过程。知识的学习固然重要,但是通过具体知识的学习掌握从化学的视角认识身边事物,解释相关事实,分析和解决实际问题的的思想、方法、观点才是化学教育的最终取向和追求。有关工业合成氨的研究先后三次获得诺贝尔化学奖,其过程包含着化学家伟大的创造性和光辉的科学思想,笔者在本节课教学中通过宏观辨识与微观探析,建构变化观念与平衡思想,进行证据推理和实验探究,培养学生的化学核心素养。

2 化学基本观念的形成与建构

中学化学课程要教给学生的不仅是知识的积累,更为重要的是观念的建构。学生化学基本观念的形成需要两方面的相互结合。一方面,从形成基本观念所需要的素材来看,必须有合适的、能有效形成化学基本观念的核心概念以及能有效形成@些概念的相关化学知识;另一方面,从基本观念形成的过程来看,必须为学生创设有利于基本观念形成的探究活动。学生化学基本观念的形成主要来源于以下三方面:一方面来自于学生对化学学科知识的反思概括,主要形成化学知识类的基本观念,如元素观、微粒观、物质转化观、平衡观等;另一方面来自于学生对化学探究过程、学习方法的反思,主要形成化学方法类的基本观念,如实验观、分类观、定量观等;第三方面来自于学生对化学学科在社会生活中价值的认识和反思,主要形成化学情意类的基本观念,如化学价值观。这三方面相互促进、相互影响,从而构成化学基本观念这一有机整体。

具体性知识是支撑观念建构的工具和载体。教学和学习的目标是在具体性知识基础上通过不断概括提炼出观念或观念性知识,建构起学科的观念体系。教学内容的选择以观念为核心,选择能形成和体现这些观念的具体性知识内容。观念的建构需要学生在有意义的、真实的、具有挑战性的学习环境中,以积极主动的态度,参与具有驱动性的问题讨论和活动,独立地或与同学、教师合作去探究并发现知识之间的联系以及隐藏在事实背后的重要思想和观点,最终建构起自己的观念体系。

合成氨工业的最终目的是为了人类的生存,科学家们经过一个多世纪的不懈探索最终实现了“向空气要氮肥”。这一过程倾注了化学家的智慧,体现了化学家的思想、观点和方法,这些思想方法的集合构成了化学学科思想。化学教学中需要在引导学生学习化学知识的基础上,从传授事实、掌握知识转变为发展观念。从实验室到工业化,围绕动态平衡观和辩证观等核心观念统筹热力学和动力学理论知识进行生产条件的选择和优化,进而形成解决此类问题的相对稳定的“大观念”,最终形成一幅关于合成氨研究的全景图,以便学生从科学的视角有效地处理日常生活中遇到的问题。

3 基于观念建构的“合成氨工业”教学设计

笔者整合有关资料和多个优秀教案,并查阅大量化学史料及化工文献,还原“真实”的合成氨研究历史,创设真实问题情境,让学生充分了解化学科学发展的主要线索,理解基本的化学概念和原理,认识化学现象的本质,理解化学变化的基本规律,形成有关化学科学的基本观念。

3.1 合成氨反应的可行性探究

[情境] 1898年英国物理学家克鲁克斯“先天下之忧而忧”,率先发出“向空气要氮肥”的号召。

[问题]空气中富含现成的氮气和氧气,而氢气需要人工制备,为什么科学家不选择氮气和氧气,而非得选择氮气和氢气去合成氨呢?常温下,氮气与氢气有可能合成氨气吗?

笔者提供学生两个反应在一定温度下的平衡常数,并由此展开讨论。