化学教学论文:提升学生化学素养的维度与策略(通用8篇)
化学教学论文:提升学生化学素养的维度与策略 篇1
化学教学论文:提升学生化学素养的维度与策略
陆军
一、提升学生化学素养的维度
教学与知识之间有着内在的、天然的、不可分割的联系,所以,教学策略的设计必须针对知识类型的实际。
我国20世纪的化学教学大纲或课程标准都是从知识属性的角度对化学知识进行分类的。从1923年分科设置课程纲要开始,逐渐演变并基本固定为化学基本概念和原理、元素化合物知识、化学基本计算、化学实验以及化学用语等五个方面。恢复高考制度以来的考试大纲一直将化学知识分为“化学基本概念和基本理论、常见元素的单质及其重要化合物、有机化学基础、化学实验和化学计算”等五大类。而新课程高考化学考试大纲,虽然在考试内容部分将化学知识分为“化学科学特征和基本研究方法、化学基本概念和基本理论、无机化合物及其应用、有机化合物及其应用和化学实验基础”等五个方面,但在内容比例部分还基本保留了传统的分类方法。
知识分类就是根据特定的需要和标准,通过比较,把人类的全部知识按照相同、相异、相关等属性划分成为不同类别的知识体系,以此显示在知识整体中应有的位置和相互关系。在知识分类的历史上,不同的知识观有不同的知识分类理论与标准,因而产生了形形色色的知识分类方式。为了更好地实现教育目标,人们把知识分为事实性的、概念性的、程序性的和元认知性的四大类。
纵观传统的化学知识分类方法和知识分类理论的实际,可以将两者结合起来,并把化学知识划分为物质知识、观念知识和方法知识三大类。其中,物质知识主要属于事实性知识,包括无机化合物及其应用和有机化合物及其应用;观念知识主要属于概念性知识,包括化学科学的特征以及化学基本概念和基本理论;方法知识主要属于程序性知识,包括化学科学的基本研究方法,如化学实验基础和化学计算等。由于中学化学限于原子和分子层面,中学生认识的化学是“在原子、分子水平上识别和创造物质的一门科学”。所以,可以认为在高中化学知识中,物质知识是“识别和创造”的对象,观念知识是“识别和创造”的思想,方法知识是“识别和创造”的工具。物质知识是整个学科知识的基础,也是观念知识和方法知识的载体,观念知识和方法知识既要依靠物质知识的支撑,又能促进物质知识的获取。因此,化学学科要实现促进学生学科素养提升的终极目标,应该从获取化学事实、形成学科观念和掌握科学方法三个维度进行教学策略的设计。
新世纪以来实施的《普通高中课程方案(实验)》为了构建重基础、多样化、有层次、综合性的课程结构,以适应社会需求的多样化和学生全面而有个性的发展,设置了由学习领域、科目、模块三个层次构成的课程结构。据此,《普通高中化学课程标准(实验)》(以下简称《课标》)将科学领域化学科目划分为八个模块,同时又把模块分为必修和选修两大类。下面从物质知识、观念知识和方法知识三个维度,阐述在高中化学必修模块教学中促进学生学科素养提升的相关策略。
二、物质知识维度的教学策略
本文所说的“物质知识”实际就是“元素化合物知识”。在《课标》所构建的课程结构中,必修模块的物质知识主要分布在“化学1”的“常见无机物及其应用”和“化学2”的“化学与可持续发展”两个主题。其中“常见无机物及其应用”对应“单质与无机化合物”知识,“化学与可持续发展”包含“有机化合物”知识。从《课标》的安排和学科知识的逻辑关系看.物质知识是高中化学知识的基础和核心。为了使学生能准确获取物质知识,以便在此基础上生长出相应的观念知识和方法知识,可以采取下列教学策略。
1.在社会生活情境中认识物质知识
由于《课标》对物质知识的处理,突破了传统的物质中心模式,不再追求从结构、性质、存在、制法、用途等方面全面系统地学习和研究物质,这时,我们可以从学生已有的生活经验出发,引导学生关注身边的物质,将物质知识的学习融入有关的生活现象和社会问题的分析解决活动中,从而体现物质与自然界和社会生活的密切联系,并且通过对物质知识的学习加深对环境和社会生活问题的理解和认识,使学生直接体会到所学知识的社会价值。如关于氯气性质的教学可以借助液氯泄漏事故报道录像的有关画面进行,以突出基于“社会中心论”的教学思想。
2.以核心概念为指导学习物质知识
为了使学生能借助于一定的基本概念认识无机物的性质及其变化规律,《课标》在“化学1”中安排了物质的分类、氧化还原反应、离子反应等基本概念,并与单质和无机物知识安排在同一主题。限于化学l的模块功能,这些概念虽然是浅显而又有限的,但它们有助于学生对物质知识的理解,并对物质知识的学习具有一定的指导作用,我们在进行教学设计时要领悟《课标》的立意,充分发挥这些概念在学生学习物质知识过程中的指导作用。如钠与水反应生成氢氧化钠时,由于反应物中钠元素和氧元素的化合价都处于最低价态,而氢元素的化合价处于最高价态,所以只能是氢元素的化合价由+1价降低为0价,反应的气体产物为氢气。这一确定钠与水反应气体产物的假说,就是依据氧化还原反应的规律提出的。
3.在已有知识基础上获取物质知识
美国现代著名心理学家奥苏贝尔认为,学习新知识的关键是要建立起新旧知识之间的联系。他曾说,“影响学习的唯一最重要因素就是学习者已经知道了什么。要探明这一点,并应据此进行教学”。因此,要组织学生探究物质知识,应注意从学生已有的知识出发设置相关问题,将学生有效地引入新知识的探究情境之中,从而达成获取有关物质知识的学习目标。如过氧化钠和氧化钠都是钠的氧化物,由于氧元素的化合价不同,所以两者的性质既相似又不同。在过氧化钠性质的`教学过程中,可以针对学生已知氧化钠性质的实际,通过对过氧化钠和氧化钠组成与性质的比较分析,并结合有关实验检验等探究活动,使学生获得对过氧化钠性质的认识。
4.按研完的一般思路探究物质知识
物质知识的教学不仅要向学生传授知识,更要教给学生获取知识的方法和思路。如对于SO2性质的研究可以有以下思路:SO2与CO2同属于非金属氧化物,CO2是酸性氧化物,SO2也应具有酸性氧化物的性质;SO2中硫元素的化合价处于其常见化合价的中间价态,所以SO2应该既具有氧化性又具有还原性;SO2是一种新认识的物质,除了根据其类别、组成元素的化合价等推测性质外,还可能具有其他某些特殊性质。然后结合相关实验验证推测的合理性,并形成对SO2性质的全面认识。这样的教学设计可以教给学生研究物质性质的一般思路和方法,从而帮助学生提高学习其他物质知识的针对性和有效性。
三、观念知识维度的教学策略
关于观念知识,高中化学必修教科书按照《课标》的要求和学生的认知规律进行了整体化的设计和编排,主要包括化学研究的物质层次观、化学中的相互作用观、化学变化的形式观、化学反应中的能量观、化学反应的方向和限度观、化学进化观等几个方面。由于学科观念知识不仅是化学学科素养的重要构成部分,而且“具有超越事实的持久价值和迁移价值”,所以,我们应该在全面把握课程结构中学科观念知识体系的基础上,“围绕学科基本观念进行教学设计”,从而帮助学生形成应有的学科基本观念。又由于观念是客观事物在人脑中留下的概括的形象,化学学科观念通常是在化学事实性知识基础上通过不断的概括提炼而形成的。因此,帮助学生构建学科观念常有观念知识以物质知识为基础和物质知识用观念知识来概括两个基本策略。
1.观念知识以物质知识为基础
运用分类观念不仅能使有关化学物质及其变化的知识系统化,还可以通过分门别类的研究,发现物质及其变化的规律。为了使学生形成分类的观念,有关分类的内容可以采用以下设计进行教学,以突出观念知识对物质知识的依赖。
学习活动1:结合生活中(图书馆、超市等)分类的事例,思考物质之间具有怎样的关系、应该怎样对物质进行分类的问题。
基本理解:分类是学习和研究化学物质及其变化的一种常用科学观念。
学习活动2:尝试对已学过的化学物质和化学反应进行分类,并与同学交流。
基本理解:树状分类是根据对象的共同点和差异点,将对象区分为不同的种类,而且形成一定从属关系的不同等级的系统的逻辑方法。
学习活动3:对几组化学物质进行分类,并制作相应的树状分类图和交叉分类图。
基本理解:分类要有一定的标准,根据不同的标准可以进行不同的分类,树状分类法和交叉分类法是常见的分类方法。
2.物质知识用观念知识来概括
乙酸的知识主要属于物质知识。《课标》在“化学2”中要求学生知道“乙酸……的组成和主要性质,认识其在日常生活中的应用”,教科书又将其细化为乙酸的分子结构、酸性、酯化反应及主要用途。显然,这些都是物质知识的内容。在“课程设计要围绕核心观念进行”的理念下,《乙酸》的教学可以从物质知识中概括出相应的学科观念,以体现物质知识是观念知识的基础。
学习活动l:观察乙酸分子的比例模型,认识乙酸分子的结构。
基本理解:物质有一定的组成和结构,乙酸的官能团是羧基。
学习活动2:设计实验证明乙酸具有酸性,并通过实验比较乙酸和乙醇分别与钠反应的速率。
基本理解:有机分子中基团之间存在相互影响,乙酸分子中羟基上的氢原子比乙醇中的活泼,主要是由于羰基的影响。
学习活动3:阅读关于“酒是陈的香”的解释,分析乙酸和乙醇酯化反应的机理。
基本理解:酯化反应属于取代反应,是有机反应的一种重要类型。
学习活动4:观察和体会教师演示的乙酸乙酯的制备实验。
基本理解:乙酸乙酯的制备是可逆反应,实验中需要控制反应的条件。
学习活动5:总结乙酸的化学性质与分子结构的关系。
基本理解:官能团是决定有机物化学特性的基团,乙酸的化学性质主要由羧基决定。
学习活动6:结合生活实践讨论乙酸的用途。
基本理解:化学知识在生活中是有用的,乙酸与人类的生命、营养、健康密切相关。
四、方法知识维度的教学策略
高中化学必修教科书在着力构建物质知识和观念知识体系的同时,根据不同教学内容的特点和学生认知规律.构建了符合学生探究能力发展需要的科学方法体系。其中,有的是让学生在科学探究、思考与交流等活动中练习和运用,有的是让学生通过阅读科学史话进行体会和领悟。在教学过程中,我们应该对教科书中的方法知识体系了然于胸,通过挖掘教科书隐含的方法知识、利用方法知识组织教学内容、运用方法知识解决实际问题等多种途径,有计划、有步骤地落实方法知识的教学,不断提高学生的科学探究能力。
1.挖掘教科书隐含的方法知识
物质知识和观念知识是教科书编写的主线,而方法知识处于相对隐性的地位。如关于卤族元素的性质,教科书是用假说方法组织教学内容的。具体包括:(1)发现问题――卤族元素原子的电子层结构的变化规律与碱金属元素相同,它们的化学性质也能与碱金属元素一样表现出相似性和递变性吗?(2)提出假说――氟、氯、溴、碘在化学性质上也能表现出一定的相似性和递变性。(3)验证假说――获取卤素单质与氢气的反应、卤素单质间的置换反应等事实材料。(4)得出结论――卤素都是活泼的非金属,随着核电荷数的递增,元素的非金属逐渐减弱。但是教科书对这四个步骤没有具体说明和提示,教学中教师可以对假说方法进行显化,并使学生明确假说是人们根据已有知识对所研究的事物或现象所做的初步解释,它需要证实或证伪,而且科学理论最初都是以假说的形式出现的,并随着科学研究的深入,不断得到修正、完善和发展。这样学生在以后的学习过程中就能比较自如地运用假说方法进行相应的探究活动。
2.利用方法知识组织教学内容
新课程高中化学教科书虽然增大了科学方法的外显力度,但总体还稍嫌不够。因此我们应该适当注意以方法知识为线索组织教学内容,在以物质知识和观念知识体系作为课程内容展开主线的同时设计一个方法知识体系。例如关于“化学2”中“苯”的教学可以将其分解成八个学习任务:(1)用文献方法了解苯的发现和来源;(2)用观察方法认识苯的主要物理性质;(3)用假说方法确定苯分子的组成;(4)在认识苯的凯库勒式的同时感悟直觉思维的意义;(5)用假说方法确定苯分子中没有与乙烯类似的双键;(6)用模型方法认识苯分子的平面正六边形结构;(7)用演绎方法完成苯的取代反应和加成反应的化学方程式;(8)用综合方法对苯的结构和性质形成整体认识。该教学过程突出了方法知识对物质知识获取过程的指导作用,随着教学的深入和学生感性认识的丰富,可以逐渐提高对这些科学方法的要求,最终实现方法知识的教学目标。
3.运用方法知识解决实际问题
科学方法教育的意义在于训练学生的智力技能,而科学方法只有通过实际操作,才能被深刻理解并准确而灵活地运用。教学中我们应该明确说明有关科学方法的作用、适用范围以及应用原理和步骤,让学生模仿操作并加以体会,在运用中掌握方法知识。为了掌握一些典型的方法知识,教师还需要选编方法知识运用习题,题目力求在解决实际问题中运用方法知识。例如在必修模块教学的复习中,可以让学生书写金属分别与H2SO4、H2O、CH3CH2OH、CH3COOH等物质反应的化学方程式,并比较反应的剧烈程度,以便确定实验室制取氢气的反应原理。这样的问题既体现了无机化合物与有机化合物、强酸与弱酸、电解质与非电解质以及置换反应与反应速率的综合,又能使学生对化学学科的整体性和融通性有一个深入的认识,从而形成运用综合方法解决问题的能力。类似的解决问题的过程,可以使学生在运用方法知识的过程中,直接感受到学习方法知识的意义,达到科学方法教育的最终目的。
综上所述,获取化学事实、形成学科观念、掌握科学方法是提升学科素养的三个维度,这是从知识分类的视角生成的,在此基础上所探索出的不同维度的教学策略,汲取了化学教育教学实践的养分,从一定程度上反映了化学教育教学研究和实践的最新成果。而对化学教育教学任务的审视还可以有别样的视角,实现宗旨的探索也可以在更深的层次上进行,期待广大化学教育工作者能为基础化学教育教学改革与发展作出新的更大的贡献。
化学教学论文:提升学生化学素养的维度与策略 篇2
教学与知识之间有着内在的、天然的、不可分割的联系,所以,教学策略的设计必须针对知识类型的实际。
我国20世纪的化学教学大纲或课程标准都是从知识属性的角度对化学知识进行分类的。从1923年分科设置课程纲要开始,逐渐演变并基本固定为化学基本概念和原理、元素化合物知识、化学基本计算、化学实验以及化学用语等五个方面。[1]恢复高考制度以来的考试大纲一直将化学知识分为“化学基本概念和基本理论、常见元素的单质及其重要化合物、有机化学基础、化学实验和化学计算”等五大类。[2]而新课程高考化学考试大纲,虽然在考试内容部分将化学知识分为“化学科学特征和基本研究方法、化学基本概念和基本理论、无机化合物及其应用、有机化合物及其应用和化学实验基础”等五个方面,但在内容比例部分还基本保留了传统的分类方法。[3]
知识分类就是根据特定的需要和标准,通过比较,把人类的全部知识按照相同、相异、相关等属性划分成为不同类别的知识体系,以此显示在知识整体中应有的位置和相互关系。在知识分类的历史上,不同的知识观有不同的知识分类理论与标准,因而产生了形形色色的知识分类方式。为了更好地实现教育目标,人们把知识分为事实性的、概念性的、程序性的和元认知性的四大类。
纵观传统的化学知识分类方法和知识分类理论的实际,可以将两者结合起来,并把化学知识划分为物质知识、观念知识和方法知识三大类。其中,物质知识主要属于事实性知识,包括无机化合物及其应用和有机化合物及其应用;观念知识主要属于概念性知识,包括化学科学的特征以及化学基本概念和基本理论;方法知识主要属于程序性知识,包括化学科学的基本研究方法,如化学实验基础和化学计算等。由于中学化学限于原子和分子层面,中学生认识的化学是“在原子、分子水平上识别和创造物质的一门科学”。所以,可以认为在高中化学知识中,物质知识是“识别和创造”的对象,观念知识是“识别和创造”的思想,方法知识是“识别和创造”的工具。物质知识是整个学科知识的基础,也是观念知识和方法知识的载体,观念知识和方法知识既要依靠物质知识的支撑,又能促进物质知识的获取。因此,化学学科要实现促进学生学科素养提升的终极目标,应该从获取化学事实、形成学科观念和掌握科学方法三个维度进行教学策略的设计。
新世纪以来实施的《普通高中课程方案(实验)》为了构建重基础、多样化、有层次、综合性的课程结构,以适应社会需求的多样化和学生全面而有个性的发展,设置了由学习领域、科目、模块三个层次构成的课程结构。据此,《普通高中化学课程标准(实验)》(以下简称《课标》)将科学领域化学科目划分为八个模块,同时又把模块分为必修和选修两大类。下面从物质知识、观念知识和方法知识三个维度,阐述在高中化学必修模块教学中促进学生学科素养提升的相关策略。
二、物质知识维度的教学策略
本文所说的“物质知识”实际就是“元素化合物知识”。在《课标》所构建的课程结构中,必修模块的物质知识主要分布在“化学1”的“常见无机物及其应用”和“化学2”的“化学与可持续发展”两个主题。其中“常见无机物及其应用”对应“单质与无机化合物”知识,“化学与可持续发展”包含“有机化合物”知识。从《课标》的安排和学科知识的逻辑关系看,物质知识是高中化学知识的基础和核心。为了使学生能准确获取物质知识,以便在此基础上生长出相应的观念知识和方法知识,可以采取下列教学策略。
1.在社会生活情境中认识物质知识
由于《课标》对物质知识的处理,突破了传统的物质中心模式,不再追求从结构、性质、存在、制法、用途等方面全面系统地学习和研究物质,这时,我们可以从学生已有的生活经验出发,引导学生关注身边的物质,将物质知识的学习融入有关的生活现象和社会问题的分析解决活动中,从而体现物质与自然界和社会生活的密切联系,并且通过对物质知识的学习加深对环境和社会生活问题的理解和认识,使学生直接体会到所学知识的社会价值。如关于氯气性质的教学可以借助液氯泄漏事故报道录像的有关画面进行,以突出基于“社会中心论”的教学思想。
2.以核心概念为指导学习物质知识
为了使学生能借助于一定的基本概念认识无机物的性质及其变化规律,《课标》在“化学1”中安排了物质的分类、氧化还原反应、离子反应等基本概念,并与单质和无机物知识安排在同一主题。限于化学1的模块功能,这些概念虽然是浅显而又有限的,但它们有助于学生对物质知识的理解,并对物质知识的学习具有一定的指导作用,我们在进行教学设计时要领悟《课标》的立意,充分发挥这些概念在学生学习物质知识过程中的指导作用。如钠与水反应生成氢氧化钠时,由于反应物中钠元素和氧元素的化合价都处于最低价态,而氢元素的化合价处于最高价态,所以只能是氢元素的化合价由+1价降低为0价,反应的气体产物为氢气。这一确定钠与水反应气体产物的假说,就是依据氧化还原反应的规律提出的。
3.在已有知识基础上获取物质知识
美国现代著名心理学家奥苏贝尔认为,学习新知识的关键是要建立起新旧知识之间的联系。他曾说,“影响学习的唯一最重要因素就是学习者已经知道了什么。要探明这一点,并应据此进行教学”。因此,要组织学生探究物质知识,应注意从学生已有的知识出发设置相关问题,将学生有效地引入新知识的探究情境之中,从而达成获取有关物质知识的学习目标。如过氧化钠和氧化钠都是钠的氧化物,由于氧元素的化合价不同,所以两者的性质既相似又不同。在过氧化钠性质的教学过程中,可以针对学生已知氧化钠性质的实际,通过对过氧化钠和氧化钠组成与性质的比较分析,并结合有关实验检验等探究活动,使学生获得对过氧化钠性质的认识。
4.按研究的一般思路探究物质知识
物质知识的教学不仅要向学生传授知识,更要教给学生获取知识的方法和思路。如对于SO2性质的研究可以有以下思路:SO2与CO2同属于非金属氧化物,CO2是酸性氧化物,SO2也应具有酸性氧化物的性质;SO2中硫元素的化合价处于其常见化合价的中间价态,所以SO2应该既具有氧化性又具有还原性;SO2是一种新认识的物质,除了根据其类别、组成元素的化合价等推测性质外,还可能具有其他某些特殊性质。然后结合相关实验验证推测的合理性,并形成对SO2性质的全面认识。这样的教学设计可以教给学生研究物质性质的一般思路和方法,从而帮助学生提高学习其他物质知识的针对性和有效性。
三、观念知识维度的教学策略
关于观念知识,高中化学必修教科书按照《课标》的要求和学生的认知规律进行了整体化的设计和编排,主要包括化学研究的物质层次观、化学中的相互作用观、化学变化的形式观、化学反应中的能量观、化学反应的方向和限度观、化学进化观等几个方面。由于学科观念知识不仅是化学学科素养的重要构成部分,而且“具有超越事实的持久价值和迁移价值”,所以,我们应该在全面把握课程结构中学科观念知识体系的基础上,“围绕学科基本观念进行教学设计”,从而帮助学生形成应有的学科基本观念。[4]又由于观念是客观事物在人脑中留下的概括的形象,化学学科观念通常是在化学事实性知识基础上通过不断的概括提炼而形成的。因此,帮助学生构建学科观念常有观念知识以物质知识为基础和物质知识用观念知识来概括两个基本策略。
1.观念知识以物质知识为基础
运用分类观念不仅能使有关化学物质及其变化的知识系统化,还可以通过分门别类的研究,发现物质及其变化的规律。为了使学生形成分类的观念,有关分类的内容可以采用以下设计进行教学,以突出观念知识对物质知识的依赖。
学习活动1:结合生活中(图书馆、超市等)分类的事例,思考物质之间具有怎样的关系、应该怎样对物质进行分类的问题。
基本理解:分类是学习和研究化学物质及其变化的一种常用科学观念。
学习活动2:尝试对已学过的化学物质和化学反应进行分类,并与同学交流。
基本理解:树状分类是根据对象的共同点和差异点,将对象区分为不同的种类,而且形成一定从属关系的不同等级的系统的逻辑方法。
学习活动3:对几组化学物质进行分类,并制作相应的树状分类图和交叉分类图。
基本理解:分类要有一定的标准,根据不同的标准可以进行不同的分类,树状分类法和交叉分类法是常见的分类方法。
2.物质知识用观念知识来概括
乙酸的知识主要属于物质知识。《课标》在“化学2”中要求学生知道“乙酸……的组成和主要性质,认识其在日常生活中的应用”,教科书又将其细化为乙酸的分子结构、酸性、酯化反应及主要用途。显然,这些都是物质知识的内容。在“课程设计要围绕核心观念进行”的理念下,《乙酸》的教学可以从物质知识中概括出相应的学科观念,以体现物质知识是观念知识的基础。
学习活动1:观察乙酸分子的比例模型,认识乙酸分子的结构。
基本理解:物质有一定的组成和结构,乙酸的官能团是羧基。
学习活动2:设计实验证明乙酸具有酸性,并通过实验比较乙酸和乙醇分别与钠反应的速率。
基本理解:有机分子中基团之间存在相互影响,乙酸分子中羟基上的氢原子比乙醇中的活泼,主要是由于羰基的影响。
学习活动3:阅读关于“酒是陈的香”的解释,分析乙酸和乙醇酯化反应的机理。
基本理解:酯化反应属于取代反应,是有机反应的一种重要类型。
学习活动4:观察和体会教师演示的乙酸乙酯的制备实验。
基本理解:乙酸乙酯的制备是可逆反应,实验中需要控制反应的条件。
学习活动5:总结乙酸的化学性质与分子结构的关系。
基本理解:官能团是决定有机物化学特性的基团,乙酸的化学性质主要由羧基决定。
学习活动6:结合生活实践讨论乙酸的用途。
基本理解:化学知识在生活中是有用的,乙酸与人类的生命、营养、健康密切相关。
四、方法知识维度的教学策略
高中化学必修教科书在着力构建物质知识和观念知识体系的同时,根据不同教学内容的特点和学生认知规律,构建了符合学生探究能力发展需要的科学方法体系。其中,有的是让学生在科学探究、思考与交流等活动中练习和运用,有的是让学生通过阅读科学史话进行体会和领悟。在教学过程中,我们应该对教科书中的方法知识体系了然于胸,通过挖掘教科书隐含的方法知识、利用方法知识组织教学内容、运用方法知识解决实际问题等多种途径,有计划、有步骤地落实方法知识的教学,不断提高学生的科学探究能力。
1.挖掘教科书隐含的方法知识
物质知识和观念知识是教科书编写的主线,而方法知识处于相对隐性的地位。如关于卤族元素的性质,教科书是用假说方法组织教学内容的。具体包括:(1)发现问题———卤族元素原子的电子层结构的变化规律与碱金属元素相同,它们的化学性质也能与碱金属元素一样表现出相似性和递变性吗?(2)提出假说———氟、氯、溴、碘在化学性质上也能表现出一定的相似性和递变性。(3)验证假说———获取卤素单质与氢气的反应、卤素单质间的置换反应等事实材料。(4)得出结论———卤素都是活泼的非金属,随着核电荷数的递增,元素的非金属逐渐减弱。但是教科书对这四个步骤没有具体说明和提示,教学中教师可以对假说方法进行显化,并使学生明确假说是人们根据已有知识对所研究的事物或现象所做的初步解释,它需要证实或证伪,而且科学理论最初都是以假说的形式出现的,并随着科学研究的深入,不断得到修正、完善和发展。这样学生在以后的学习过程中就能比较自如地运用假说方法进行相应的探究活动。
2.利用方法知识组织教学内容
新课程高中化学教科书虽然增大了科学方法的外显力度,但总体还稍嫌不够。因此我们应该适当注意以方法知识为线索组织教学内容,在以物质知识和观念知识体系作为课程内容展开主线的同时设计一个方法知识体系。例如关于“化学2”中“苯”的教学可以将其分解成八个学习任务:(1)用文献方法了解苯的发现和来源;(2)用观察方法认识苯的主要物理性质;(3)用假说方法确定苯分子的组成;(4)在认识苯的凯库勒式的同时感悟直觉思维的意义;(5)用假说方法确定苯分子中没有与乙烯类似的双键;(6)用模型方法认识苯分子的平面正六边形结构;(7)用演绎方法完成苯的取代反应和加成反应的化学方程式;(8)用综合方法对苯的结构和性质形成整体认识。该教学过程突出了方法知识对物质知识获取过程的指导作用,随着教学的深入和学生感性认识的丰富,可以逐渐提高对这些科学方法的要求,最终实现方法知识的教学目标。
3.运用方法知识解决实际问题
科学方法教育的意义在于训练学生的智力技能,而科学方法只有通过实际操作,才能被深刻理解并准确而灵活地运用。教学中我们应该明确说明有关科学方法的作用、适用范围以及应用原理和步骤,让学生模仿操作并加以体会,在运用中掌握方法知识。为了掌握一些典型的方法知识,教师还需要选编方法知识运用习题,题目力求在解决实际问题中运用方法知识。例如在必修模块教学的复习中,可以让学生书写金属分别与H2SO4、H2O、CH3CH2OH、CH3COOH等物质反应的化学方程式,并比较反应的剧烈程度,以便确定实验室制取氢气的反应原理。这样的问题既体现了无机化合物与有机化合物、强酸与弱酸、电解质与非电解质以及置换反应与反应速率的综合,又能使学生对化学学科的整体性和融通性有一个深入的认识,从而形成运用综合方法解决问题的能力。类似的解决问题的过程,可以使学生在运用方法知识的过程中,直接感受到学习方法知识的意义,达到科学方法教育的最终目的。
综上所述,获取化学事实、形成学科观念、掌握科学方法是提升学科素养的三个维度,这是从知识分类的视角生成的,在此基础上所探索出的不同维度的教学策略,汲取了化学教育教学实践的养分,从一定程度上反映了化学教育教学研究和实践的最新成果。而对化学教育教学任务的审视还可以有别样的视角,实现宗旨的探索也可以在更深的层次上进行,期待广大化学教育工作者能为基础化学教育教学改革与发展作出新的更大的贡献。□◢
参考文献
[1]课程教材研究所.20世纪中国中小学课程标准.教学大纲汇编:化学卷[G].北京:人民教育出版社, 2001.
[2]教育部考试中心.高考化学测量理论与实践[M].北京:高等教育出版社, 2004:41.
[3]江苏省教育考试院.2008年江苏省普通高中学业水平测试 (选修科目) 说明 (物理.化学.生物) [M].南京:江苏教育出版社, 2007:36-45.
化学教学论文:提升学生化学素养的维度与策略 篇3
关键词:化学教学 科学素养 化学史
中图分类号:G633.8文献标识码:A 文章编号:1673-9795(2012)09(c)-0147-01
1 认识化学史的价值,树立科学的发展观
我国著名化学家傅鹰先生说过:“化学可以给人以知识,化学史更可以给人以智慧”。从古代的“点石成金”的朴素愿望到今天多种性能优越的新材料的诞生,人类不倦地探索着物质及其变化的规律,对物质世界的认识不断的拓展和深入,极大的促进了社会文明,提高了人类的生活质量。新编高中化学教材采用“交流与讨论”、“化学史话”、“拓展视野”等方式增加了如“氯气的发现”、“原子结构模型的演变”、“夸克的发现”、“元素周期律的发现”等相关化学史内容。教学中,适时适度地把这些内容融入课堂,使教学不只局限于现有知识本身的静态结果,还可以追溯到它的来源和动态演变,揭示出反映在认识过程中的科学态度和科学思想,使学生学到发展知识和运用知识的科学方法。
在原子结构的教学中,依照原子结构发现的演变历史,从道尔顿到汤姆生,从卢瑟福到玻尔,将一个个原子结构模型展现在学生面前,加强科学态度和科学方法的教学,让学生像科学家那样从未知开始研究与学习,向已知挑战,在前人的基础上突破固有的思维模式,推动科学前进,有效地让学生从中体验科学家大胆创新、勇于探索、坚持实践、实事求是的科学态度,养成“永无止境”的科学探究精神。
2 更新实验教学观念,培养科学的实验技能
实验内容以直观形象来刺激学生的感官,调动积极性,因此,不能简单的一味强调学生去记步骤、记现象,不然学生对化学的学习就会失去兴趣,感到枯燥无味,要将化学实验的教学生活化,把化学实验延伸到课外,建立以实验教学为基础的化学教学观,充分挖掘化学实验的教学潜能,营造一个良好的化学实验教学环境。让学生亲自动手体验,将装置进行改进,既提高了感性认识,增强了兴趣,也加深理解,熟练了操作,转变认识,为实验技能的进一步探究学习打下良好的基础。
中学化学实验一般分为两类,验证性实验和探究性实验,验证性实验主要是重复前人所做的实验,通过实验巩固基本操作和基础概念,加深对元素化合物知识的理解,這类实验中可以引导学生思考,如果改变某一条件,对化学实验装置或实验方案加以改进、重组和优化,挖掘实验的综合功能,将学生引入探究活动之中。如讨论双氧水分解的催化剂,学生已有知识是初中课本上用了MnO2,能否用其它物品替代呢?带着这个问题,学生自行组织,从图书馆、网络上、生活中搜索相关资料,并设计实验进行验证。通过探究知氧化铜、氧化铁等金属氧化物都有一定催化作用,红砖粉主要含氧化铁,可以用红砖粉来替代,生活中的新鲜猪肝(含过氧化氢酶)、煮熟的马铃薯也可以起催化作用,医生在处理伤口的时候,涂上双氧水,伤口处有气泡冒出,对学生也有启发,是不是血液也能催化双氧水分解?实验证明是血液中的血红蛋白的亚铁离子对反应起催化作用,还可以在相同条件下,比较不同催化剂的催化效率。教师认真研究教材,引导学生把课本上的知识和生活中的现象联系起来,对有关实验方案进行改进或优化,对装置中的仪器、药品进行变换或替代,对实验多角度、多层次的优化设计和改进,促使学生在讨论、比较改进方案的过程中不断优化思维,提升科学的操作技能。
3 强化思维训练,培养开拓创新的能力
化学学科的特点,采用直观的模型,鲜明的现象把抽象思维转化为形象思维,新课标的实验内容有老师的课堂演示实验、边讲边实验、学生实验、实验探究和实验讨论多种形式,通过实验教学,除了直观地巩固物质的性质,了解物质的制备外,还激发了学生的学习兴趣,增强学生的思维训练,养成学生求真求实的学风,培养勤奋刻苦的品德和合作学习的习惯。
如学生在进行粗盐提纯的实验中,首先分析粗盐中可能含有什么物质,用什么方法可以除去。调查分析得出,食盐中含有不溶性杂质泥沙和可溶性杂质MgCl2、CaCl2、Na2SO4等,学生经过讨论,根据杂质的性质,不难得出用过滤法除去泥沙的方法,但去除可溶性杂质,需要添加试剂,其添加顺序是一个难点。设计下列问题,启迪学生思维:(1)加入过量的试剂,便于将杂质除尽,过量的试剂也是杂质,如何除去?(2)如何判断所加的试剂已过量?(3)假如将得到的沉淀洗涤,应该怎样操作?在这一教学过程中,情形的设计将学生的抽象思维和形象思维相结合,将实验方法、实验知识和实验操作相统一,既体现了化学思维的指导性,又实现了化学实验的验证性,更提高了学生在实验过程中解决实际问题的能力。
4 渗透社会生活,体现科学的精神价值
化学来源于生活,应用于社会。我国的化学工艺领先于世界,青铜器、瓷器、造纸、火药等,那是古代劳动人民锲而不舍探索的结果,体现化学学科的探索求真的精神,但不能一味追求经济价值,而忽视了学科的社会价值。
教学过程中,结合生产生活实际,用身边的事进行教学,让学生感到知识的应用如此的简单而有效,既能增强兴趣,又能巩固知识。如干电池,是学生日常生活中的常见物,学生从课本上了解了干电池的结构特点,通过实体解剖加深了理解,分类回收锌片、炭棒、MnO2等,且将锌皮熔成锌粒供实验室制氢气用,既提高了学生的动手能力,又增强了学生的节约意识;学生从资料上知道电池中的重金属盐类对环境的危害,老师因势利导激发学生的环境保护意识,把废旧电池的回收利用,宣传到社会,深入到家庭,潜意识中加强资源的充分利用和环境保护的教育。
初中化学教学的提升策略论文 篇4
一、发挥教学设备优势,辅助化学实验教学
化学是一门以实验为基础的学科,而教学设备是辅助教学重要工具,我们常用到的教学设备包括多媒体器材、教辅材料、实验药品、实验器材、实验室等等,这些教学设备以其自身的外部特征影响着教学活动的参与者的行为和心理,也以其自身完善程度影响着教学活动的质量和水平,比如,实验室的整洁程度直接影响学生们的参与热情和实验效率,药剂的配置和保存是否规范标准影响着实验的准确性,实验现象是否明显影响着实验的最终效果。
我们在教学过程中要积极发挥教学设备的辅助优势,提高实验教学的质量。此外,随着多媒体信息技术的应用,电子设备已经成为承载教学信息的又一载体,其优势也在广泛的实践中得到证实和体现,是信息传递的速率大大提高让课堂教学焕发了新的生机与活力,为学生提供了更好的学习环境。在实验过程中,教师可以将实验过程用投影仪投射出来,让坐在后面的学生也能观察清楚。
例如,在学习金属和酸反应现象的对比时,为了让学生清晰的看到不同的金属材料与酸反应产生的不同效果可以将实验过程用投影仪全程显示了出来,大大提高了实现的效果。另外,对于一些危险系数较高,不易在课堂演示的实验可以给学生播放实验录像,增强学生的想象能力,提高对微观世界的认识,提高化学教学的有效性。
二、联系学生实际生活,提高学生学习兴趣
要想让学生认识到化学的.重要性,激发学生学习化学的主动性和积极性,达到理想的教学效果,我们就要实现教学内容的延伸和拓展,实际生活与化学教学有机结合,从生活中选材,立足于生活实际进行探究学习。例如,在教学二氧化碳和水反应的时候,可以准备了一瓶未拆装的“雪碧”,将瓶盖打开后逸出的气体通入到澄清石灰水中,然后加入石蕊试液,发现石蕊试液变红,通过这种方法既可以得到预期的实验效果,同时由于是从生活取材还能激发学生学习的热情和兴趣,教学效果事半功倍。
再例如,在学习干燥剂的时候,可以要求学生搜集生活中常见的干燥剂,然后利用学生搜集的干燥剂进行实验,一方面可以鉴别物质的类型,另一方面也可以加深学生对干燥剂化学成分的记忆。在做这个实验过程中,很多学生反映印象最深刻的就是保存茶叶所用的铁粉,由于与酸的接触面积大,所以很快就能得到浅绿色溶液,这比之前学习的金属与酸反应效果要明显的多,再加上实验材料都源于生活,所以教学效果要事半功倍。
三、总结
化学教学论文:提升学生化学素养的维度与策略 篇5
【摘 要】随着我国教育课改的推进,越来越注重对教学效率的提高。然而,要整体提高我国初中化学教学的效率,无疑需要设计一个完善的教学方案。由于初中化学是一门比较深奥的学科,而且学生对于化学知识并没有学习基础,处于初学阶段。因此,学生不免会对这个学科感到陌生,如果没有好的引导方法,不免会使学生对化学失去学习兴趣。本文深究初中化学要点,对提高我国初中化学教育的教学质量提出几点意见。
【关键词】初中化学;教学方法;教学策略
化学学习要求学生具备非常严密的思维,对每一个知识点都要求理解深刻,否则就只会陷入思维僵化状态。虽然初中化学知识对化学方程式的要求非常的苛刻,但是仅仅是对化学方程式进行片面的记忆,对提高化学成绩效率的作用甚微。因此教师应该采用创新的方法进行教学,不应该让学生对初中化学的理解停留在片面的记忆上面,更要学会对化学知识点进行深入的理解。在如今应试教育的背景条件下,分数是一个不可避免的话题,因此要提高学生的分数,就要提高化学的教学效率。
一、初中教学现状
(一)教师队伍落后
由于我国尚处在发展中阶段,对教育体系并没有较为完善的要求。因此我国的教师队伍仍然处于落后的阶段,许多教师认为初中化学只需要死记化学方程式,对初中化学所提及的化学元素价态进行默写即可。但,这样的学习是本末倒置的,像很多化学方程式,它的提出是有一定的依据,例如,碳在氧气中燃烧,要写出这样的化学方程式,就必须是在加热或者是点燃的条件下,因此再写出化学方程式的时候,就不可以忽略这样的条件,否则化学方程式就不成立。当然这仅仅是教师观念的落后,由于我国教师并没有进行广泛的合作,因此很多理念也仍然处于比较落后的阶段。例如课堂上的教学方法,在讲解化学元素这一章节的时候,教师可以采用较为趣味的元素进行教学。而并不是让学生死记硬背某些化学元素的性质,这样既扼杀了学生对化学的兴趣,也使学生对化学的学习有所懈怠。
(二)学生素质落后
由于我国学生在小学或者是在七年级以前的阶段并没有接收相关化学知识。因此对于化学比较陌生,学生可能也会感到惧怕的心理。对于这一点,在进行初中教学的过程当中是不可避免的,因此教师应该学会在进行化学教学过程当中培养学生的兴趣,循序渐进地引入相关的化学知识点。如果教师在进行化学的课本,教学过程当中并没有注意到学生素?|落后这一点,很有可能会使教学比较枯燥。对于传统的填鸭式教学方法,对于初中化学教育是非常不适合的,特别是在讲解极值法以及中间值法,如果教师只是采取填鸭式的教学,并没有让学生真正的理解,就会使学生的能力素质更加低下。
(三)教学资源落后
受到我国应试教育的影响,很多教育资源都是围绕着应试教育展开。市面上的参考书基本上都是针对如何提高学生的成绩,以及如何让学生以一种快速的方法掌握化学。其实,这是不切实际的,因为系学者研究所知,任何一门学科都不可能在短时间内进行较快的提高,否则那也是拔苗助长,不能从根本上达到提高能力的手段。因此教师应该从网上广泛地收集一些与化学相关的资料。让学生进行阅读,或许这样能够引起学生对化学这门学科的兴趣与热爱。
二、提高初中化学课堂教学质量的策略
(一)转变观念
对于教师而言,转变教学观念很重要。只有教师的观念从根本上进行了扭转,才能使学生对化学这门学科的,基础认识有所好转。
当然合理的实验教学也是必须的,因为化学是一门基于实验的课程,如果缺乏了实验的理解,就会使学生从片面上学习化学,这样不仅使学生对化学学科特点进行了错误的理解,更会导致学生认为只需要记忆在实验过程当中的现象就可以学好化学。例如在讲解酚酞的性质的时候,教师就可以采用在课堂上做一个实验,让学生认真的观察实验现象,这样不仅生动而且形象,能够使学生,对化学现象和性质从根本上进行记忆。
(二)扭转教学模式
在传统的教学模式当中,都是教师采用灌输的方法。这样的效率是非常低的,因此教师不妨采用创新的教学方法,扭转教学模式,使得教学效率达到最高。例如在讲解有机化学的时候,就可以从生活的实际出发,提问学生对有机化学的理解。与学生进行合理的互动,对提高学生化学能力也是非常必要的。还有在讲解铁与酸反应的性质的时候,教师可以首先让学生回答学生印象中金属元素反应的现象,然后再进行合理的实验,和学生的印象当中的理解进行比较。这样不仅能够使学生更加深刻地理解酸的性质,更能够将金属元素的活动性应用到解题当中。
三、总结
总而言之,提高我国初中化学教学效率势在必行,在进行实际的教学过程当中,教师不妨从本文提及的观念和教学模式出发。只有从根本上改变学生对化学的理解以及培养学生的模式,才能使化学的教学效率达到最高。
参考文献:
化学教学论文:提升学生化学素养的维度与策略 篇6
[摘 要]《中国学生发展核心素养》的发布对学科教学培养学生素养提出挑战。迎刃教育时代难题,学生化学学科核心素养的培养应剖析化学学科本质,立足于课堂教学,可采用聚焦核心知识、建构思想观念、注重宏微结合、引导实验探究、启发科学思维等策略。
[关键词] 化学教学;核心素养;培养策略。
2016年9月《中国学生发展核心素养》发布,标志着以核心素养为导向的新一轮基础教育课程改革已经启幕。作为一线教育工作者,必须弄清核心素养与素质教育的关系、核心素养与三维目标的关系、核心素养与学科核心素养的关系,坚持以立德树人为宗旨,立足课堂教学,着力培养学生的学科核心素养,使学科独特的教育价值在学生身上得到体现和落实。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、实验探究与创新意识、科学精神与社会责任等五个方面,[1]体现了化学学科的本质特征,内涵丰富,价值多元。化学学科核心素养的培养可从以下几方面展开:
一、聚焦核心知识。
化学学科核心素养是化学课程标准的魂,是化学课堂教学的根,是化学教学评价的尺.化学学科核心素养的培养必须以具体的化学知识为依托,让学生在化学知识学习的活动过程中形成和发展,从而为学生核心素养的培养做出化学学科应有的贡献。化学学科知识就其重要性而言,可分为核心知识、次要知识和外围知识,核心知识就是指那些在整个知识系统、学科结构中处于轴心地位,对周边知识领域起着统摄、关联作用,发挥结点功能的课程内容。[2]化学核心知识犹如植物的根系和经脉,具有内核性、统摄性和生长性。加强化学核心知识教学,有利于理清教学内容的主次,合理安排教学时间,让学生集中主要的时间和精力学习最有价值的核心知识,从而为培养学生的化学学科核心素养奠定基础。
例如,硫的氧化物中的二氧化硫,从知识主线上看,它位于非金属单质-酸性氧化物-酸-盐知识链的节点上;从化学性质上看,它既具有酸性氧化物的通性,又具有还原性和漂白性等特性;从化学与技术、社会、环境的关系上看,它与日常生活、环境污染及防护密切相关,是培养学生绿色化学观念和社会责任感的重要素材;从它所处的课程模块上看,它属于化学必修模块的学习内容,体现了国家对公民素质的最基本要求;从化学学科核心素养上看,它几乎涉及化学学科核心素养所涵盖的五个方面的内容。因此,有关二氧化硫知识应当作为化学学科的核心知识来组织教学,而三氧化硫则属于一般性的次要知识。教学中可通过物质分类、实验探究、证据推理和宏微结合等,引导学生对二氧化硫在水中的溶解性、还原性与漂白性等知识进行自主探究与建构,在体验学习的过程中培养学生的核心素养。
二、建构思想观念。
化学学科核心素养中明确提出要培养学生的变化观念与平衡思想,结构决定性质,性质决定用途的观念以及绿色化学观念等,多个条目均与化学学科思想或学科观念相关联。化学学科思想是化学科学在认识物质、改造物质和应用物质过程中所体现出的具有化学学科特征的最具影响力的思想集合体[3],例如物质变化思想、质量守恒思想以及物质结构决定性质的思想等。而化学学科观念是个体对化学研究对象、化学研究过程以及化学学科价值的本体的见解或意识,具有超越具体事实的持久价值和迁移价值。[4]例如,元素观、微粒观、变化观、实验观和化学价值观等。长期以来,广大中学化学教师对于化学学科思想与学科观念的区别模糊不清,事实上它们是化学研究者基于不同角度做出的阐述。从某种意义上说,科学共同体在头脑中构建的学科观念等同于学科思想,而科学教育的目标是期望学生通过对学科内容的学习达成与学科思想相一致的观念。[5]所以,笔者以为在化学教学中不必刻意地区分学科思想与学科观念,重要的是要通过无痕教学引导学生在具体的知识学习过程中自觉领悟与形成化学学科的基本思想和观念,从而更好地促进学生的学习,达到培养学生化学学科核心素养的目的。
例如,氨属于必修模块中重要的元素化合物内容,喷泉实验是学生学习氨的溶解性和氨与水反应的重要实验,有些教师在教学中将教学重点放在喷泉实验的原理上,而将氨与水的可逆反应简单告知。笔者认为,喷泉实验是激发学生学习兴趣的重要手段,教学重点应放在基于实验现象的证据推理、变化观念与平衡思想等核心素养的培养上,虽然必修模块中没有出现化学平衡的概念,但这并不意味着学生就不应对平衡思想有一定的认识。相反,锦程论文之家服务因为只有部分学生选修《化学反应原理》,就更应该在必修模块中潜移默化地渗透平衡思想,以满足国家对发展学生核心素养的基本要求。为此,可在喷泉实验之后提出3个问题:(1)通过喷泉实验,了解到氨有哪些物理性质?(2)氨溶解于水仅仅是物理变化吗?(3)氨溶解于水后得到的溶液(氨水)中存在哪些微粒?在问题解决过程中培养学生的变化观和微粒观,并建议再补充一个实验:用吸管在喷泉实验的圆底烧瓶中吸取少量溶液注入试管中,并在试管口上套一个气球以达到密封的效果,将试管放在酒精灯上加热,观察溶液颜色的变化,冷却后再观察溶液颜色的变化。此实验操作虽然简单,但实验现象的变化却可以让学生对变化观念与平衡思想有具体的感性认识,相关核心素养的培养在化学必修课程学习中也能得到有效落实。
三、注重宏微结合。
化学是一门在原子分子层面上研究物质的组成、结构、性质及其变化规律的科学,宏观辨识、微观探析和符号表征是化学学科有别于其他学科的基本特性之一。宏观辨识要求,能通过观察辨识一定条件下物质的形态及变化的宏观现象。微观探析要求,能从物质的微观层面理解其组成、结构和性质的联系,能根据物质的微观结构预测物质在特定条件下可能具有的性质和可能发生的变化。符号表征要求,了解化学符号的蕴涵,使符号表征成为概括、提升宏观认识与微观认识的重要环节。[6]有专家指出,化学学习存在三种水平:宏观水平、微观水平、符号水平。[7]化学学科核心素养中把能运用符号表征物质及其变化置于宏观辨识与微观探析条目之下,一方面规定了高中阶段学生化学学习水平的层级要求(宏观水平和微观水平),另一方面又要求对化学符号表征有所了解,能从基本的化学符号表征中解读出它们的宏观意蕴和微观意蕴。
例如,学习乙烯的加成反应时,要求学生从乙烯能使溴的四氯化碳溶液褪色的宏观现象入手,推断出乙烯能与溴的四氯化碳溶液反应。能从乙烯与溴的分子结构上分析和理解反应原理,并在此基础上正确书写乙烯与溴加成反应的化学方程式,进而推测乙烯与氯化氢、乙烯与水、丙烯与溴的四氯化碳溶液在一定条件下反应的产物。教学中注重了宏微结合,化学方程式就不再是冰冷抽象的符号,而是赋予了灵魂的宏微结合的载体,这样的学习体验不再需要死记硬背,而是富有意义的建构活动。
四、引导实验探究。
化学是一门与实验相关的自然学科。在化学教学中引导学生实验探究,有助于学生发现和提出有探究价值的化学问题,培养学生的问题意识;根据问题解决,明确探究目的,设计并优化实验方案,有助于学生了解科学探究的一般方法,培养学生的创新意识;通过相互合作完成实验操作、观察记录实验现象,对实验现象进行信息加工并获得结论,有助于培养学生的科学态度、科学精神、科学思维和合作意识。所以说实验探究既是化学学科核心素养的内在要素,又是综合培养学生化学学科核心素养的一种有效方法。
例如,学习苯酚的酸性时可采用发现探究式的教学模式[8],引导学生在问题情境中发现问题,在实验探究中解决问题。
[引导发现]观察苯酚样品及分子结构模型,展示苯酚软膏,阅读说明书有关条款,从不能与碱性药物并用,引出问题。苯酚具有酸性吗?酸性强还是弱?
[猜想与假设]根据苯酚、乙醇、水分子中均含有羟基,猜想苯酚能电离产生H+,可能具有酸性。
[制订计划]设计苯酚与指示剂、Na、NaOH溶液作用,判断苯酚能否电离产生H+;设计苯酚在非水、非醇条件下与钠反应。设计苯酚钠溶液与HCl、CO2反应,进一步判断苯酚酸性强弱。
[进行实验]
(1)将少量苯酚溶于热水中,向其中滴加2~3滴紫色石蕊试液。
(2)将少量苯酚溶于苯中,向其中加入一小粒金属钠。
(3)将少量苯酚晶体与一定浓度的氢氧化钠溶液混合并振荡。
(4)将制得的苯酚钠溶液分为两份,向其中的一份中滴加稀盐酸,另一份中通入CO2.[收集证据]苯酚不能使指示剂变色,能与金属钠缓慢反应放出H2,能与NaOH溶液反应,苯酚钠溶液中加入盐酸或通入CO2,均出现浑浊。
[推理与结论]由于受苯环的影响,苯酚分子中的羟基变得活泼,能电离产生H+,表现出酸性,其酸性比H2CO3弱。
五、启发科学思维。
科学思维是《中国学生发展核心素养》的重要内容,是基于经验事实建构理想模型的抽象概括过程;是分析综合、推理论证等科学思维方法的内化;是基于事实证据和科学推理对不同观点和结论提出质疑、批判,进而提出创造性见解的能力与品质。科学思维主要包括科学推理、科学论证、模型建构、质疑创新等要素。
科学推理和科学论证在化学学科核心素养中具体表述为证据推理,上述苯酚的酸性探究实验中,学生根据苯酚的分子结构做出猜想,通过实验收集证据,并基于证据进行分析推理,得出苯酚具有酸性的结论,就是在实验教学中基于证据推理培养学生科学思维的一则教学案例。
模型建构源自科学研究,是人类认识事物的重要方法,因而模型认知也是学生学习化学的重要方式。它是在已获得大量感性认识的基础上,以理想化的思维方式对化学事实进行近似、形象和整体的描述,进而揭示其本质和规律的认知方式。化学教学中借助于模型认知有利于化抽象为具体、化复杂为简单、化深奥为浅显,加深学生对于具体事物的复杂联系或本质属性的深刻理解和认识。
例如,原电池教学时就可以将证据推理与模型认知很好地体现出来。首先组织学生实验,通过铜丝与锌粒在稀硫酸中接触,铜丝表面产生大量气泡,激发学生的好奇心和求知欲,进而引发猜想锌失去的电子转移到铜上去了.果真如此吗?学生通过实验收集证据,验证猜想得出结论,从而形成原电池的概念。猜想验证的过程其实就是证据推理的科学思维过程。然而,这一装置具有普遍意义吗?将铜片换成石墨、稀硫酸换成乙醇试试?在此基础上建构原电池的工作原理模型,了解原电池的形成条件。如何判断一个装置是否属于原电池?就需要借助模型认知,学生尝试从电极、电解质溶液、闭合回路、氧化还原反应等方面做出判断。借助于模型认知,不管遇到怎样陌生的情景,只要将复杂的反应、陌生的装置与模型中的要素一一对应,就能很好地解决相关问题。
化学学科核心素养的培养还必须关注与化学有关的社会热点问题,渗透社会责任教育,深刻理解化学、技术、社会和环境之间的相互关系,加强与其他学科核心素养的相互融合,共同致力于培养学生能够适应个人终身发展和未来社会发展所需要的必备品格和关键能力。
参考文献:
化学教学论文:提升学生化学素养的维度与策略 篇7
任何学科在入门中, 概念的教学尤为重要, 初中化学学习最开也是从概念的理解开始的, 而且化学学科中的概念是化学知识的基础部分, 教概念教学中让学生学会反思, 能让学生对化学概念的理解和记忆都得到强化, 更加了有助于化学知识的学习。
例如, 教学“化学性质”概念时, 我们知道化学性质是“物质在化学变化中表现出来的性质”, 如氧化性、还原性、可燃性、酸碱性、助燃性等, 这是我们就要教学学生联系“物理性质”概念分析, 进行对比, 这样学生就能真正得出“化学性质”概念的本质是什么。这样的反思不仅能加深记忆, 更能让学生加深理解。长期的练习能让学生在学习中学会反思, 养成反思的习惯, 让学生知识学习更加快速、高效。
新课程教学强调学生知识的获取过程, 让学生重视知识的形成, 而不是机械的记忆, 化学的学习同样如此。为此, 在化学知识形成过程中对知识进行反思, 能让学生构建知识形成的框架, 整理清楚知识的脉络及思维的方式, 尽快促进学生知识的获取。
例如, 在教学碱的性质这一模块的知识, 不是单纯的从告知学生碱有哪些性质, 而是通过引导学生联系以前所学习的酸的性质的方法, 让学生对比得出碱有哪些性质, 接下来再让学生通过已有的知识, 推导、探究知识, 看得出的结论与前面猜测的是否一致, 这样经过学生自己实践得出的知识更急牢固, 更能体验知识的获取过程, 让知识形成在形成中反思, 练习新旧知识, 对比建立知识间的练习, 可以所实现了知识的再认识, 实现了知识的重组。教师教学效果高效, 学生学习效率也高。
化学学习同别的学科一样都是一项建立在学生已有知识的体系上的学习活动, 通过引导学生对已有知识的反思, 调动学生贮备知识, 建立新旧知识间的联系, 能让学生更加深刻的理解化学概念、物体性质, 更加完善的掌握实验步骤、过程及问题。如探究二氧化碳的性质时, 我们不仅要通过实验得出二氧化碳具有的哪些性质, 还要同时反思实验过程, “为什么石灰水中通入二氧化碳会变浑浊?”后来变澄清又是为什么?这其中有哪些物质生成, 它们又具有哪些特征?等等着一系列问题的反思, 能让学生更加清晰认识二氧化碳的性质, 熟悉实验过程, 理清知识脉络, 让学习更加有效。
新课程下的教学通过激发学生的方式, 让学生主动学习主动探究。情景教学很好的实现了这一目标, 让学生能在情景的引导下积极去参与教学活动, 并能从中获得积极的体验。在学生热情和情绪都得到调动的情况下, 培养学生的反思能力, 让学生反思学习过程, 学习的效率更高, 创新性的学习能力更强。如我们建立生活化的情景教学, 让学生练习生活中的化学知识进行反思, 这样学生能从熟悉的场景中出发, 激发兴趣, 积极探究学习。
例如, 我们在冬季经常看到大雪过后, 为了更快的让道路畅通, 人们常常将工业盐撒在雪里, 这样雪就能很快的融化, 这是为什么呢?这样的联系生活中的化学问题进行反思, 不仅能激起学生的探究问题的兴趣, 还能让学生觉得化学知识原来这么有用这么实用, 一定要学号化学。
这样的反思学习是在一种愉快、有趣的氛围下展开的, 学生不仅心情愉悦, 而且能得到尊重, 学生愿意去反思学习, 能有效培养学生的反思能力, 学生更加敢于创新。
化学教学不仅有概念知识、实验教学, 还有解题练习, 解题是化学计算的重要方式, 也是检验学生学习结果的综合性手段。解题是化学知识再现, 实验步骤梳理, 学习思维练习的过程, 如果在解题练习后能经常性进行反思, 经常练习能锻炼学生化学思维能力, 让学生养成良好的反思习惯。
例如, 有这样一道题:R元素的一种化合物的化学式为Hn ROn1, 则R的氧化物的化学式不可能是?第一种化学式RO2, 第二种化学式RO, 第三种化学式R2O5, 第四种化学式R2O3。我们可以这样去分析:此题的条件是化学式Hn ROn1, 这样就可以分析出元素的化合价为2n, 推出R的氧化物的通式为R2O2n, 这是学生可以觉得第一种化学式与第二种化学式都有可能, 但这是一个无机化合物, 考虑它的中原子个数, R的氧化物的化学式不可能是第二种RO。
解题不仅要对过程进行反思, 还要对条件和所要追求的目标反思, 这样在学生一看到问题提示, 就能联系到什么条件, 什么目的, 需要怎样的过程, 思路清晰, 自然不会出错, 解题更加顺利。
解题的反思不仅能强化知识, 加强知识点的联系, 融会贯通, 还能加深知识的深度, 锻炼思维, 优化解题过程, 而且可以培养和提升学生的反思能力。
总之, 在初中化学教学中培养学生的反思习惯和能力让学生对知识本质理解得到加深, 对过程有了全面的、深层的认识, 锻炼了思维, 提升了学生学习的创新能力, 为学习注入了活力, 提高了化学教学效率, 提升了化学素养。
摘要:初中化学反思性学习不是只简单的回忆, 而是在化学日常学习中对自身学习活动的一种反向思考, 其包含化学具体的概念、原理等知识, 也包括解题方法、实验步骤及其他学习促进学习及思维的策略等。
关键词:初中化学,化学教学,反思能力,兴趣
参考文献
[1]卢巍巍.浅谈初中化学课堂中学生反思意识的培养[J].科技信息, 2010 (09) .
化学教师的实验素养及提升策略 篇8
【关键词】初中化学;实验教学;学生实验活动;科学素养
【中图分类号】G633.8 【文献标识码】A 【文章编号】1005-6009(2015)18-0052-02
【作者简介】胡巢生,江苏省宿迁市钟吾国际学校(江苏宿迁,223800)教师。
【摘 要】初中化学教师在实验教学技能中往往会出现实验计划性缺失、实验操作技能缺失、对实验的理解缺失、实验操作自信心和实验创新能力缺失这四个方面的问题。亟需提升化学教师的实验素养以促进教师实验教学的技能。
【关键词】初中化学;实验教学;学生实验活动;科学素养
【中图分类号】G633.8 【文献标识码】A 【文章编号】1005-6009(2015)18-0052-02
【作者简介】胡巢生,江苏省宿迁市钟吾国际学校(江苏宿迁,223800)教师。
《义务教育化学课程标准(2011年版)》明确规定了初中学生必做的8个化学实验活动,应让学生有更多的机会主动地体验科学探究的过程,在知识的形成、相互联系和应用过程中养成科学的态度,学习科学方法。教师还应培养学生的创新精神和实践能力,以提高学生的科学素养。
为激发更多的化学教师关注实验、研究实验、创新实验,提高化学教师的实验教学技能和实验教学水平。宿迁市组织了初中化学青年教师实验技能比赛。
笔者应邀担任评委工作并实施了问卷调查。教师实验基本操作技能和创新能力,令与会专家深感提高青年化学教师的实验操作技能迫在眉睫。
一、化学教师实验操作中存在的问题
存在的问题有4类:一是实验计划性缺失,主要是不对实验进行整体构思,存在盲目性;二是实验操作技能缺失,主要是实验习惯和基本功欠缺,如溶解细节、药品用量的控制等;三是对实验的理解缺失,超过八成的教师对于化学实验为什么重要,如何体现重要,怎样实施实验,都缺乏深度思考;四是实验操作自信心和实验创新能力缺失,在评委的监督下,有的教师实验过程中手会发抖,大多数教师甚至认为实验创新就是寻找实验仪器和药品的替代品。
其中实验操作技能题如表1所示。
1.实验过程计划性缺失。
①实验1收集气体时,有的选手全部采用排水法收集,致使蜡烛燃烧的产物水无法检验;②实验2水的体积不能正确估算,按照20℃时,NaCl的溶解度约为36g计算,3.0g食盐只需要9ml水即可完全溶解,不少选手未用量筒量取9ml蒸馏水,而是直接加入蒸馏水,致使蒸发皿一次盛不下而延误了时间。
2.实验操作规范性缺失。
绝大多数选手刚拿到实验试题就急于动手,既不清点实验器材,也不进行实验的装置和操作的构思,实验过程中手忙脚乱,操作无序,实验台仪器药品摆放凌乱,导致错误频频出现。
实验1中出现的主要问题:①连接仪器时,未用水润湿玻璃棒、分液漏斗,直接插入塞子的孔中;②连接好装置后,要对发生装置进行气密性检查,有人忘记检查装置的气密性,有人却采用手握法检查装置的气密性。③分液漏斗:不能起到控制液体滴加速率的作用,所加液体药品一次性放完,滴加药品过程中将塞子塞上,加完药品后忘记关闭活塞,当反应的速率较慢时,不能及时添加过氧化氢溶液;④收集氧气时,集气瓶装满水后,直接将毛玻璃片盖上,瓶中留有小气泡;⑤验证氧气性质的实验过程中,用镊子夹木炭,用手拿铁丝进行燃烧实验,铁丝上的小木条燃烧时间太短,致使铁丝未被引燃。
实验2中出现的主要问题:①调平托盘天平的时间太长,称量药品的操作不规范;②在溶解操作中用玻璃棒搅拌液体时,食盐未溶解完全;③蒸发操作时,酒精灯灯帽直接随手放倒在实验台上,将蒸发皿放在石棉网上,当出现较多固体时,固体迸溅很厉害,不能采用间隙加热的方法减少固体迸溅;④将滤纸贴在漏斗内壁时,用手、未赶走气泡即开始过滤。
3.对学生实验的理解缺失。
问卷调查发现:采用教材中的实验、利用传统的实验装置进行实验、几乎从不采用教材外的实验进行教学的占100%,“几乎总是”播放实验视频的占87.5%,“经常”的占12.5%。由此可见教师实验教学意识的淡薄。
据了解,学校实验室的环境和硬件设施都具备了开设学生实验课的条件,但随着中考分值越来越少(我市40分),导致课时得不到足够的保障,教师不愿意花时间带领学生进行实验。大多数教师接受“教服务于考”的教育与熏陶,不重视实验,基本不使用实验室。由此可见,制约实验教学开展的因素不完全在硬件设施,教师和学校管理人员对实验教学的重视程度才是关键因素。因此,加强对实验教学任务的规定性是推进实验教学的可行途径,《义务教育化学课程标准(2011年版)》明确规定了8个学生实验,并编入教材,就是一个有效的措施。
4.实验操作自信心和创新性缺失。
问卷调查还发现:改进传统实验装置并在教学中加以应用,“几乎从不”的占96.4%,“偶尔”的占3.6%;采用微型实验装置实验,“几乎从不”的占94.6%,“偶尔”的占5.4%。绝大多数参赛者的创新实验是对教材实验装置的改进或药品的替换,有的还缺乏科学性和实用性。有为数不少的实验改进是用医疗器材、生活用品替代常规实验仪器和药品,这也并不是值得肯定的。实验仪器的使用是化学学科所特有的,也是必不可少的。中学化学教育面向大众,教师不仅要让学生认识它们,还要让学生掌握它们的使用方法,这同时也有利于学生将来在化学专业上的发展。如果学生在中学阶段不接触这些仪器和药品,远离化学实验,那么这种认识上的盲区反而会给他们今后的工作和生活带来更大隐患。生活物品的替换应依据学生的学情,应以掌握化学专业仪器为前提,只有这样,学生才能更加深刻地体会到替换的意义。
二、改进措施
学生实验是科学探究的重要手段和方法,不仅需要各部门和各级领导的大力支持,更需要广大化学教师加强对新课程的研究和学习,立足实验教学现实,研究问题,掌握对策,促进实验教学的开展。
皮亚杰曾指出:通过练习,也许可以教给儿童某种知识。但这种知识很快就会被遗忘,除非儿童能够理解它。也就是说,除非儿童能够把它同化到他已有的认知图式中去。要实现这个目的,最有效的手段就是让学生进行实验探究学习。教师要调整好自己的角色,以学生为中心,克服畏难怕烦的心理,要根据课程标准的要求及教学实际条件,全面安排和设计一个学期、一个学年的科学探究活动内容、频率和次数,将完整的学生动手探究活动与“单要素”的探究活动相结合。在课时紧张的情况下,探究活动所围绕的核心内容应是教学的重点内容,这样既可让学生体验探究活动的过程,又能将重点内容的教学落到实处,可大大缓解探究活动与课时的矛盾。
因此,教师必须主动加强内修,依据学生的认知水平,采用小组合作等多种探究形式,精心设计、有效组织和实施探究活动。同时,处理好教师引导探究和学生自主探究之间的关系,避免包办或放任自流现象,使探究教学更有实效,避免探究泛化、程式化和表面化,把握好探究的水平,避免随意提升难度。通过创设探究点提高实验效度;找准生成点增加实验曲度;捕捉异常点延伸实验深度;挖掘问题点托起实验高度,把实验从处于从属知识地位、实验过程仅限于强化知识的“幕后”提升为创新活动的载体。实验目标关注学生未来发展,实验设计渗透创新思维,实验过程体现探究程序,实验结果收获科研方法。
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