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引言
为了有效提高学生的历史核心素养,教师必须要创新教学方法,使学生树立正确的历史价值观念,培养学生历史理解以及简式素养。同时要增强学生对于历史事件的理解和认识,提高学生的学习能力,促进学生的思考能力以及想象能力的有效发展。学科核心素养是学科育人价值观的重要体现,具有鲜明的学科教育特色,紧密依托于具体的学科知识,学生在学习历史知识之后,形成具有历史特点的思维品质以及关键成就,能够促进学生更好的学习与思考。所以在教学过程中,教师必须要创新教学方法,逐步提高学生的历史知识理解能力,增强学生的情感态度以及价值观念。
一、准确设置教学目标使课堂教学更明朗
由于教学目标是教师在开展教学工作时的指向标,所以教师要明确教学目标,在历史课堂教学当中,使学生能够沿着教师所设定的教学轨道,积极的进行探索和前进,从而逐步强化学生的目标感,增强学生对于知识的掌握能力和学习动力。教师在教学当中要使学生通过掌握一定的历史学习技巧和历史学习技能以及知识转化能力和情感态度进行教育教学的提升。教师在目标设置的过程当中也要根据学生在具体学习中的知识掌握状况和知识掌握能力,进行综合性的考虑和设计。例如:当学生在学习唐朝经济发展的教学时,教师就可以通过创造性的教学思维,开展分层教学引导,强化学生在分层学习中的创造能力和联想能力,使学生具备一定的学习思路,启发学生树立正确的学习观念。
二、创新课堂教学模式,激发学生学习兴趣
由于历史核心素养的形成和发展有着较强的时间性,需要学生在学习和思考当中养成良好的积极心态,树立正确的学习观念,并且在稳扎稳打当中努力的探索和前进。教师要使学生在历史学习中读懂历史并且理解历史,思考历史当中的深层次价值,教师也要在教学中,创新课堂教学形式。例如:教师在引导学生学习唐朝经济发展这节课时,教师可以先结合学生的认知情况,在网络上搜集优质教育资源,通过PPT结合教学内容进行拓展性的教学,教学生展示唐朝城市的布局,并且引导学生了解当时唐朝的经济发展,使学生通过以导游的身份向大家做唐朝当时的向导,引导其他同学在聆听当中感悟,当时唐代经济发展的盛况。教师通过具有趣味性的教学方式吸引学生在历史核心素养学习和养成的过程中,树立正确的学习心态,并且增强学生的知识储备能力,使学生在学习当中保持自己的观点,逐步的转化学生的历史学习能力。
三、加强核心素养宣传力度,提高教学专业性
教师在历史核心素养教育教学当中,要根据历史学科的特点进行教育教学的拓展,由于学生在历史学习当中,需要教师进行深层次意义的引导,使学生能够感受到历史蕴含的深层次韵味。教师要在核心素养教学时增强自身的专业性,这位教师在教学当中具备一定的教学素养,才能够引导学生在学习中养成正确的学习心态,每一名历史教师要具备丰富的历史教学内涵,做到与时俱进不断的开拓自身的思维,在历史教学当中,根据学生的学习状态及时的转变教学观念,了解教材当中每一个细节,通过理论与实践相互结合的教学模式,在动态教学当中,强化学生的个人学习能力,提升学生在学科探究当中的核心素养养成。只有教师对于历史教材以及学生两方面进行深层次的了解,才能够在教学当中游刃有余的把握,学生以及教材之间的联系,使学生能够根据自己的学习状态掌握扎实的历史学习概念,不断强化学生自身的历史观念,使学生养成正确的核心素养。
关键词:高中化学;核心素养;有效建议
化学作为高中教学中的一门重要学科,在高中教育体系中占有重要的地位。当前,随着新课程改革的扎实推进,核心素养引起了国内教育界的重视,高中化学教学逐渐开始重视化学核心素养体系的构建,使学生能够对化学进行系统的学习,促进学生综合素质的提升。
一、化学学科核心素养的内涵
核心素养是21世纪个人终生发展和适应社会变迁所需的必备品格和关键能力。核心素养是对三维目标的传承、整合、提升和发展。一门学科的核心素养影响着一个人拥有什么样的关键能力和必备品格,而不仅仅局限于对理论知识的学习。学科内容和学科素养之间相互渗透,共同支撑这门学科的发展进步。高中化学核心素养是高中生发展核心素养的重要组成部分,是高中化学教学活动的总体目标,高中化学教师必须清晰认识到核心素养对学生学习化学的重要性,它从高层次、高视野、高境界的角度指导教师进行化学教学,培养学生终身学习的能力和完美人格的建立,以便适应时展的需求,在人类社会发展中起着重要作用。总体而言,高中化学核心素养包括五个方面的内容,即科学探究意识、创新变化观念、模型认知能力、宏观辨识及微观探析能力和社会责任感,这五个方面从社会与个人的角度出发,不仅使学生的化学科学素质得到提升,对高中生今后的发展也产生深刻影响。
二、培养高中化学核心素养的有效策略
1.创设情境,引发学生思考。化学是一门和生活联系密切的学科,生活中的许多现象和素材都可以吸引学生兴趣,引发学生对化学的思考。在教学中创设情境,使学生在教学情境中体会化学知识在生活中的价值,培养学生学习化学的积极性,养成良好的化学科学精神,培养学生的社会责任感。在化学教师进行情境创设时,应当保证所创设的情境具有真实性、针对性及情感知识性特点,学生才能更好地融入教学情境中,更好地体验情境,养成正确的价值观念与社会责任感。教师可在条件允许的情况下带领学生参与社会实践活动,了解化学教材在生活中的应用,树立学生学以致用解决社会问题的观念,最终养成健全人格。2.加强实验探究教学。对于高中化学来讲,实验探究是学生对化学进行分析推理的重要途径,是高中化学学习的重要内容,教师在开展化学教学时,应当以化学实验为培养学生探究能力的依据,在此基础上形成学生对化学学习的认知。高中时期化学实验都是对前人理论的论证,把真理以实验的形式再次重现在学生面前,那么教师要在实验过程中养成学生的探究意识及推理论证能力。例如,在学习影响化学反应速率的因素的知识时,教师可以通过实验引导学生对化学的思考,从而总结出催化剂在不同化学反应中反应速率也不同。学生通过实验可以加深对化学知识的理解和记忆,还能在实验中激发学生的思维灵感,引发学生主动探索的欲望,从而培养学生的化学核心素养。3.加强实践应用,培养学生创新能力。化学核心素养的培养不能仅仅依靠课堂书本知识的传授来获得,而是要利用教学中的各种资源与书本知识进行整合。传统化学教学中,教师太过于重视书本知识对学生的传授,把教材作为教学的唯一重点,这种后果导致学生解题思路太狭隘,不能主动寻求另外的解决途径去做题,限制了学生思维逻辑的发展。化学教师需要加强学生的化学实践应用,引导学生多观察、多思考、多实践,拓宽学生学习思路,培养学生创新能力和实践能力,养成化学核心素养。
总之,化学教师在教学中要植入核心素养教育理念,发挥学生学习的积极性,激发学生学习兴趣,释放学生天性。同时根据学生的认知水平和心理特点,把学生的创新能力放在学科发展的首要位置,不断更新自身教学观念,根据时代的需求培养出具有创造性且全面发展的人才。
参考文献:
[1]林小驹,李跃,沈晓红,等.高中化学学科核心素养体系的构成和特点[J].教育导刊(上半月),2015.
[2]张贤金,吴新建,叶燕珠,等.基于“核心素养”理解的高中化学教师培训实践[J].中小学教师培训,2017.
[3]吴星.高中化学核心素养的建构视角[J].化学教学,2017.
摘 要:以《利用化学方程式的简单计算》为例,从师生教学困惑、归因分析、策略探讨等几个方面阐述核心素养视阈下化学用语的教学改进,提出“化学方程式”单元的认识模型和本单元认识素养形成的路径。
关键词:核心素养;定量计算;教学策略;单元结构化设计
北京师范大学林崇德教授指出:“核心素养是学生在接受相应学段的教育过程中,逐步形成的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。它是关于学生知识、技能、情感、态度、价值观等多方面要求的综合体,是个体能够适应未来社会、促进终身学习、实现全面发展的基本保障。”中学化学核心素养是:中学生一切已学过的东西都忘记后所剩下来的,以基础化学知识和基本实验技能为载体的化学基本观念和思维方法,及由此形成的可持续发展能力和相关品格,即中学化学核心素养。
结合本课学习内容,可以从以下方面测评学生是否具备了核心素养:能从定性到定量、从宏观到微观的角度认识化学反应;认识定量研究对科研生产生活实践的价值;根据物质的质量关系,利用化学方程式进行简单计算。
一、问题提出
《利用化学方程式的简单计算》是人教版化学九年级(上册)第五单元的课题3,从课题内容上看,无非是根据化学方程式找出已知和未知,然后列比例计算,似乎没什么难度。可是在近几年的中考化学中,根据化学方程式计算题目的得分率较低,这个结果远远超出老师的预期。
二、调查结果
1.教师教授本课的困惑
授课时教师根据化学方程式定量方面的意义,引出根据化学方程式的计算,列出数学比例式,本以为很简单的一项技能训练,可学生解题时仍然错误百出,教学效果难以达到预期。
2.学生学习本课的困惑
3.原因分析
本课题在课标中所属的一级主题是“物质的化学变化”,二级主题是“质量守恒定律”,与本课题相关的主要要求有:“能说明化学反应中的质量关系,能根据化学方程式进行简单计算,认识定量研究对于化学科学发展的重大作用。”可见,课标试图通过该课题的学习,发展学生以下认识:化学变化的认识从定性上升到定量,化学方程式的计算,利用物质在“量”的方面存在的必然联系,实现对化学变化的定量研究;体会到化学方程式的计算不仅丰富了化学反应的内涵,还初步形成“物质的变化观”和“化学的价值观”等基本学科观念。
囿于教对课标、教材内容内涵及学习价值挖掘深度所限,教师对本课题形成了片面的学科理解,片面地把本课定位为初中化学一项重要的计算技能,教学目标确定为重点关注如何让学生尽快熟练掌握这项技能。
《义务教育化学课程标准》强调:“为学生创设体现化学、技术、社会、环境相互关系的学习情境,使学生初步了解化学对人类文明发展的巨大贡献。知识、技能作为核心素养形成的载体,必须通过活动体验、情境创设,建立知识结论和发现过程的联系,建立知识结论和学习者的联系,在活动中帮助学生建立化学的价值观,从而使初步认识定量研究化学反应对于科学研究和生产实践的作用的教学目标落到实处。”
4.教学策略探讨
(1)构建“化学方程式”主题的认知模型,进行单元整体结构化设计
王云生老师指出:“长期以来,中学化学教学习惯于依照章节顺序设计教学,注重分析教学内容的知识点、重点和难点,忽视知识间内在联系,学生获得的是没有加以结构化的、碎片化的知识,章节复习基于以应试为目的的知识整合,很难帮助学生理解主题中各知识点间的内在联系和逻辑关系,难以形成结构化的知识体系,学科教学形成了以知识点、重点、考点为中心的‘三点一测’的教学模式,教师工作、学生学习负担重,虽对提高应试成绩有一定效果,但难以全面落实学科素养的培养任务。”
针对“化学方程式”的教学价值以及师生教与学中存在的困惑,构建“化学方程式”主题的认识模型,力图促进学生定量认识的发展。
基于以上的认识模型,第五单元《化学方程式》学生核心概念(化学方程式)认识素养的形成途径如图3所示。
(2)本课教学设计主要活动流程如表
总之,教师应充分挖掘化学方程式计算中蕴含的学科观念和思想,形成对本课题的学科理解,在帮助学生感悟的基础上对“物质的变化观”和“化学的价值观”进行渗透和理解,帮助学生体会定量计算的学习价值,促进学生化学核心素养的落实。
参考文献:
近年来,随着我国新课程改革的发展,我国各级教育都非常重视培养学生的“核心素养”。对于初中化学学科来说,培养学生的化学学科素养,并在此基础上改进教学策略,增加学生的学习兴趣,提高教学质量成?槟壳拔夜?初中化学教学的主要方式和目标。
一、初中化学的核心素养
初中化学核心素养主要是指在化学学科中最具学科本质的素养,现阶段我国的化学核心素养主要有以下几个:
(1)宏观辨识和微观探析。在化学学习中,学生要有全面整体的意识,从宏观和微观两个角度去探索和分析问题。
(2)变化观念和平衡思想。初中化学要培养学生从发展的角度看待事物的生长变化规律,掌握平衡思想。
(3)证据推理和模型认识。初中化学要培养学生按照证据进行推理解决问题的能力以及对模型的基本认识。
(4)实验探究和创新意识。化学实验是化学重要的组成部分,培养学生实验探究的方法和创新意识是初中化学教学的重点。
(5)科学精神与社会责任。初中化学通过实验教学等来让学生认识到科学探究的重要作用,培养学生的科学探究精神,增强学生的社会责任感。
二、基于初中化学核心素养的教学策略
1.从核心概念出发引导学生构建知识体系
基于核心素养的初中化学教学要求教师在设计教学活动时,注重对学生的启发和引导,从化学的核心概念出发,积极引导学生构建化学知识体系。传统的化学教学中,教师采取的是灌输式的教学方式,通常就是让学生死记硬背一些化学概念、特性、反应、公式等,很多学生都没有真正理解这些内容,致使学生对化学知识掌握不够透彻。面对这种情况,教师需要改变传统的教学方法,把教学重点转向对化学核心概念的讲解上,让学生真正理解这些化学核心概念,在此基础上进一步构建化学知识体系。教师在课堂教学中,要引导学生学会整合知识,找出现在所学知识和之前学过的知识之间的联系,培养学生的学习迁移能力,形成正确的知识表征,从而围绕可迁移的化学核心概念构建化学学科知识体系。例如,教师在讲解“气体制取、检验、净化”的有关教学内容时,可以让学生利用对比的方法学习记忆有关气体的性质、用途、制取方式等内容。拿我们非常熟悉的为例,它们都是我们生活别常见的气体,无论是在性质、功能还是制取方式等方面都存在一定的关联,既有共同点又有不同点。教师可以在讲解二者的时候,可以让学生通过观察实验,自己总结归纳出O2和CO2的相关性质和原理,找到二者的联系和区别,并在头脑中形成系统的核心知识体系,进而提高学生的化学学习效率和水平。
2.转变教学方式,培养学生自主学习能力
我国传统的教学方式使得学生长期处于被动接受学习的状态,这种被动学习不利于学生培养对化学学科的学习兴趣,也不利于学生充分地发散思维、培养创新能力。因此,在培养核心素养的教学要求下,初中化学教师要积极的开动脑筋,设计出吸引学生参与兴趣的教学活动,使学生变被动学习为主动学习,提高学生的自主学习能力和创新能力。在具体的化学教学中,教师要采取多样化的教学方式,例如游戏教学法、实验教学法、问题情境教学法等,这些教学方式在化学教学中的有效运用可以最大程度的吸引学生的注意力,增加学生的课堂参与度,进而提高化学学习兴趣,增强自主学习能力。例如,教师在进行新课导入时,可以先用多媒体向学生播放一小段化学实验视频,让学生观察视频中的化学实验现象,然后提出几个小问题,让学生观看完回答。这种问题引导式的教学方式可以充分的激发学生的思维,启发诱导学生投入到新知识的学习中,同时还能检验学生对之前知识学习的掌握程度,培养学生的自主学习能力。
3.培养学生动手能力和合作学习能力
化学实验在化学教学中占据着重要的地位,发挥着不可替代的作用。在初中化学教学中,教师应该重视化学实验教学,并且让学生亲自动手做一些化学实验。具体来说主要是教师在课堂教学中先简单的给学生介绍一下将要做的化学实验的相关注意事项,明确实验目标,以及可能在实验过程中出现的一些问题,之后让学生根据步骤一步步进行试验,最后观察实验结果,总结实验规律。对于一些比较难或者步骤比较多的实验,教师可以先给学生做一遍示范,然后让学生分组合作共同完成实验。这样既培养了学生的学习兴趣,又提高了学生的合作学习能力,可以说是一举两得。
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,化学学科的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
[关键词]化学变化;能量守恒;新课标Ⅱ卷;学科素养
[中图分类号]G633.8 [文献标识码]A [文章编号]1674-6058(2017)05-0077-02
基础化学教育以提高学生的科学素养为根本宗旨。而课改已从科学素养逐渐进人“核心素养时代”。化学变化和能量守恒则是高中化学学习中的基本思维方法之一。物质与物质之间之所以能够相互转化是因为过程中发生了化学反应,进行了化学变化这一复杂过程。化学反应宏观上可以理解为旧物质与新物质转化的过程,微观上实质就是旧化学键的断裂和新化学键的形成,亦可以描述为最外层电子的运动状态发生了改变,同时伴随着能量的变化。本文主要从化学变化和能量守恒两个视角分析2016年高考新课标Ⅱ卷中化学学科核心素养的体现,并通过新课标Ⅱ卷11题、26题(3)定的问题浅析学生在化学学科学习过程中自身素养的体现,以帮助学生尽快走进“核心素养时代”,使教师适应新课改的步伐。
一、2016年高考理综卷化学学科核心素养的体现能量守恒的能力分析
笔者认为,化学学科核心素养是建立在高中化学课程标准基础之上的,同时2016年高考化学考试大纲对学生学科知识等能力做了明确的要求,通过实现学生知识、态度与STEM理念的有机结合,体现PISA科学素养评估的核心要素。但是,在化学变化与能量守恒这一学科核心素养中,从化学变化与电能、热能的相互转化考查学生的思维品质,不仅仅是建立在学生知识基础之上,而且需要以学生为中心,从学生的学习品质和学习能力综合考量,体现化学学科核心的素养。
我们可以把物质转化过程比作是贮存在物质本身内部的能量(化学能)转化为热能、光能等不同形式的能量释放出来,抑或是热能、光能等不同形式的能量转化为物质本身内部能量(化学能)被贮存起来的过程。释放能量和贮存能量的过程最终是为了保持化学变化过程中能量的守恒。而教师的教与学生的学均需要很好的衔接,只有明白了其中的化学变化和能量转化关系,才能使学生在学习过程中提升自身的学科素养和个人学习品质。
二、2016年高考理综化学卷中的化学变化与能量守恒
1.化学变化与电能
化学能与不同形式的能量可以相互转化。能量可以以不同的形式存在于自然界中,比如化学能、电能等,不同形式的能量在一定条件下是可以相互转化的。例如原电池的设计使用,在物质相互变化的过程中把化学能转化为电能,可以理解为将物质本身的能量转化为电能,是一个释放能量的过程;电解池则是将电能转化为化学能的过程,同样可以理解为将电能转化为物质本身的能量,是一个贮存能量的过程。因此,化学能是诸多不同形式能量的其中一种,是可以同其他形式能量进行相互转化的,是以物质变化为基础而变化的。
[例1](2016・新课标Ⅱ卷,11)Mg-AgCl电池是一种以海水为电解质溶液的水激活电池。下列叙述错误的是( )。
A.负极反应式为Mg一2e-=Mg2+
B.正极反应式为Ag++e-=Ag
C.电池放电时Cl-由正极向负极迁移
D.负极会发生副反应Mg+2H2O=Mg(OH)2+H2
教师在教学过程中需具备化学学科知识,具有STEM的相关理论基础,在帮助学生奠定核心知识的同时对学生阅读题目和做题的方法进行引导,并且对知识本身具有宏观概括能力和对知识的外延性具备一定的控制力。本题中涉及原电池的电极反应方程式的书写判断,在分析过程中需要从其本质到特征再次回到本质。
2.化学变化与热能
能量的转化是以物质转化为基础的。物质的转化遵循质量守恒定律,在物质变化的过程中能量的转化同样遵循能量守恒定律,即能量既不会凭空产生,也不会凭空消失,它只能从一种形式转化为别的形式,或者从一个物体转移到别的物体,在能量转化或转移的过程中其总量不变。高中化学教学过程中化学热力学问题与能量守恒定律密切相关,尤其以盖斯定律的运用为重。
[例2][2016・新n标Ⅱ卷,27(3)]联氨(又称肼,N2H4,无色液体)是一种应用广泛的化工原料,可用作火箭燃料。回答下列问题:
(3)①2O2(g)+N2(g)=N2O4(1) H1
②N2(g)+2H2(g)=N2H4(1) /H2
③O2(g)+2H2(g)=2H2O(g) H3
④2N2H4(1)+N2O4(1)=3N2(g)+4H2O(g) H4=-1048.9 kI・mol-1
上述反应热效应之间的关系式为H4=_____。
分析本题需具备化学变化的实质基础知识,清楚物理学科和化学学科的联系,以及能量守恒在化学中的运用。教师应引导学生在学科认知基础上建立实际问题的解决模式,指导学生在学习过程中明白化学与工业生产的关系,认识STEM理念在高中化学中的作用和地位。在新课程改革下,结合新的教学理念和新的观点对学生的核心素养进行培养,建立化学变化的过程和过程中能量守恒的核心概念和相互关系,在强化基础知识的同时运用盖斯定律建立化学变化和能量守恒之间的数学推理关系式,提升学生的认知。通过教师的引导和学生的自行建构,学生体会感知学科间的相互联系,提升教师本身的科学素养,实现共同发展。
关键词:核心素养;化学观念;微粒观;微粒作用观
一、问题提出
当今,“核心素养”的培养和提高已被置于深化课程改革、落实立德树人目标的基础地位。化学作为一门在原子、分子层次上研究物质结构、性质及变化规律的学科,它的学科素养中一项重要内容即为宏观辨识与微观探析的能力:能从物质的微观层面理解其组成、结构和性质的联系,形成“结构决定性质,性质决定应用”的观念;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。建立“微粒观”等基本化学观念,学会从宏观到微观再到宏观的化学思维方式,能切实提升学生的科学素养,从而也为学生的终身学习所需具备的“核心素养”打下重要的基础。
山西师范大学梁永平教授指出:物质的微粒性认识和微观角度的核心是理解微粒作用观,是人们对构成物质的基本微粒之间的行为方式与物质宏观性质之间关系的根本看法,是科学认识和研究物质及其变化规律的基本思维方式。
本节课选取苏教版选修3《物质的结构与性质》教材中的《微粒间作用力与物质性质》这一内容进行专题复习,创设四个教学情境,层层深入,在共同探讨中帮助学生理清判断晶体熔沸点的基本思路,进一步树立学生结构决定性质的微粒作用观等化学基本观念,并学会再用这些观念去解决物质性质等宏观现象。
二、教学设计案例
专题3 微粒间作用力与物质性质复习
【教学目标】
1.知识目标:通过对晶体的分类、四大晶体的构成微粒、微粒间作用力的区别以及对晶体熔沸点的影响等内容的复习,让学生形成清晰的思路,学会从微粒组成、物质结构等角度探讨晶体性质的影响因素。
2.能力目标:通过四个情境的创设,让学生在活动中体会微观粒子构成、结构是怎样影响决定宏观物质性质的,提升学生分析解决问题的能力。
3.情感目标:进一步树立学生的微粒作用观,用化学的视角去解释客观现象。
【教学重点】微粒间作用力对晶体熔沸点等性质的影响
【教学难点】氢键存在对物质性质的影响
【教学过程】
【活动一】元素组合游戏――晶体的分类
下列元素中的一种或两种可以构成哪些晶体,请在表格中写出它们的化学式,并将晶体分类。提供元素:Na;Al;Cl;O;H;Si
【学生总结】构成微粒、微粒间的作用力、晶体类型
【活动二】微粒间的作用力对物质熔沸点的影响
参考表格中的数据,总结物质熔沸点的比较规律
【学生总结】根据表格总结影响晶体熔沸点的因素,估计空格内数据
【教师】PPT展示(略)
【过渡】对于氢键,你有多少了解?
【关于氢键】氢键的影响
【例1】关于氢键,下列说法正确的是( )
A.每一个水分子内含有两个氢键
B.冰、水和水蒸气中都存在氢键
C.不同分子间也可以形成氢键
D.H2O是一种非常稳定的化合物,这是由于氢键所致
【总结归纳】氢键的形成、特点、类型、存在、对物质性质的影响
【活动三】二氧化碳与石墨的“变脸”――晶体结构与物质的性质
【学生感悟】物质结构发生变化,性质也发生了根本性的变化
【活动四】播放视频:石墨烯的制得
信息技术学科中学生核心素养的培养,对学生的发展能够产生重要的影响,然而很多老师在教学过程中却忽视了对核心素养的培养。本文主要探讨在信息技术学科中如何培养学生的核心素养。
关键词:
信息技术学科;核心素养;信息意识
信息技术学科中学生核心素养的培养,对学生的全面发展能够产生重要的影响。但是当前很多教师在教学活动中,对学生核心素养培养的重视程度不足,致使学生不能实现知识的有效建构、迁移和技能的熟练运用,对学生未来的全面发展产生了一定的阻碍性影响。文章结合当前信息技术学科教学的实际情况进行分析,对如何培养信息技术学科的核心素养做一些探讨,希望能够有助于学生综合能力的提升。
一、核心素养的内涵
什么是信息技术学科的核心素养呢?信息技术学科的核心素养主要包含四个方面,其一为信息意识,其二为计算思维,其三为数字化学习与创新,其四为培养信息社会责任感。信息技术教学中,核心素养的培养关键在于将课堂教学内容与核心素养的培养融为一体,笔者结合教学实例谈谈如何培养核心素养。
二、核心素养形成的对策研究
信息技术教育必须以提升学生的信息素养为核心任务,要把培养学生的信息意识,训练学生的计算思维,提升学生的数字化学习和创新能力,规范学生的信息道德融入到课堂教学中去。基于以上分析,笔者认为在信息技术学科中培养学生的核心素养,应该切实做好以下几个方面:
(一)培养学生信息意识
信息意识是指个体对信息的敏感度和对信息价值的判断力。目前大部分学生的信息意识还是比较薄弱的,学生的信息来源主要还是课堂,在日常的教学过程中,要让学生知道,在课堂之外还有各种各样的知识获取途径,利用信息技术可以更方便快捷地获取所需要的信息。在获取信息的时候,要提高对信息的敏感度,以便将信息的价值发挥到最大。
(二)培养学生计算思维
计算思维是指:“个体在运用计算机科学领域的思想方法形成问题解决方案的过程中产生的一系列思维活动。”这些思维和方法不只属于计算机,与日常生活也紧密相关。比如学生去上学前会尽可能将上课要用到的东西放入书包,这就是“预置和缓存”;比如我们在散步时突然发现手表丢了,肯定会原路返回去寻找,这就是“回推”。由此可见,计算思维就在我们的日常生活中,应当成为我们赖以生存的一种能力。然而,学生在信息技术学科学习的过程中怎样才能经历、感受并形成计算思维方式呢?显然,这是一个漫长的过程。笔者认为需要让学生在每节课上都经历发现问题、提出问题、应用计算思维方式解决问题的过程。经过反复的练习之后,在学生的潜意识里就会很自然地形成这种思维方式。这种思维模式一旦形成,当学生再遇到相似问题的时候就会很自然地运用这种思维方式去解决问题了。
(三)培养学生的数字化学习与创新能力
数字化学习与创新是指个体通过评估和选择常见的数字化资源与工具,有效地管理学习过程与学习资源,创造性地解决问题,从而完成学习任务的能力,形成创新作品的能力。例如我们学校开展的机器人投篮比赛,我只是跟学生提一提,具体怎么做,由小组成员自己讨论完成。学生拿到任务后,充分利用信息化环境,在网上查找比赛要求、比赛规则、比赛方式等,用计算思维的方式去思考,提出问题、分析问题,设计问题的解决方案并进行决策。学生在任务的完成过程中,提高了运用信息技术解决问题的能力,通过数字化的方式学习,培养了创新的精神,激发了创新的意识。
(四)培养学生的信息社会责任感
信息社会责任指信息社会中个体在文化修养、道德规范和行为自律等方面应尽的责任。信息技术在给人类社会带来巨大利益的同时,也带来了巨大的负面影响,如计算机病毒肆虐、黑客猖獗、机密信息泄露等威胁。要有效地防止和减少信息技术所带来的不利影响。其中一个重要途径就是培养学生的社会责任感,让学生在学习信息技术的同时,了解不正当地使用这些技术可能对人类所带来的巨大危害,充分认识其自身对此应尽的义务及所承担的责任。例如在讲《计算机病毒》这一课的内容时,除了介绍病毒的危害、来源和防范外,还要介绍一下黑客,让学生就对黑客的态度开展辩论活动,让学生认识到黑客的危害,形成良好的观念,帮助学生树立信息安全和自我保护意识,自觉规范个人网络行为。信息技术学科核心素养的培养,是时代与社会发展的重要要求,也是学生未来发展的重要保障。培养学生的信息意识、计算思维、数字化学习和创新能力和信息社会责任感,有利于顺应时代的发展,及时更新知识体系,提高学习的效率,培养适应社会的能力。
作者:樊丽娟 单位:张家港市常青藤实验中学
[参考文献]
[1]袁智强,李士锜.数学师范生整合技术的学科教学知识(TPACK)发展研究———以“正态分布”为例[J].电化教育研究,2013,34(03).
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。