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关键词 化学;课堂;合作学习
【Abstract】Classroom situation model is to break the traditional pattern of lack of teachers and students in cooperative phenomena, so that teachers can according to the specific situations and scenes, with vivid language to describe, so teachers and students is a common chemical scene, so that both sides can better classroom theme attraction, improve cooperation consciousness.
【Key words】Chemistry; teaching; cooperative learning
【中图分类号】 G633.8 文献标识码:B 文章编号:1673-8500(2012)10-0091-02
高中化学课堂合作学习的开展主要是为了打破传统教学单向化、孤立化、被动化的教学模式,其组织形式和模式构建不但应当培养学生之间互帮互助的科学合作精神,同时更应培养教师和学生之间互动的课堂教学氛围,一方面促使教师以高品质、高效率的教学模式来帮助学生吸取知识,另一方面也提高学生课堂参与的积极性和主动性,使他们更加愿意独立思考,自主探究,不但获得知识,更加获得获取知识的能力,开发学生的创新思维,促进高中化学课堂的良性发展。
1 创立更多的课堂情境
1.1 教学模式的转变
化学是一门自然科学,是人们在生活、生产中的经验总结,其包含的内容非常的丰富、生动、有趣,与我们的生产、生活有着密切的联系,可以说生活中处处有化学、处处离不开化学。在化学教学中教师可以把日常生活中的典型事例展示给同学。例如:在化学与生活的教学中,教师可以展示出一些图片:节日燃放的美丽的焰火、胶体的丁达尔效应、金属的锈蚀、橡胶老化、塑料的降解等,这样既可以节约大量的时间,又形象直观,又有利于学生对基本概念的理解。钢铁生锈的演示实验,要很长的时间才能完成,如果使用了多媒体技术,就可以把实验的过程在几分钟内直观地展示出来,改变传统的课堂教学模式,提高了教学效率,增强了教学效果。
化学课堂传统的教学模式更多是注重知识的传授,很多课堂学习的模式都是以单向性为主,即教师讲课,而学生就只能坐在那里被动接受,课堂上很少有留给学生提问和反馈的时间。课堂情境的创立可使教师和学生能够更好地互动,一方面提高学生自主学习的兴趣和能力,另一方面也能够更好地发挥学生在学习过程的主动性和创造性。
现代教育理论认为,新型教学结构包括教师、学生、教材、教学媒体(信息技术)四大要素。这四大要素不是机械地、简单地堆积在一起的,而是一个相互联系、相互作用的有机整体。这就要求教师在进行教学设计工作时,密切注意教学系统四个要素的地位和作用,使得通过最终教学设计所建构的教学模式能较好地体现新型教学结构的要求。而作为信息化时代的化学教师更要把信息技术作为一项教学工具,充分应用各种技术手段把它完美地融合到教师组织、指导和帮助学生学习的教学过程中。
1.2 课堂主题的深化
课堂情境的创立作为高中化学课堂合作学习组织形式和模式构建的一个主要方面,可以更好地明确课堂主题,活跃学生在课堂上的思维能力,更好的吸引学生的学习注意力,大大地加强教师和学生之间的合作意识。课堂情境模式是为了打破传统模式中师生缺乏合作的现象,使教师可以根据具体的情境和场景,以生动的语言描述,使教师和学生处于一个共同的化学场景中,从而使双方都能够更好地课堂的主题所吸引,提高双方的合作意识。例如,在学习《物质的分类》这一课程时,我们可以创立有效的情境模式,利用生活中学生所熟悉的物体,建立“经验情境”,然后教师在这个情境中可以提出一些“问题情境”来引领学生进行自主思维,如“胶体有的在外观形态上也很像溶液,用肉眼难以分辨,该用怎么样的方法来区分他们”等问题来开发学生学习的主动性。
2 打破传统模式中师生之间的“僵硬”关系
2.1 倡导互动的师生关系
高中化学课堂合作学习的组织形式和模式构建还需要打破传统模式下师生之间“僵硬”的关系,在这种组织形式和模式构建下,师生之间已经不是简单地“领导”与“被领导”,也不是简单的知识“授”与“受”的关系,双方之间成为互动的,共同的主体。教师在整个化学课堂中是组织者、引导者、实施者、参与者,而不是以往模式中单一的领导者,而学生在合作学习的氛围中也不仅仅是被动的接受者,而是探索者,学习者,创造者。高中化学课堂合作学习的组织形式和模式构建就应该倡导这种新型的师生关系。在这种氛围中师生之间处在一种更加融洽的关系当中,他们相互交流,相互沟通,相互了解,从而达到共同发展的局面,在这种模式中,教师和学生面对的是同一个“工程”,他们需要共同面对来探索和解决求知过程中遇到的一切难题。建立师生之间新型的关系是开发高中化学课堂合作学习组织形式和模式构建的重要因素之一。学生与学生之间,学生和教师之间,联系他们的不仅仅是一个共同的知识体,更是在这个模式下各种不同的环境和问题使教师和学生之间紧密地连接在一起。在这种紧密的联系之中,教师可以更好地发觉学生在学习过程中出现的问题,从而进行及时地更正和引导。
2.2 建立合作的课堂氛围
对于学生来说,因为有教师在旁及时的信息反馈,从而能够很好地了解自己在学习过程中的成长速度,感受到自身在学习过程中的点滴变化,激发自己更大的学习热情。课堂合作学习组织形式和模式构建应该建立在这种氛围之中,这样不但可以促使学生更好的学习,同时也能够培养学生各方面的综合素质,达到全面发展。例如在学习化学中的实验安全问题时,教师可以根据自身的经验来组织有自己特色的课堂关系,而不是仅仅罗列教材中的安全问题,同时,这个主题也能够很好地引入学生自身在实验时的经验,从他们自身的角度来思考,结合自身的经验进行实际问题的探究,从而能够更好地归纳总结学生自身目前的学习状态。
关键词: 高中化学教学 环保意识 渗透
随着现代科学技术的日新月异、社会经济的快速发展、人口数量急剧上升、资源消耗逐渐增加,全球各地都出现了严峻的环境问题:水资源污染严重、全球气温变暖;大量工业废渣、废水、废气,生活垃圾、污水及化肥农药造成垃圾土壤污染;各种有害细菌、寄生虫及有害化学物质引起食品污染,等等。环境日益恶化,人类的健康发展遭到前所未有的威胁,更危及炎黄子孙后代的生存生活。面对这样严峻的情况,环境保护迫在眉睫。化学与环境问题息息相关,高中化学教师自然也义不容辞地承担起环保教育的重任。
笔者认为,高中化学教师应当树立环保意识,并在日常教学中渗透环保意识,培养学生热爱环境、保护家园的责任意识,为人类与自然的和谐相处和可持续发展献一份绵薄之力。具体而言,可以从以下三个方面实施环保教育。
一、紧扣课本,渗透环保意识
课本是化学课堂教学的重要依据,是学生接触最多的“化学资料”。在高中化学新教材中,已经编排了许多与环境相关的知识,教师要充分利用课本资源,在讲解理论知识的时候渗透环保意识,对化学理论知识进行深化和延伸,将环境问题与化学物质、原理关联起来,让学生了解环保的重要性及其与化学的关系。
例如在教学《金属及其化学物质》时,可以结合课本中有关钢铁的生产过程和原理,讲解在工业制造过程中会产生大量的废气、废水及废渣,这些工业废物的排放会直接造成空气污染、水污染等环境污染,对人体造成危害,所以要正确处理这些废弃物的排放。又如教学《氨、硫、硫酸》,在讲解氨、硫和硫酸的化学原理及其化学反应问题时,让学生了解一氧化氮和二氧化氮是一种常见的大气污染物,可以导致人体急性或慢性中毒;让学生知道二氧化硫是如何产生的;它有什么样的危害;酸雨是如何形成的;有何危害。这时,教师还可以结合世界上的一些真实事例进行讲解,如世界著名公害事件:美国洛杉矶烟雾事件、英国伦敦烟雾事件、日本四日市废气事件等,这些都是与化学息息相关的环境污染事件,值得我们关注与警惕。另外在课本中的《化学与自然资源的开发利用》、《保护生产环境》等章节还花了大量篇幅介绍金属矿物、海水资源的开发、利用及保护,科学地指出了如何改善大气质量,如何爱护水资源,如何让垃圾变废为宝,等等。通过利用课本素材,将环保教育渗透在化学理论知识的教学之中,让学生们了解环境污染造成的原因、化学原理、危害,以及预防保护措施,树立起保护环境的意识。
二、联系生活,渗透环保意识
化学物质广泛应用于各国的农业、工业、国防、科技等领域的制造发展,给人类带来福音的同时,也产生了前所未有的环境问题。化学污染物造成的环境污染事件在生活中也屡见不鲜。高中化学教学过程中,教师要善于将理论联系生活,用生活中实实在在的例子来启发学生,让学生意识到化学污染物的严重危害,意识到环境保护的紧迫性。比如学习《氨、硫、硫酸》这一节时,可以我国的“酸雨事件”为例进行讲解。截至目前,在我国南方地区包括重庆、四川、贵州等11个省份都已遭遇过酸雨危害,大量植被受到腐蚀破坏,其中重庆市每年由于酸雨导致的经济损失就高达5.48亿元。酸雨就是由于燃烧石油、煤排放出的二氧化硫酸性气体与天上的水蒸气相遇形成的。可见,化学污染给人类带来的后果是致命的。因此,保护环境,义不容辞。
在高中化学教学中,还要将环保教育贯穿到我们的日常生活与行为之中,从点滴做起。例如在生活中做到节约用电、节约用水、节约用纸,尽量少使用塑料袋和一次性筷子、饭盒、纸杯等;尽量乘坐公交车、自行车出行,减少私家车带来的汽车尾气排放;日常生活中学会旧物利用、垃圾分类、变废为宝,不铺张浪费……我们要在日常生活中养成保护环境、爱护环境的良好习惯,倡导低碳生活,从细微之处做起,并将环保观念传播给周围的人。此外,化学教师还可以组织学生开展诸如“保护环境之校园行”之类的环保活动,例如在植树节、世界环境日、世界无烟日、国际保护臭氧层日、世界停电日,等等,通过活动强化学生的环保观念、意识及行动。
三、实验教学,渗透环保意识
化学与离不开实验,实验教学也是高中化学教学中的重要内容之一。实验可以培养学生的操作能力、逻辑思维能力,以及自主学习探究的能力。在实验教学过程中渗透环保教育也十分有效,不仅教师能够通过实验以身作则,做到环保、节约、低碳,还可以帮助学生从实验中增强环保意识,锻炼其认识并解决环保问题的能力。
首先,在化学实验物品的选择上面,教师要尽量选择毒性较低、污染较小、剂量较少的化学药品,避免影响师生的身体健康,避免造成对环境的污染等。其次,在化学实验操作时,也必须要严格按照实验操作基本规范执行,例如称药品的重量、对化学物质进行加热、冷却、分离、提纯,对溶液进行配制,等等。如果不按照要求操作,比如乙醚、苯、甲醛等很容易挥发,操作不规范就很容易造成实验人员中毒,并造成环境污染。最后,实验操作完成之后,对于实验用过的废液、废渣也不能随意丢弃,而是将其倒在废液缸中,以避免污染水资源,养成良好的化学实验习惯和操作规范。此外,还要在教学实践中不断进行经验总结,不断反思和改进实验操作步骤,降低其对环境带来的危害。例如将平常的一些较大实验,尽量改成微型的化学实验,不仅节约化学药品,还可以避免废液废气废渣过多造成的环境污染和危害。总之,在实验过程中渗透环保教育十分有效,可以让学生在亲手操作的过程中,深切感受到环境保护的重要性,并将这种意识转化成行为。人人都为环保贡献一份力,地球明天将会变得更美丽。
参考文献:
[1]何晶.浅析环保意识在化学教育教学中的渗透[J].中国科技信息,2011(07).
关键词:学生发展核心素养;科学素养;高中化学核心素养
文章编号:1005C6629(2017)2C0003C05 中图分类号:G633.8 文献标识码:B
根据教育部《关于全面深化课程改革 落实立德树人根本任务的意见》而的《中国学生发展核心素养》,从文化基础、自主发展和社会参与三个方面,明确了中国学生应具备的、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。学生发展核心素养的培养需要学科教育的共性贡献与个性贡献,认识和发挥高中化学课程教育对学生发展核心素养的贡献,就必须研究和分析高中化学核心素养的建构视角。
1 从学生发展核心素养建构高中化学核心素养
学生发展核心素养涉及文化学习领域、个体自我发展领域和社会参与互动领域,反映了个体与自我、社会和文化的关系。学生发展核心素养是所有学生应具有的最关键、最必要的共同素养,是每个个体都必须获得的不可或缺的素养。学生发展核心素养的形成,能使学生成为更为健全的个体,能够更好地适应未来社会的发展变化,为终生学习和发展打下良好的基础,并为社会健全和良好发展做出贡献。学生发展核心素养指向对“培养什么样的人”问题的回答,与《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010~2020年)》提出的“促进人的全面发展、适应社会需要”的教育质量根本标准相一致[1]。
化学是在原子、分子水平上研究物质的组成、结构、性质、变化及其应用的一门基础学科,化学不仅与经济发展、社会文明关系密切,也是材料科学、生命科学、环境科学、能源科学和信息科学等现代科学技术的重要基础,化学在促进人类文明可持续发展中发挥着日益重要的作用。普通高中化学课程是与九年义务教育《化学》或《科学》相衔接的基础教育课程,不仅对科学文化的传承和高素质人才的培养具有不可替代的作用,更重要的是高中化学课程是落实立德树人根本任务、促进学生发展核心素养形成和发展的重要载体。
表1中分析了高中化学课程对学生发展核心素养的贡献,从中可以清晰地看出:高中化学课程对学生发展核心素养的形成和发展具有不可替代的作用,其中既有与其他学科教育对学生发展核心素养的相同贡献,也有其自身的特殊贡献。
在化学科学发展的历史进程中,化学领域的每一个重大的理论进展、每一个重要的发现和发明,都是基于实验研究或经过实验事实检验的,尊重事实和证据、基于证据推理形成结论,从结构与性质相系的视角表征物质的结构和性质,从变化与平衡相统一的视角揭示物质变化的规律,是化学科学重要的科学研究视角和思维方式;创造和识别物质是化学科学的重要特征,化学发展的历史从本质上说就是一部不断创新的历史,创新是化学科学发展的重要动力源泉之一,也是化学学术共同体的思维品质;化学科学发展的成果是人类智慧的结晶,是人类在创造之路上不畏艰险、百折不回、勇于实践创新的结果,化学科学带给我们的不仅是一种知识的进化和思维的启发,还有一种力量的支撑、精神的鞭策和创造的信念。让高中生像化学家那样学习和探究化学科学的原理和方法,像化学家那样用辩证的、历史的和发展的观点分析和解决问题,一定能发展学生的思维品质。
化学科学的任务之一是致力于探明物质世界的规律,这不仅是化学学术共同体坚持实事求是的科学精神、独立思考和勤于探索、敢于质疑和批判的结果,也是化学学术共同体在国际视域下对话与交流、争论与合作的过程中不断创新发展的结果,同样是化学学术共同体中的不同研究方法、不同观念和不同学术理论包容发展的结果。让学生像化学家那样探究和学习化学,能帮助学生发展批判质疑的思想品质,拓展国际视野,尊重世界多元文化的多样性,具有团队意识和互助精神。
源于人类生活、服务于人类生活的化学,与人类的生活息息相关、密不可分,化学科学的发展促进着人类物质和精神文明的进步。运用化学原理和化学技术,解释生活中的化学现象,解决生活中的化学问题,提高人类生存质量和生活质量,是化学科学对人类的重要贡献之一。学生从生活和生产实际中探究和学习化学,既是运用化学原理、观念和方法解释生活中的化学现象和解决生活中与化学相关的问题的过程,也是形成解决未来生活中可能面临的陌生、复杂甚至不可预测的问题的能力的过程。
恩格斯曾经说过,“化学既是关于自然的科学,又是关于人的科学。在当代科学的发展趋势中,它们正在走向统一。因此,化学不仅仅是认识生命与进化的手段,也是人类生存和获得解放的手段”。化学学科发展过程中处处充满的人文情怀和审美情趣,同样发展着学生的“人文底蕴”。当今,人类的生活已经被合成材料、合成药物、农化产品等20世纪最重要的发明所包围,今天及未来都要靠化学来支撑,没有化学的世界是难以想象的,正如美国有机化学家、有机合成之父伍德沃德所说,“在上帝创造的自然界旁边,化学家又创造了另一个世界”。即使在人类社会面临人口增长、能源资源匮乏、环境污染等挑战的今天,这些问题的解决方法和手段绝对离不开化学。化学已经并正在作出不可替代的重要贡献,在应对21世纪人类共同面临的挑战中依然肩负重任。让学生像化学家那样探究和学习化学,不仅能够促进学生成为自然界的创造者、合理利用者和改造者,而且能够使学生成为自然界的友好保护者和绿色化学理念的践行者,实现人类与自然和谐相处和人与自然、社会的可持续发展。
由上述分析可知,提升学生发展核心素养需要让学生学习化学课程。一是化学课程能服务于发展学生的“文化基础”方面的核心素养:让学生了解化学知识、原理和观念,并运用所习得的化学观念和思想解决生活中与化学相关的问题;能让学生形成“尊重事实和证据并基于证据推理形成结论、从结构与性质相联系的视角表征物质的结构和性质、从变化与平衡相统一的视角揭示物质变化的规律”等化学特征思维方式;能让学生从化学科学的发展进程中,形成并发展批判质疑的思维品质和创新意识。二是化学课程能服务于发展学生的“自主发展”方面的核心素养:让学生学习源于人类生活服务于人类的化学,认识化学科学发展对人类生活的贡献和作用,以提高学生的生存和生活质量,激发学生浓厚的学习兴趣和强烈的崇尚科学的志向;让学生像化学家们那样学习和探究化学,不仅学习化学知识,还体验探究过程和方法,掌握科学学习方法,初步形成终身学习的意识和能力。三是化学课程能服务于发展学生的“社会参与”方面的核心素养:让学生像化学家们那样学习和探究化学,学会对话与交流、合作与分享,发展团队精神和合作意识;让学生通过绿色化学理念、STSE相关内容的学习,形成低碳节能的生活习惯,发展应用化学技术解决实际问题的操作技能和能力;让学生通过化学成果对当下和未来社会所作贡献和产生的风险的认识,形成社会责任感和可持续发展的观念;让学生通过食品安全、危险化学品的使用和环境保护等法律法规的学习,形成遵纪守法的行为规范。
2 从科学素养建构高中化学核心素养
化学是自然科学领域的一门重要基础学科,化学核心素养必然是科学素养的重要组成部分。根据科学素养的内涵确定化学核心素养,是化学核心素养建构的重要视角之一。
通常认为,科学是一种知识体系、研究过程和社会建制。科学是人运用实证、理性等方法,就自然以及社会乃至人本身进行研究所获取的知识的体系化结果[2]。虽然人们对科学素养内涵的认识还没有完全统一(见表2),但分析比较不同国际组织和学者对科学素养内涵的共同要素,不难发现,化学核心素养包含化学知识与观念、化学思维与方法、科学探究与实践、科学精神与责任。
化学知识与观念是人类在科学实践中认识物质世界及其变化过程所形成的知识体系和经验总结,是化学学术共同体通过科学探究,运用科学思维与方法,从分子层次对物质的组成、结构、性能和转化规律等进行研究所形成的化学核心概念和学科观念。通过高中化学课程学习,学生能建立构成物质是客观存在的、物质是由元素组成和微粒构成,物质的结构决定物质的性质,物质的转化是有条件的、转化过程中遵循质量和能量守恒等化学学科核心观念。
化学思维与方法是人类化学探索活动中对感性认识材料进行加工处理并形成科学结论的思维方式与途径,是学生顺利学习化学知识和解决化学问题过程中所应用的具有化学学科特质的思维视角和方式。在高中化学学习和化学问题解决中,学生能够结合生活经验,通过观察和实验获取物质及其变化的感性认识,运用分析与综合、归纳与演绎、抽象与概括、假设与建模等方法形成理性认识;能够通过实验等方法获取检验科学结论的证据,并基于证据进行推理;能根据物质的组成元素、构成微粒及微粒间作用力的差异对物质进行分类,能从宏观、微观相结合的视角对物质及其变化进行化学符号等形式的表征。
科学探究与实践是人类在认识自然界的过程中,获取证据、建构解释的各种活动和方式,所有科学研究成果都是科学探究与实践活动的结晶,科学探究与实践也是学生学习化学、培养创新精神和实践能力的重要活动方式。通过高中化学课程学习,学生能认识科学探究与实验在化学研究和学习中的作用,能在化学实验与探究中有效地与同伴合作和交流;掌握物质合成、分离和提纯、组成检验和测定、性质和应用等化学实验的方法和技能,能设计和实施简单的实验方案,能对观测的实验现象和数据做出合理的解释;具有将化学研究成果应用于生产和生活实际的意识,能运用科学探究的方法解决或解释生活中与化学相关的简单实际问题。
科学态度与价值观是人类在科学发展过程中形成的对自然、科学实践、科学技术与社会关系的整体认识,是人类活动的道德精神和价值取向在科学研究和实践中的体现。通过高中化学课程学习,学生能保持对物质及其变化的好奇和探究欲望,具有积极地探索科学问题的热情;理解化学科学的人文内涵,赞赏化学科学对提高人类生活质量和促进人类社会发展的作用,能用变化和发展的观念看待化学科学;能初步形成对科学、技术、环境与社会的相互关系的正确认识,尊重生命、关爱自然、崇尚科学,具有用科学伦理道德权衡化学技术成果运用于实践的利弊的意识。
3 从化学科学建构高中化学核心素养
建构化学核心素养必须明白什么是化学。我国著名化学家徐光宪先生是这样定义化学的:化学是用Z方法研究X对象的Y内容以达到W目的的科学。具体地说,化学是用实验、理论和计算机模拟的方法研究原子、分子片、结构单元、分子、高分子、原子分子团簇、原子分子的激发态、过渡态、吸附态、超分子、生物大分子、分子和原子的各种不同维数、不同尺度、不同复杂程度的聚集态和组装态,直到分子材料、分子器件和分子机器的合成和反应,制备、剪裁和组装,分离和分析,结构和构象,粒度和形貌,物理和化学性能,生理和生物活性及其输运和调控的作用机制,以及上述各方面的规律、相互关系和应用的自然科学[3],化学的目的和其他科学技术一样是认识世界和改造世界,但现在应该增加一个“保护世界”。
首先,从本体论的视角看化学可回答化学是什么的问题。化学是探索物质的科学,致力于揭示客观存在的物质的本来面貌,包括物质的组成、结构、微粒的相互作用、聚集状态等;致力于揭示物质通过化学变化转化为新物质的规律,包括物质转化条件,转化过程中的质量和能量的守恒,转化过程的方向、速度和限度等。
其次,从认识论的视角看化学可回答化学是如何研究和认识物质的问题。化学科学发展的历程说明,化学通过观察和实验获得对物质及其变化的感性经验,再从宏观与微观相联系、结构与性质的关系的视角,通过分类比较、分析综合、归纳概括、抽象推理、假设、建模等科学思维方法,形成对物质本质及其变化规律的认识,并将新的认识通过实验进行检验。化学对物质的认识和研究,需要化学相关学科和技术的交叉、融合和渗透,需要团体和国际间的合作和共同发展。
再其次,从价值论的视角看化学可回答化学科学发展理想目标的问题。从化学科学发展的目标看,化学科学是为了认识、改造和保护世界。化学科学在生命科学、能源科学、材料科学、环境科学、航天航空和信息技术等领域的渗透和融合,促进了化学等相关科学的发展,化学与社会、技术、环境等和谐相处过程中促进了人类生活质量的提高和社会进步。
基于化学学科视角建构化学核心素养,可从化学研究方法、研究对象、研究内容和研究目标等方面分析。化学是以实验、理论(数理)和计算机模拟等方法研究物质的,而实验方法是最基础和最重要的研究方法,高中化学教育要发展学生通过实验获取物质及其变化的证据、基于证据推理形成结论的思维能力,发展学生通过实验探究解决与化学相关实际问题的能力;化学研究对象是分子层次的物质,而中学化学课程中所探究的大多数是分子、原子、离子等微粒层次构成的物质,高中化学教育要让学生形成物质结构与性|相联系的科学观念,具有宏-微-符相结合表征物质及其变化的能力;化学研究内容是物质的组成、性能、变化规律及其应用,高中化学教育要让学生形成化学变化是有条件的、化学变化与平衡相统一的学科观念,具有运用观察、实验、理性分析、模型建构等方法探究物质及其变化的能力;化学研究的目的是认识世界、改造世界和保护世界,高中化学教育要让学生形成化学、技术、环境与社会和谐、可持续发展的价值观,发展科学精神和社会责任感。
综合从学生发展核心素养、科学素养和化学课程的学科价值与育人价值等方面分析和建构高中生化学核心素养,我们可以发现:(1)高中化学核心素养应该包含化学学科观念、化学学科思维、科学探究实践和化学学科价值追求等方面。其中,化学学科观念是化学学科知识和原理的高度抽象和概括,处于化学知识的核心位置;化学学科思维是除了一般科学思维外具有化学特征的思维方式,如从结构与性质相联系、变化与平衡相统一的视角分析和解决问题的思维方式等;科学探究实践是以化学实验为主的探究,强调用实验方法探究分子层次物质的结构、组成、性质和变化规律,用实验方法学习和研究化学;化学学科价值追求是基于实证对物质世界的探索和创造,并追求人与自然的和谐、可持续发展。(2)高中化学核心素养是学生在化学课程学习过程中形成和发展的,离开了科学、正确的化学学习过程和学习方式无法形成化学核心素养。学生只有通过自主、合作、探究等多样化的学习方式,才能在学习过程中自主获取化学学科知识、形成化学学科观念、体验化学实验探究的过程、运用化学特征的思维方式分析和解决实际问题、认同和践行化学学习价值追求。
参考文献:
[1]赵婀娜.今天,为何要提“核心素养”[T].人民日报,2016:20.
下午好!
有机会在这里与大家交流,是一件非常荣幸的事。我今天来,主要是向大家学习来的。谈起教育教学,在座的各位都是行家里手,在此,谨将自己的工作情况以及点滴心得体会汇报于下,不妥之处敬请批评指正。
一.与时俱进,努力创新
在教学工作中,没有什么论资排辈,唯有与时俱进不断创新,才能让我们的课堂充满活力。教育是一门艺术,艺术的生命在于创新。特级教师更应该保持永远清醒的头脑、时常新鲜的血液。
任教以来,我坚持不懈地潜心研究教学规律,自觉进行教学改革,从尝试单项、个别的微观课堂教法入手,逐步探索出一条以“调控教学节奏”为线索的教学改革新路,使自己的教学克服了盲目性、随意性、局限性,朝着科学化、理论化、整体化迈出了可喜的一步。经验总结《谈谈调节教学节奏》,被省教委有关领导誉为“节奏教学法”,多次在全国或省级交流并被多次节录发表。而后,进一步发展为“快乐教学、节奏教学、创新教学”的教学理念,发表了多篇论文,交流或获奖。
我不断学习,不断更新自己的知识与教学手段,使自己的教学理念一直处于领先水平。早在上世纪八十年代,我就在陈培胜老师及化学组全体老师支持与参与下,自拍兴趣实验录像,用于辅助教学,被化学老前辈陈国欣老师赞为“第一个吃螃蟹的人”。又是全国少数最早使用flash制作课件的人,我曾经建立了三个化学网站,被许多化学搜索引擎收入,一些关于教育类的e网书籍也做了介绍,后因收费而停止。今年,我又建立了化学博客,才几个月,已逾六千多人浏览,并有本地及外地老师来信交流。
二.学高为师,身正为范
特级教师更需要保持“学高”、“身正”这一境界,要学知识,要学做人,修身养道。“学习,学习,再学习,终身学习。”这是我的座右铭。
作为一个特级教师,更应该遵纪守法,爱岗敬业,勤勉踏实,忠于职守,为人师表,无私奉献,以教育为荣,以学校为家,全身心投入到教育教学工作中。我从不挑三拣四,再多、再苦、再重的任务也乐于承担,这两年,由于二中化学教师不足,领导让我承担跨年段超课时的工作,我二话没说,义无反顾地履行了一个人民教师应尽的职责。对工作兢兢业业,对同志诚诚恳恳,对学生循循善诱——这是我的终身追求。
在信息化时代,人人都需要充电,特级教师更应注重本身素养的提高。信息社会的高度发展,我们再也不能满足于用粉笔来教学了,而要把计算机和网络当作新的教学工具,进一步把我们的课堂进行延伸,以满足培养面向信息化社会创新人才的要求。在信息技术与学科整合上,从理论到实践,我都作了大量的探索,发表了《关于现代教育技术应用的思考》等文章,并被聘为“莆田市素质教育与课程改革巡回讲学团”成员,主讲的课题《网络环境下的中学化学教学改革》,受到了广泛的欢迎。
三.教好书,育好人
人们总是说:“为教育事业做贡献。”从我个人理解,就是教好书,,育好人。我几十年的教育生涯,就是最好的注释。
真正的教育是爱的教育,没有爱就没有教育。在教学生涯中,我尽力做到关心每一位学生,爱护每一位学生,特别是所谓“差生”,总是想方设法去了解他们,帮助他们,“春风化雨暖人心”。虽然我现在不当班主任了,仍然经常与学生打成一片,了解他们的心理特征,做他们的知心朋友。
在培养年轻教师方面,我能与年轻教师打成一片,平易近人,不摆架子,主动帮助年轻教师解决教学难题,很受年轻教师的欢迎。每当年轻教师开设汇报课或观摩课时,总是来找我当参谋,我也总是“知无不言,言无不尽”,毫无保留地提出最诚恳的意见,对教案、教具、教法、教态、教学课件等各方面进行全方位的辅导,使年轻教师得到尽快的提高。
曾经被聘请为市化学科骨干教师上课,因此,有一些市骨干教师打来电话或通过伊妹儿求教;一些本地、外地化学老师,通过网络留言或发伊妹儿求教,本人均尽最大努力给与帮助。
四、业余兴趣,舞文弄墨
[关键词]:衔接 预习 实验 复习 习题
面对新的环境,新的生活,新的老师同学朋友,他们肯定满怀憧憬与激情。学生如果有憧憬与激情,那么他们就会有学习与探索的欲望。我们若能抓住学生的这股劲,让学生感觉到学习高中的化学是很有趣的、只要用点心思也是很容易学好的,让他们喜欢上高一的化学,学好高一的化学,让他们赢在起跑线上。如何使学生尽快适应高中化学教学特点和学习特点,学好高一的化学呢?下面我就此问题谈谈自己的一点看法:
一、做好初高中衔接
初中化学从启蒙开始到毕业参加中考,时间仅有短短一年。而现行初中化学教材中的许多知识点与高中化学的内容紧密相联,如:初中的原子结构的初步知识和高中的元素周期律。初中的酸、碱、盐、单质、氧化物间的相互变化与高中的元素及化合物的性质。初中的各反应物、生成物间的质量比与高中的各反应物、生成物的物质的量之比等等。为了更好地学习高中的新知识,为了温习巩固初中的已有知识,我们选择了在进行高中化学教学之前对初中的以下几个知识点进行了衔接。衔接内容如下:
1、初高中学习方法的区别(2课时)
教师介绍初高中在教材、学法、课时等方面的不同---1课时
座谈会:请高三的化学优秀生与同学们进行交谈、经验传授---1课时
2、化学基础知识(2课时)
个体归纳与集体总结相结合
3、化学反应及其规律(2课时)
主要介绍初中的一些常见反应及类型
4、化学实验(2课时)
布置实验,学生自行设计方案动手操作
5、化学计算练习(1课时)
二、重视课前的预习
"凡事预则立,不预则废,"预习是基础。我们经常说"向四十五分钟要效率",如何要效率,课前预习便是提高效率的方法之一。在预习过程中,对即将要学习的新课能够做到心中有数,知道哪些内容能够自己弄懂,哪些内容自己无法弄懂,听课时,便可集中精力去听那些自己没弄懂的部分,这样可以变被动听课为主动听课,变盲目听课为带着疑问听课,使听课变得更有针对性了,能够更好地抓住课堂学习的重点和难点。例如:高一教材中"物质的量"的学习,那么如此抽象的名词在没有预习的前提下学生很难接受,很难理解,会出现知识的"拦路虎",影响进一步的学习,但如果有了课前预习,学生就会大概知道"物质的量"也是一个国际通用的基本物理量,对它的概念和研究范畴有了一定的了解,再加上老师在课堂上的生动讲述,学生也就会更容易理解这个内容了。
三、重视课堂的实验教学
化学是一门实验性很强的学科,是培养学生学习化学兴趣的有效手段。兴趣是学习的动力源泉,学生学习最怕的就是没有动力。而我们的化学实验,反应产生的各种千变万化的现象正是吸引学生注意力、培养学生兴趣的最佳良药。
实验能提高学生的学习的兴趣。实验具有千变万化的现象,其中又蕴涵着各种化学原理,是唤起学生学习兴趣的有效手段。如:Fe2+和Fe3+之间的相互转化转化,我用这样进行实验教学,学生的兴趣大大提高了,这部分知识点也理解得更加透彻了。用榨汁机把青苹果榨成汁,果汁短时间显浅绿色,放置几分钟时间,苹果汁很快变成的黄色就较深颜色,加入维生素C药片粉末,搅拌溶解,苹果汁很快由黄色变浅或变为原状。该实验来源日常生活现象--苹果汁的变色。内含的化学知识:Fe2+和Fe3+之间的相互转化,即苹果汁中的Fe2+被氧化剂(氧气)氧化为Fe3+,Fe3+被还原剂(维生素C)还原成Fe2+。
实验中,由于各种原因,有时实验现象会与我们的预期结果出现反差,就是我们所说的实验不成功了。其实,我个人觉得这并不会影响实验的功能,甚至有时候我们需要故意做一些这样的实验来强化某些知识。就拿反应的方程式书写来说,我们都知道化学方程式的化学的语言基础,但总有一些同学不把反应的条件不当一回事。酚酞遇碱变红色遇酸不显色,高中学生都知道;但在浓度高于2mol/L的氢氧化钠溶液中加入酚酞,它会变红,振荡褪色;再滴加酚酞变红色,振荡又褪色;在浓度高于80%的浓硫酸中加入酚酞,溶液显橙红色,振荡不退色。例举该实验不是想说明其中的原理,也不是说前面的结论有错误;我想它可以帮助我们解决这样一个问题:"老师辛辛苦苦强调化学反应条件的重要性,而学生置若罔闻,时常在书写方程式时把反应条件置于一边给忘了"。原因是我们认识到在实验中,条件的改变会引起反应质的变化,关系到实验的成败;而学生没有这样的意识。通过该实验可以给学生一种震撼,让学生体会并认识到化学反应中条件控制重要性。
四、重视课后的知识巩固
做好课后复习,巩固课堂知识,是学好化学的不可缺少的重要环节。复习时经过"回忆再现",回忆不起来的地方,搞不清楚的问题,大部分可在课后再读之中得到解决。复习时,我们应强调让学生全面过目,对理解的、记住的部分不必花费很多功夫,对不理解、未能记住的地方要多花些时间。课后再读也包括对课堂笔记的整理,在阅读教材的过程中,将不完全的笔记补齐,将记得不准确、不正确的笔记修改过来,力求笔记的完整、正确、实用。使之线索清楚、重点突出,成为适合自己的复习资料。
五、重视习题的精选及讲评
练习是检测知识掌握情况的有效手段。课程标准和新教材对知识点的要求降低了,现有的许多参考资料无法直接应用,过多的实行"拿来主义",势必会出现一定程度的错误导向,使学生丧失学习的积极性。因此我们选择作业时,要根据教学目标,精心编排练习题和测试题,做到选题科学,用题准确,注意从不同角度多练学生易错、易模糊的知识点。另外,还应考虑到一个班的学生在方方面面的差距,对完成情况定出不同的标准,让每一个学生都能根据自己的程度独立完成自己能够完成的作业,实现学习过程中真正意义上的"躬行"。
学生做完练习后,教师应针对性地对一些题目进行评析。题解后的评析,不仅能及时清理学生的解题思路,引导学生反思解题过程。同时对训练思维,提高分析问题、解决问题的能力,有特殊的功效。高一化学习题讲评的核心内容应该是规范解题步骤、提高解题能力、突出抓好分析。以培养学生良好的审题习惯和规范严谨的完成解题过程的习惯。
总之,学习的方法有千万种,适合自己的方法就是最好的方法。以上是本人在高一化学教学中的一点经验总结,望能给予高一年的学生一点指导,进而更快、更好地适应高中的化学学习。
参考文献
[1]吴星、走进高中新课程-化学教师必读南京师范大学出版社
[2]葛献峰、化学探索性实验教学的实践[G].中学化学教学参考
“物质的量”一直是高中化学教学中的重点,更是难点。而本节内容被编排在人教版第一章第二节,正是学生从初中到高中的过渡时期,学生在初中化学中没有这些内容的基础,加上本节内容理论性强、难理解,很多学生学不好、学不会,从而失去了学习化学的兴趣。笔者根据这节内容的特点及多年的教学经验总结出学习“物质的量”的一些方法和建议。
首先,“物质的量”是一个物理量,它表示含有一定数目粒子的集合体,符号为n。这里要特别强调理解“一定数目粒子集合体”的意思。比如,我们平时生活中接触最多的一双是两个,一打是12支,人为地把一定数目的物体定为一组,而这一组就是一个集合体。对于“物质的量”,把约6.02×1023个微粒(包含分子、原子、离子、中子、电子等肉眼看不到的粒子)分为一组,也就是一个集合体,把这个集合体称为一摩尔即1mol。因此,摩尔就是“物质的量”的单位,简称摩,符号mol。把1mol任何粒子的粒子数叫做阿伏伽德罗常数,符号NA,这里就有了n=N/NA(N表示粒子的数目)。根据这个公式只要知道了粒子的数目就知道了它的“物质的量”;反过来,知道了粒子的“物质的量”就知道了它的个数。
通过上述分析,我们知道了1mol微粒的数目是NA个,即6.02×1023个,那么1mol微粒的质量又是多少呢?
在初中我们学习过,相对原子质量是以一个碳-12原子质量的1/12作为标准,任何一个原子的真实质量跟一个碳-12原子质量的1/12的比值,称为该原子的相对原子质量。例如,碳原子的相对原子量=碳原子的真实质量/一个碳-12原子质量的1/12,氧原子的相对原子量=氧原子的实质量/一个碳-12原子质量的1/12。由此可推知,两种原子的真实质量之比就等于其相对原子量之比。由实验证明,1mol碳-12含有约6.02×1023个碳原子,其质量是0.012kg。那么我们很容易就能得出1mol氧原子含有约6.02×1023个氧原子,质量是0.016kg。在此得出结论:1mol任何粒子集合体都含有约6.02×1023个粒子,而1mol任何粒子或物质的质量以克为单位时,其数值都与该粒子的相对原子质量或相对分子质量相等。单位物质的量的物质所具有的质量叫做摩尔质量。在这里,要强调相对原子量与摩尔质量的区别。一般情况下,相对分子质量是没有单位的,而摩尔质量是有单位的,其单位为g/mol。例如,我们可以说1molH2O的质量是18克,H2O的摩尔质量是18g/mol,而H2O的相对原子量是18。“物质的量、物质的质量和摩尔质量”之间的关系可表示为:n=m/M,这三个量中可以把“物质的量”认为是一个常量,而其它两个量只要知道其中一个就能求第二个。
当物质处于气体状态时,我们往往是通过测量其体积进行计算,那么1mol气体的体积是多少呢?
我们知道,气体体积受温度和压强的影响,在一定的温度和压强下,由于气体分子之间的距离很大,影响其体积的只有分子的个数。也就是说,在温度和压强确定的情况下,如果再确定了分子的数目,那么体积就是一个定值。经过实验测得,在标准状况(零摄氏度,一个大气压)下,任何气体(包括混合气体)的体积约为22.4L。我们也可以说,单位物质的量的气体所占有的体积叫做气体摩尔体积,符号为Vm,单位为L/mol。即n=V/Vm(标况下,Vm约为22.4L/mol)。这样我们就可以把Vm看作常数,从而进行计算。
[关键词]小学科学;知识点;高效;记忆法
小学科学教学中,知识点的教学是必不可少的一个重要环节。由于小学生年龄小、好玩,不愿把更多的精力花费在记忆知识点上,因此,对知识点的掌握情况并不理想。这就要求我们科学教师在平时教学中采用科学高效的教学方法,激发学生的学习兴趣,充分调动学生的学习积极性,使每个学生的学习潜能都得到充分发挥。笔者从事多年小学科学教学工作,总结了一些高效记忆知识点的方法,运用这些方法开展教学活动能使抽象的知识变得通俗易懂,从而有效提高课堂教学效率。
一、自编故事记忆法
自编故事记忆法就是把要记忆的科学知识点用故事连贯起来,将故事情节存储于大脑中,再通过回忆情节素材达到记忆知识点的目的。在科学学习中,经常会遇到一些枯燥的学习内容,让学生望而生畏。在这种情况下,教师可以尝试采用编故事的记忆方法来消化学习内容。
例如,在教学围绕太阳运行的行星的名称以及位置关系时,我就自编了一个故事:水星(水星)上的一群人,为了寻找金子(金星),他们来了地球(地球)。为了方便寻找金子,他们放火(火星)烧毁了大片森林(森林是木头――木星),森林烧完后露出了大片土地(土星),这件事很快就被天王(天王星)知道了,他便派遣海王(海王星)来处理这件事,这件事最后才被平息。故事讲完了,学生对行星的名称和位置关系也基本上记住了。
二、口诀记忆法
把记忆材料编成口诀来提高记忆效果的方法,叫做口诀记忆法。这种方法把记忆材料分成组块来记忆,不但能够减轻大脑负担,而且记得牢靠。对于口诀记忆法学生并不陌生,如乘法口诀、珠算口诀、百家姓、三字经等。小学科学知识点的教学也可以运用口诀记忆法。
例如,月相的变化规律对于小学生来说很抽象,记忆起来难度大,而且容易遗忘。为了帮助学生记忆,教学中我采用了前人总结的口诀:“上上西西,下下东东”,即上半月时出现上弦月,月亮西半面亮,而且只出现在西面的天空;下半月时出现下弦月,月亮东半面亮,而且只出现在东面的天空。又如,教学显微镜的操作时我采用了顺口溜:“一取二放,三安装;四转低倍,五对光;六上玻片,七下降;八升镜筒,细观赏;看完低倍,转高倍;九退整理,后归箱。”除此之外,像酒精灯和滴管的使用方法等都可以采用口诀记忆法帮助学生记忆。
在口诀记忆法中还有一种是农谚记忆法。教学气象知识时,可以引导学生借助一些农谚来判断气象的变化,如“喜鹊枝头叫,出门晴天报”“朝霞不出门,晚霞行千里”“雨中闻蝉叫,预告晴天到”等。
三、联想记忆法
联想是由当前感知或思考的事物想起与之有关的另一事物,或者由头脑中浮现的一事物想到另一事物。一般来说,互相接近的事物、相反的事物、相似的事物之间容易产生联想。用联想来增强记忆是一种很常用的方法。
例如,在教学同种电荷相互排斥、异种电荷相互吸引时,学生很容易联想到磁铁磁极间的相互作用,即同极相互排斥,异极相互吸引。这两条性质由于十分接近,所以学生可以将其关联起来记忆,只要记住了电荷或磁极任何一个的性质,也就能联想记住另一个的性质。再如,学习小电机和发电机的工作原理,小电机的工作原理是把电能转化为动能,而发电机的工作原理是把动能转化为电能,两者的能量转化虽然相反,但是内部构造却基本一致,了解这些之后学生记忆起来就可以做到由此知彼。
四、经验总结记忆法
总结经验是在教育理论的指导下,按照科学研究的程序,将感性认识上升为理性认识的思维加工过程,是一种创造性的脑力劳动。总结经验可以总结自己的经验,也可以总结他人的经验。利用自己或者他人总结的经验引导学生记忆的方法就是经验总结记忆法。
例如,学习电路连接的两种基本方法――串联与并联时,对于初学者来说识别串、并联电路有一定的难度,我结合串、并联电路的特点以及自己在教学实践中积累的经验引导学生用以下方法区别两种电路。1.路径法:直接根据所给电路,从电源的正极出发,沿开关、用电器等元件“走”回电源负极的路径中,若只有一条通路即为串联电路,如果有两条或两条以上的路径即为并联电路。2.拆除法:从电路中若拆除一个用电器,另一用电器也不工作,说明这两个用电器是串联的;如果另一用电器仍然工作,说明这两个用电器是并联的。3.支点法:只要电路中没有出现分支点的,用电器肯定是串联的;若出现分支点,用电器可能是串联,也可能是并联的,此时还需运用路径法和拆除法进一步加以判别。
科学知识点的记忆方法还有很多,教师在教学中要多揣摩、多积累、多总结,通过改进教学方法提高学生科学知识点的记忆效果,进而提高科学教学的有效性。
参考文献:
[1]赵永春.显微镜操作规程口诀[J].中学生物教学,1998,(5):36.
[2]孙明军.浅谈高中化学知识的高效记忆法[J].快乐阅读旬刊,2013,(15):116 .
关键词:化学实验;开放性问题;特征;类型;教学策略
文章编号:1005C6629(2015)9C0007C04 中图分类号:G633.8 文献标识码:B
在化学教学中,化学实验中的开放性问题为科学探究提供了丰富的素材。开放性问题的解决过程通常含有很大的探究成分,对学生假设能力和发散思维的培养具有独特的作用。因此,在化学实验教学中注重利用开放性问题促进学生学习有着重要的意义。《普通高中化学课程标准(实验)》指出,要注意增加开放题的比例,鼓励学生综合运用已学知识,从不同角度、不同层次进行思考,创造性地解决问题[1]。为此,本文拟对化学实验中开放性问题的特征、类型及教学策略进行研究。
1 化学实验中开放性问题的特征
目前对于开放性问题的界定尚未达成一致,梳理已有的研究成果,可将化学实验中开放性问题描述为化学实验中的那些结构不良、允许学生个性解答的问题。化学实验中开放性问题有以下特征:
1.1 问题呈现情境化
杜威的实用主义知识观特别强调问题情境的作用,认为真诚的困惑与真实的问题情境是教学的根本。化学实验中的开放性问题往往源自学生的化学学习、社会生活实际情境,不仅能激发学生学习兴趣,还可以帮助学生更好地体会化学实验的本质和价值,让学生在知道和理解化学知识的基础上,能够清楚所学的知识能用来做什么和怎么做。
1.2 问题结论多样化
化学实验中的传统问题多是化学性质的判断、化学事实的验证、化学结论的应用等形式,往往结构单一,思路单一,结论单一。而化学实验中开放性问题结构则呈现多样形式,问题的初始条件、解决途径、问题结论等都具有不确定性,有的是追溯多种条件,有的需找寻多种操作,有的要探究多种结论等等,需要学生充分发挥其能动性和创造性,寻求问题的多种解答。
1.3 问题解决探究性
化学实验中开放性问题的解决过程通常呈现非线性状态,在问题解决过程中会遇到挫折、失败或停顿等,需要不断提出猜想,不断验证,多层次多角度地寻找解决问题的方法。其中元认知成分和非认知成分在开放性问题解决中发挥重要作用。格拉斯(Class,1984)的问题解决过程模型很好地诠释了化学实验中开放性问题解决的探究性[2]。
1.4 解决思维发散性
发散性思维是创造性思维的核心组成,也是开放性问题解决的必要条件和最终目的。发散思维要求学生能从已知条件中筛选有用信息,以个人相关经验为基点,从不同角度出发,采用多种方法解决问题。化学实验中的开放性问题解决需要学生多角度探索问题解决的方向,多层次推进问题深入,探究多种结果并选择最佳途径。
2 化学实验中开放性问题的类型
化学实验中开放性问题的解决过程通常是围绕研究问题设计解决问题的实验体系,并在实验实施过程中选择正确的操作方法,不断探究问题的结果。根据化学实验问题解决过程中各要素开放程度不同,可以将化学实验问题划分为开放层次不同的问题类型:验证型、实验结论开放型、实验操作开放型、实验装置开放型、实验方案开放型、开放探究型,其中实验操作开放型、实验装置开放型和实验体系开放型为同一层次,属于实验体系开放型问题,具体情况见表1。
2.1 实验结论开放型
实验结论开放型问题属于开放型问题的第一个层次,开放性程度很低,具有给定的研究问题和实验体系,探究实验的不同结论。
例1 有一包固体粉末可能由KCl、K2CO3、Na2SO4、FeCl3、Ba(NO3)2的一种或几种组成,某同学做了有关实验检验其成分。下表是他的实验报告的一部分,请你根据自己的分析和判断将实验报告填写完整(假设各步恰好完全反应),并写出固体粉末的可能组成。
该问题是典型的实验结论开放型问题,在该情境中学生要思考解决问题的步骤,根据不同的实验现象,得出不同的结论,问题的最终答案也各不相同。固体粉末可能组成为:Ba(NO3)2、K2CO3;Ba(NO3)2、K2CO3、KCl;Ba(NO3)2、Na2SO4;Ba(NO3)2、Na2SO4、KCl;K2CO3、Na2SO4、Ba(NO3)2;KCl、K2CO3、Na2SO4、Ba(NO3)2。
2.2 实验体系开放型
宋心琦教授曾对化学实验体系做了要素分析并指出:一个化学实验,不论是演示实验还是教学实验,都可以归纳为:作为实验对象的物质体系(若目的在于探究化学变化过程,也可以称作化学体系);适当的仪器装置和必要的安全措施;合理的实验步骤和规范的技术操作等三个方面[3]。实验体系开放表现为根据一定实验目的选择适当的化学体系、合理的实验装置等,设计可行的实验方案;根据实验体系中各要素开放性不同,又可对实验体系开放进一步分类:实验操作开放、实验装置开放和实验方案开放等类型。
2.2.1 实验操作开放型
实验操作是根据实验要求进行的程序性设计,合理的实验操作是实验顺利实施并得到正确结论的保证。实验操作的开放表现为对一个研究问题,可以设计不同的实验操作来完成实验要求。
例2 (2003年江苏)(1)无水乙酸又称冰醋酸(其熔点为16.6℃)。在室温较低时,无水乙酸就会凝结成像冰一样的晶体。
请简单说明在实验中若遇到这种情况时,你将如何从试剂瓶中取出无水乙酸。
欲使冰醋酸晶体熔化,其方法可以多种多样,如:在实验室中用水浴加热,水浴温度容易控制,且可使试剂瓶受热均匀;也可以先打开试剂瓶盖,在瓶下垫热毛巾,待晶体熔化后,再倾倒出其中的乙酸。应注意的是,不论使用什么方法,都要注意安全原则,如不能直接将试剂瓶放在酒精灯上加热,也不可以用玻璃棒或其他硬物去硬戮等。
2.2.2 实验装置开放型
实验装置是化学实验发生的场所,是不同实验仪器的合理连接,实验装置的开放性往往体现在实验装置的选取和改进。对于特定目的的化学实验,往往有多种实验装置可以选择,如何选择最佳的实验装置需要考虑实验的物质体系、反应条件等对装置的要求。
例3 Fe(OH)2是一种白色沉淀,在空气中或在含有氧气的水溶液中很容易被氧化而变色,难以观察到它本来的颜色。如何设计实验装置才能制备纯净的Fe(OH)2?
在制备Fe(OH)2时需要保证反应在无氧条件下进行,对于同一物质体系,可以设计多种装置,下图展示三种不同设计:
装置(Ⅰ):不能避免试管溶液中O2对实验的干扰。
装置(Ⅱ):苯(或汽油)的作用是防止空气中的O2进入亚铁盐溶液中。
装置(Ⅲ):打开止水夹使产生的H2充满C管(赶去试管溶液中O2)中,再关闭止水夹,使FeSO4溶液压入NaOH溶液中,再打开止水夹。
2.2.3 实验方案开放型
实验方案设计是根据一定的研究问题,选择合适的物质体系,设计合理的实验装置和可行的实验步骤的过程。实验方案开放型是一种开放程度较高的形式,包含多种实验要素的开放。
例4 (2003年上海)实验室有CuO和Cu粉的混合物,请你利用给出的实验仪器及试剂来设计两种测定该样品(已称得其质量为m g)中CuO质量分数的方法,并填写表格中的有关内容。
实验中可能用到的主要仪器:①托盘天平②启普发生器③硬质玻璃管④泥三角⑤烧杯⑥坩埚⑦酒精灯⑧玻棒漏斗⑨干燥管
实验中可能用到的试剂:a.锌粒b.稀硫酸c.氯化钠溶液d.浓硫酸
该题要求学生自行设计实验方案来测定样品中CuO的质量分数,需要学生根据不同的化学体系,选择仪器组成实验装置并说明实验操作,开放性很强。供选择的设计方案设计如表2所示。
2.3 开放探究型
开放探究型问题是化学实验中开放程度最高的问题,从研究问题到实验体系再到实验结论都是未知的。学生通过对化学现象的观察从而发现问题,收集实验证据提出假设和预测,设计实验方案并进行实验,运用各种手段来分析和解释数据,最终提出答案和解释,而且在实验过程中要不断修正实验方案,需要把研究结果与其他人交流。开放探究型问题最接近学生生活、学习实际,是一种多方面、多层次的活动,不仅在内容上开放,更需要开放的思维,在培养学生科学素养方面有重要作用。
例5 学生在做乙醛的性质分组实验时,常会因为加入的乙醛的用量不同,得到沉淀的颜色分别为黑、褐、红三种。为什么会出现这种现象?请设计实验进行验证。
利用控制变量法,可设计两组对比实验,研究异常现象的原因,如表3、表4所示。
(注:等量的质量分数为2%的新制氢氧化铜溶液6滴)
这是一个典型的开放探究型问题,学生观察实验中的异常现象,发现研究问题,提出假设并设计实验方案进行实验,从而找到问题的答案。
3 化学实验开放性问题的教学策略
开放性问题的解决是非线性的,不仅需要学生综合其先前经验和外部环境来共同建构开放性问题解决的图式,还需要个体情感、意志的参与,这就决定了开放性问题教学的复杂性。以下策略可以有效帮助开放性问题在课堂中的实施:
3.1 鼓励可能方案的设想
罗杰斯说过:“创造活动的一般条件是心理安全和心理自由,只有心理安全才能导致心理自由,也才能导致学习的创造性。”开放性问题的教学需要师生之间不同声音的碰撞,在课堂上去质疑,去辩论,去发现问题,学生不同的思维有效催生创造性的想法;教师尊重和鼓励学生的好奇心和想象,鼓励学生去发现问题,创造性地提出多种问题解决方案。
3.2 促进小组深入的探讨
开放性问题解决是一个不断深入的过程,需要学生在问题解决过程中进行深层次的思考和互相交流。通过小组合作,学生之间相互启发,整合问题信息,进行思维的碰撞,多层次多角度探究问题解决路径,不断深化问题解决;在小组合作中,教师要适当进行学习策略的指导,例如,问题表征策略、小组合作策略、化学建模策略、认知监控策略等等。
3.3 实施客观有效的评价
教师在开放性问题教学中不能简单对最终结论进行评价,同时要注重问题解决过程的评价,对学生具有创造性的尝试应给予鼓励;另外,通过学生自评、小组互评等方式协同进行评价,全面客观地评价学生在开放性问题解决中的表现。
3.4 注重基于评价的优化
开放性问题的解决是一个不断完善的过程,学生不能仅仅停留在得出答案,要通过评价反馈,对自己的方案设计进行完善,反思自己的思维历程,并逐步掌握监控和调整问题解决过程的元认知方法,强化认知监控,促进学生高品质思维的发展。
开放性问题在整个化学教学中都有着重要意义,教师要加强对开放性问题的理论探索和经验总结,在化学教学中合理设置开放性问题,使课堂成为思维碰撞的场所。
参考文献:
[1]中华人民共和国教育部制定.普通高中化学课程标准(实验)[S].北京:人民教育出版社,2003.