對化學學科核心素養的理解范文
時間:2024-01-04 17:45:08
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篇1
[關鍵詞]學科核心素養 苯酚 教學設計
一、指導思想
《中國學生發展核心素養(征求意見稿)》指出,我國學生的核心素養主要有素養,具體為社會責任、國家認同、國際理解、人文底蘊、科學精神、審美情趣、學會學習、實踐創新。學科核心素養是通過某學科的知識、技能和方法而得到的觀念、能力和品格。從學生核心素養到課程標準的轉化需要學科核心素養這個橋梁。化學學科核心素養是指從化學學科的角度促進學生的終身發展,以化學知識、化學思維、化學觀念為基礎而形成的具有化學學科特征的素養,是三維目標的整合,化學核心素養能夠促進學生的終身學習和發展。
化學學科核心素養的內涵包括:一是化學觀念,通過對化學學科發展中核心概念、原理、觀念、規律等知識的學習與理解,形成從化學的視角認識事物和解決問題的思想、方法和觀點,如化學元素觀、物質微粒觀、化學能量觀、化學史觀、物質轉化觀、物質變化觀等;二是化學思維和方法,這方面的核心素養表現為了解并掌握研究物質世界的基本思想和方法,如從宏觀到微觀、結構決定性質、物質變化守恒等,形成分析、判斷、綜合、抽象和推理等化學學科思維形式;三是實踐創新,該方面的核心素養表現為通過具體的探究活動形成應用所學知識與方法解決現實問題的意識和能力;四是科學精神,這方面的核心素B表現為具有學習化學科學的好奇心,樂于探究物質世界的奧秘,正確認識科學和技術的本質,對與社會和生活有關的化學問題做出正確的分析和判斷。
二、基于核心素養的教學方式
教師在設計和組織教學時,要將傳統的“以知識點為核心”的教學觀念轉變為“以核心素養為導向”的教學觀點。一是由“抽象知識”轉向“具體情境”,注重營造學習情境的真實性。核心素養著力提高學生面對復雜情境下的問題解決能力。真實世界中的問題情境往往更加復雜多元,教師在教學中要注意把抽象問題與真實情境相結合,為學生創設能夠利用所學知識解決真實問題的機會。二是由“知識中心”轉向“能力(素養)中心”,培養學生高于學科知識的學科素養。學科知識在學生學習和成長當中扮演著重要角色。通過學習學科知識,學生的智能、品德、價值觀都打上了學科的烙印,這個過程就是學科素養形成的過程。教師需要確立“通過知識獲得教育”而不是“為了知識的教育”的教育思想。學科學習的最終目的應該是形成高于學科知識的學科素養。三是由“教師中心”轉向“學生中心”,促進學生主動學習和合作學習的意識與能力。提高學生學習的主動性就是要把教學中心由“教”轉向“學”。教師的重要作用體現在激發學生的學習興趣、引導學生自主學習和培養學生合作學習意識上,從而實現教育的最終目標――培養學生終身學習的能力。開展“以學生自主活動為主”的課堂教學,主要以學生的學習為主線,關注學生問題生成、實踐、操作、思維轉化、問題解決的全過程。
教師是教學的具體實施者,促進教師理解核心素養是關鍵。教師在學生核心素養的發展過程中扮演著轉化者的重要角色。為了在實際的教學過程中滲透核心素養,需要加強對教師專業發展的引領。現以《苯酚》一課為例,談如何在有機化合物教學設計中滲透學科核心素養。
三、教材分析
《苯酚》安排在蘇教版選修5專題四第二單元第2課時,與已學且具有相同官能團的《醇》安排在同一節,為結構、性質的對比學習提供了極佳的素材,可以幫助學生更好地理解有機物基團間的相互影響,進一步凸顯“結構決定性質、性質反映結構”的核心化學思想,為后續的有機化學的學習提供了很好的學習方法。本節課主要認識醇和酚的異同點;了解酚的命名及物理性質;掌握酚的結構及化學性質;了解含酚廢水的污染情況及含酚廢水的處理;通過對乙醇與苯酚以及苯與苯酚化學性質存在差別的原因進行分析,感悟基團之間存在相互影響;認識苯酚的危害性及處理策略。
篇2
關鍵詞:化學學科核心素養
化學核心素養屬于化學學科的基本素養,教師應重視認識其體系的構成與特點,改進落后的教學理念與方式,提高化學教學質量,促使學生全面發展,為社會培養高素質的創新型人才.
一、培養學生的化學素養
1.基本知識與技能.在培養學生的化學素養時,首要任務是促使學生掌握基本知識與技能,深化學生對于化學概念、原理等的理解,增強學生透過化學現象看到化學本質的能力,促使學生把握化學基本規律,培養學生的化學科學觀念,提高學生自主學習、合作學習化學的能力.
2.化學思想.化學思想的主要內容是認識化學本質、特點與價值應用科學方式的思想意識,主要包括守恒思想、控制變量思想、對立統一思想、驗證探究思想以及綠色化學思想等.
3.化學方式.傳統的化學方式主要包括矛盾分析法、唯物辯證法以及兩點論等,而一般的方式包括觀察、比較、類推、歸納、綜合、演繹、實驗、圖像以及遷移法等方式.隨著科學技術的進步與發展,學科之間日益互相滲透,時常在化學研究中綜合應用多種方式,如化學方式中融入生物、物理以及數學等方式.
4.化學精神.化學精神屬于一種科學精神,特點是具有濃厚的化學色彩.學習化學今后不一定從事與化學相關的工作,但是化學學習的目標在于掌握化學方式與精神,化學精神也成為核心素養的重要基礎內容.化學精神強調的是,在理解化學規律、原理概念以及解釋化學現象時,堅持科學嚴謹、求實務真、堅強不屈、獨立自主等高尚品質.
二、培養學生的化學信息素養
這里強調的化學信息主要指的是,關于化學學科的信息技術、書刊圖表、數據模型、互聯網、音像、化學資源以及化學程序等.首先,提高學生化學信息的意識,培養學生應用化學信息工具與信息資源的能力,使學生在獲取、顯示、存儲、應用、傳遞信息中具有應用計算機、通信技術以及智能控制等能力.其次,培養學生獲取與識別化學信息的能力,提高學生的信息處理、傳遞與創造的能力.縱觀近年的高考化W試題可以發現,越來越重視考查學生的信息素養與學習能力等.題目中融入部分全新的信息,并要求學生通過分析與處理信息,從而總結與歸納規律.該類型的題目所占的比重有所增加.最后,加強學生的信息交流與合作,提高學生的創新能力和實踐能力,促使學生信息理論的形成.教師要注意培養學生描述實驗現象的能力,引導學生獨立自主地分析、加工與評價信息,并得出正確的結論,提高學生的信息篩選、整合與生成全新信息的能力,促使學生應用化學信息與化學知識靈活地解決面臨的各種化學問題,從而提高學生的創新意識,增強學生抵御不良信息的能力.
三、培養學生的化學能力素養
1.動手能力.在化學教學中開展化學實驗,有利于提高學生的動手能力.然而,在應試教育的影響下,教師往往減少實驗以留出更多的講題時間,導致學生雖然可以在化學考試中獲得高分,但是在動手能力方面非常薄弱.該教學方式嚴重阻礙了學生的創造性思維,對學生今后的發展會產生不利影響.因此,在化學教學中,教師要適當增加探究性實驗與設計實驗等,由學生自主或者以合作的方式設計實驗方案與實施實驗,提高學生發現問題、思考問題、分析問題、解決問題的能力,培養學生設計實驗與操作實驗的能力,從而提高學生的創新能力.
2.團結協作能力.在經濟全球化的熱潮下,對于人才的人際交往能力提出越來越高的要求,組織協調、人際交往能力是工作與科研中必不可少的重要素質.因此,培養學生的人際交往能力是核心素養中的重要內容.除了要重視學生的學習自主性與獨立性,教師還應引導學生加強彼此的團結協作,培養學生的集體意識與協作精神等.
篇3
doi:10.3969/j.issn.1008-0546.2017.07.021
當前中外教育特別重視的學科核心素養是指本學科給予學生未來發展必備的品格和關鍵能力;是在解決復雜的、不確定性的現實問題過程中表現出來的綜合性品質或能力;是學科的知識和技能、過程與方法、情感態度和價值觀的整合。化學學科要培養學生運用探究的手段,在探究中尋找證據進行推理,學會透過宏觀現象審視變化的微觀本質,同時還要關注學習化學的社會意義,這些都是在發展學生與化學學科相關的核心認識、關鍵能力和必備品格,即發展學生的化學學科素養。
本文將就“分子和原子”第二課時的教學來介紹本人在培養學生化學學科核心素養方面的一些做法。
一、教學背景分析
1. 教學內容分析
從本章節開始,學生認識物質的視角將從宏觀轉向微觀,并將對微觀世界進行一系列探究活動,這是一個循序漸進的過程。本部分內容重在揭示化學變化中分子、原子是如何變化的。通過實例分析由分子構成的物質在發生物理變化和化學變化時的不同情況,從而揭示出分子是保持物質化學性質的最小粒子。通過兩個典型的化學反應,分析得出在化學變化中分子可以分成原子,原子可以結合成新的分子。
2. 學情分析
學生已經學習了物理變化、化學變化、物質的性質、化學實驗基本操作。在小學自然和初中物理也學習了物質的三態變化、物質熱脹冷縮等和分子、原子部分相關的知識,這為學習新知識做了知識鋪墊。分子是初中學生接觸到的微觀粒子之一,在此之前學生只有一些微觀現象的感性認識,比較缺乏理性認識。
二、教學目標
1. 通過實驗探究和微觀動畫展示,理解分子是保持物質化學性質的最小粒子;通過分子模型的組建理解原子是化學變化中的最小粒子,從而加深對化學反應實質的理解。
2. 能夠運用分子和原子的觀點解釋一些日常現象,能夠區分物理變化與化學變化。
3. 通過對物質及其變化的宏觀現象與微觀本質之間相互聯系的分析推理,逐步培養學生的想象力和思維能力。
4. 知道在化學變化中,分子是可分的,而原子卻是不可分的。培養學生學會運用辯證統一的觀點來思考問題的思想方法。
三、教學重點和難點
1. 重點:逐步學會科學探究的學習方式;認識并理解分子和原子的基本概念;能夠運用分子和原子的觀點解釋生活中的現象。
2. 難點:培養學生的抽象思維能力、想象力和分析、推理的能力。從微觀角度認識物質的變化和物質的分類。
四、教學過程設計及解析
教學環節1:從分子的角度認識物質的變化
設計意圖:先由學生熟悉的水的蒸發過程入手,再以前一單元剛學過的過氧化氫的分解為例,創設教學情境,通過小組合作,畫一畫變化前后的微觀模型,讓學生感知由分子構成的物質,在發生物理變化和化學變化時的不同表現,在此過程中培養學生的核心素養,具體分析如下。
宏觀辨識與微觀探析: 水的蒸發和過氧化氫的分解是兩個宏觀現象,學生通過畫微觀示意圖了解變化的本質,物理變化中,分子本身不變,化學變化中,分子發生改變,變成別的物質的分子。培養學生學會從微觀的角度看物質,用微粒的變化分析物質的變化。
變化觀念與平衡思想: 在講解水的蒸發的過程時使用了動畫模擬水分子變化前后的狀態,使學生能夠直觀地感受到分子是在不斷運動的,并且溫度越高分子的運動速率越快,但是分子的數目不會增減。
教學環節2:分子與物質化學性質的關系
演示實驗
設計意圖:通過實驗探究引導學生分析淀粉變藍的本質原因,進一步培養學生的核心素養,具體分析如下。
實驗探究與創新意識:利用學生在生物中學到的淀粉遇碘變藍的知識設計了對比實驗,體現了探究精神和創新意識。
尋找證據進行推理:通過對比實驗的設計,讓學生觀察到明顯的實驗現象,碘酒和碘蒸氣都能使淀粉變藍,從而證明同種分子化學性質相同,幫助學生理解分子是保持物質化學性質的最小粒子。
宏觀辨識與微觀探析:學生看到的是宏觀的實驗現象,淀粉遇到碘酒和碘蒸氣都變成了藍色,引導學生分析微觀本質,碘酒和碘蒸氣中都含有相同的碘分子,使淀粉變藍的是碘分子。
科學精神和社會責任:碘蒸氣是有毒的,為了減少碘蒸氣進入空氣中,我們在實驗中用饅頭塞住燒瓶的瓶口,并且盡量縮短加熱的時間,體現了環保意識和高度的社會責任感。
教學環節3:分子與原子的聯系
設計意圖:分子和原子這些肉眼看不到的微觀粒子很抽象,學生不容易理解,我們通過各種分子模型讓學生直觀地感受分子原子的存在,以及在變化中的表現。在此過程中,充分實現了培養學生核心素養的教學,具體分析如下。
宏觀辨識與微觀探析:對中學生來說,分子和原子這些肉眼看不到、手摸不著的微觀粒子的確非常抽象,我們只能借助多種分子模型,使學生具體的、可感的理解分子的構成,在此基礎上,認識現象背后的一般規律,學生的抽象思?S能力也得到了培養。
證據推理與模型認知:分組活動,給學生兩個過氧化氫分子模型,演示過氧化氫分解產生水和氧氣的變化過程,學生通過演示自然理解在化學變化中,分子可以破裂成原子,原子重新組合成新的分子。
教學環節4:從分子的角度理解物質的分類
設計意圖:從學生已有的物質分類的知識入手,并結合微觀圖片,透視分類的本質,只含一種分子的物質是純凈物,含有不同分子的物質是混合物。
五、教學反思
1. 發展化學學科核心素養要依托教學內容,并基于?W情進行改造,讓學科的教學內容更貼近學生的認知水平,呈現方式更符合學生的認知規律。例如本節內容中“由分子構成的物質,分子是保持其化學性質的最小粒子”這一知識,教材中并沒有相應的實驗,學生很難理解這句話的意義。我們可以讓學生借助已有的知識,設計簡單的實驗,并通過觀察、想象、類比等方式,引導學生觀察實驗現象,分析現象背后的本質,在此過程中可有效培養學生宏觀辨識與微觀探析,證據推理和模型認知以及實驗探究與創新意識等核心素養。通過整合,增刪,讓學生對化學知識的理解有新的提高。
篇4
【關鍵詞】化學基本觀;三重表征;核心素養
什么是化學基本觀呢,本人認為學習者通過對化學知識的學習和理解,自我構建以化學視角認識事物的態度、解決問題的思想、方法和觀點,稱為化學基本觀。化學基本觀并不是以現成結論形式出現在教材中,而是內隱于事實、概念、原理等具體的化學知識及其體系中,伴隨知識層次的推進而發展、而深化。可以說,化學基本觀是化學基本思想和方法在自我頭腦中的綜合與提升,是化學學習最終目標和對化學認識的最高境界。
在課堂上重視“化學基本觀”就必須注重過程體驗。在初中化學教學中,我們常常發現,有些老師輕視學生“過程體驗”,把化學教學變成純粹的“紙上談兵”;有的把理性的化學教學變成了簡單的“識記性教學”;有的“演示基本應付,分組幾乎不做”,“畫實驗”、“講實驗”;更有甚者在電腦上“看實驗”等現象存在不少。這些做法必定扼殺學生主動體驗、感知獲取知識的能力。不能因為客觀實驗條件困難或者“搶進度”等原因而放棄“過程體驗”。化學教學本身要結合學科特點和學生實際,創造讓學生多動手嘗試、積極參與的機會,使學生在過程中豐富個體體驗,提升體驗的質量和內涵,形成自己的“化學基本觀”。例如在講授“金屬的防護和廢金屬回收”時,可提前分組布置學生在家帶來生銹鐵釘及新鐵釘以備實驗之用,一部分同學到回收站調查金屬回收的一些情況。課堂上,找幾位實驗現象比較明顯的學生與幾個實驗現象不明顯的學生進行對比展示匯報,老師引導、啟發學生分析原因。通過全體學生自主交流,很自然就知道“鐵在潮濕的空氣中發生化學反應,生成鐵銹”這一事實。進而老師進行教學拓展,請學生再思考:一半浸在水中的鐵釘,哪一部分銹斑最明顯,理由是什么等問題,啟發學生對鐵銹生成的原因和防止鐵銹生成的方法有比較深入的了解,使學生在輕松的探究氛圍中,掌握化學知識和技能,在自主探究和交流合作過程中,培養他們“化學基本觀”。真正實現化學課標要求:讓學生認識科學探索的一般方法,掌握化學探究中常用的、有效的實驗方法和手段,學會觀察、記錄化學現象以用數據處理等,了解化學原理應用于實際化工生產的方法等。所以重視“化學基本觀”的形成,是精簡教學內容,減輕學生過重負擔,提高學生問題解決能力的重要途徑。
不管什么學科知識的學習,若干年后具體知識或許會被遺忘,但是該學科特有的思維習慣、思想方法會烙印在腦海中,并不夸張地說或許會伴隨其一生。所以說化學教學必須超越對具體知識本身的追求產,從傳授事實、掌握知識轉變為運用事實、發展觀念,形成思維。“三重表征”思維能力是化學學習過程中,自我構建、自我轉變形成的核心能力,當然是化學課堂教學必須落實的重要任務之一。我們知道學習化學與化學研究,不僅要從宏觀現象上對物質的性質和變化進行觀察、描述,而且還要從微觀結構上進行解釋,只有如此才能把握事物的本質和規律。對于宏觀上的物質不是每一樣都可以拿到眼前用手觸摸與體驗的。即使可以讓我們觸摸與感知,但在學習與研究中還是不方便甚至不現實,所以我們還要運用抽象的化學符號進行表達和交流。從宏觀、微觀、符號三種水平上認識和理解化學知識,自我構建三者之間的內在聯系,思維在三者之間自由靈活地轉化。這已經成為國際上公認的化學科學不同于其他科學的最具特征的思維方式,即“三重表征”思維。這也是化學五大核心素養之一“變化觀念及平衡思想”所倡導的。
雖然中學課程改革進行了很多年,但單一的“識記性的教學”化學教學已根深蒂固,老師與學生沒有真正從“三重表征”思維方式的形成與培養等去尋找原因,結果把化學學習變成了“枯燥性的點滴記憶”。其結果影響了初中化學教學質量,更影響了學生將來走向社會思考問題所必須的“變化觀念及平衡思想”。所以從“三重表征”思維入手,把握好每一節課的教學十分重要。例如在講授“奇妙的二氧化碳”時,首先引導學生課前自主學習,了解學習的重點,激發學習動機,課堂教學時,老師可以展示一瓶二氧化碳,讓學生歸納其物理性質,然后重點探究二氧化碳的化學性質,為了突破二氧化碳與水反應這一難點,教師指導學生通過兩個實驗來探究,再通過學生交流討論得出這一性質;同時布置適當的課堂練習。讓學生真正參與到教學中來;教師把實驗探究、觀察討論、小組合作交流融為一體。增強學生主體參與能力、合作能力、探索能力,最后通過微視頻介紹二氧化碳和干冰的用途,讓學生認識物質的性質與用途的關系,真正落實化學實驗是化學教學中最有效的“事件發生器”。整節課,學生思維始終處于最活躍的狀態,教學置疑中伴隨著“三重表征”思維的建構,課堂教學效果當然顯著。
化學老師必須樹立這樣的觀點:化學教學要將化學知識的內在聯系、內在意趣投影于化學實驗,吸引學生在化學實驗的感召下開展學習活動,通過個體或團隊的探究,使得隱含的知識和方法等逐步、整體地顯露出來,從而促進學生的理解建構與合作精神,培養學生的探究能力與應用能力。把化學教學從“掌握一種知識的化學”轉移到“建構一種思維方式的化學”上來,真正落實核心素養于課堂。
【參考文獻】
[1]衣敏之.幾種探究式教學模式的研究[J].化學教學,2011(3)
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關鍵詞:化學教學;科學素質;化學素養
中圖分類號:G630 文獻標識碼:A 文章編號:1003-2851(2012)-08-0041-01
科學素質是人們在認識自然和應用科學知識的過程中所表現出來的基本素質,又叫科學素養。它是科學知識、科學能力、科學方法、科學思想和科學品質的綜合反映。沒有一定的科學知識做基礎,科學素質將無從談起。科學能力和科學方法是科學素質的核心要素。我們一再強調能力培養,強調“學會學習”其核心就是科學思維能力和創造能力的培養,以及科學研究方法和科學學習方法的訓練。對中學生來說,科學素養是學生在接受一定的科學知識過程中所形成的適應社會發展和完善自身所需要的基本品質和能力。從科學素養內涵出發,結合化學學科特點,人們普遍認為化學科學素養是指一定結構層次的知識和能力以及解決實際問題的內在品質。我在初中化學教學中從以下幾個方面培養提高學生的科學素養。
一、通過實驗探究獲取學科知識,學會科學方法,形成正確的情感態度價值觀,培養化學學習的能力
學科知識是學科素養的主要內容,學科知識獲取是提高學科素養首要任務,通過課堂教學使學生掌握化學知識,是提高化學素養的基礎。如何緊扣知識目標通過有效的教學方法提升學生學科素養呢?在教學中我根據所學知識的特點,通過實驗探究方式使學生在老師引導下,在探索過程中主動發現知識,同時提高獲取知識能力。
二、從學生已有的生活經驗出發,通過解決實際問題提高信息的獲取和加工能力
學習過程是解決問題的過程,化學學習的最終目標是運用化學知識和技能解決與化學相關的實際問題。除學科知識素養外,學科信息素養對解決實際問題起著至關重要的作用。化學學科信息素養也就是通過對實際事物、實驗現象、實物、模型、圖表的觀察、接受、吸收、整合化學信息的能力。課堂教學中,對相關實際問題的探討解決,是提高學生信息素養的主要途徑。在“配制一定質量分數的溶液”教學中,我首先讓學生課前搜集實際生活中溶液的信息,在家中自行配制一杯溶液,增加生活體驗,感性認識到配制溶液過程所需獲得的信息,在課堂上引導學生進行信息分析,確定解決特定問題需要什么樣的信息,結合已有知識和能力對信息進行處理,感受理論知識與實際應用的聯系,提高學生獲取和加工信息能力。
三、教學中貫穿“化學思想”的培養,使學生形成基本的化學觀念
學生將來可能會忘記具體的化學知識,但一些基本化學觀念應印在腦海里,成為認識世界、做出相關判斷的基本依據。因此在化學學習過程中,應該引領學生從化學學習中提取根本性的東西,上升到化學思想層面,形成基本的化學思想。
1.物質的微粒觀、元素觀。在“分子、原子”“元素”“物質的變化”“質量守恒定律”“水溶液的導電性、顏色”及“酸堿通性和中和反應”的教學中,學生逐漸認識物質構成的微粒性,物質多樣性而其元素組成是統一的,讓學生從宏觀與微觀兩個角度獲得認識物質世界的特殊視角。
2.結構決定性質。化學研究物質及其變化,不僅研究自然界已存在的物質及其變化,還要研究和創造自然界不存在的新物質。即化學其實就是圍繞“物質”進行研究或學習的科學,這種研究或學習的基本思路是什么呢?物質的結構決定了物質的性質,物質的性質決定了物質的用途,這就是化學的歸因思想,因此,從物質的“組成結構性質用途制取”來學習物質的知識,是中學化學最基本的思路。
3.守恒思想。“化學反應”是化學研究的中心問題,化學變化微觀抽象,對學習和理解物質化學變化造成困難。守恒思想給研究化學變化提供了幫助,樹立守恒思想就是抓住了化學變化的根本。特別是復雜的化學變化,守恒思想在分析和解決這些問題上有很重要的作用和意義。
4.分類思想。面對復雜的化學變化,分類思想在化學的學習中發揮了重要作用。通過分類研究,把性質相似的物質或類型相似的反應歸類,使化學學習和研究有規律可循,可由點及面地掌握知識。還可通過不同分類方法,使我們從不同角度全面理解所學知識。
四、堅持科學態度,尊重客觀事實,形成科學的價值觀
在教學中緊密聯系社會生活,面對“酸雨”“溫室效應”“白色污染”“蘇丹紅”“三聚氰胺”等社會熱點問題,能以科學的態度做出客觀公正的判斷,而不是放大危害性,將“化學”當作危險、有害、毒害的代名詞;在實驗教學中,出現現象與結論不符合,教師能尊重客觀事實引導學生查找原因反復實驗;在“燃料的選擇”“金屬材料的使用”“化肥、農藥的利與弊”“合成材料的使用”教學中,通過查閱資料,組織辯論、撰寫小論文等方式,幫助學生形成科學的價值觀。
以上是筆者平時教學過程中,緊緊圍繞學科知識、學科能力、學科思想和價值觀等方面,對學生進行的科學素養培養。培養具有科學素養,能進行個人決策,參與公民事務和文化事物、從事經濟生產的合格公民,是每一位教師不可推卸的責任。
參考文獻
[1]中華人民共和國教育部.全日制義務教育化學課程標準(實驗)[M].北京:北京師范大學出版社,2001.
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理論與實踐相結合是化學課程的主要特征,課堂教學的有效性在于師生的良好互動,如何提高學生學習化學的主動性從而打造優質課堂,成為了化學教學的重中之重,新課改進行到今天,教師的教學手段與教學技巧都應是與時俱進的,教師在進行教學設計的同時,應該把提高學生的探究意識放在首位,通過學生的自我探究實現課堂的高校教學,這不但符合課標要求,也是符合時代要求的。
關鍵詞:
中學化學;高效課堂;教學策略
化學教學是一門知識與技能兼備的學科,教師在教學時不但要注意提高學生的知識積累,還要培養學生的化學技能,從而保證他們能夠不斷獲得新的知識體驗。在當下的化學教學中,傳統的教學模式已不能適應新課標的要求,關注學生在學習過程中的情感體驗和學習方法是新一輪課改的基本要求,化學核心素養的提高是近幾年課改的普遍要求,教師在用新的理念教學的同時,如何更好的提高教學質量,如何激發學生的探究意識,如何實現高效課堂是擺在每個教育者面前的問題,有鑒于此,筆者根據自己有限的教學經驗,提出一些淺見,期望能夠為初中化學教學提供一點有益的借鑒。
一、建設積極班級文化,激發化學學習興趣
班級文化具有無形的教育功能、激勵功能、制約功能,它有利于今后學生的可持續發展,也有利于課堂教學的順利開展,在班級文化建設中,要突出學科特色。可以在教室角落里設置小型化學展覽館,展示一些分子模型、化學儀器、化學趣味讀物、優秀作業等;開展專題交流會,鼓勵學生進行化學見解和學習方法的交流;組織社會實踐活動,如參觀化工廠、收集不同種類的電池、生活中的化學實驗等;積極宣傳化學的人文性,包括化學史料、化學科學與技術發展及應用的重大成就、化學對社會發展影響的事件等,讓學生理解化學使生活更美好。化學是一門充滿神奇魅力的學科,且與學生生活密切相關,教師要把化學真正融進學生的生活中而不只是停留在冰冷的試卷上,讓學生懷著新奇、愉悅的心情去主動求知,讓學生愛上化學學習。
二、切實立足科學素養,降低學習認知負荷
新一輪化學課程改革以提高學生科學素養為主旨,在化學教學中,教學觀念要著眼于學生科學素養的培養,關注學生的學習過程和學習活動,設計有機融合、指向性強的三維目標;優化教學內容,把握化學學科特點,強化實驗探究在化學學習中的重要地位,重視化學核心概念和基本觀念對學生理解科學本質的重要作用,改變知識灌輸式教學,把教學重點從化學知識轉移到科學方法的教學,圍繞核心概念設計教學活動,在問題解決過程中加深學生對科學方法和科學本質的理解;改進作業設計,設計個性化、開放式的作業,學生在完成作業時所需時間、思考方向、參考與問詢的深度與廣度等因人而異,因材施教的可能性和選擇性都能夠較好體現。基于科學素養的化學教學致力于改變傳統的知識灌輸式教學,以學生的已有化學知識水平、能力發展水平以及興趣、愛好和潛能為教學起點,精選教學內容,選擇合理的教學策略和教學方式,聯系生活、生產實際組織教學活動,注重探究學習活動,充分發揮實驗的教育功能,以期達到學生對化學本質的理解,這是與降低認知負荷的研究相一致的。
三、突出學生問題意識,優化化學課堂教學
課堂教學要以問題為“催化劑”,在問題和問題解決中活化課堂教學。加拿大McMasterUniversity首創的PBL教學模式對化學課堂教學很有借鑒意義,PBL教學理念認為:問題既是學習的起源,也是選擇知識的依據,又是掌握知識的手段。因此,在化學課堂教學中,教師要立足學生主體意識和問題意識,以問題形式呈現教學任務,采取多樣教學策略和教學活動,為學生參與問題解決創造機會,而且要使全體學生參與;任務設置要從學生已有知識水平出發,注意從易到難,循序漸進,避免使基礎差的學生感到任務太難而產生挫折感,又不能讓基礎好的學生因任務簡單而失去興趣;教學評價要突出評價的激勵功能,注重對問題解決過程的診斷和改進,弱化考試競爭,鼓勵學生自我超越。通過基于問題的教學,提高化學教學實效,讓每個學生輕松愉快地學習化學。
四、培養良好學習品質,提高化學學習效率
學生主動探尋化學本質的好奇心、欣賞化學讓生活更美好理念的態度、高效學習化學的學習方法、自覺監控化學學習過程的元認知等是高效化學學習的重要支撐。在化學教學中,教師要注重培養學生良好學習品質,尤其是高效學習方法的指導和良好學習習慣的培養,學習方法和學習習慣是學習品質中促成知識學習和能力獲得的兩大支撐,是解決“會學”和“能學”問題的鑰匙。化學學習要注重圍著核心概念建構知識體系;“結構決定性質,性質決定用途”是研究物質的經典模式,按照物質的組成、化學式、化學性質、化學變化、用途、制備的線索有序進行;化學用語學習要抓住宏觀———符號———微觀三重表征的實質;化學理論學習要注重其對生產生活的指導意義;化學規律學習要注意其適用范圍,對跳出規律的特例要重點記憶;化學實驗學習要注重實驗對化學原理的驗證和解釋等等。而良好的學習習慣幫助學生獨立、認真地完成學習任務,自覺監控反思學習過程。課前預習,上課認真做筆記,認真完成作業,有效地尋求幫助、主動使用錯題本等都讓學生更加輕松、出色地完成學習任務。另外,在教學中要注意對學生進行抗壓訓練和歸因指導,以增強學生面對挫折和困難時的耐受力。
五、結語
總之,化學課堂的有效教學是為學生的發展服務的,學習不再是只為了分數、為了中考,而在于技能掌握,科學素養的提高,科學的價值觀及科學態度的形成,在于科學的探究能力及合作精神的培養,在于創新潛能的激發。
參考文獻:
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[4]陳志.初中化學探究性教學應樹立五種意識[J].化學教學,2011(3).
篇7
近年來教育教學改革的力度和步伐逐年增大,正悄然影響著每個人的生活。教育改革的戰略主題是堅持以人為本、堅持德育為先、堅持能力為重、堅持全面發展,作為一個國家的系統工程,這場變革將決定著整個民族的發展和未來。2016年教育改革將要實現突破的六大方向中明確提出中高考的改革方向:“考試越來越體現‘實’與‘活’”,這一方向的變化在2015年、2016年北京高考化學命題中已有所體現,試題突出了基礎知識和科學素養并重的新課程理念,彰顯靈活創新的特色,更加重視對學科核心素養、觀念和價值的考查。中高考改革在一定程度上是教育教學改革的航標,將引導教師發掘適宜學生素養培養和能力發展的教學內容,將促成學生改變原有的學習方式。下面通過例析2015年、2016年北京高考化學試題的變化,來看教育教學改革背景下化學教學的發展。
一、滲透傳統文化和民族意識的培養
試題首次選用古代科技的應用原理為問題情境。
如2016年試題7. 下列中草藥煎制步驟中,屬于過濾操作的是
試題首次選用中國學者的人名反應為應用信息。
如2015年試題26:“張-烯炔環異構化反應”被Name Reactions收錄。該反應可高效構筑五元環狀化合物……
在科學史上,中國有許多重大發明,對世界做出重大貢獻的分別有:造紙、火藥、中藥學、煉銅、煉鐵、煉鋼、陶瓷、首次人工合成蛋白質等。教育的目的對于一個民族來說非常重要的是認同與傳承,試題能夠以此為著眼點,兼顧了歷史與現代科技中我國的突出貢獻,不但對于考生是激勵,對于教學更是起到了引導的作用。學生文化素養的提高,依靠的是民族精神的傳承與弘揚,該立意充分體現了傳統文化和民族意識的培養貫穿于化學學習過程的始終,因此教學中需要始終滲透傳統文化和民族意識的培養,才能真正做到化學教育是民族的教育。
二、承載時展和科技成果的影響
以2015年北京高考化學整套試題為例,試題素材選用眾多緊扣時代科技發展的成果作為素材背景,如:
試題9.最新報道:科學家首次用X射線激光技術觀察到CO與O在催化劑表面形成化學鍵的過程……
試題10.合成導電高分子材料PPV的反應……
試題26.氫能是一種極具發展潛力的清潔能源。以太陽能為熱源,熱化學硫碘循環分解水是一種高效、無污染的制氫方法。其反應過程如下圖所示……
試題27.研究CO2在海洋中的轉移和歸宿,是當今海洋科學研究的前沿領域……
試題均緊密結合基礎化學知識和基本原理的應用進行了多維度的考查,一方面幫助師生了解到即使最新科技前沿也并非遙不可及,引導化學教學關注科技發展,立足培養學生的科學素養;另一方面引導學生感受化學學習和研究的社會價值,激發學生探索未知的興趣。
很多教師會認為科技前沿離學生現有的認知太遠,試題的呈現很好地糾正了化學教學中存在的這種偏頗認識,很多事情不是有了希望才做,而是做了才有希望。學習的目的不光是習得,更有發展和創新。試題的考查表明,日常化學教學的過程可以承載時展和科技成果的影響,只要選好應用基本知識和基本原理的視角,這一學習過程就可以轉化為應用所學解讀未知的過程,讓化學教育可以站在一個比較高的起點上來喚醒學生對未來的渴望,這樣的化學教育才是發展的教育。
三、外顯學科核心思想方法的表達
對化學思想方法的考查是檢測考生化學科學素養水平的重要手段。中學階段,化學思想方法的學習滲透在化學知識學習的過程中,比如物質變化是有條件的,物質結構決定性質,定性與定量、宏觀與微觀、量變與質變等,理解并運用化學思想方法來解決實際問題是學生形成化學學科特質關鍵能力的重要過程。
2015年北京的高考化學試題進一步外顯了學科核心思想方法的考查。
如試題27的(3)海水中溶解無機碳占海水總碳的95%以上,其準確測量是研究海洋碳循環的基礎。溶于海水的主要以4種無機碳形式存在,其中占95%。測量溶解無機碳,可采用如下方法:
①氣提、吸收CO2。用N2從酸化后的海水中吹出CO2并用堿液吸收(裝置示意圖如下)。將虛線框中的裝置補充完整并標出所用試劑。
對于該問的回答考生需要讀取出海水目前“未酸化”、海水酸化后才能用N2吹出CO2,即理解“酸化”的含義;需要聯系以往學習中實驗室制備CO2的實驗模型,根據該問題的具體情境進行遷移并選取出適合的實驗儀器,即分液漏斗;需要選擇適合的酸來進行酸化,以避免對后續裝置中吸收CO2進行定量測定的干擾,即只能選取非揮發性的硫酸來作為反應試劑,而不能選取揮發性的鹽酸和硝酸;需要聯系實際理解“吹出”的含義,轉化為解決該實際問題的進N2導管和出CO2導管,且進氣管必須插入液面以下,以保證N2與反應溶液充分接觸,達到吹出CO2的目的。
通過上述分析發現,該問的解析依次考查了“物質變化是有條件的”“模型與實驗”“定性與定量”等化學思想方法,將其以測量海洋碳循環中溶解的無機碳這一事實情境呈現,通過繪圖的方式外顯了考生思考實際問題時的化學學科素養水平和學科能力水平。這就對日常教學該向什么方向發展提出了具體的要求,以往應試教育中死記硬背、多做熟練的學習方法必然被摒棄,回歸學科本體,培養學生思考化學問題的學科視角和方法將成為教學的主導,旨在培養學生在褪去化學知識后還能否運用化學思維方式來思考問題,比如針對“水變油”類似的發明、“一針還你青春”之類的廣告,能夠保持科學的冷靜態度來加以抵制。這樣的教學是“科學”的教育,為學生具備終身的科學素養提供學習的載體和學習的方式。
四、加強學科思維歷程的考查
1. 思維歷程考查的力度明顯增加
近兩年北京高考化學試題針對思維歷程考查的力度明顯增加。如試題中多以簡答題的形式來考查學生的思維歷程。下面就近6年北京高考化學試題Ⅱ卷中簡答題的數量及分值分別進行統計,見表1。由數據不難看出,2011-2014年試題中簡答題的數量在3處左右,分值占Ⅱ卷總分的10%左右;2015年試題的簡答題數量高達8處,分值占Ⅱ卷總分的27.6%;2016年試題的簡答題數量增至12處,分值占Ⅱ卷總分近50%;明顯增加了對學生解決問題過程中學科思維歷程的考查力度,漲幅明顯,變化突出。
2. 思維歷程考查的容量明顯增強
近兩年北京高考化學試題針對思維歷程考查的容量明顯增強。如近6年北京高考化學試題中考查內容相近的簡答,思維容量也不盡相同,表2列出2014年、2015年化學試題中電化學簡答的題目以及思維容量的比較。
由上表分析可以看出,2015年跟2014年的電化學簡答試題相比較,明顯增強了對學生解決實際問題過程中學科思維歷程的考查容量,考生不但需要觀察模型獲取有效信息,還需要運用電離理論、電解原理以及反應原理解決實際問題,最后將分析問題的整個過程用正確的化學術語及文字做出表達,充分體現了對考生化學素養和思維水平的考查。
試題的呈現對于學習過程提出了更高的要求,既要知其然,更要知其所以然。目前教學中往往存在過于追求結論的現象,而忽視了問題解決的形成過程,而這一過程恰是學生思維能力培養的過程,只有教學中著力于思維過程的展開,發現解決問題過程中存在的障礙,才能培養學生的思維能力,因此,加強學科思維歷程的培養教育,實質就是能力發展的教育。
五、展現學科創新能力的考查
化學是一門以實驗為基礎的科學,實驗是學習化學的重要途徑和手段。近6年北京高考化學實驗探究試題中有4處是通過探究形成結論的,下面通過表3的對比來分析得出結論能力要求的異同。
通過三年結論形成的比較可以看出,北京高考化學探究試題對于結論形成的能力越來越高:2011年試題直接根據現象得出結論;2014年試題需要對現象和數據進行整合分析,實驗結論既有探究的目的,又有探究過程中新的發現;2015年試題的結論既基于學生所學,又高于學生所學,展現了對于學科創新精神的考查。
記得北大的嚴宣申教授每次跟中學教師交流指導的時候都會叮囑我們“在幫助學生關上一扇門的同時,一定要打開一扇窗”,也就是說學習沒有止境。在一定程度上探究學習可以說“沒有結論”,因為所有的探究都是源于發現、源于質疑,而這正是學生創新能力的培養和發展,做沒有止境的結論繼續探究的教育,就是做創新的教育。
綜上所述,近年北京高考化學試題的變化不但體現了教育教學改革的精神,而且對于中學化學的教學有積極的導向作用,試題的呈現對教育教學改革大背景下的學習和教學均產生了新的思考,今后的化學教育和教學將是民族的、發展的、科學的、能力的、創新的。
篇8
關鍵詞:科學素養;試題;課堂實驗操作
為了體現普通高中新課程的理念,反映化學學科課程標準的整體要求,化學科考試大綱明確指出,化學高考試題將在測試考生進一步學習所必需的知識、技能和方法的基礎上,全面檢測考生的化學科學素養。新課標指出科學素養落實到化學課程,注意既科學的核心概念與化學知識體系的關系,又有意識地在化學知識的應用過程體現科學思想、科學方法和科學價值觀。對于高三學生來說,中學教材的內容基本授完,教師利用現成的教材內容來進一步培養學生化學科學素養有所弱化,如何通過高三化學復習來提高學生的科學素養,下面談談自己的體會。
一、在試題的評講中要注重師生的情感交流
高三化學的復習過程中,大考、小考比較多,學生學習壓力大,教師在講評試題時應以關心、激勵、委婉提出等人性化的語言貫穿始終。有的題目學生做過,還是不會,我們應好好反思自己的教學行為,了解學生的學習情況,及時做好補救的工作。教育學家第斯多惠指出:“教學的藝術不在于傳授本領,而在于激勵、喚醒、鼓舞”。因此,我們在試題的評講過程中,應會欣賞學生,善于發現學生的閃光點。在批改試卷的過程中,盡量找出每一個學生答題的優點,在試卷中寫激勵的批語,在試卷的評講過程中做適當的表揚。在試題的評講過程中,注意要放下教師的“權威”和“架子”,暴露自己的思維過程、也讓每個學生都有暴露思維過程的機會,各抒己見,讓他們在交流討論中發現問題,在關心下增強信心,激發興趣,消除其壓抑感,在表揚聲中獲得愉悅。此外,教師要愛護學生的自尊心,不能因為學生提出一些顯淺、錯誤或怪誕的問題而感到驚訝或可笑。對學生提出的任何問題都要滿腔熱情,不能“潑冷水”,這對培養學生的創造性思維都有重要的意義。
二、習題的設計上關注STSE(科學、技術、社會、環境),體現學科的發展性和時代性
在高三的復習中,我們要精選習題。習題在設計上要有利于學生掌握學科的核心知識,有利于提高學生的科學素養,眾多事實表明:許多學生會做一個概念的相關試題,但其在進行概念學習過程中所形成的迷惑,并沒有轉變,易造成知識世界和觀念世界的分離。我們在試題的練習與講評中應擔負著這一功能。以習題為載體,培養學生關心科學的社會效果,關心當代社會面臨的重大問題,關心如何保護人類的生存環境等。通過習題的講練,培養學生有效地解決日常生活中所遇到的與化學相關的問題,知道如何獲取信息,并且在需要時能進行科學的決策。在教學中,注意引導學生自覺地關心自然、社會、科技以及生產、生活中的化學問題,了解化學學科研究的最新成果,幫助學生學會運用已有知識對現實問題進行初步研究,使他們逐步形成對社會、對自然的正確的情感、態度和價值觀,有利于培養學生科學素養、創新精神和運用所學知識綜合解決實際問題的能力。
三、利用典型題來以“點”帶“面”,提高學生的歸結小結能力
知識是能力的基礎,能力提高有利于掌握知識。新教材知識內容編排體系、邏輯結構、知識的呈現方式不具有系統性,這要求我們師生要站在一定的高度來審視所學過的知識。教師應引導學生梳理好中學知識,在理解的基礎上記起來,進而提高學生的歸納、小結等自學能力。在習題課的教學中,我們要選擇應具有代表性的、典型的習題作為“點”來給學生訓練。通過典型題的訓練和評講,讓學生聯想、回歸到課本的有關知識點,使知識前后連貫,融會貫通,形成知識網絡,達到落實雙基的目的。例如對于化學反應速率的知識點,我們可以選擇一道比較典型的題目來加以訓練,通過該題的訓練讓學生聯想回憶反應速率的定義、表達式、單位、影響因素、與化學平衡的關系以及用不同反應物或生成物的反應速率來表示該化學反應的反應速率有何關系等;可通過典型的無機推斷題來讓學生聯想、回憶元素及其化合物的有關知識,聯系實際并構建學科知識點網絡,在習題的訓練中加強知識的記憶、聯系及理解。
四、以主干知識為載體,設計典型的習題來提高學生的學科能力
篇9
“核心素養”這個概念從2014年提出即引起了教育界的高度關注。2016年9月13日,核心素養框架正式出臺,從三個方面、六個角度、十八個點詮釋了學生發展應具備的,能夠適應終身發展和社會發展需要的必備品格和關鍵能力。在小學階段,核心素養落地的最直接渠道就是學科教學。
二、英語學科核心素養
作為一線的英語教師,新課程標準提出的綜合語言運用能力我們都耳熟能詳,我們認為核心素養不是對綜合語言運用能力的摒棄,而是進一步豐富內涵。綜合語言運用能力中包括的五大方面:語言知識、語言技能、學習策略、情感態度和文化意識,逐步過渡為英語學科的關鍵能力和必備品格。我們將它從三個方面進行理解:語用與語感、理解與表達、文化與情感。語用與語感包括:豐富的語言體驗,有效的學習策略,有效的思維方式;理解與表達包括:比較扎實的語言知識,較為熟練的語言技能;文化與情感包括:多元的文化意識,跨文化理解能力,正確的學習態度,積極的學科情感,良好的語言自覺。
三、基于核心素養的實踐與思考
關于英語學科核心素養的構建,我們經歷了“問題―思考―實踐―反思―提升”的過程。我們主要思考的問題是學生學習英語這門課程應該發展怎樣的學科核心素養。
(一)整合資源,開發適合學生的課程
“如何整合課程內容?”是對教學設計的再思考,教學從“知識教學和技能教學”轉向“對學科核心素養的培養”需要教師加深對學科本質和價值的認識,重視對語篇意義的解讀。在設計活動時,關注內在邏輯和關聯,注意提煉和整合內在的知識結構。因此,提高教師的文本解讀能力是關鍵。
基于我校學生特點和知識水平,針對于高年級的教學內容,
我們也在嘗試做基于篇章的整體開發,應該說有比較豐富的實踐和探索。單元整體開發是以主題為中心,為學生提供更大的空g,發散學生思維,培養學習技能,使學生能把所學知識和生活結合起來,發展學生的語感,讓單元內容以語篇的形式整體呈現,而不是零散、片面地出現。教材的有機重組和有效利用是教師利用教材和調試教材來提高課堂效率,培養學生形成有效的學習策略,促進學生能力發展的有效手段。重新設計后的教學內容堅持“基于實際學情”的原則,通過“數字環境下情境教學”與“個性發展”兩條線索雙螺旋發展的設計與開發原則,將語言知識和學生的生活實際結合起來,引導學生在自身的生活實際中開展交際活動。
(二)探索利于學生學習的課堂模式
要改變教學方式,教師需要:
1.認真研讀和分析文本,梳理語篇主題意義。
2.確保教學設計情境化、問題化、活動化,體現綜合性、實踐性和關聯性的學習過程。
3.在主題意義探究和解決問題的活動中,整合語言知識學習和語言技能發展,體現文化感知和品格塑造,發展思維品質和語言學習能力。
4.從表層學習走向深度學習。
我校英語教師根據學生年齡特點,通過翻轉課堂、生態課堂、智慧課堂、微課等教學模式的研究與思考,做到教學相長。在教學過程中,教師與學生一同成長,使課堂成為培養英語學科良好學習策略的陣地,成為智慧課堂。
“翻轉課堂”能夠成為時下一種新型的課堂教學模式,其原因是將傳統教學中教師在課堂傳授知識、學生課后完成作業這一過程進行“翻轉”,改變了學生的學習方式,培養了學生多元的文化意識,通過學習與探索我們初步形成了“學―疑―導―練”的整體操作框架。“先學后教,以學定教”的教學思想逐漸被廣大教師所認可。我們更加認識到這是“生本課堂”的學習理念和“一對一個性化學習”理念的新型模式,培養了學生正確的學習態度、積極的學科情感、良好的語言基礎。借助數字化一對一平臺,讓課堂“生動”起來,教師從主動變為被動,從主導變為引導,改變學生學習思維,讓學生逐漸成為學習的主角,形成良好的學習習慣,進一步培養和發展了學生英語學科核心素養。
提高核心素養的發展能力,就要實現教學方式的轉變,豐富語言體驗,創設語言氛圍,逐步形成英語學科必備的品格和特點。“一師一優課”評選中,我們組的英語教師就實現了這一重大轉
變。例如程欣老師的一節課,就是課堂改革的真實寫照,并且我校王欣老師、張迎婕老師等也都進行了課堂改革,同時取得良好的效果。
總之,英語教學中培養學生的核心素養是順應時展要求的體現,教師應結合教學內容和教學目標,采用有效的教學手段培養學生的核心素養,使學生形成正確的價值觀和高尚的品德,只有讓“核心素養”理念在英語課堂上落地開花,才會培養出高素質的學生,才會構建高品質的課堂!
參考文獻:
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[關鍵詞]科學精神;學生發展核心素養;化學學科核心素養;化學教材;欄目素材資源
一、基于學生發展核心素養的科學精神的探討
科學精神培養是科學教育的核心目標之一,但是,在長期的高中化學教育教學實踐中,不難發現,科學精神的培養在高中化學課程和教學中是有所缺失的。綜觀學校里的科學教育,大多數的教師只扮演科學知識搬運工的角色,簡單地把科學知識轉運給學生,卻漏掉了科學家做學問的精神、獲得科學結論的方法。在這種簡單機械轉移知識的灌輸式僵化教育下,學生只會把這些知識當作推之四海而皆準的圭臬,科學精神不可得,卻養成了獨斷的精神。這是科學教育幌子下最不科學的教育。[1]科學精神是伴隨近代科學的誕生,在傳承人類科學思想和知識的基礎上,逐漸發展起來的貫串于科學研究與探索的價值理念、意志行為和思維品質的綜合。[2]每個時代的科學精神都有其特定的內涵,是人類科學精神中發展的鏈條。近而言之,當代中學生的科學精神應有其特定的歷史內涵,其界定既要考慮到國家特定歷史時期的時代要求,又要考慮到當代中國中學生發展現狀和特定學科科學知識發展現狀,從中提煉出中學生科學精神的基本要素。只有這樣,才能為當前中學生科學精神的養成明確方向及實施路徑。《中國學生發展核心素養》將“科學精神”作為學生發展核心素養的六大維度之一[3],教育部正在組織專家修訂的《普通高中化學課程標準》也將“科學精神和社會責任”作為高中化學學科核心素養的五個維度之一[4]。可見,科學精神的重要性已經得到國家教育部門的高度重視。科學精神的培養必將成為未來高中化學課程改革的重要目標加以落實。科學精神的培養需要基于高中化學課程標準明確的目標規定、內容要求、教材編寫中豐富的素材資源和教師創造性的實踐才能實現。本文對科學精神培養的討論采用《中國學生發展核心素養》的描述和界定,即理性思維、批判質疑、勇于探究,并基于蘇教版高中化學教材“化學史話”“拓展視野”欄目教學素材資源功能和價值的挖掘,探討如何在高中化學教育中培養學生科學精神。
二、基于高中化學教材欄目素材資源培養學生科學精神舉隅
筆者選擇了蘇教版高中化學教材“化學史話”“拓展視野”兩個典型欄目,從“感悟化學理論曲折發展過程,培養學生理性思維”“辯證全面看待化學的是非功過,鼓勵學生批判質疑”“賞析諾貝爾獎獲獎者突破性工作,促進學生勇于探究”三個維度管窺高中化學教育過程中學生科學精神的培養。
(一)感悟化學理論曲折發展過程,培養學生理性思維
化學學科的理性思維是指學生能運用化學的科學原理和方法去分析生活中具體化學現象,從中養成科學的思維方式,尊重事實、實證求知的態度。從原子分子論建立至今,化學理論的發展經歷了漫長發展歷程,從迷茫到雛形,再從雛形到質疑,又從質疑到創新,在創新中不斷地完善和發展,建立了許多新的化學發展理論,科學合理地解釋了現實中遇到的問題。正如原子結構模型經歷了“道爾頓的‘實心球’湯姆生的‘葡萄干面包式’盧瑟福的‘行星式’玻爾的‘舊量子化’電子云”的演變,盡管每個模型的提出在當時解釋近乎合理,但隨著科學的實踐與發展,需要不斷地修正完善。任何的真理在特定條件下都有局限性,要理性認識客觀規律,崇尚真知,積極探求解決問題的新方法和新途徑,突破思維定式,用科學嚴謹的事實和證據,創立新的科學理論。[案例1]為了解釋共價分子的結構,美國化學家路易斯(G.N.Lewis)于1916年提出了共價鍵的概念。他認為分子中原子間通過共用電子對而使每個原子都達到稀有氣體的穩定結構。路易斯的共價鍵概念初步解釋了一些原子形成簡單共價分子的過程及共價鍵與離子鍵的區別,但其共價鍵概念有其局限性,它存在下列幾個方面的不足:(1)路易斯的共價鍵概念未能闡明共價鍵的本質和特性。例如,它不能說明為什么共用電子對能使兩個原子牢固地結合在一起。(2)路易斯的共價鍵概念不能解釋許多化合物的中心原子的電子數超過8個仍然很穩定的事實。如PCl5分子中磷原子的電子數是l0個而不是8個。為了解決這些矛盾,德國化學家海勒特(W.Heitler)和倫敦(F.London)等人于1927年首先把量子力學理論應用到分子結構中,后來鮑林等人又加以發展,建立了現代價鍵理論(ValenceBondTheory),簡稱VB法(又叫電子配對理論)。1932年,美國化學家慕利肯(R.S.Mulliken)和德國化學家洪特(F.Hund)從不同于價鍵理論的角度,提出分子軌道理論(Mo⁃lecularOrbitalTheory),簡稱MO法。20世紀30年代以后,就形成了兩種現代共價鍵理論——現代價鍵理論和分子軌道理論。蘇教版高中化學教材選修模塊《物質結構與性質》“拓展視野”欄目中編寫了共價鍵理論從經典到現代的發展歷程,每一次跨越,都是在前人研究的基礎上,引發不同觀點的碰撞,理性辯證地認識前人的研究成果,由表及里,從不同的角度,用不同方法揭示事物發展的內在規律。所以,在教學上要用好這些素材,有條件的學校還可以通過專題講座、情景劇、講述化學史故事等途徑讓學生了解化學理論曲折的發展歷程,懂得尊重事實和證據,遵循科學倫理,培養學生理性思維。
(二)辯證全面看待化學的是非功過,鼓勵學生批判質疑
《中國學生發展核心素養》對科學精神之批判質疑的主要表現描述如下:具有問題意識;能獨立思考、獨立判斷;思維縝密,能多角度、辯證地分析問題,做出選擇和決定等。化學史是一部質疑批判的發展史,正因為有一批又一批科學家不迷信書本和權威,善于捕捉問題,尊重事實和證據,敢于質疑,才能推動科學不斷發展。正如普利斯特利和舍勒在發現氧氣之后,仍忠實于“燃素說”,而拉瓦錫正因為不盲從、敢于質疑批判,了化學界“燃素說”百年之久的統治地位,掀起了一場史無前例的“化學革命”。科學的發展充滿著質疑批判,有成功的喜悅,也有失敗的教訓,應在質疑和教訓中不斷發現和解決問題,實現科學的創新發展。[案例2]1948年瑞典皇家科學院將諾貝爾生理學和醫學獎授予1939年發現第一種有機農藥DDT(俗稱滴滴涕)的瑞士科學家米勒(P.H.Müller)。但是,DDT這一歷史上最著名的有機氯殺蟲劑只使用了20年的時間,便在全世界各地逐漸遭到禁用,因此,有人認為這是一個發“錯”的諾貝爾獎。DDT是當時人類首次合成的有機農藥,不但具有絕佳的廣譜殺蟲作用,而且對溫血動物和植物基本無毒害,更重要的是價格低廉,可大量生產,以至在世界范圍內廣泛使用起來,在促進農林業的發展、保障人體健康等方面發揮了重要的作用。第二次世界大戰期間,這種DDT有效控制了那不勒斯斑疹傷寒(主要通過虱子傳播)在同盟軍軍營中的早期流行。但是,不久以后,人們發現DDT相當穩定,能在自然界滯留較長時間,而且還借助食物鏈聚集在動物體內,慢慢形成累積性殘留,給人類身體健康以及整個生態環境造成諸多不利影響。因此,從20世紀60年代開始,一批新的農藥被合成并替代DDT,DDT逐漸被停止使用,但DDT事件留給人類的思考卻是深刻而長遠的。蘇教版高中化學教材選修模塊《有機化學基礎》“化學史話”欄目編寫了“發‘錯’了的諾貝爾獎”等化學史實,用事實和教訓告訴學生科學的發展是要經實踐檢驗的。讓學生認識到在學習中要拓展知識面,不盲從,敢于質疑批判,勇于實踐,尊重事實和證據,科學辯證地分析和解決問題。
(三)賞析諾貝爾獎獲獎者突破性工作,促進學生勇于探究
《中國學生發展核心素養》對科學精神之勇于探索的主要表現描述如下:具有好奇心和想象力;能不畏困難,有堅持不懈的探究精神;能大膽嘗試,積極尋求有效的問題解決方法等。諾貝爾獎的獲獎史是一部科學家不懈追求真知,不畏艱難,獻身科學的發展史。[案例3]我們知道,物質由分子、原子、離子等微粒構成,分子由原子構成,原子由質子、中子、電子等基本粒子構成。那么,基本粒子可不可以再分?1964年,美國科學家蓋爾曼(M.Gellman)設計了夸克模型,提出質子、中子由更小的夸克構成。由于該模型能成功解釋許多事實,引起了人們的普遍重視,于是掀起了一股尋找夸克的熱潮。1967年,美國斯坦福大學直線加速器中心建成一座長達3km的電子直線加速器。以費里德曼(J.Frideman)、肯達爾(H.Kendall)、泰勒(R.Taylor)為核心的研究小組用此加速器進行實驗,最終證明了夸克的存在。這三位科學家也因此獲得了1990年的諾貝爾物理學獎。但迄今為止,人們尚未能分離出單個的夸克。隨著科學技術的進步,人們對夸克等基本粒子的認識不斷深入。美國科學家戴維•格羅斯(D.J.Gross)、戴維•波利策(H.D.Politzer)和弗蘭克•維爾切克(F.Wailezek)發現夸克相距很近時,相互間作用力很小,但當距離增大時,相互作用力急劇增大。這解釋了人們在尋找單個夸克過程中所遭遇的困惑。為此,這三位科學家榮獲了2004年的諾貝爾物理學獎。蘇教版高中化學教材重視弘揚不同時期化學領域新成就,重點介紹了不同階段諾貝爾化學獎獲獎案例。如“不對稱合成”“鹵代烴在有機合成中的應用”“有機物的三維結構”“化學家鮑林”等,這些素材是激發學生的好奇心和想象力的很好載體。好奇心和想象力是科學發現的源泉,是推動人類進步和社會文明發展的基石。在教學中,適時開展“走近諾貝爾獎”主題沙龍活動,讓學生通過設計方案、查找資料、沙龍交流等活動,了解科學家在研究中的艱辛與挫折。讓學生通過生動具體的史實和身臨其境的實驗,接受科學精神的熏陶,明白科學的重大發現,不僅要有扎實知識,敏銳的觀察力,豐富的想象力,還要有不畏困難、勇于實踐的探究精神。
三、研究結論與啟示
國家教育部已將“科學精神”作為學生發展核心素養重要組成要素之一,也是高中化學學科核心素養的重要內容,作為一線高中化學教師,未來應該在高中化學教學的細節中更加重視學生科學精神的培養。培養學生的科學精神任重道遠,應該從小學科學教育、初中化學教育做起,而高中化學教育是科學精神培養的關鍵時期。為了實現科學精神的培養,作為教學主導的高中化學教師應該著力加強自身對科學精神的認識和理解,強化自身科學精神教育的責任意識,并充分挖掘高中化學教材中素材資源,通過靈活多樣的形式或途徑,幫助學生感知、領悟、體驗科學精神的核心要義。高中化學教師在化學教育過程中,還須充分考慮不同學段科學教育、科學教育不同學科之間的交叉和融合。作為教師培訓機構和教研機構,要充分認識到科學精神培養的重要性,將科學精神、科學文化、科學哲學、科學史以及科學社會學等內容作為重要培訓課程內容,幫助高中化學教師提升自身科學精神素養。[5]為推動學生科學精神培養,全社會還要大力開展科學精神普及和科學傳播工作,通過圖書著作、報紙、電視、互聯網、自媒體等多種形式準確、生動地弘揚科學精神,使學生在掌握科學知識和科學技能的同時,逐漸地形成科學精神。
作者:吳云 單位:福建省云霄第一中學
參考文獻:
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[2]李醒民.科學的文化意蘊[M].北京:高等教育出版社,2007:215-216.
[3]趙婀娜,趙婷玉.《中國學生發展核心素養》[N].人民日報,2016-09-14(12).