摘要:化学作为一门基础性学科,是促进学生化学核心素养形成和发展的重要载体,这就对培养一个“全面发展的人”有更新的要求,要求在教学过程中注重理论与实践的结合,体现以学生为主体的自主学习,培养学生的情感态度和价值观,全面培养学生的核心素养,从而为其全面发展打下夯实的基础。
关键词:核心素养、高中化学、教学探究
化学学科的核心素养主要为以下5点:①宏观辨识与微观探析②变化观念与平衡思想③证据推理与模型认知④实验探究与创新意识⑤科学精神与社会责任。可以通过教育和实践两种方式来发展和提高学生的核心素养,通过教育可以传授化学知识、技能和方法,培养学生的思想和能力,通过实践也可以运用所学的化学知识并且达到巩固的效果,发展其能力,培养人的科学品德及素养。
1.宏观辨识与微观探析
化学是一门在原子、分子层面上研究物质的组成、结构、性质和变化规律的学科,物质的微结构决定宏观变化和性质。在对元素及其化合物的性质、有机化学等内容等学习和教学中,应紧紧抓住物质结构决定性质的这个核心思想。
例如学习有机物苯酚时,从这个核心思想出发,可得以下几点:①从基团组成角度明确认识并区分醇、酚属于不同类别的有机物 ②从苯基和羟基的视角,预测苯酚可能具有的性质③从基团相互影响的角度,认识由基团间相互影响引起的性质差异④通过苯酚和甲烷、乙醇、苯等的性质的对比实验,判断反应中化学键的断裂位置,由此体会宏观化学反应与微观化学键断裂之间的关系⑤通过了解苯酚在生产生活中的应用,了解苯酚的性质及其结构特征。
运用这个核心思想来引导学生学习和掌握元素及其化合物的性质、有机化合物的性质等内容,有利于加深对物质性质的理解,了解物质的用途以及在生产生活中等应用,有利于学生形成科学的认识,提高微观探析与宏观辨识以及证据推理能力,从而增强学生拓展延伸以及分析问题和解决问题的能力。
2.变化观念与平衡思想
其旨在引导学生正确认识物质的运动和变化实质规律,让学生明白物质产生化学变化是基于一定的基础、并遵循相关的规律,这样才可让高中生充分认识化学本质。除此之外,还需让学生站在不同角度动态分析,借助和应用相应的化学原理对实际问题加以解决和正确认识。
例如学习有机物苯酚时,①通过分析苯酚悬浊液与氢氧化钠溶液反应的实质,再与盐酸反应的现象,使学生认识到是氢氧化钠破坏了苯酚的电离平衡,使得苯酚的溶解平衡也随之发生变化,让学生学会从平衡、变化这不同的视角来认识化学反应。②了解苯酚的来龙去脉以及苯酚在合成化学中的价值(酚醛树脂的制备,以苯、甲苯为原料获得苯酚的方法),从变化观看问题。从电离平衡出发,与不同物质比较苯酚的酸性强弱,解决实际问题。
3.证据推理与模型认知
证据推理与模型认知是化学学科核心素养的重要组成。在化学教学实践中对证据进行分析推理,合理假设,再加以证实或证伪,再进一步延伸结论或经验。而模型是沟通实践和理论的桥梁,借助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。用概括、假设、演绎等多种科学方法进行建构,可以培养学生的推理能力和模型建构的能力,有利于学生对于具体事物的复杂关系或根本属性的深刻了解和全面领会。
例如学习有机物苯酚时,①可以通过分析苯酚悬浊液与烧碱溶液反应、再与盐酸反应的现象,从而建立从微观视角解释宏观现象、化学反应是动态平衡过程的思维模型,培养学生对逻辑思维的判断。
②任何科学的预测都要讲究证据,则苯酚显弱酸性的实验证据、确定苯酚酸性强弱的证据等等,这都需要科学的实验事实来验证确定,而不是只记住相关的结论。因而从实验和反应原理中寻找证据论证苯酚的酸性,并了解生产生活中苯酚的应用。通过苯酚和甲烷、乙醇、苯等与氢氧化钠、溴取代等反应的对比实验,建立官能团相互影响的有机物性质认识模型。
再例如学习原电池时,在了解原电池的形成以及工作原理的基础上构建原电池的基本雏型,接着从原电池的形成条件,如电极、电解质溶液、闭合回路、等方面进行研究,更加完善、丰富原电池的模型。判断一个装置是否属于原电池,借助模型将装置中的各个组成元素与模型中的要素逐个排查,即使遇到陌生复杂的原电池,也可以先简化成熟悉的原电池模型,从而方便解决相关问题。
4.实验探究与创新意识
化学是一门以实验为基础的课程,因此在化学教学中教师需要精心设置探究实验,布置合理可行的实验探究方案启发学生积极思考,可以培养学生的实验操作能力、分析能力、实验创新设计和动手操作能力、证据推理能力等多种能力,了解实验探究的一般方法,还可使已学知识得以巩固和升华,同时学生的创新意识、严谨的科学精神得以养成。实验探究是化学学科核心素养的内在要素,是综合培养学生化学核心素养的一种重要方法,因而在课堂教学中尽可能多地设计一些有效率有意义的探究活动,让学生的多种能力得到提高。
例如学习有机物苯酚时,①通过设计比较苯酚在水、乙醇中的溶解度实验,培养学生控制实验条件的能力;②建立假设,并设计探究实验如控制变量法探究苯酚中苯基的性质和羟基的性质,并且得到基团相互影响的结论;③设计实验探究苯酚的酸性;④能够根据苯酚的性质,提出苯酚的测定方案和苯酚水污染的处理方案(利用化学性质、溶剂萃取法、活性炭吸附法等等)。通过一系列实验让学生体会科学探究的一般方法与思路,同时体会理论学习对具体物质性质学习的指导作用。
再例如,在进行过氧化钠化学性质新课教学中,设计了过氧化钠与加有酚酞试液的水反应的新的实验,利用实验中溶液颜色出现先变红后变无色这一特殊的变化现象,引起了学生强烈的好奇心,从而进行实验探究。利用学生需要用所学的理论和化学原理指导实验方案的设计,并用最简洁的方案来证明预测的实验探究结果。通过引导学生实验设计进行探究,利用好奇心有效地引发了学生的学习兴趣,同时学生的实践操作能力得以提升,积极思考科学思维方法得以应用,学生也形成了科学态度,有效地培养了创新意识。
5.科学精神与社会责任
化学与生活、社会、技术、环境休戚相关,化学教学培养学生的价值观需要在合理、有效、真实地情境中进行,并培养学生的科学精神和社会责任。教学中尽可能创设以日常生活情景为基础,将知识贴近实际生活的教学情境,同时可以通过所学的知识让学生去解决了解实际生活中的问题或现象。并且尽量与绿色化学有关的,培养学生的社会责任意识。
例如学习有机物苯酚时,①认识苯酚在消毒和合成领域的重要作用,通过学习微课了解苯酚的发现过程与用途,了解苯酚在工业生产和生活中的用途及社会意义,进而体会化学对人类社会的巨大贡献和化学的重要性,最终使学生树立关注社会的意识和社会责任感。苯酚从被提炼出来,到发挥重要价值的每一个环节,都离不开人类的智慧,离不开化学的重要作用。学生通过这个环节的学习可以了解化学在人类生产生活中的重要地位,也能感受到作为一名科学工作者应有的责任和自豪感。②了解苯酚与环境的辩证关系,防范苯酚对环境的不利影响。通过观看新闻视频、微课视频,以及参加运用所学知识处理含酚废水的活动,提升学生对化学学科价值的认识水平,并以此激发学生的社会责任感;苯酚有重要用途,但苯酚同时也会污染环境,通过辩证思维,因此我们的责任就是利用已掌握的科学知识,让苯酚更好地造福人类,也可以在学生心中种下绿色化学的理念,从而对化学这门学科产生认同感。