用好高中化学新教材落实学科核心素养

发表时间:2021/4/27   来源:《教学与研究》2021年第3期   作者:杨昊
[导读] 教科书是发展学生学科核心素养的重要载体和资源平台。
        杨昊
        东莞市第十高级中学
        摘要:教科书是发展学生学科核心素养的重要载体和资源平台。人民教育出版社依据《普通高中化学课程标准(2017年版)》编写的普通高中化学教科书(2019版,以下简称“新教材”)已经全面推广使用。教师在教学中,要精研新教材内容,挖掘新教材的教育和教学价值,将学科核心素养落到实处。
        关键词:高中化学;学科核心素养;新教材
        教材是教师教学的基础工具,是学生学习的第一手资料,是落实立德树人和发展学生学科核心素养的重要载体[1]。新教材,除了正文和插图,还设置了:思考与讨论、实验 、实验活动、探究、研究与实践、方法导引、信息检索、科学史话、科学·技术·社会、资料卡片、化学与职业、练习与应用、复习与提高、整理与提升等栏目,这些栏目的设置不仅使教材版面变得生动活泼,也是对教材正文内容的进一步补充和拓展。教师在教学中,要理解和体会课程标准,精研新教材,充分挖掘新教材的教育和教学价值,将教材正文内容和各栏目内容有效整合融入课堂教学,使得学科核心素养落到实处。本文以《化学第一册(必修)》新教材为例,主要分享了使用过程的一些感悟,希望能够起到抛砖引玉的作用。
        一、注重“方法导引”,构建思维模型
        方法是指为获得某种东西或达到某种目的而采取的手段与行为方式,高中阶段课程开设多,学习任务重,每门学科都有自身的特点和学习方法,恰当的学习方法可以提高学习效率,减轻学习负担。新教材中“方法导引”栏目意在帮助学生结合所学习的化学知识,提炼在学习和研究中用到的学科方法、学科核心素养、认识物质的视角等,促使学生提炼方法、构建模型,掌握化学学习的方法。
        例如,学生在初中阶段学习了氧气、二氧化碳这两种典型气体的制取方法,新教材在第二章第二节介绍了氯气的实验室制法。在学生积累了这些感性认识的基础上,教材先以“思考与讨论”的形式提出问题,引导学生思考“在设计实验室制取气体的装置时,应考虑哪些方面?”学生经过讨论,思维进行充分碰撞后,“方法导引”栏目中呈现了制取气体的装置选择及其依据,帮助学生建构了气体制取的思维模型(装置的连接顺序一般为):发生装置→除杂装置(如需要)→收集装置→尾气处理装置(如需要),本章的章末“复习与提高”的第10题,通过练习题使学生进一步体会这一思维模型的应用,此思维模型为日后进一步学习其他气体(物质)的制取奠定了基础,充分体现了“证据推理与模型认知”这一核心素养。
        二、积极“思考与讨论”, 培养解决问题能力
        问题是思维的源泉,教学过程中精心设计的问题能够激发学生的好奇心,启发学生积极思考,营造良好的课堂氛围,学生在交流讨论中运用已掌握的知识,结合实际情境,通过讨论、推理,不断完善、修正自己的认识,最终达到主动建构知识的目的。课堂组织学生积极思考与讨论,是有效进行课堂教学的重要环节,新教材中“思考与讨论”栏目中的内容,有的是根据学生的前概念设计问题,引导学生学习新知识;有的对所学知识进行梳理、归纳,促使学生形成结构化的知识体系;有的是让学生关注科学家的研究过程,帮助学生形成正确的物质观、价值观等。教学中应结合具体的内容,选择适当的教学方式,组织学生积极参与思考与讨论活动,使学生思维得到不断发展[2]。
        例如,第一章第一节中的第一个“思考与讨论”,共有两个问题:
(1)写出下列物质间转化的方程式,体会由金属单质到盐、非金属单质到盐的的转化关系。
        Ca→CaO→Ca(OH)2 →CaSO4                                C →CO2 →H2CO3 →CaCO3
(2)对于上述转化关系,从物质分类的角度,你发现了什么规律?将你的想法与同学交流。
        第(1)个问题是基于学生初中已经掌握的知识而设计,通过复习书写两组简单的物质转化方程式,直观感受常见物质间的转化关系,避免知识过度爬坡,使得初中化学和高中化学顺利衔接。
        第(2)个问题引导学生用物质分类思想对上述转化关系再思考,帮助学生将不同类别的物质之间建立起联系,形成单质到盐的转化关系的系统性认识。学生经过思考与讨论,最后归纳提升,得出单质到盐的转化模型:
        
       
        

        
        学生在思考与讨论中,应用物质分类思想,将获得的零散的、碎片化的知识系统化,形成认识物质转化的一个视角,与该“思考与讨论”相呼应,在本章的“整理与提升”中,教材将单质、氧化物、酸、碱、盐的转化关系再次进行归纳提升形成认知模型:
        
        
        
        


        
        
        
        
        
        教材通过这样的设计,建构起不同类别物质之间反应的规律,实现了化学知识的结构化、认识思路的结构化及核心观念的结构化,也为后续课程学习元素化合物知识奠定了基础。掌握了这样的规律能增强学生解决问题的能力,提高学习效率,真正体现“证据推理与模型认知”的价值。
        三、在“探究”中获取证据,发展科学探究能力
        探究是一种重要的活动形式,是化学学科核心素养之一。教学时应该以教材中的“探究”活动为载体,结合相应的化学知识,依据学生的实际情况,有效地组织和实施探究教学,在活动中增进学生对科学探究的理解,渗透科学方法,发展科学探究能力。
        例如,新教材第四章第一节中的“探究”—— 碱金属化学性质的比较的探究,对于学生认识结构决定性质、同主族元素化学性质具有相似性和递变性都具有重要意义。学生在第二章已经学习过金属钠的相关知识,在此“探究”栏目之前的“思考与讨论”栏目,学生刚刚讨论过碱金属元素原子结构的排布特点。所以探究思路为:【问题和预测】回忆钠的化学性质,结合锂、钠和钾的原子结构特点,预测锂、钾可能具有哪些和钠相似的化学性质。学生依据锂、钠、钾原子最外层都有1个电子,预测它们化学性质相似,都能与氧气等非金属单质以及水反应。【实验和观察】回忆钠与氧气、水反应的实验现象,进行钾与氧气、水反应的实验探究(教师演示或指导学生完成)。让学生在探究过程中观察和描述实验现象。【分析和结论】通过实验、观察,对获得的证据从宏观和微观两个视角进行分析讨论,并总结钠、钾有哪些相似的化学性质,与最初根据原子结构特点进行的预测是否一致,从实验现象比较钾、钠与水的反应难易程度,进而推出锂与水反应的难易程度。通过比较碱金属与水的反应难易程度与原子结构关系,进而推断出碱金属元素化学性质的递变性[3]。探究活动层层推进,分析法、观察法、类比法、对比法、归纳法等各种科学方法交织进行,通过探究活动,使学生进一步掌握科学探究的基本模式:预测——实验——分析——结论,也使得“科学探究与创新意识”和“宏观辨识与微观探析”两项核心素养同时得到落实。
        四、参与“研究与实践”, 掌握科学研究的基本方法
        诚如西博格博士所言“化学——人类进步的关键”,化学不仅与人类的生活密切相关,而且是生命、材料、能源、环境等学科的基础,成为推进科技进步和现代社会文明的重要力量。让学生进一步关注化学在社会发展中的重要价值,使学生感受到生活中时时处处有化学,使学生感觉到学习化学是有用的,是化学教学要达到的目标之一,“研究与实践”是达成这一目标的有效途径,是落实“科学态度与社会责任”这一学科核心素养的有效载体。学生通过参与研究与实践活动,可以了解相关化学知识及应用,理解相关化学原理,研究解决相关化学问题的方法与途径。
        例如,新教材第三章第一节后“研究与实践”—— “检验食品中的铁元素”,是让学生通过互联网查阅资料,收集常见食品中的铁元素检验方法,整理并分析资料,最后根据学校的实验条件确定实验方案。教学时,提前布置任务,让学生分组查阅铁元素在人体内的重要作用、富含铁元素的食品有哪些、如何科学合理地补铁、如何检验食品中的铁元素,并将查阅的资料制作成 PPT在课堂上展示,从而使学生对铁元素与人体的关系有一个全面的认识,最终形成检验食品中的铁元素的实验方案,进而进行实验验证,完成实践过程。学生在实践活动中了解了科学研究的基本方法,感受到了知识的应用价值,体会到了化学与生活的密切关系。
        五、关注“科学·技术·社会”发展动态,关心国家未来和发展
        人们关注的社会热点问题、新科技知识、新材料的研发等,反映了化学科学、技术和社会生活之间的联系,体现了课程标准中“科学态度与社会责任”这一学科核心素养的要求,教学中可结合教学内容和学生实际采取灵活的教学策略。
        例如,新教材第三章第二节在学习了金属材料后,介绍了“用途广泛的稀土金属”。稀土金属在科技、生产中有广泛的用途,被誉为新材料的宝库,又被称为“冶金工业的维生素”。在教学时除指导学生阅读教材相关内容外,适当补充拓展,向学生介绍我国稀土资源的开发利用情况,特别是国家科学最高技术奖得主徐光宪院士与其团队在稀土元素的分离及应用中作出的重要贡献,宣扬徐光宪院士对国家的重大贡献及爱国精神,引导学生理性“追星”;结合我国科技发展现状,介绍稀土元素在核电技术、5G通讯技术、新能源汽车、国防装备等领域的广泛应用,并且特别强调目前我国对稀土元素的开发、研究、应用均处于世界领先水平,增强学生的文化自信;结合国际形势介绍“中美贸易战”情形下我国稀土材料的出口现状,使学生心怀天下,关心国家未来和发展。
        六、规划未来“职业”, 为社会发展做出应有的贡献
        “三百六十行,行行出状元”,学生最终都要步入社会,从事某种职业,成为社会发展的建设者和推动者。中学生正值人生观、价值观、世界观形成时期,学生通过“化学与职业”这一栏目的学习,对不同的职业有所了解,为未来职业选择奠定基础。
        例如,新教材第四章第一节在学习了核素概念后,介绍了“科技考古研究人员”。通过学习使学生认识到科技考古就是利用现代科技手段分析古代遗存,再结合考古学方法,探索人类的历史,考古工作的顺利开展往往需要多学科分工协作,考古工作中经常要用到化学与技术,除了课本介绍的利用14C对文物进行断代和利用13C、15N分析人类食物结构外,教学时再适当补充文物保护、文物修复、文物鉴定、文物展出用到的化学知识,使学生感受到“化学与文物的亲密关系”。教学时通过各种“化学与职业”的教育,使学生感受到化学的学习内容与未来职业的关系,未来选择自己喜欢的职业,为社会发展做出应有的贡献,“科学精神与社会责任”这一核心素养也就自然就落到了实处。
        化学教材是学生学习化学的基础工具,是高考题型的演变基础,因此化学教材也是最重要、最好的学习工具书。教师作为学生的领路人,要理解和体会课程标准,努力研读新教材,挖掘新教材的教育和教学价值,并不断补充完善和优化整合,更好地使用新教材,注重学科核心素养的渗入[4],更高效地实施教学,将化学学科核心素养落到实处。

参考文献:
[1]韩梅,艾宁.人教版高中化学必修教科书的内容呈现方式及特点分析[J].化学教育,2020(23):6
[2]周业虹.核心素养视角下高中化学必修教材栏目的使用策略[J].天津师范大学学报(基础教育版),2021(1):39
[3]王晶,周业虹.普通高中教科书教师教学用书化学·必修(第一册)[M].北京:人民教育出版社,2019:136-137
[4]马文涛,李红英,朱小红,秦梦瑶.人教版高中化学新、旧教
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