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基于落实化学学科核心素养的教学实践

乐虎国际娱乐:乐虎国际娱乐场 更新时间:2017-3-28 11:21:06

  教育部2014年3月印发《关于全面深化课程改革 落实立德树人的根本任务的意见》,“意见”将“核心素養”界定为学生适应终身发展和社会发展需要的必备品格和关键能力,将核心素养置于新一轮基础教育课程改革的重要地位。2016年9月,随着《中国学生发展核心素养》总体框架的正式发布,“核心素养”受到了全社会的普遍关注。 
  一、学生发展核心素养和化学学科核心素养 
  中国学生发展核心素养,以科学性、时代性和民族性为基本原则,以培养“全面发展的人”为核心,分为文化基础、自主发展、社会参与三个方面。综合表现为人文底蕴、科学精神、学会学习、健康生活、责任担当、实践创新六大素养,具体细化为国家认同等十八个基本要点。根据这一总体框架,可针对学生年龄特点进一步提出各学段学生的具体表现要求。 
  与此同时,普通高中各科课程标准也在修订中,其中最令人关注的是新修订的高中课程标准明确了每门学科的核心素养,目前已公布的征求意见稿,化学学科核心素养包括“宏观辨识与微观探析”“变化观念与平衡思想”“证据推理与模型认知”“实验探究与创新意识”和“科学精神与社会责任”五个方面。 
  学生发展核心素养是一套经过系统设计的育人目标框架,学科核心素养又是依据学生发展核心素养体系而确定及建立的,在三维目标的基础上提出,是对三维目标的发展和深化。高中学生发展核心素养的基本要求是通过高中阶段学科课程的学习形成的(跨)学科的知识和技能、过程与方法、情感、态度和价值观的整合,是学生在高中的学习过程中逐步形成的关键能力和必备品格。核心素养的落实涉及到多个方面,其中一个重要方面就是教学实践环节,教师需改变“知识本位”和“学科本位”的束缚,着力发展学生的核心素养。 
  二、“氧化还原反应”教学中化学学科核心素养的落实策略 
  1. “宏观-微观-符号”三重表征,重视化学思维,揭示反应实质 
  教学首先由实验演示钠在氯气中的燃烧开始(2Na+Cl2■2NaCl),再问题驱动: 
  (1)除了化合反应,这个反应还可以归为哪种反应类型?(氧化还原反应) 
  (2)你是如何判断的?(元素化合价发生了变化) 
  (3)化合价为什么会发生变化?(Na由0价变为+1价是因为失去了一个电子变成了Na+,而Cl由0价变为-1价是由于得到1个电子变成了Cl-) 
  (4)Na失去的电子去了哪里?Cl得到的电子来自哪里?(Na失去的电子被Cl得到) 
  (5)由此看,氧化还原反应的特征和实质分别是什么?(特征是元素化合价发生变化,实质是发生电子转移) 
  (6)请你在化学方程式上表示出电子转移的方向和数目。(双线桥法和单线桥法) 
  通过这组驱动性问题,从氧化还原反应中化合价变化的特征到原子通过电子得失变为离子导致化合价发生变化的实质,最后用双线桥表示电子转移的方向和数目,其实就是一个从宏观角度描述变化、微观角度理解变化到用符号的方式表征变化的递进性过程,自然、顺畅、一气呵成,有利于启发学生的化学思维,提高学生的理解水平。这样的对话交流过程也充分体现了物质的结构决定性质,体现了化学是一门在分子、原子水平上研究物质的组成、结构、性质及其变化的科学。 
  2. 用对立统一的观点建构氧化还原反应中的重要概念 
  从化学哲学的视角看,化学课程应当帮助学生形成正确看待化学变化过程的世界观和方法论。在氧化还原反应知识体系中存在对立统一、内涵丰富的概念群,而学生对这些核心概念的理解层次决定了他们对氧化还原知识体系的认知水平,让学生加深对概念形成的体验能帮助学生较好地掌握这些概念。 
  概念的建构从概念的转变开始,学生在初中已经学过:反应C+O2■CO2碳得氧变为二氧化碳,是氧化反应;而反应H2+CuO■H2O+Cu氧化铜失氧变为铜,是还原反应。教师提出疑问:氧化反应和还原反应能存在于同一反应中吗?当学生通过观察思考发现氢气还原氧化铜反应中氢气得氧变成了水也是氧化反应,他们恍然大悟,原来氧化还原反应是一个整体,有氧化便有还原,氧化反应与还原反应相互依存不能分割,是同一事物的两个方面。 
  接下来的教学就是启迪学生发现得失氧和化合价升降的对应关系。继续探讨钠与氯气在点燃条件下生成氯化钠的反应中并没有涉及到氧元素,该如何定义氧化反应和还原反应?通过几个反应的对比,学生发现碳得氧发生氧化反应后碳元素的化合价升高,氧化铜失氧发生还原反应后铜元素化合价降低,即物质所含元素化合价升高的反应是氧化反应,化合价降低的反应是还原反应。从化合价的角度定义氧化和还原反应是得、失氧的角度定义氧化和还原反应的自然延伸,是对氧化还原反应的认识不断深入的结果。 
  最后就是氧化还原反应概念体系的完善:使碳发生氧化反应变成二氧化碳的氧气称为氧化剂,具有氧化性,碳本身则为还原剂,具有还原性;使氧化铜发生还原反应变成铜的氢气称为还原剂,氧化铜本身则为氧化剂。推理至此,最后将以上原理类比、迁移到钠和氯气的反应中,总结、梳理出如下图所示的关系,且为帮助学生更好地运用概念,可将内容简化为口诀:“氧化剂,降、得、还,还原剂,升、失、氧”。  只有通过引导学生自主、全面地构建概念的意义,学生对概念的理解才能深刻、清晰,才能具有较强的运用概念解决问题的能力。 
  3. 模型认知,精准分析 
  随着课程改革的不断深入,科学方法教育受到了教育研究者及教师的广泛重视。模型法作为一种重要的科学方法和学习工具,对于落实课程理念、提高学生的科学素养以及培养其创新能力无疑将起到重要的作用。氧化还原反应是高中化学的难点,但也有规律可循,可在教学中建立相关模型。 
  如为了厘清众多的概念,教师可在以上氧化还原反应概念体系建构的基础上引导学生建立氧化还原反应的基本反應模型: 
  当然,氧化还原反应中还有一些特例如歧化反应、归中反应和自身氧化还原反应等,可以让学生在认知冲突中完善对此基本模型的理解。 
  又如,通过让学生分析典型氧化还原反应的电子转移的方向和数目,教师和学生共同总结出氧化还原反应中化合价“歧化”和“归中”变化的思维模型: 
  除此之外,上文已提到的氧化还原反应中的“三重表征”模型,下文要提到的配平模型、电子守恒模型等,都可以从相关知识中提取、建立,有助于学生掌握氧化还原反应理论知识,形成化学思维方式,精准分析氧化还原反应,提升知识的应用水平和正迁移能力,从而提高化学学科素养。 
  4. “知识为本”转向“观念建构” 
  教学不应该是将一个又一个的知识点灌输到学生大脑中以备考试的过程,而是应该充分调动学生思维的积极性,使学生通过高水平的思维活动,深刻理解和掌握化学知识,并通过不断的反思、概括和提升,促进化学基本观念的形成。在氧化还原反应相关知识中,通过对教材的分析和挖掘,可以在教学中突出“微粒观”、“变化观”和“元素观”,引导学生形成从化学的视角认识事物、解决问题的思想方法和观点。 
  上文以钠和氯气反应生成氯化钠为例揭示化学反应本质的环节中,通过一组高水平驱动性问题,使学生逐渐学会从微粒角度对物质及其变化等化学基本问题有概括性的认识;通过对氧化剂、还原剂和氧化性、还原性的学习,学生发现了复分解反应规律以外的又一物质间转化原理,即氧化性较强和还原性较强的两种物质一定条件下可以反应生成氧化性较弱和还原性较弱的两种物质,即氧化还原反应的核心规律也是以“强”制“弱”,这一原理也指导人们认识物质和改造物质;通过对氧化还原反应转移电子的分析和各种氧化还原反应方程式配平的探究学习,学生巩固了对反应前后元素守恒的理解,更加深刻理解了对后续学习非常有用的电子守恒和电荷守恒。 
  观念建构的教学把具体知识作为观念形成的工具和载体,从讲授事实转移到“使用事实”,从记忆事实转移到理解可迁移的核心概念与原理,促进学生学习方式和行为方式的转变,对学生终身学习和发展都将发挥重要作用。 
  三、结语与展望 
  除了以上几个方面,化学学科核心素养还可以从多方面进行落实,如交流合作意识、科学伦理意识、社会责任感、科学精神、科学探究意识、探究能力和可持续发展的观点及绿色化学思想等,限于教学内容和篇幅,在此不赘述,也期待乐虎国际的同仁能在这个方面进行更深入的研究。 
  高中化学学科核心素养是高中学生发展核心素养的重要组成部分,是学生具有化学学科特质的关键能力和品格,其落实绝不是一蹴而就的,需要教师在平常的教学中对教学内容作好充分的解读,对照课程标准、指导意见和化学学科的核心素养内容,挖掘其中能够体现核心素养的教学内容和教学素材,有目的、有计划地进行指向核心素养发展的教学设计,以课程为载体育人。最终使学生借助化学学习过程形成解决实际问题所必需的最有用的化学知识、最关键的化学能力、最能满足终身发展的化学思维,从化学学科的角度对核心素养的落实做出自己独特的贡献。 
  参考文献 
  [1] 房宏.中学化学核心素养的构成体系与培养策略[J].中小学教师培训,2016(6):5-8
  [2] 王云生.基础教育阶段学科核心素养及其确定[J].福建基础教育研究,2016(2):7-9
  [3] 胡欣,王喜贵.“宏观-微观-符号”三重表征在氧化还原反应概念中的渗透[J].化学教与学,2016(2):28-30 
  [4] 毕华林,崔素芳.促进“观念建构”的化学教学设计[J].中学化学教学参考,2011(8):3-6