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化学实验教学中培养学生化学学科核心素养的思考*

2020-03-07蒋小飞宋万琚江雪清

广州化工 2020年2期
关键词:化学实验教学学科

蒋小飞,宋万琚,江雪清

(贵州师范学院化学与材料学院,贵州 贵阳 551088)

2017版高中化学课程标准提出以培养学生的学科核心素养为主旨,学科核心素养是学生在学习本学科知识的过程中所获得能体现学科本质特征的关键成就,化学学科核心素养是指从化学学科角度促进学生终身发展、成功生活和社会良好运转的,以化学知识、化学思想、化学观念为基础而形成的具有化学学科特征的素养[1]。实验是化学的学科特征也是重要的教学手段,通过化学实验教学培养学生的化学学科核心素养具有独特的优越性。

1 化学实验教学与化学学科素养

科学实验既是科学技术的构成要素,也是科学教育的实践基础,因此强化实验教学中的学科素养教育对于实现化学教育目的和凸显化学实验教育的功能有着重要的意义。化学实验教育同时具有学科特征和化学实验教学的规律性。学科特征意味着化学实验是化学学科素养教育的要求,化学学科素养的养成离不开化学实验,规律性则是指化学实验教育的过程性对化学学科素养形成方式具有重要作用,实验教学中的学科素养教育必须既符合科学教育的一般性特点,同时化学实验教学对化学学科素养的培养具有特殊性。

任何科学实验理论思维和实验方法都起着指导性的作用,一是理性思维渗透于实验问题的提出、实验的设计和实施、实验数据的分析、处理和得出结论以及对实验结论的解释、鉴定过程之中,这其中包括思维的逻辑方法的运用。二是适宜的实验方法是获得正确结果的前提条件。实验方法不仅是获得精确、典型、完整的有关研究对象的客观事实从而过渡到理性认识的重要阶段,而且获得理性认识后,所建立的科学假说、理论还必须通过实验方法来检验真理性[2]。实验教学不但能整合化学知识学习与应用的过程,而且也是综合培养科学实验能力的过程,化实实验教学过程应该是一个师生共同通过实验探究建构化学知识的过程,在这个过程中,无疑离不开科学本质教育的科学探究,科学探究应该充分体现在化学实验教学的过程中,充分在让学生体验科学过程基础上培养学生的化学学科素养。

2 化学实验教学与化学学科核心素养形成

化学实验教学应该是以学生为主体的教学活动,实验教学也是学生体验科学实验活动,进行科学知识学习的过程,这个过程体现着科学知识、科学方法(学科思维方法和学科实验特定方法)和科学态度以及科学伦理观教育的综合。这些共性充分说明实验教学是奠定学生学科综合素养整体发展的重要基础。

实验及实验教学既以科学知识原理和科学方法的运用为基础,也以“产生”科学原理、科学方法为归宿。实验教学过程是以“科学实验过程”展开学习活动,这个过程包括“实证”和“探究”两种形态。实证性实验过程以复现实验现象、检证实验事实、获取实验证据为主,突出实验的验证性功能,探究性实验过程则以“科学发现活动”为基础来再现知识结论的“实践探索”历程,它更注重提出问题和设计实验的教学意义。在进行化学实验的过程中难免会用到各种具体的科学方法,化学实验教育也是进行科学方法教育的主要形式,化学学科的专门实验方法及技术训练具有特殊性,如化学实验教学中就涉及到诸如物质储备、物质结构测定、定量与定性分析、有机物合成等科学专门方法的学习[3]。实验教学已不仅仅是关于实验本身的教学问题,而是一个培养学生学科核心素养的过程。

3 高中化学新课标核心素养与化学实验教学

新的高中课程标准指出化学学科核心素养包含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、科学探究与创新意识、科学态度与社会责任之间五个方面的维度[4]。其中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属于学科思维层面,科学探究与创新意识属于学科实践方面,科学态度与社会责任属于学科价值观。在化学实验教学中,宏观-微观-符号三重表征是化学学科的一个显著特点,我们可以通过微观的化学分子和原子的变化结合符号表示的化学方程式去解释实验现象的宏观表现,通过周期表的原子的结构以及所处位置来推测元素以及化合物的性质,运用“构、位、性”结合实验现象分析可以培养学生的证据推理和模型认知能力,运用化学实验通过科学探究可以让学生推理出化学基本原理,让学生深刻体会化学实验中的变化观念和平衡思想,通过化学实验的情景创设或者绿色化学实验等培养学生的科学态度和社会责任感。

五大核心素养是《中国学生发展核心素养》在化学学科教学中的具体化凝练,如化学实验中培养学生的科学探究与创新意识,是证据推理与模型认知素养发展的重要路径之一,从实验探究活动中也进一步地固化学生的科学精神,联系化学发展史的教学进一步强化学生的社会责任[5]。通过化学实验教学除了能显著表现新课标核心素养的五个方面,在掌握科学实验知识、理解实验的学科性质,掌握科学实验的技能和方法、理解科学实验的过程,培养运用科学实验探究解决问题的能力,培养科学探究精神和科学品质以及科学伦理观等方面有很强的促进作用。在实验教学中注重实验素养的培养将有益于学生化学学科素养的全面发展。

4 化学实验教学中培养学生化学学科核心素养的途径

从化学实验在科学发展中的功能和作用看,化学实验本质是一种科学实践活动,实验是科学研究的重要途径,也是探索和鉴别科学研究成果的重要手段。化学实验教学本质上是师生一起利用化学实验探究化学知识的过程,在化学实验教学中要把鼓励学生提出问题、谈寻问题、建构实验探究过程,以及学会实验的方法和技能作为基本任务[3]。

4.1 化学教师应该树立培养学科核心素养的实验教学观

树立以培养学生核心素养为核心的实验教学观是不再把实验教学仅作为培养训练学生获得知识、技能的学习途径,而更重视它在培养学生学科核心素养中的作用,把照方抓药的验证性实验改为根据学生认知水平的不同探究水平的探究实验,把单一的实验改成综合性开放性的实验,挖掘高中化学教材中实验内容的探究价值,强调培养探究素养和探究能力。在实验教学中注重以学生为主体,体验科学探究的过程,融入学科思维和学科观念,全面培养学生的化学学科素养。在探究性实验中,教师应该在对学生基础知识水平的充分理解上,设计问题,层层递进,引导学生通过实验探究去获得知识,充分发挥学生的主体作用,培养学生的创新思维能力,养成良好的化学实验思维[6]。

4.2 在实验教学中培养学生的科学探究素养

科学探究素养和能力的获得是一个循序渐进的过程,提出问题到利用化学实验解决问题是学生进行科学探究训练的重要方式。以实际问题为探究导向,采用问题探究的学习理念,利用探究式实验,能使学生学会如何观察实验,发现问题,如何用已学的知识发现新的规律,同时激发学习动机,引导每一个学生去积极地探索与发现。进而采用实际问题与实验相结合的探究活动,促使学生将实际问题转化为科学实验探究,运用科学论证的一般程序和方法培养学生的证据推理和问题解决能力。

4.3 利用化学实验进行情景创设,突出化学实验教学对科学态度和社会责任素养成培养

化学实验教学关键在于利用科学探究来解决问题,在进行化学实验教学时,注重运用化学实验进行情景创设来引发学生认知冲突,要将问题置于社会生产和生活的情境中,突出情景创设的STSE价值,探究活动流程中,始终坚持将社会问题、化学史料和生产生活与科学知识探究相结合,使每个学生能够积极利用化学知识解决实际问题,利用化学史事对学生进行科学精神、科学态度、科学伦理和爱国主义教育,培养学生的社会责任素养。在中学化学教学中注重微型化实验和绿色化学实验的改进行环境教育,在“做科学”的实验探究实践中逐步形成终身学习意识和能力。

4.4 树立基于化学学科素养观的化学实验教学评价

随着学科核心素养观念提出在基础理科教育实践的普及,对理科各科教学评价的观念和评价方式的改革也产生了巨大的影响,特别是对中学化学实验教学的评价将产生质的变化。把学生的学科核心素养发展作为评价中心,因此带来了化学实验教学功能、实验评价的内容、实验教学的评价主体、实验的评价方式等诸多方面产生新的变化。

从注重甄别与选拔转向于注重激励、反馈和调整,强调凸显评价的诊断、激励和发展规划功能。从单一的教师评价转向强调突出师生和生生之间在评价过程中的互动,以提高评价的交流性、反馈性和真实性。从过去只重视学习成绩、分数差异的评价转向进一步重视评价学生在实践活动中的表现能力和综合素质,要求通过学生实践活动中的表现,对学生的参与意识、合作态度、合作精神,以及分析问题的思路、理解水平、推理过程、表达、交流的技巧等进行全面地衡量,并将评价的结果以恰当的形式及时反馈给学生,以激励和促进他们修正不良倾向、努力进步向上。

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