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核心素养视角下的高中化学课堂教学

2022-03-11陶良玉

幸福家庭 2022年19期
关键词:证据高中化学化学

■文/陶良玉

基于学科核心素养设计课堂教学是新课程改革的一项基本要求,这既能让学生掌握相应的化学知识,又能提高学生的关键能力,为学生后续的发展提供强有力的支持。对此,许多教师积极地从各学科的特点出发,开展教学活动的优化设计,以期落实对学生核心素养的培养,实际上却收效甚微。究其根本原因,是教师设计的教学活动缺乏学科特色,没有满足学生的需求,甚至仍旧沿用旧法,没有带给学生新颖的学习体验,导致学生在课堂上兴趣不足,难以自主探究知识,更无法促进学生化学关键能力和核心素养的发展。对此,高中化学教师应在核心素养视角下设计课堂教学,创新课堂形式与教学流程,增强学生学习的有效性,使其发现化学的魅力,提高他们的核心竞争力。

一、基于课标理念,优化化学教学

(一)借助现代教育技术,培养宏观辨识与微观探析素养

众所周知,化学知识具有抽象性的特征,特别是高中化学教学内容与初中化学相比难度更大,学生学习起来较为吃力。在核心素养视角下的高中化学课堂教学中,教师可以采用信息技术手段,将抽象的化学知识具象化,指导学生从微观和宏观两个视角思考与解析化学现象,使其从不同视角认识化学物质,培养他们宏观辨识与微观探析素养。

比如,在高中化学“原子结构与元素周期表”的教学中,教师可以设计如下导语:“元素周期表揭示了元素之间的内在联系,当原子结构的奥秘被揭示以后,人们对元素周期表的认识更为完善,那么原子结构与元素周期表有什么关系?”教师可以鼓励学生独立思考原子结构和元素周期表之间的关系,引发他们的认知冲突,顺利导入新课。接着,教师可以在多媒体课件中展示电子层模型示意图以及钠原子的核外电子排布图,要求学生认真观察,能够从第一张图中得出原子的结构及核外电子分层排布的特点,了解不同电子层的能量关系,并通过第二张图初步把握规范书写原子核外电子排布示意图的要点。之后,教师利用信息技术手段演示原子结构的演变过程,让学生了解模型法是认识事物的重要方法,促使他们意识到,随着科学技术的不断进步,模型也越来越精确,人们对事物的认识也越来越准确。

在上述案例中,教师充分借助现代教育技术带领学生学习原子的结构及核外电子的排布特点,促使其结合模型法学习新的知识,有效培养了学生宏观辨识与微观探析相结合的素养。

(二)大力倡导学生自学,培养证据推理与模型认知素养

证据推理与模型认知素养就是让学生学会自己去搜集和整理证据,并对这些证据进行分析、假设与推理,由此把握证据与结果之间的关系。在核心素养视角下的高中化学教学中,教师需发挥学生的主体作用,尽可能多地为学生提供自学的机会,使其能够根据学习主题搜集和整理证据,围绕证据结合物质的结构、组成、性质与变化规律等提出假设,然后对假设进行分析和推理,最后借助模型阐述化学现象与本质规律。

在高中化学“氮及其化合物”一课的教学中,教师可以先要求学生回顾硫的相关性质,复习非金属元素的学习方法,提出问题:“空气中含量最多的元素是氮气,那么氮有哪些性质?氮的化合物主要有哪些?”由此,学生根据已学知识展开思考、交流与讨论,初步激活他们的思维,使其产生搜集证据、进行推理和构建模型的欲望。接着,教师带领学生学习氮气的相关知识,使其结合氮气分子的电子式、结构式搜集证据,尝试推理出氮气的基本化学性质:氮在常温下性质稳定,能够作为一种保护性气体来使用;在点燃、放电、高温等条件下可以同氢气、氧气以及钙、镁等发生化学反应;氮气中的N元素是0价,兼具氧化性和还原性。随后,教师指导学生采用同样的方式研究氮的氧化物、硝酸、氨气的性质、制法和用途等知识。

在上述案例中,教师采取由旧及新、由浅及深的方式鼓励学生自主学习,使其根据已有的学习经验搜集证据、展开推理,并建立相应的化学模型,从而培养他们的核心素养。

二、彰显化学特色,打造个性课堂

(一)结合化学知识特色,培养变化观念与平衡思想

化学作为一门自然科学,主要从分子和原子视角研究物质的结构、组成、性质和用途等,凸显出变化观念和平衡思想。在核心素养视角下的高中化学课堂教学中,教师需紧密结合学科特色设计教学,促使学生认识到物质是变化和运动的,化学变化的发生需要一定条件,帮助学生动态化、多角度地分析化学反应。

例如,在开展高中化学“化学反应与能量变化”的教学时,教师要求学生在预习环节通过各种渠道查询热敷袋、化学暖炉的相关信息。在课堂上,教师先让学生结合自己的认知简单交流这些物品是怎么使用的,分析这些物品的构造和发热原理。接着,教师简单讲解运用铁生锈放热制作热敷袋的原理,并要求学生列举一些利用化学反应进行能量转变的实例,让学生进行讨论和交流。随后教师提问:“化学反应过程中为什么会出现能量变化?”由此提醒学生从化学键的视角分析化学反应的发生过程,推动学生深入探究化学反应中的能量变化规律。

(二)精心设计实验教学,培养科学探究与创新意识

在化学教学实践中,教师应当围绕所授内容与教学目标精心设计实验教学环节,先做好演示实验,再指导学生自主设计和操作实验,使其能够根据问题提出假设,明确实验的目的,科学合理地制定实验方案并完成实验的操作,让他们在实验探究中增强合作意识,形成良好的科学探究精神与创新意识。

以高中化学“离子反应”的教学为例,教师可以提出如下问题:“将连有电源与小灯泡装置的两个金属片插入不同溶液中,有的溶液会让小灯泡发光,有的则不会,那么有哪些溶液会使小灯泡发光呢?”学生回顾旧知识,可能会回答“氯化钠、烧碱与盐酸”。之后,教师让他们思考原因,使其产生参与实验探究的兴趣。接着,教师以氯化钠溶液为例,演示氯化钠固体溶于水后的导电性实验,学生思考后可以知道溶液中有离子的存在,并结合“氯化钠在水中的溶解和电离示意图”认识到,把氯化钠加入水中以后,在水分子的作用下,Cl-与Na+会从NaCl晶体表面脱离,进入水中后形成会自由移动的水合钠离子与水合氯离子。随后教师指导学生分组操作盐酸、硝酸、硫酸的导电性实验,要求学生写出发生电离的方程式,使其从电离的角度概括酸的本质,并运用同样的方式概括碱的本质。

在以上案例中,教师利用实验教学引领学生发现和提出具有探究价值的问题,学生通过实验,根据现象得出结论,尊重事实和证据,形成敢于批判、勇于质疑的科学精神。

三、做好细节优化,增强教学效果

化学知识与现实生活也有着一定的关联性,具体表现在两大方面:其一,化学教材中蕴含着不少生活化元素;其二,许多化学现象在实际生活中广泛存在。在核心素养视角下的高中化学教学中,教师需结合生活实际巧妙设计课堂教学,引导学生以化学视角分析与研究生活中的相关问题,使其形成社会责任素养。

比如,在高中化学“硫及其化合物”的教学实践中,教师先带领学生学习硫及其化合物的性质和用途等理论知识,再设计生活化学习活动,提出问题:“石油、煤及部分金属矿物中含有硫元素,燃烧或者冶炼过程中通常会产生二氧化硫,二氧化硫易溶于水生成硫酸,这就导致酸雨的产生,该怎么基于化学视角研究酸雨形成的?”学生思考后得出结论:酸雨一般指的是pH值小于5.6的雨水,含有硫酸成分,原因是大气中的二氧化硫溶于水,具体形成过程为S→SO2→SO3→H2SO4。随后,教师与学生一起讨论酸雨的危害,并根据当地实际情况制定一些防范酸雨的切实可行的对策。例如,适当调整能源结构,积极开发新能源;处理含硫量较高的煤时,可以加入适量的生石灰;种植臭椿、垂柳、柳杉等能吸收二氧化硫的树木;等等。在上述案例中,教师将生活元素融入高中化学课堂,使学生了解了酸雨的形成原因,培养了他们的环保意识和社会责任感。

综上所述,在核心素养视角下,教师应通过深入研究课堂教学,结合化学教学内容和高中生的实际情况,灵活地开展课堂教学,打造适宜的化学学习环境,把核心素养渗透各个课堂教学环节之中,发挥学生的主观能动性,继而提升他们的化学核心素养,促进其全面发展。

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