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核心素养视域下初中化学无实验新授课教学优化策略探究

2022-03-22马学花

考试周刊 2022年42期
关键词:原子结构原子问卷

马学花

一、 序言

所谓新授课,是指初中化学课程中新知识的全新课程,与另一种课型复习课相辅相成。新授课是学生掌握新知识的关键,只有完成新授课的学习才能实现后续的解题和复习课程。在当前新授课相关教学中,普遍存在着教学内容难度过大和以中考为纲的趋势,所以本次研究基于新授课的特殊性和初中化学核心素养的要求,对初中化学无实验新授课教学进行了重新设计。文章首先从指导思想和操作程序两个方面对初中化学新授课教学模式进行研究,然后在此基础上基于初中化学核心素养进行优化,希望能给相关一线教师提供参考。

二、 初中化学无实验新授课教学存在的问题

在《义务教育化学课程标准(2022版)》颁布之后,初中化学教学开始了有序的改革,但是许多教师都面临着无从下手的情况,于是笔者和所在课题组对初三化学教师进行了相应的问卷调查,在对教师相关问题进行整理后总结了教师在初中化学新授课教学改革中所遇到的问题。本次调查采用手机微信问卷的形式,其中教师问卷发放相关问卷80份,回收80份,回收率为100%;学生问卷发放相关问卷969分,回收950分,回收率为98%。

(一)问卷信度和效度分析

教师调查问卷的维度包括教师的教龄、教师对化学课程核心素养的了解程度、核心素养对初中化学新授课教学的指导程度、初中化学新授课教学的教学方式、学历案的编写情况、初中化学新授课教学备课的侧重点、初中化学新授课教学核心素养培养策略、初中化学新授课教学核心素养落实的主要问题、核心素养背景下初中化学新授课教学的正确判断以及相关建议。

学生调查问卷的维度包括学生所在校区、对不同阶段学习步骤的认识、对新授课的预习自觉性、对新授课的预习效果、对新授课重要性的认识、对新授课的学习方式、对学习难点的处理方式、知识梳理的方式、新授课课后总结的方式、学习方法的满意程度、课程中教师的态度、学习效果的满意程度。

运用IBM SPSS Statistics 25对调查问卷进行信度和效度测试,本次教师问卷的样本量为80,项目数为10,标准化Cronbachα系数为0.857,说明该问卷的信度非常好。本次教师问卷的KMO值为0.886,巴特球形值为2391.464,df为287.000,说明该问卷的效度非常好;本次学生问卷的样本量为950,项目数为20,标准化Cronbachα系数为 0.856,说明该问卷的信度非常好。本次学生问卷的KMO值为0.886,巴特球形值为2391.464,df为287.000,说明该问卷的效度非常好。

(二)调查结果分析

1. 教师方面

(1)核心素养认识问题

基于调查结果可以发现,在对核心素养的认识方面,仅有8.75%和33.75%的教师选择了非常了解和有一定了解,说明还有超过半数的教师对核心素养缺乏理解,这对核心素养培养融入初中化学新授课有着很大的阻碍。在核心素养对初中化学无实验新授课教学的指导程度方面,仅有 21.59%的教师在每节课都会体现,仍有38.64%的教师从未体现,在初中化学无实验新授课教学核心素养培养策略方面,多数有相关核心素养培养经验的教师认为应当集中在创设真实有趣情景、借助信息技术和运用模型类比微观世界方面,这部分经验值得其他教师借鉴。

(2)教师方式问题

基于调查结果可以发现,本次调查的化学教师教龄普遍集中在1~5年左右,说明调查的化学教师的教学经验尚且薄弱,但学习能力较强,有很大的提升空间。在选择新授课的教学方式时,教师普遍以讲解教学为主,占到总体教师的43.18%,这说明在化学新授课的教学中很少给学生思考交流的余地。在学历案的编写情况方面,有75.59%的教师从未编写过学历案,这说明当前学历案备课模式并没有得到普及,使得教师缺乏统筹性思维调整自身的教学模式。

(3)评价体系问题

基于调查结果可以发现,有73%和60%的教师更倾向于用作业和考试成绩反馈学生的学习成果,其他教师也都倾向于习题等方式反馈,但是这种反馈方式缺乏即时性和连续性,无法对学生的学习过程进行有效评价。调查中可以看出,教师在无实验新授课的过程中最担心的问题是教学任务是否完成,对学生的评价也主要是通过考试和平时作业的反馈,很少对学生进行过程性评价。在《义务教育化学课程标准(2022年版)》中指出:“要坚持核心素养导向的评价,加强过程性评价,改进终结性评价。”教师将多样化的学习评价方式反馈给学生,尤其是基于核心素养的过程性评价,可以促进学生主动学习,学生在反馈中也能学会自我评价。要在教学的过程中体现教-学-评的一体化,这样才能实现化学课程核心素养实施与评价的一致性。

2. 学生方面

(1)预习任务问题

在预习任务的问题上,有22%的学生会主动进行预习,42%的学生会基于老师的教导认真预习,36%的学生会在老师的要求下大致预习要学的内容。所以说明当前大部分学生的预习任务仍是基于教师的要求进行的,仅有1/5的受调查学生养成了主动预习的习惯。另外,在预习的效果上,54%的学生认为预习确实有一定的效果,41%的学生认为预习起到了非常好的效果,说明预习在学生新授课的学习过程中起到了一定的作用。

(2)学习方法问题

初中化学课程涉及很多实验,实验对提升学生学习兴趣有着很直观的作用,所以对无实验新授课有17%的学生提不起兴趣,有9%的学生直接表示不喜欢,所以教师需要思考如何提升学生对无实验新授课的兴趣。在学习方法上有47%的学生会结合老师的讲解和自己的思考进行学习,有34%的学生仅通过教师的讲解进行学习,仅有19%的学生会在教师讲解与自己思考之外和其他同学继续进行交流讨论,这说明学生的学习方法还局限在固有的惯性思维当中,在对待新授课上缺乏相应的交流,显然无法完成核心素养中的科学探究与实践培养。

(3)知识梳理总结能力问题

如果有较难的知识点,50%的学生会等待教师进行讲解,有38%的学生会先自行探究或者同学讨论之后再请教教师,有12%的学生直接放弃探究,这说明当前很多学生对待知识难点缺乏探究精神,而是被动消极地对待。在知识梳理方法上,有53%的学生直接等待教材或者教师进行梳理,有3%的学生完全不梳理,只有44%的学生会进行自主梳理,这说明学生知识梳理水平欠缺。在知识总结方面,有49%的学生直接等待教材或者教师进行总结,有7%的学生完全不总结,只有44%的学生会进行自主归纳总结,这说明学生的总结水平同样不容乐观。

三、 初中化学无实验新授课教学核心素养的构建——以“原子的结构”第一课时为例

(一)核心素养构建分析

初中化学新授课作为初中化学的重要组成部分,其开展的基础是初中化学核心素养的培育,《义务教育化学课程标准(2022版)》中对初中化学核心素养的概念有着明确的定义,其具体分为以下四个概念:化学观念、科学思维、科学探究与实践、科学态度与责任。其中化学观念是指对学生基于化学视角解释物质变化现象与问题;科学思维是指学生基于事实与逻辑对相关化学知识进行独立思考,从科学视角解读化学现象,探究化学背后事物运行与变化的规律;科学探究与实践是指通过技术手段和科学方法对问题进行解决,同时拥有跨学科的统筹性思维;科学态度与责任是指基于化学学科的学习来理解化学学科的重要性,明白当前社会运行体系中化学学科的责任,从而明白自身成长发展的方向。

具体到“原子的结构”第一课时,该新授课属于《义务教育化学课程标准(2022版)》学习主题二:物质的组成与结构中的“微粒与物质”,其主要教学目标是让学生明白原子的构成,涉及的核心素养有化学观念和科学思维两点。所以教师在构建教学体系时要着重体现学生化学观念和科学思维的培养,让学生能够理解原子和相关构成知识点在化学体系中的重要性,同时从微观角度理解物质组成的规律。

(二)基于核心素养的教学构建

首先,教师在进行初中化学新授课教学时需要重视学历案效果,所谓学历案是一种新式的教学方案,从学生角度开展的新式教学理念。从学生的实际情况出发,基于学习目标对整体教学过程进行设计,着重设计评价人物来检测教学目标的实施成果。以“原子的结构”为例,教学目标在于让学生明白原子的构成、相对原子质量、离子的形成、核外电子的排布方式、原子最外层电子数等知识点,所以需要在教学中构建相关人物确定教学目标完成情况,同时也要给予教学目标统筹检测作业和课后反思的方向。所以“原子的结构”第一课时的教学目标为通过查阅文献了解人类认识原子结构的过程,发扬崇尚真理、勇于批判的科学精神,初步认识原子的结构;通过动手制作原子结构模型,了解原子核、中子、质子、核外电子间的关系,为相对原子质量的学习奠定基础。

其次,教师需要重视优化学生的预习、学习、梳理、总结方法,教师在教学过程中将这四种学习方法教给学生。教师需要引导学生完成科学的学习方式,对已有的知识体系形成宏观层面的认识,打通新授课前后课时的联系。

1. 单元教学任务

教师在确定了新授课学习主题及新授课学习目标后,首要任务是对新授课学习主题进行整体规划,然后综合问题解决的过程、知识逻辑顺序、学生的学情、认知发展和能力发展规律等一系列内容,才能更好地对新授课学习任务进行设计。此时,教师要依据学生的学习能力,规划具体任务、课时,以核心知识为主线,将新授课的基本理解设计为核心问题、驱动性问题及内容问题,不断审视教学任务,并对其持续优化。基于核心素养培养需求,结合对核心概念的基本理解,“原子的结构”第一课时学习将打破教材结构,对相关内容进行整合,将基本理解设置为驱动性的问题链,联系生活实际,通过化学史,揭秘原子的结构,利用橡皮泥,动手制作原子结构模型。创设挑战性任务,设计一系列生动有趣的实践活动,充分调动学生的积极性,深入理解主题核心知识,建构学科基本观念。

“原子的结构”第一课时的教学目标在于:①通过α粒子散射实验,分析原子的构成,以及构成粒子之间的关系。②知道相对原子质量的含义,并学会查相对原子质量表。

“原子的结构”第一课时的教学任务在于:①原子由原子核和核外电子构成,原子核由质子和中子构成。②相对原子质量是以一种碳原子质量的1/12为标准,其他原子的质量与它相比所得到的比,数值上约等于质子数与中子数之和。

“原子的结构”第一课时的教学问题在于:①原子是化学变化中的最小粒子,原子是否可以再分?②为什么绝大多数α粒子能穿透金箔,而且不改变原来的运动方向?为什么有一小部分α粒子改变了原来的前进方向,有极少数的α粒子被弹了回来?③原子的质量很小,如何表示不同原子的质量?

2. 创设教学活动

基本观念的形成,是需要学生主动参与,进行深层次思维的过程。在这一过程中,问题是学生深入思考的动力源泉,教师需要以问题为主线,创设生动真实的情境、设计多种形式的学生探究活动。通过新授课学习活动,促进学生对知识的深度理解与加工,以问题链推动学生构建知识网络,在学习活动中,锻炼并提升学生的思维能力,促使其建立学科基本观念。

以教材分析、学情分析以及目标设立为基础,设计能够调动学生学习热情的教学情境,通过情境线、问题线、活动线和知识点,呈现知识与学生活动之间的关系,帮助教师更好地梳理教学思路。

具体到“原子的结构”第一课时,该课时的教学情境线分为原子结构的发现史和α粒子散射实验。所以基于这两个情景,分别设置问题:①原子是化学变化中的最小粒子,原子是否可以再分?②为什么绝大多数α粒子能穿透金箔,而且不改变原来的运动方向?为什么有一小部分α粒子改变了原来的前进方向,有极少数的α粒子被弹了回来?

其中问题①设计的活动是搜集文献,结合化学史,梳理各国科学家发现原子结构的过程。问题②设计的活动是以α粒子散射实验为基础,分析原子结构,借助橡皮泥,搭建原子结构模型。

3. 评价体系

在创设新授课学习活动后,要判断学生是否实现了核心素养的培养,建立了学科观念,教师就需要设计持续性的教学评价体系,包括学生的过程性评价、总结性评价及教师的反思性评价。依据新授课学习目标确定评价目标,根据评价目标明确评价标准,由此确定评价任务,从而选择多元的、多角度的、具有发展性的客观全面的评价方式及工具,帮助学生客观对待自身的学习态度与学习方法,发展元认知能力与自我批判能力。同时,教师在反思评价中不断调整优化教学策略,帮助学生促进知识和观念的建构,丰富和发展观念体系。

基于上述理念,“原子的结构”第一课时通过学习活动的不同,也将评价标准分为两个体系。

首先是搜集文献,结合化学史,梳理各国科学家发现原子结构的过程。这部分的评价目标为基于化学史实,认识客观世界,崇尚真理,树立正确的化学价值观与微粒观;评价标准为水平一:能正确看待科学家对原子结构的探究过程。水平二:能正确并且科学地看待科学家对原子结构的探究过程。水平三:能够结合科学家对原子结构的探究过程,树立正确的科学态度;评价方式为校外实践活动、学案、课堂观察、师生互动。

其次是以α粒子散射实验为基础,分析原子结构,借助橡皮泥,搭建原子结构模型。这部分的评价目标为基于α粒子散射实验,认知原子结构,搭建原子结构模型,建构微粒观;评价标准为水平一:能通过α粒子散射实验的现象,分析原子结构。水平二:能通过α粒子散射实验的现象,搭建原子结构模型。水平三:能准确分析α粒子散射实验的现象,搭建原子结构模型,说明原子中微粒的电性;评价方式为学案、小组互评、师生互动、课堂观察。

(三)初中化学无实验新授课课后测试优化

1. 基础性原则

教师在命题思路和题目甄选上要更为贴合教材实际。新授课不同于复习课,学生对新知识的掌握仍需要教材的进一步巩固。不少教师在命题时盲目参考中考趋势,脱离了学生的实际情况,造成新授课课后测试命题难度过大的情况。积极参与针对学生基础差、对原子结构学习缺乏积极情感的问题,结合剖析的原因:学生面对原子结构等难点问题时有畏难心理,笔者认为要在新授课测试解题过程中调动学生学习兴趣,活化命题设计。针对新授课学生的学科素养较差、知识学习为主、欠缺对核心素养的清晰认识的问题,结合剖析的原因,补足学生的认识短板。具体而言,在原子新授课命题的多个环节,都要让核心素养外化,让学生能够循着既定的教学思路获得新知,提高运用核心素养解决原子结构问题的能力。

2. 科学性原则

新授课课后测试的命题需要基于科学性的原则,课后测试的命题之间有紧密联系,因此命题设计一定是讲逻辑的、科学的、合理的。具体而言,应该思考问题的提出是否有逻辑关系、教学环节是否紧密联系、有没有教学主题帮助学生理清研究方向、情境的设计是否自然、教学活动能否启发学生思考、教学活动设计的展开是否符合学生的认知发展规律。以“原子的结构”第一课时为例,作为初中化学教学的重要课程,该课程教师需要让学生对原子的构成、相对原子质量、离子的形成、核外电子的排布方式、原子最外层电子数等知识点有所了解。“原子的结构”第一课时主要教学目标是让学生明白原子的构成,涉及的核心素养有化学观念和科学思维两点。所以教师在构建教学体系时要着重体现学生化学观念和科学思维的培养,让学生能够理解原子和相关构成知识点在化学体系中的重要性,同时从微观角度理解物质组成的规律,所以课后测试主要聚焦在化学观念和科学思维的构建上。

3. 连续性原则

课后测试的命题不同于中考的一锤定音,其更加重视连续性评价,这是因为在单元教学中,内容之间形成严密的逻辑线索,若是其中一个环节出现问题,将直接影响后续的学习。课后测试是单元教学的阶段性收尾,教师需要在测试的过程中不断诊断学生的学习情况,依托命题设计不同的评价方式,确保学生有能力进入下一阶段的学习。具体而言,应该思考课堂的评价方式是否有效,评价有没有贯穿始终。

4. 阶段性原则

阶段性是新授课课程的重要特点,所以在命题阶段教师需要考虑阶段性对学生的影响。根据课后测试阶段性特征,命题内容应该符合学生的认知水平,螺旋上升式建构知识内容体系。教师要对教学内容的层次有一个清晰的认识,为了使学生对教学内容的理解不断进阶,需要重视教学内容的阶段性。具体而言,在命题设计时应该思考教学内容有没有体现前后知识的逻辑关系、教学内容的难度有没有层层递进、培养了学生什么化学思想方法、培养了学生哪些化学核心素养、解决问题的方法是否为通性通法。

四、 结语

化学课程核心素养是初中化学教学的灵魂,身为教育从业者更应当思考如何更好地在初中化学教学中融入相应的核心素养,进而帮助学生构建起相关的品格与能力。本次研究基于新授课的特殊性和化学课程核心素养的要求,对初中化学无实验新授课教学进行了重新设计。首先对初中化学无实验新授课教学存在的问题进行了调查和分析,然后基于分析结果和核心素养需求,从相关课程核心素养构建分析、核心素养构建、课后测试优化三个角度对初中化学无实验新授课教学进行了彻底的优化,希望能为相关教学改革提供参考。

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