核心素養理念下的化學探究教學功能研究與思考

賈琦媛 趙春艷

(齊齊哈爾大學 化學與化學工程學院,黑龍江 齊齊哈爾 161006)

化學核心素養涵蓋了化學知識與技能、觀念與思想、能力與意識發展等多方面要素,展現了化學課程學習對學生未來發展的重要價值,符合新時代發展對化學人才培養提出的要求,但學生化學核心素養的培養不僅僅是通過教師的“教”完成的[1]。探究教學能促進學生發揮自身主體作用,促使學生主動思考調動自身知識以發現、解決問題,歷經探究過程形成必備品格、關鍵能力以及價值觀念,實現化學核心素養發展。在當前應試教育影響下,化學師范生進行教學設計時仍將以往實驗教學中“教師提供既定實驗方案,學生動手操作完成教學活動”的模式作為探究教學的主要形式,導致探究在發展核心素養中的作用被削弱[2]。基于上述原因,啟發師范生以“創設情境”“提出問題”“猜想假設”等探究教學的主要環節為切入點,以探究教學形式進行教學設計,由教師和其他同學對其設計進行評價,引導師范生主動探討核心素養下的探究教學的功能。

1 立足真實情境發掘驅動性問題,為素養發展提供情感支撐

真實具體的問題情境是實現富有靈性的教學的起點,而創設情境是開展探究教學的起點,也是能否成功開展探究教學的關鍵。核心素養理念主導下的探究教學在情境創設的過程中關注學生生活中的實際問題或社會熱點問題,注重問題的啟發性、針對性和價值性,將知識內容滲透在情境中,以學生熟悉或感興趣的問題為引,激發學生的探究欲,促使學生發現埋藏在情境中的問題,為實現學生應用知識解決問題做鋪墊。

以“影響化學反應速率的因素”為例,情境創設之初借助多媒體展示,如食物在保存過程中被氧化而腐敗、氨和硫酸等化工制品的生產過程等生產生活中常見的化學反應,讓學生感受到化學反應速率對人類生活的影響,鼓勵學生嘗試找到控制化學反應速率的“開關”,完成情境創設任務。

化學知識是化學核心素養培植的載體,相較于傳統實驗探究將問題直白地拋給學生,核心素養理念下的探究教學通過創設情境啟發學生發現問題。源于生產生活的情境問題可以讓化學知識變得鮮活,更能激發學生的學習興趣。教師在日常生活中應留心觀察,為開展探究教學積累豐富的素材,引導學生關注生產生活中的化學問題,為學生“科學精神與社會責任”等素養的發展提供情感落腳點。

2 分析信息得出假設與探究方案,為素養發展提供科學依據

假設不是空想,更不是胡編亂造,要求學生在對所得信息進行分析的基礎上作出有一定科學依據的判斷或評價。核心素養理念下的探究教學在關注教師主導作用的同時也強調學生的主體作用,提倡由學生借助身邊的學習資源主動搜集信息,并對所得信息進行剖析,實現“去偽存真”,在此過程中學生的信息敏感度、自主學習意識得到發展。

核心素養理念下的探究教學不主張為學生提供既定或完整的探究方案,需要學生以小組合作的形式,基于前期的假設通力合作,發揮各自的優勢和特長完成探究方案的設計。在此過程中學生不斷對探究方案進行調整和優化,不僅考查學生相關化學知識掌握及應用情況,更對學生的邏輯思維能力和合作溝通能力提出要求。

以“Fe2+、Fe3+的鑒別與轉化”為例,將相關知識點融入“FeSO4花肥的高效使用”問題中。FeSO4花肥中Fe2+氧化成Fe3+,花肥肥效降低,因此防止Fe2+氧化才能保證肥效。學生首先要掌握Fe2+、Fe3+的鑒別方法,其次需要從“氧化還原”角度對不同價態鐵離子的化學性質進行解讀,最后,基于此前學習經驗得出可應用還原劑實現Fe2+“保鮮”的假設,并基于假設選擇還原劑完成探究方案設計。

傳統實驗探究中的假設多是學生基于反應現象直接提出的,核心素養理念下的探究教學倡導讓學生結合問題或反應現象自主搜集信息,以對信息的綜合分析為前提得到假設,充分的信息基礎更能體現假設的科學性。在自主制定探究方案的過程中,學生在確定最佳探究方案的過程中實現了對自身化學知識的綜合應用,“科學探究與創新意識”等素養也得到發展。

3 落實探究方案,溝通現象與本質,為素養發展提供思維助力

核心素養理念下的探究教學除了要求學生具備依據探究方案完成操作的實驗技能外,還強調引導學生主動思考,分析化學現象或變化產生的根本原因,即關注現象和變化之下的微觀本質,讓學生建立起可觀測的宏觀的化學反應現象與肉眼不可見的反應的微觀本質間的聯系,避免出現學生僅從宏觀或微觀的單一視角思考問題的情況,構建化學學習的學科思維。形成化學學科思維,促進學生構建自身知識的內在邏輯體系,是建立核心素養培養的思維路徑[3]。

以“堿金屬化學性質的比較”為例, 學生對元素周期表中元素的位置有所了解,完成了Na元素化學性質的學習,在此基礎上讓學生進行實驗,取綠豆大小的金屬K投入滴有酚酞溶液的水中,觀察反應現象并同金屬Na與水反應的現象進行對比,進而啟發學生思考金屬K與水反應程度更劇烈的原因,最后啟發學生從原子結構的角度對其進行解釋。實現學生在宏觀層面發現問題,在微觀層面解釋問題。

核心素養理念下的探究教學注重引導學生觀察宏觀實驗現象的同時從微觀視角對化學現象產生的原因進行解讀,打破宏觀與微觀、現象與本質間的“壁壘”,促進其形成“宏微結合”的思維方式,發展“宏觀辨識與微觀探析”素養。

4 進行證據推斷,得出合理結論,為素養發展提供有效支點

學生通過對實驗現象、數據等證據的解析與判斷得出合理結論的過程,是整個探究活動的點睛之筆,需要學生快速回顧此前探究活動得到的全部信息,結合自身知識和相關學習經驗對原假設作出判斷。核心素養理念下的探究教學主張學生主動思考,對實驗現象、數據等進行推敲,在此過程中學生的邏輯思維得到訓練,有助于學生突破表象思維、實現深入思考、達成深度學習,這正是核心素養發展的重要條件[4]。

以“水果電池的制作”探究活動為例,要求學生探究不同電極材料對水果電池電壓的影響。學生首先參照“銅-鋅”原電池的反應原理為水果電池選擇不同的電極材料,再通過更換電池電極觀測水果電池電壓變化情況,最后基于對電壓變化情況的分析得出結論,金屬電極活動性差距越大,水果電池電壓越大。

通過證據推斷得來的結論是學生深入思考的產物,有助于理解知識和提高學生獲取知識的能力,形成素養發展的有效支點。

5 結論

以核心素養理念指導探究教學的實施,可以更好地發揮探究教學的育人功能,成功開展探究教學能促進學生核心素養全面發展[5]。學生在情境問題的驅動下主動思考得出合理假設,根據假設設計實驗方案并加以實施,觀察、解釋實驗現象得出對應結論等系列活動,實現了化學課堂的重心從讓學生掌握具體知識向推動學生形成受用一生的關鍵能力、必備品格和價值觀念的轉變,讓核心素養的發展落到實處。師范生結合教學內容進行教學設計時,在探究活動不同環節著重發展學生不同的核心素養,為其尋找最佳的生長空間,培養學生核心素養的全面發展。

倡導化學師范生在對化學核心素養的內涵和外延深入解讀的基礎上,以探究教學的形式進行教學設計,能有效促進師范生對探究教學在發展學生核心素養中的作用的正確認識,提高其開展探究教學的能力,推進高素質師資隊伍建設的進程。