張婉
摘 要:在新課程背景下的高中化學教學中,教師應積極響應,調整課堂教學策略,重視提高學生的綜合能力,培養學生的核心素養。基于此,在制訂教學策略時,教師也應根據培養要求與學生實際情況,以保證策略應用的有效性。在文章中,通過對思維導圖、創設情境、合作學習、化學實驗、生活實際等教學手段的研究,優化教學內容,調整課堂教學活動,使高中生的核心素養得到鍛煉與提升。
關鍵詞:核心素養;高中;化學教學
在高中化學教學中,學生應具備宏觀辨識與微觀探析、變化觀念與平衡思想、證據推理與模型認知、科學探究與創新意識、科學精神與社會責任五個方面的化學學科素養。在教學實踐中,教師應緊緊圍繞五個核心素養開展教學活動,設置教學內容,鍛煉學生的實際應用能力。在多元手段引導下,教師可以高效完成培養學生核心素養的教學目標,提高學生對化學知識掌握的程度,讓學生的化學綜合實力得到切實提升。
一、運用思維導圖,培養學生宏觀辨識與微觀探析能力
在化學教學中,宏觀與微觀是相對的概念,宏觀辨識要求學生能夠通過宏觀物體產生的現象,準確定位化學知識,而微觀探究則要求學生通過對具體內容的整合,實踐化學知識,做到對化學內容的深入探究。思維導圖作為一種兼顧宏觀與微觀的手段,可以幫助學生提升自己的化學素養。根據思維導圖的特性,學生可以借助其形成知識脈絡、整合章節內容,讓化學知識更具系統性、結構性[1]。在思維導圖的幫助下,學生能夠有效抓住重點內容,深入理解化學知識,提高學習效率。
以人教版(2019)必修第二冊《硫及其化合物》一課教學為例。在本次課程的學習中,學生需要完成對硫與二氧化硫、硫酸、硫酸根離子的檢驗、不同價態含硫物質的轉化四個方面內容的學習。筆者以“硫與二氧化硫”這部分內容為主,帶領學生開展以思維導圖為主的教學活動。首先,根據思維導圖的繪制要求,學生應先知曉從哪些方面了解二氧化硫的知識。根據前面學習的內容,學生應知曉探究化學物質應主要掌握其物理性質與化學性質,對此,教師便以物理性質與化學性質為切入點開展教學。由于二氧化硫本身的特性,教師無法讓學生近距離地進行觀察,為此,教師可以在網絡上搜集相關視頻,展示二氧化硫。同時,教師講授二氧化硫的物理性質,即無色、有刺激性氣味的有毒氣體;密度大于空氣,容易液化,易溶于水。在探究二氧化硫的化學性質時,教師可以讓學生思考,“研究物質的化學性質可以從哪些方面入手?”根據對以往知識的回憶,學生可知應從三個方面入手,一是從物質類別上看,通過實驗證明二氧化硫是酸性氧化物;二是從化合價看,推斷二氧化硫具有怎樣的化學性質;三是從物質特性上看,思考二氧化硫具備怎樣的化學性質。根據上述過程,學生可以發現,關于二氧化硫的知識點已經形成了框架,學生只需在課程結束后,按照教學內容提煉出主線,及時整理知識點即可。
教師將思維導圖的框架結構融合在教學中,能夠培養學生的結構意識,使學生具備宏觀辨識與微觀探究能力,讓學生扎實地掌握化學知識。
二、通過創設情境,引導學生樹立變化觀念與平衡思想
變化觀念與平衡思想要求學生樹立物質一直處于變化狀態的思想,特別是在化學學科中,學生需要理解物質分子的變化規律、實驗現象的變化情況等,這都要求學生具備變化思想。只有這樣,學生才能學會從多角度認識與思考化學知識,達到理想的學習效果。基于此,在教學實踐中,教師需要借助創設情境的手段運用,有效引導學生樹立變化觀念與平衡思想。在創設情境時,教師可以采取可視化情境與問題情境結合的方式,讓學生以圖文、視頻等形式,認知化學內容。以問題的形式,深入化學知識,使學生在積極參與課堂教學中,實現自身核心素養的進步[2]。
以人教版(2019)必修第二冊《無機非金屬材料》一課為例。在本次課程中,學生需要完成硅與二氧化硅、新型陶瓷、碳納米材料三部分內容的學習。在講授知識時,教師便可以采取“圖文展示+設置問題”的方式開展教學活動。如在課程開始階段,教師便可以借助各式各樣的硅,給學生打造一個充滿硅的情境,如展示硅酸鹽、含硅酸鹽的物品、硅酸等各種圖片,以此引導學生認識到硅是無處不在的。教師便可以問題的形式,引導學生思考,如為什么保存堿液需使用橡皮塞式的玻璃瓶,而不是磨口的玻璃瓶?這就需要學生思考玻璃的主要成分是二氧化硅,其可以同堿發生反應形成硅酸鹽,容易腐蝕玻璃瓶,所以用橡皮塞可以減少玻璃與玻璃之間的接觸,避免生成硅酸鹽堵塞瓶口。在此問題中,學生可以看到二氧化硅與堿液之間相處的關系,而橡皮塞則讓二者形成了一定的平衡關系。再比如,探究關于新型陶瓷的內容時,教師同樣需要先展示與新型陶瓷有關的事物,如軸承,并設置思考“為什么新型陶瓷可以用作制作軸承?其具有怎樣的性能?”通過觀察軸承,學生可以知曉新型陶瓷的材料突出的特點便是硬度大,再結合軸承的使用環境,可獲得第二個特性,即高溫抗氧化。根據對新型陶瓷材料的使用,學生便可以知曉不僅日常使用的物質在變化,化學物質也在不斷變化,為生活提供便利。
基于此,在化學教學中,教師需運用好情境創設手段,積極引導學生在情境中思考化學知識,提高學生對化學中變化與平衡的認知,達到培養學生核心素養的目的。
三、通過合作學習,有效鍛煉學生證據推理與模型認知能力
證據推理與模型認知是指根據現有的化學證據進行合理猜想,形成一定的認知,再通過整理觀點、搜集資料、理清邏輯等步驟,完成對化學內容的思考。因此,在化學教學中,教師應重視對學生證據意識的培養,讓學生具備根據現有知識進行假設、自主探究、構模型的能力,使學生的化學能力得到有效提高。對此,教師需要組織學生進行合作學習,一方面讓學生在合作中感知化學課堂的良好氛圍,有效調動學生的學習積極性,另一方面使學生在合作中配合完成對化學知識的探索,有效鍛煉學生的證據推理與模型認知能力[3]。
以人教版(2019)必修第二冊《化學反應與能量變化》一課為例。在學習“化學反應與熱能”這部分知識時,學生需要在合作學習中完成對吸熱反應與放熱反應的了解,以及掌握化學鍵的斷裂和形成是化學反應中能力變化的主要原因。在合作探究中,學生首先由對“自熱火鍋”的思考延伸出對課程知識的探究。在思考中,學生應按照教材中提及的兩個實驗,分別進行基礎實驗操作。在此過程中,一起合作的成員應共同觀察實驗中產生的現象,共同分析現象,得到實驗結論。在鹽酸與鎂的實驗中,學生可以看到鎂條逐漸溶解,并伴隨氣泡產生,同時溫度計顯示的數值升高,由此可以判斷該反應過程是在釋放熱量。而在第二個實驗中,學生將20gBa(OH)2·8H2O晶體研細后與10gNH4Cl晶體一起放入燒杯中,并將燒杯放在滴有幾滴水的木片上,隨后用玻璃棒快速攪拌后,再用玻璃片蓋上燒杯。在該實驗中,隨著操作的完成,學生可以感知到有刺激性氣味產生,且在觸摸杯壁下部時,明顯感覺到杯壁變涼,而且此時的木片已經粘在燒杯上,由此可以推斷該反應是在吸收熱量。綜合兩個實驗,學生小組可以得到結論:發生化學反應時,常伴有熱量的釋放與吸收。根據上述知識,學生繼續思考在冬季采用的取暖方式中,有哪些屬于放熱反應?給出的信息有燒炭取暖、用電暖器取暖、天然氣壁掛爐取暖、空調取暖、地下水循環取暖等。通過交流,互換意見,學生認為燒炭取暖和天然氣壁掛爐取暖屬于放熱反應,電暖器和空調取暖屬于電能轉化為熱能,而地下水循環則只是屬于熱量的交換。
在上述合作交流中,學生之間的探究、分析在高效完成獲取化學知識的同時,既提升了學生間的默契度,也加強了學生對化學知識的掌握,能夠有效提升其核心素養。
四、運用化學實驗,培養學生科學探究與創新意識素養
科學探究與創新意識素養要求學生在探索化學知識時,應做到理性認知、邏輯思考,且使學生在深化理解知識時,經歷發現、解釋、說明、創造的過程。基于此,在課堂中,教師需要通過組織學生進行化學實驗的方式,引導學生參與學習,并在教師的指導下制訂實驗方案,完成實驗操作,做到對化學實驗的全程參與,在積累化學實踐經驗的前提下,取得科學探究與創新意識素養的進步[4]。
以人教版(2019)必修第二冊第五章“用化學沉淀法去除粗鹽中的雜質離子”為例。在學習中,學生需要根據積累的化學知識,自主設計實驗步驟,并嘗試完成化學實驗。對此,教師讓學生體驗制鹽。在設計實驗步驟時,學生將制鹽的步驟設計為九步,分別是溶解、除SO42-、檢驗SO42-是否沉淀完全、除Mg2+、Ca2+,以及過量的Ba2+、檢驗Mg2+、Ca2+、Ba2+是否完全沉淀、過濾、除去過量的OH-、CO32-、蒸發、冷卻的精鹽。在按照實驗步驟開展實驗時,學生需要注意實驗中的細節。如在第一步溶解中,將粗鹽與水共同放入燒杯中時,應用攪拌棒進行攪拌,這樣才能保證粗鹽充分溶解;再如第二步中,滴加過量的BaCl2后,便需要靜置等待發生反應,生成BaSO4沉淀。此外,在去除粗鹽雜質的過程中,學生需要根據自己的實驗過程,總結出粗鹽分離提純之法,包括必須過量,以除雜試劑過量;必須容易,以過量試劑容易去除雜質;必須按照順序,即除雜順序必須合理;再如四原則,包括不增加新雜質原則、不減少被提物質原則、被提純物質與雜質分離原則、被提純物質變化后以復原原則。在上述實驗中,學生若是在沒有教師指導的情況下,可能會經歷多次實驗失敗,但這對學生樹立科學探究的思想、建立嚴謹細致的探究意識有一定的促進作用。
所以,學生在進行化學實驗時,需要將向教師請教與獨立思考結合,扎扎實實地培養自己的化學實驗能力,可以做到在化學實驗中認真操作、細致觀察,逐漸提升自己的化學核心素養[5]。
五、聯系生活實際,提升學生科學精神與社會責任意識
科學精神與社會責任意識要求學生建立綠色化學觀念,且將化學知識的實際運用與社會發展進行關聯。在當下的社會中,可以看到許多因濫用化學物質而產生環境污染的情況,如水污染、大氣污染,以及因化學物品使用不當造成的化工廠爆炸等,這些都化學息息相關?;诖?,在高中階段的化學學習中,教師便需要滲透綠色化學的觀念,引導學生形成安全使用化學物品、正確認知化學內容的意識。對此,教師可以選擇聯系生活實際的方式,將生活中與化學有關的元素引入課堂,實現培養學生科學精神與社會責任意識的目的[6]。
以人教版(2019)必修第二冊《化學品的合理使用》一課為例。在學習“化肥、農藥的合理使用”這部分知識時,學生需要完成兩個學習目標:第一,了解常見氮肥、磷肥的主要成分,認識合理施用化肥的必要性;第二,了解常見農藥的組成、分類、對環境的影響,樹立合理施用化肥、農藥的觀念。基于此,教師需要從聯系生活實際的角度開展教學活動,引導學生在真實的生活場景中進行有效思考。如在農村種地時,農民為了保證秧苗不被蟲害,常常是采取噴灑藥物的方式,同時為了促進秧苗更好地成長,也會采取施肥的辦法。對此,學生需要思考農藥與化肥是否可以隨意使用?如果過量使用化肥會產生怎樣的后果?在生活中有哪些具體的體現?在此基礎上,學生需要進一步思考當下為了做到合理使用化肥或農藥都采取了怎樣的措施,或者制作出了哪些新型、影響小的產品?
在思考上述內容時,學生應將生活實際經驗與化學知識緊密結合,從生產生活思考到化肥與農藥的成分、影響,再進一步思考如何降低化肥與農藥的影響,形成綠色化學的學習態度,提高自身的社會責任認知[7]。
結束語
綜上,在高中化學課堂上,教師需要重視對學生應用技能的培養,不斷提升學生的核心素養。在具體實踐中,教師需要合理使用各種教學手段,如思維導圖、創設情境、合作學習、化學實驗等,多樣的教學手段才能讓學生體驗到化學課堂的豐富性,才能讓學生從不同角度認知化學知識,進而有效提升學生的核心素養,讓學生在學習中獲得成長。
參考文獻
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