李海艦
將化學學科核心素養的理念融入教學實踐中,成為當前教學改革的關鍵任務。核心素養不僅關注知識傳遞,更重視學生綜合能力的培養效果。“教學做合一”教學模式強調理論學習與實踐操作的結合,提倡教師通過實際操作提升學生的科學素養,為實現素養培養目標提供了有效途徑。本文探討化學核心素養導向下有效實施“教學做合一”的具體教學策略,旨在提升學生的科學素養,為化學教育提供實證支持和理論指導。
核心素養不僅關注學生知識層面的掌握情況,還重視激發學生的科學思維、提升實踐能力、培養創新精神。“教學做合一”模式強調理論學習與實驗操作的無縫對接,尤其適用于實驗科學教學。在初中化學課程中,“教學做合一”的教學策略能夠有效地將核心素養的理念融入化學教學中,使學生在掌握化學知識的同時,鍛煉宏觀識別和微觀研究的能力,發展變化觀念,形成平衡思維,有助于增強學生的科學探究意識和創新意識,培育社會責任感。
一、宏微結合,深化化學理解
融合核心素養與“教學做合一”的教學理念,重點在于實驗操作的設計,確保學生能夠通過直觀體驗理解化學現象與微觀結構之間的聯系。教學內容需涵蓋從宏觀現象到微觀原理的逐步深入,使學生在觀察宏觀化學反應中理解其微觀機制。
實驗不僅是驗證理論的工具,還是理解理論的橋梁。教師可以通過化學變化實驗,展示物質的宏觀屬性變化,引導學生探討背后的微觀粒子運動。實驗設計需要注重實踐與思考的結合,教師要鼓勵學生提出假設,進行觀察,記錄數據,并基于實驗結果進行推理。在此過程中,教師通過提問或指導來幫助學生建立宏觀現象與微觀理論之間的橋梁。通過模型的構建與應用,學生在直觀的宏觀實驗之外,能夠理解并構建相應的微觀模型,進而深化對化學概念的理解。教師應將實驗過程中的發現與理論課堂的知識相聯結,使理論與實踐相互印證,幫助學生理解和掌握知識。教師可以在課堂上引入實驗觀察結果,結合實驗數據分析化學反應規律,讓學生在參與實驗的基礎上進行深入思考與理論聯系。
以人教版初中化學九年級上冊第三單元《物質構成的奧秘》教學為例,單元從物質的微觀世界入手,探究原子、分子的構成,使學生理解物質的微觀結構。通過建模活動,學生自行構建簡單的原子模型,如氫原子、氧原子,從而直觀地感受原子結構的基本特征。教師可以利用分子模型套件,指導學生動手拼搭不同的分子模型,如水分子、氧氣分子。通過操作實踐,學生能夠直觀地感知分子是如何由原子通過化學鍵連接而成,從而深化對化學鍵及分子結構的理解。在探索物質微觀結構的同時,教材應緊扣日常生活中的應用,如通過探討空氣中氧氣與氮氣的比例,引導學生思考氣體的組成與性質。通過氣體收集的實驗操作,學生能夠觀察到氣體的宏觀現象,如氧氣支持燃燒,進而聯系到氧氣分子的微觀性質。在教學的每一環節,教師都要強調從宏觀現象到微觀理論的自然過渡。在探究化學反應時,教師應引導學生觀察實驗室中化學反應的宏觀變化,如顏色、氣體的產生或消耗,然后引入原子與分子的概念,解釋宏觀變化背后的微觀機制。
二、動靜平衡,掌握變化規律
在初中化學教學中,針對變化觀念和平衡思維的應用,重點在于將抽象的化學概念轉化為學生可以通過實驗觀察和操作體驗的具體內容。教學策略需圍繞化學反應的動態平衡與變化原理,通過具體的實驗活動,引導學生理解物質狀態的變化、化學反應的進程及其平衡狀態。教學過程中,教師需強調實驗操作的設計與實施,使學生能夠直觀地感受化學反應的變化過程。通過既簡單又能直觀反映化學原理的實驗,如酸堿中和反應,學生能夠觀察到反應前后的顏色變化、溫度變化等,從而理解化學反應的本質。學生在實驗過程中需詳細記錄觀察到的變化,如氣體的生成量、溶液的pH值變化等,通過數據分析,加深學生對化學反應動態平衡的理解。在探究影響化學平衡的因素時,教師可以讓學生通過改變溫度、濃度等條件,觀察平衡位置的變化,鼓勵學生自主設計實驗,探索化學反應的條件和結果,如變化溫度或濃度對反應速率的影響,促進學生的主動學習和深入思考。通過自主探究,學生能夠更加深刻地理解化學平衡和變化的概念。
以人教版初中化學九年級上冊第六單元《碳和碳的氧化物》教學為例,單元圍繞碳及其氧化物的性質、反應和應用,通過一系列實驗,直觀展示化學變化的過程,使學生深入理解變化觀念和平衡思維。教學伊始,教師通過演示實驗向學生展示碳的燃燒現象,讓學生直觀地觀察到碳與氧氣反應生成二氧化碳的過程。然后,引入碳的不同同素異形體,如石墨、金剛石,展示其物理性質的差異,讓學生理解即使是相同元素的不同形態,其性質也可能大不相同。在探究二氧化碳的性質時,教師可以通過實驗觀察二氧化碳熄滅火焰、生成白色沉淀等現象,讓學生直觀地感受到化學反應的具體表現。碳酸鹽與酸反應生成二氧化碳的實驗可以使學生理解化學反應的條件和產物,在探討碳的不同形態時,教師可以通過對比實驗來展示石墨和金剛石的熱導性和電導性,使學生直觀地理解同素異形體的概念。同樣,在講解二氧化碳的性質時,教師可以設計將二氧化碳通過石灰水的實驗,讓學生觀察到二氧化碳與石灰水反應生成白色沉淀的現象,從而更加直觀地理解碳的氧化物的化學性質。
三、推理模型,培養邏輯思維
根據“教學做合一”教學理念,教學過程要緊密結合實驗操作與理論學習,使學生在實踐中發展科學推理能力,重視實驗數據的收集與分析,深刻理解化學模型。在設計實驗時,教師應確保學生能夠參與實際操作,收集數據,從而為后續的數據分析和結論推理打下基礎。通過對實驗數據的分析,學生能夠逐步形成科學推理的能力,理解實驗結果背后的科學原理。教學重點在于通過實驗結果來引導學生理解化學模型,通過直觀的實驗操作,學生能夠更加清晰地理解抽象的化學模型,如原子結構、化學鍵等。在講解化學理論時,教師應將理論內容與學生在實驗中的觀察和發現聯系起來,使學生能夠通過實驗現象理解和掌握理論知識。教師應加強對學生的思維訓練和知識應用引導,通過問題討論、案例分析等方式,引導學生將所學知識應用于實際問題中,如環境保護等,從而提升學生的問題解決能力。
以人教版初中化學九年級下冊第八單元《金屬和金屬材料》教學為例,單元圍繞金屬的性質、反應及其在日常生活中的應用,使學生通過實驗的直觀體驗來深入理解金屬的化學和物理特性。教師則展示金屬的一般性質,如光澤、延展性、導電性等,結合實驗,使學生能夠觀察并驗證金屬性質。學生可以通過簡單的電路實驗,直觀地看到金屬導電的特性;通過錘打或彎曲金屬條,體驗金屬的可塑性和延展性;通過探究金屬與酸的反應,觀察到氫氣的產生,直觀地感受到化學反應的過程;通過測量反應前后物質的質量變化,理解質量守恒定律,加深對化學反應過程的認識。
在討論金屬的腐蝕現象時,通過生銹的實驗,學生能夠觀察到鐵在濕潤空氣中的變化,從而理解氧化還原反應的原理,掌握金屬的化學性質,理解金屬材料的保護方法,如涂層保護、犧牲陽極保護等,并將理論知識應用于實際生活中。教師還可以開展探究不同金屬的活動性順序實驗,將不同金屬依次放入銅(II)硫酸溶液中,觀察哪些金屬能置換出銅。通過實驗操作,學生可以觀察到金屬之間的相互反應,深化對金屬活動性順序的理解。
四、探究創新,激發科學興趣
根據“教學做合一”教學理念,教學策略需專注于激發學生的探究興趣,激發科學思維,提升創新能力。教師需重視實驗探究的過程,設計開放性的實驗活動,鼓勵學生自主提出問題,設計實驗方案,實施實驗,并對結果進行分析。在實驗探究過程中,教師只提供必要的支持和指導,著重鼓勵學生在實驗探究中運用創新思維。在面對實驗結果時,學生應大膽質疑并進行探索,探討實驗中的意外發現,或結果與預期不符的情況。通過對實驗結果的深入分析,學生能夠學會如何從錯誤中學習,如何調整實驗方案,以及如何在未來的實驗中避免相同的問題,這些都是科學探究能力的重要組成部分。
教師應融合跨學科內容,拓寬學生的思維視野,將化學與環境科學、物理學、生物學等領域內容相結合,引導學生從多維度理解化學現象。跨學科探究既能夠深化學生對化學知識的理解,還能夠激發學生的創新思維和批判性思維。在教學過程中,教師應鼓勵學生對實驗數據進行嚴謹分析,對實驗方法進行批判性評價,并探討實驗結果的有效性。通過這種方式,學生能夠學習如何進行批判性思考,如何從不同角度審視問題,這對于培養學生的科學探究能力、激發創新意識至關重要。
以人教版初中化學九年級下冊第十單元《酸和堿》教學為例,單元介紹了酸和堿的基本概念,然后通過實驗驗證酸和堿的性質,如利用紫色的石蕊試劑,讓學生能夠直觀地觀察到酸和堿對指示劑的影響。在探究酸和堿的中和反應時,學生可以觀察到酸與堿反應生成水和鹽的過程,通過量化實驗中酸和堿的使用量,理解化學計量的概念,進一步理解反應物與產物之間的定量關系。單元引入日常生活中酸和堿的應用,如食品中的酸性或堿性成分。通過實驗測定不同食品的酸堿性,學生能夠將化學知識與日常生活聯系起來,增強學習的實用性和趣味性。單元教學鼓勵學生自主設計實驗探究酸堿性質的影響因素,學生可以探究不同濃度的酸和堿溶液對石蕊試劑的影響,或者比較不同酸和堿的強度。通過設計探究實驗,學生可以學習到酸和堿的基本性質,培養學生的自主探究能力和創新能力。
五、強化環保,樹立社會意識
初中化學教學策略應專注于培養學生的科學態度、責任感以及對環境的關懷,重視科學方法的訓練。教師應該引導學生在實驗探究中堅持使用科學方法,包括提出假設、設計實驗、收集數據、分析結果,并基于證據做出合理的結論。通過實踐,學生能夠理解科學研究的嚴謹性和系統性,培養科學的思維方式。教師應重視科學倫理教育,教授學生遵守實驗室規則,強調實驗安全和正確處理化學物質的重要性,培養學生在科學探究中的責任感和自律性。
教師應將社會責任融入化學教學中,如在討論化學物質的環境影響時,引導學生思考使用化學品對環境的影響,如酸雨、溫室氣體排放等,讓學生通過討論環保問題,能夠認識到公民在科學實踐中應承擔的社會責任。教師還應該鼓勵學生參與科學與社會問題的討論,通過組織辯論、研究報告等活動,在學習化學知識的同時,使學生深入了解科學技術如何影響社會和環境。
以人教版初中化學九年級上冊第七單元《燃料及其利用》教學為例,教師應通過實驗探究和理論學習,使學生了解燃料的化學性質和具體利用,加深學生對環境保護和可持續發展的認識。教師通過演示實驗展示不同燃料的燃燒現象,如木炭、酒精和天然氣的燃燒,可以讓學生觀察到燃料燃燒時的火焰顏色、溫度和產生的煙霧。通過觀察,學生直觀地理解了不同燃料的燃燒特性。單元內容通過探究燃料的熱值,引導學生進行熱量測定實驗,如使用卡計量熱器測定酒精的燃燒熱。通過實驗操作,學生能夠理解燃料熱值的概念,學會如何測定燃料的能量。在討論燃料的環境影響時,教師可以引入燃燒產物對環境的潛在影響,讓學生通過實驗觀察到化石燃料燃燒產生的二氧化碳和其他氣體,理解燃燒氣體對大氣環境和氣候變化的影響。
此外,通過討論如何處理燃燒過程中產生的有害氣體,使用清潔能源和提高燃燒效率,學生可以認識到科學技術在解決環境問題中的作用。單元內容還涉及可再生能源的使用,如太陽能、風能和生物質能源,教師可以介紹可持續的能源選擇,使學生理解如何減少對化石燃料的依賴,并對可再生能源的科學原理和實際應用有所認識。通過實驗展示生物質資源發酵產生沼氣的過程,學生可以了解沼氣的生成原理,體會到生物質能源作為可再生能源的重要性。此外,教師還應強調節能減排的重要性,引導學生思考如何在日常生活中節約能源和減少污染,讓學生通過討論日常用能的行為和習慣,如節約用電、減少汽車使用等,認識到公共參與環境保護的意義。
六、結語
核心素養導向下的“教學做合一”教學模式在初中化學教學中具有重要的實踐意義和廣闊的應用前景,開展核心素養導向下初中化學“教學做合一”的教學實踐研究至關重要。實踐表明,將核心素養融入教學過程,有助于學生掌握化學知識,顯著提升學生的科學探究能力、增強社會責任感。實驗操作與理論學習的緊密結合,使學生能夠在參與和體驗中理解化學知識,強化問題解決能力。