




摘" 要:對于高中化學課程而言,教師圍繞核心素養設計多樣化的教學活動,不僅能幫助學生形成微觀意識、樹立平衡思想、提高證據推理能力,還能培養學生的創新思維、增強社會責任感,能夠充分體現課程教學的宗旨,發揮素質教育的育人價值。文章從教學優化的視角出發,分析發展學生化學核心素養的價值,并圍繞化學核心素養理念開展多樣化的教學活動,旨在提高高中化學教學質量。
關鍵詞:高中化學;核心素養;教學策略
《普通高中化學課程標準(2017年版2020年修訂)》(以下簡稱《標準》)中對化學核心素養與課程目標提出了明確要求,在高中化學教學中,教師應該立足學生學習知識的過程,結合核心素養理念開展教學活動。其中,“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”能促使學生形成化學思想、掌握化學學習方法,“科學探究與創新意識”能在實踐中發展學生的創新思維,“科學態度與社會責任”則體現了高中階段化學學習更高層次的價值追求。因此,教師應該積極轉變教學思路,將核心素養融入教學全過程,引導學生在掌握知識的同時發展化學核心素養。
一、發展學生化學核心素養的價值
1. 突出化學學科的本質和特征
在高中階段的化學學習中,學生既要從宏觀視角出發,結合實驗現象和生活中的化學現象來探究化學原理和化學性質,又要從微觀視角入手,探究化學反應中原子、分子的變化,從而掌握化學學科的本質。“宏觀辨識與微觀探析”作為化學核心素養之一,就是讓學生學會從宏觀和微觀的視角出發來認識物質的組成。由此可見,在高中化學教學中發展學生的化學核心素養,能讓學生快速了解化學學科的本質和特征,深化學生對化學知識的認知。
2. 闡釋化學基本理論
化學是研究物質組成及其變化過程的一門學科。在教學過程中,教師可以指導學生運用多樣化的方法,包括建立模型、操作實驗、大膽猜測、小心論證等,與化學核心素養中的“證據推理與模型認知”相契合。由此可見,發展學生的化學核心素養能有效提高學生解決問題的能力,并使其在探究學習的過程中培養創新意識、提升綜合素養。
3. 助力學生形成化學思維
實驗是高中化學教學中不可或缺的一部分,也是教學實踐的主要形式,對發展學生的化學核心素養具有重要意義。在實際教學中,教師可以借助化學實驗解釋微觀原子、分子的變化過程,從中總結出相應的結論。在這一過程中,學生的實驗探究精神和創新意識都能得到相應的鍛煉,進而發展自身的化學核心素養。相應地,發展化學核心素養也會帶動學生化學思維的發展,為學生鞏固理論知識、提高實驗操作能力奠定良好的基礎。
二、核心素養理念下高中化學教學實踐
依據《標準》要求,教師要以核心素養為導向,以學科知識和學情為基礎,在多樣化的教學活動中巧妙滲透核心素養理念,讓學生通過參與各種教學活動,實現思維、能力、素養的同步發展,達成發展化學核心素養的目的。
1. 創設直觀情境,形成微觀意識
在課堂教學中,教師應該從學科特點出發,引導學生從微觀視角去理解并探究物質的組成、結構、性質和變化,激發主動學習化學知識的興趣。教師可以借助多媒體設備創設直觀教學情境,選擇學生感興趣的化學現象,引導學生深入分析物質的內部結構,深化學生對物質內部原子、分子排布規律的認識,使其在腦海中初步建立相關化學模型,形成“結構決定性質”這一基本觀念。這樣一來,學生的微觀探析素養能夠得到一定的發展。
例如,在教學人教版《普通高中教科書·化學》(以下統稱“教材”)選擇性必修3“芳香烴”一課時,在學生學習“苯”的相關知識時,教師可以利用多媒體設備開展直觀的教學活動。首先,教師以課件的形式向學生展示苯的發現史,讓學生通過觀看課件內容知道苯是最簡單的一類芳香烴。其次,教師向學生呈現苯的分子結構模型,鼓勵學生結合分子結構模型推測苯的化學性質,了解學生對化學基礎知識的掌握情況。最后,教師展示苯的分子式——C6H6,并提出問題:“從苯的分子式來看,其分子的不飽和程度很大,那么它的性質是否與不飽和烴相似呢?”學生需要基于情境和問題展開思考,可以設計“溴水、高錳酸鉀溶液與苯”這一實驗,根據實驗結果發現苯與高錳酸鉀溶液反應后,試管中的溶液仍然呈紫紅色;而苯與溴水反應后,試管中的溶液上層為橙黃色,下層幾乎無色,從而得出苯與高錳酸鉀溶液、溴水都不反應這一結論,這說明苯中分子具有不同于烯烴、炔烴的特殊結構。
基于此,教師通過直觀情境讓學生對苯的分子式形成直觀的認識,再引導學生聚焦苯的分子結構,利用實驗來探究苯與不飽和烴的異同,能夠有效提升學生的微觀探析素養。
2. 優選課堂習題,樹立平衡思想
平衡思想是化學核心素養的重要構成,也是學生學習化學知識的重要思想,尤其是在學習“化學反應速率”的相關知識時,學生對平衡思想的運用會直接影響其學習效果。究其原因,這部分內容的抽象性較強,若學生在解決問題時無法正確判斷、運用知識,就會出現錯誤。因此,在課堂教學中,教師應該關注學生對化學基礎知識的掌握情況。同時,教師還要精心挑選習題,引導學生在掌握基礎知識的同時分析習題,從而樹立平衡思想。
例如,在教學教材選擇性必修1“化學平衡”一課時,在講解相關理論知識后,為了深度培養學生的平衡思想,教師可以精心設計如下題目。
題目" 在某容積為6 L的密閉容器中,放入了3 mol的X(g)和2 mol的Y(g),在一定條件下發生反應為
4X(g) + 3Y(g)[?]2Q(g) + nR(g)。若充分反應達到平衡后,容器內的溫度不變,但混合氣體的壓強比原來增加了5%,X的濃度減小了[13,] 該反應中的n值為(" " )。
(A)6" (B)5
(C)4" (D)3
題目充分考查了學生對平衡思想的運用。由題目中的信息可知:固定容積說明反應前后體積不變,而平衡體系存在于一個恒容的容器中,根據阿伏加德羅定律,同溫同體積下,壓強比等于物質的量之比等于分子數之比。因此,反應中的變量X∶Y∶Q∶R = 4 ∶3∶2∶n,壓強與原來相比增加了5%,說明物質的量之比也較原來增加了5%,氣體物質的量增加了(2 + n) - (4 + 3) = n - 5,由于n - 5 gt; 0,所以n gt; 5,選項中只有n = 6符合,正確答案為A。
3. 重視探究學習,提高證據推理能力
證據推理不僅是化學核心素養的重要構成,還是一種科學的思維方法,它要求學生根據觀察到的現象或實驗結果,運用已學知識去分析和假設,通過邏輯推理得出相應的科學結論。探究學習是提高學生證據推理能力的有效途徑,教師以問題為導向,引導學生通過觀察、實驗和推理得出問題的答案。這樣一來,學生不僅可以強化自身的能力,還能激發學習化學知識的興趣。
例如,在教學教材必修第一冊“鐵及其化合物”一課時,在講解完理論知識后,教師可以圍繞如下習題開展探究性教學活動,鍛煉學生的探究思維。某個化學興趣小組的學生對實驗室一瓶標簽脫落的金屬X展開探究活動,進行了一系列的實驗,實驗過程和實驗現象如圖1所示。
問題1:金屬X的化學式是什么?
問題2:能否推導出溶液B中溶質的化學式?
問題3:能否寫出白色沉淀C轉變為紅褐色沉淀D的化學方程式?
上述問題環環相扣,考查學生的證據推理能力和知識應用能力,學生需要結合圖1中呈現的內容逐步展開分析。根據圖1可知,金屬X與鹽酸發生反應,生成了無色可燃性氣體,可以推測發生了置換反應,生成了氫氣。又因為白色沉淀暴露在空氣中可以形成紅褐色沉淀,推測金屬X是鐵。根據鐵與鹽酸反應的化學方程式,即Fe + 2HCl FeCl2 + H2↑,推導出溶液B的溶質為氯化亞鐵。結合已掌握知識寫出氯化亞鐵與氫氧化鈉溶液反應的化學方程式,即FeCl2 + 2NaOH Fe(OH)2↓+ 2NaCl,得出白色沉淀C為氫氧化亞鐵,氫氧化亞鐵再與空氣中的氧氣發生反應生成氫氧化鐵,化學方程式為4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O 4Fe(OH)3。基于此,學生結合問題中給出的條件,逐步展開分析和推導,不僅可以鞏固鐵及其化合物的相關知識,還可以有效鍛煉自身的證據推理能力,發展化學核心素養。
4. 小組合作學習,培養創新思維
傳統的高中化學課堂通常是“教師教,學生學”的教學模式,形式較為單一,且師生互動交流的頻率較低,無法調動學生的學習積極性,不利于其創新思維的發展。而《標準》主張“素養為本”,教師應該開展以實驗為主的多種實踐活動,通過結構化設計來激發學生學習化學的興趣,轉變學生的學習方式,培養其創新精神和實踐能力。具體來說,教師應該以小組合作學習的形式引導學生進行實驗,讓學生在合作探究的過程中充分發表看法,并在動手操作的過程中對知識進行探索,有效培養學生的創新思維。
例如,在教學教材必修第一冊“鈉及其化合物”一課時,在探究鈉及其化合物的性質時,教師可以組織學生開展小組合作學習,以培養學生的創新思維。首先,教師利用課件展示金屬鈉的相關資料,引導學生思考:過氧化鈉是金屬鈉的氧化物,活潑金屬的氧化物能與水、二氧化碳反應生成相應的堿和鹽,那么過氧化鈉能否與水、二氧化碳發生反應?會生成什么物質?小組成員展開討論,設計“過氧化鈉與水反應”“過氧化鈉與二氧化碳反應”的實驗,并提出合理的猜想,有的學生認為過氧化鈉與水反應會產生氧氣,有的學生認為過氧化鈉與二氧化碳反應可能會放熱。其次,教師為各小組提供實驗所需的材料,指導各小組根據實際情況來設計實驗步驟并進行操作,讓學生在實際操作的過程中驗證自己的猜想,從而培養化學學科思維。
學生通過上述討論,不僅能對鈉及其化合物的性質有充分了解,還能在實驗中自主驗證自己的猜測,提高課堂學習效率的同時培養創新思維。
5. 聯系現實生活,增強社會責任感
為了增強學生的社會責任感,教師應該將化學知識聯系現實生活,突出化學學科的實際應用價值。教師可以創設生活情境,引導學生將化學知識與實際生活結合起來,在解決實際問題的過程中學習化學知識,總結化學學習對實際生活的價值。具體來說,教師可以結合教學內容明確實踐主題,指引學生深入現實生活,圍繞主題展開探究和調查,探索現實生活中蘊含的化學原理和知識,分析這些化學原理和知識與實際生活之間的關聯,從而發現問題。隨后,教師引導學生運用所學知識解決問題,逐步增強社會責任感。
例如,在教學教材必修第二冊“化學品的合理使用”一課時,教師可以借助常見的生活現象創設生活情境。在講解“化肥”相關知識時,教師可以利用生活中常見的植物來創設如下情境:月季是一種花期較長、觀賞價值較高的植物,適宜生長在酸性土壤中。小明家里種了三株月季,近期他決定為月季施肥。商店中有尿素、碳酸氫銨、硫酸銨、氨水4種氮肥溶液,試問小明應該選擇哪種化肥呢?由此,學生結合情境中的問題展開探究,認為不能隨意施肥,要結合月季的習性來選擇氮肥品種。因此,要先測定4種氮肥的pH值。隨后,教師為學生提供4種氮肥的樣本,組織學生以小組為單位,通過小組分工合作的方式測定它們的pH值,發現尿素溶液的pH值為7,碳酸氫銨溶液的pH值為7.8,硫酸銨溶液的pH值為5,氨水溶液的pH值為11,從而判斷出小明應該選擇硫酸銨溶液為月季施肥。另外,教師還利用課件展示因肥料使用不當對土壤和植物造成不可逆危害的案例,使學生樹立嚴謹、科學的化學觀念。
基于此,學生不僅掌握了為植物挑選肥料的正確方法,還意識到化肥只有使用得當,才能發揮其應有的作用,否則不僅不利于植物生長,還會對土壤、水源等造成污染,從而強化自身的社會責任感。
綜上所述,為了提高高中化學課程教學質量,教師需要基于化學核心素養,對教學過程、教學方法進行合理優化,將核心素養理念滲透于課堂之中,讓學生在學習化學知識的同時,培養微觀意識、平衡思想、證據推理能力、創新思維和社會責任感。這樣一來,學生能在高質量的化學課堂中學習化學知識,發展化學核心素養。
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