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摘 要:发展学生化学学科核心素养是化学教学的核心任务,本文以“苯”的教学实践为例,探讨如何从问题的提出与解决、证据的寻找、知识的运用、“教、学、评”一体化的设计等多方面发展学生的化学学科核心素养。
关键词:化学核心素养;课程目标;教学实践;教学反思;苯
《普通高中化学课程标准(2017年版)》将化学学科核心素养分为“宏观辨识与微观探析”“变化观念与平衡思想”、“证据推理与模型认知”、“科学探究与创新意识”、“科学态度与社会责任”五个方面,不同教学内容对于各方面核心素养培育的贡献程度并不相同,各有侧重,相辅相成。素养目标将原有的三维目标进行了有机整合,更注重“教、学、评”一体化的教学,教学应聚焦于与具体教学内容相符合的素养目标,将素养目标融入教学实践。
人教版化学2安排了几种代表性有机物的学习,在学习烷烃和烯烃后,再来学习最简单的芳香烃---苯,学生对链烃的结构和性质有了一定认识后介绍环状烃,已经学会在比较的基础上求同存异,能根据有机物某些性质表现进行证据推理,推断其结构,再根据结构全面分析其性质。关于“苯”的教学设计很多教师有过一些研究,有将化学史融入学习中感受科学探究的艰辛[1][2],也有进行问题猜想,证据推理教学的[3],但是都不能将化学知识与技能的学习、化学思想观念的建构、科学探究与问题解决能力的发展等较好地融合起来进行教学。本文探讨如何从情境的设计、问题的提出与解决、证据的寻找、知识的运用、“教、学、评”一体化的设计等多方面发展学生的化学核心素养。
一、课程目标与核心素养分析
(一)教材分析与学情分析
“苯”安排在人教版《化学2》第三章,本章是必修化学中研究有机化合物的唯一章节,分为烃和烃的衍生物2个教学单元,烃重点是研究碳原子的成键特点及其与分子空间结构、性质的关系;烃的衍生物重点是认识官能团及其与性质的关系,这样设计教学单元既有利于不同类型认知结构的构建,也便于规划教学方案,进行相应核心素养的培育。
学生在学习“苯”之前,已初步形成物质的组成与结构决定物质性质的观念,也具备一定的证据推理与建立模型的能力,以及设计简单实验探究物质性质的能力,明确碳原子的成键方式决定烃分子的空间结构和特征反应。
(二)教学与评价目标
学生通过具体的学习活动过程实现培育目标,同时学习活动表现也是评价是否達到培育目标的依据。
1.教学目标
(1)通过化学史展开研究,推断并验证苯分子的结构,建立“结构—性质—用途”的有机物学习模式,发展学生“证据推理与模型认知”化学学科核心素养。
(2)通过设计实验探究苯的性质,寻找证据验证假设(证实和证伪),发展学生“实验探究”化学学科核心素养。
(3)依据事实及实验现象辨识苯的性质,形成结论,从碳原子成键方式认识苯的化学性质,发展“宏观辨识与微观探析”化学学科核心素养。
(4)了解苯的发现历史,客观认识苯的用途和毒性,了解家居建材中苯的检测方法,发展“科学态度与社会责任”化学学科核心素养。
2.评价目标
(1)基于苯的分子式进行分析推理--证实证伪--形成逻辑关系—解决问题,诊断并发展学生的认知阶段水平。
(2)通过探究实验设计方案、实验操作与交流,诊断并发展学生实验探究水平(实验设计水平、操作技能水平)。
(3)通过分析苯分子中碳原子成键特点认识苯的性质,建构分子结构与性质关系模型,发展学生研究有机物分子空间结构的认知思路水平(视角水平、建模水平、学科观念水平)。
(4)通过对苯的用途与毒性的认识和了解,诊断和发展学生对化学价值的认识水平(学科价值视角、社会价值视角)。
(三)教学与评价思路
“苯”教学与评价设计如下图所示。
二、教学实践
(一)宏观现象
[学习任务1]确定苯的分子式,了解苯的物理性质。
三、教学反思
(一)注重化学思想和方法的培育
化学学习活动一般是从某一问题出发,对问题进行假设,通过实验获得证据,基于证据进行推理,对推理进行修正(证实或证伪),最终得到正确结论。本节课围绕苯的结构开展实验探究,再根据其结构特点推理化学性质,了解其用途。整节课在一个个问题的驱动下,选取特定认识角度,经历特定推理过程和认识路径,最终形成认识结论,整个探究活动发掘了知识背后所隐含的认识功能、学科思想、方法和观念等。
(二)注重认知冲突和具体问题情境的创设
教学通过创设认知冲突情境,由此引发问题,激发学生探究兴趣,再引导学生层层推进,解决出现的问题,形成正确结论,在解决这些具体问题的过程中,学生的化学学科核心素养得到了提升。
苯的分子式为C6H6,分子不饱和,假设分子中含有碳碳双键或三键,学生写出可能的结构式,但设计的探究实验表明其不能使溴水或KMnO4溶液褪色,假设不成立。进一步修正假设,假设还有其他立体环状分子构型,学生思考写出如三棱柱烷等其他多种结构,可事实证明苯的一溴代物只有一种,说明苯分子结构高度对称,排除了上述可能的结构,最后只存在结构正确,也就是凯库勒式,但此结构感觉存在双键,还是不太合理,从而推断出苯分子含大∏键的最佳结构式写法。
(三)注重“教、学、评”一体化
“教、学、评”一体化既是教学设计的组织策略,也是教学实施的运作策略。本节课的教学过程融入了学习评价,认真落实了教学目标与评价目标,做到了学习任务与评价任务协同完成。
(四)注重基于“学习任务”开展“素养为本”的教学
学习任务要厘清不同知识与各核心素养的关联,挖掘不同知识承载的核心素养价值。本节课设计了四个学习任务,与其相关联的核心素养的导向各不相同。学习任务1,通过化学史了解苯的组成,分子式,物理性质等,激发学生认知,发展学生“模型认知”核心素养。学习任务2,鼓励学生大胆质疑,寻找证据,用实验手段合理求证苯的分子结构,发展学生“证据推理”“科学探究”核心素养。学习任务3,从碳原子成键方式认识苯的化学性质,讨论交流,总结归纳,发展“宏观辨识与微观探析”核心素养。学习任务4,体验生活,辩证认识苯的用途及其毒性,发展“科学态度与社会责任”核心素养。
总之,学生核心素养的形成和发展,需要教师在实际教学活动中,有计划、有目的地将素养目标落实在课堂教学活动中,真正将核心素养内化为学生的正确价值观、必备品质和关键能力。
参考文献
[1]朱鹏飞、徐惠.苯的教学设计[J].化学教学,2014,(1):40—43.
[2]艾水高.以化学发展历程为线索的教学设计---以“苯分子结构的确立”为例[J].化学教学,2014,(9):44—47.
[3]卓金镇、张礼聪、杨亭亭.“问题猜想,证据推理”彰显化学魅力---苯的教学设计[J].化学教与学,2017,(9):54—57.
关键词:化学核心素养;课程目标;教学实践;教学反思;苯
《普通高中化学课程标准(2017年版)》将化学学科核心素养分为“宏观辨识与微观探析”“变化观念与平衡思想”、“证据推理与模型认知”、“科学探究与创新意识”、“科学态度与社会责任”五个方面,不同教学内容对于各方面核心素养培育的贡献程度并不相同,各有侧重,相辅相成。素养目标将原有的三维目标进行了有机整合,更注重“教、学、评”一体化的教学,教学应聚焦于与具体教学内容相符合的素养目标,将素养目标融入教学实践。
人教版化学2安排了几种代表性有机物的学习,在学习烷烃和烯烃后,再来学习最简单的芳香烃---苯,学生对链烃的结构和性质有了一定认识后介绍环状烃,已经学会在比较的基础上求同存异,能根据有机物某些性质表现进行证据推理,推断其结构,再根据结构全面分析其性质。关于“苯”的教学设计很多教师有过一些研究,有将化学史融入学习中感受科学探究的艰辛[1][2],也有进行问题猜想,证据推理教学的[3],但是都不能将化学知识与技能的学习、化学思想观念的建构、科学探究与问题解决能力的发展等较好地融合起来进行教学。本文探讨如何从情境的设计、问题的提出与解决、证据的寻找、知识的运用、“教、学、评”一体化的设计等多方面发展学生的化学核心素养。
一、课程目标与核心素养分析
(一)教材分析与学情分析
“苯”安排在人教版《化学2》第三章,本章是必修化学中研究有机化合物的唯一章节,分为烃和烃的衍生物2个教学单元,烃重点是研究碳原子的成键特点及其与分子空间结构、性质的关系;烃的衍生物重点是认识官能团及其与性质的关系,这样设计教学单元既有利于不同类型认知结构的构建,也便于规划教学方案,进行相应核心素养的培育。
学生在学习“苯”之前,已初步形成物质的组成与结构决定物质性质的观念,也具备一定的证据推理与建立模型的能力,以及设计简单实验探究物质性质的能力,明确碳原子的成键方式决定烃分子的空间结构和特征反应。
(二)教学与评价目标
学生通过具体的学习活动过程实现培育目标,同时学习活动表现也是评价是否達到培育目标的依据。
1.教学目标
(1)通过化学史展开研究,推断并验证苯分子的结构,建立“结构—性质—用途”的有机物学习模式,发展学生“证据推理与模型认知”化学学科核心素养。
(2)通过设计实验探究苯的性质,寻找证据验证假设(证实和证伪),发展学生“实验探究”化学学科核心素养。
(3)依据事实及实验现象辨识苯的性质,形成结论,从碳原子成键方式认识苯的化学性质,发展“宏观辨识与微观探析”化学学科核心素养。
(4)了解苯的发现历史,客观认识苯的用途和毒性,了解家居建材中苯的检测方法,发展“科学态度与社会责任”化学学科核心素养。
2.评价目标
(1)基于苯的分子式进行分析推理--证实证伪--形成逻辑关系—解决问题,诊断并发展学生的认知阶段水平。
(2)通过探究实验设计方案、实验操作与交流,诊断并发展学生实验探究水平(实验设计水平、操作技能水平)。
(3)通过分析苯分子中碳原子成键特点认识苯的性质,建构分子结构与性质关系模型,发展学生研究有机物分子空间结构的认知思路水平(视角水平、建模水平、学科观念水平)。
(4)通过对苯的用途与毒性的认识和了解,诊断和发展学生对化学价值的认识水平(学科价值视角、社会价值视角)。
(三)教学与评价思路
“苯”教学与评价设计如下图所示。
二、教学实践
(一)宏观现象
[学习任务1]确定苯的分子式,了解苯的物理性质。
三、教学反思
(一)注重化学思想和方法的培育
化学学习活动一般是从某一问题出发,对问题进行假设,通过实验获得证据,基于证据进行推理,对推理进行修正(证实或证伪),最终得到正确结论。本节课围绕苯的结构开展实验探究,再根据其结构特点推理化学性质,了解其用途。整节课在一个个问题的驱动下,选取特定认识角度,经历特定推理过程和认识路径,最终形成认识结论,整个探究活动发掘了知识背后所隐含的认识功能、学科思想、方法和观念等。
(二)注重认知冲突和具体问题情境的创设
教学通过创设认知冲突情境,由此引发问题,激发学生探究兴趣,再引导学生层层推进,解决出现的问题,形成正确结论,在解决这些具体问题的过程中,学生的化学学科核心素养得到了提升。
苯的分子式为C6H6,分子不饱和,假设分子中含有碳碳双键或三键,学生写出可能的结构式,但设计的探究实验表明其不能使溴水或KMnO4溶液褪色,假设不成立。进一步修正假设,假设还有其他立体环状分子构型,学生思考写出如三棱柱烷等其他多种结构,可事实证明苯的一溴代物只有一种,说明苯分子结构高度对称,排除了上述可能的结构,最后只存在结构正确,也就是凯库勒式,但此结构感觉存在双键,还是不太合理,从而推断出苯分子含大∏键的最佳结构式写法。
(三)注重“教、学、评”一体化
“教、学、评”一体化既是教学设计的组织策略,也是教学实施的运作策略。本节课的教学过程融入了学习评价,认真落实了教学目标与评价目标,做到了学习任务与评价任务协同完成。
(四)注重基于“学习任务”开展“素养为本”的教学
学习任务要厘清不同知识与各核心素养的关联,挖掘不同知识承载的核心素养价值。本节课设计了四个学习任务,与其相关联的核心素养的导向各不相同。学习任务1,通过化学史了解苯的组成,分子式,物理性质等,激发学生认知,发展学生“模型认知”核心素养。学习任务2,鼓励学生大胆质疑,寻找证据,用实验手段合理求证苯的分子结构,发展学生“证据推理”“科学探究”核心素养。学习任务3,从碳原子成键方式认识苯的化学性质,讨论交流,总结归纳,发展“宏观辨识与微观探析”核心素养。学习任务4,体验生活,辩证认识苯的用途及其毒性,发展“科学态度与社会责任”核心素养。
总之,学生核心素养的形成和发展,需要教师在实际教学活动中,有计划、有目的地将素养目标落实在课堂教学活动中,真正将核心素养内化为学生的正确价值观、必备品质和关键能力。
参考文献
[1]朱鹏飞、徐惠.苯的教学设计[J].化学教学,2014,(1):40—43.
[2]艾水高.以化学发展历程为线索的教学设计---以“苯分子结构的确立”为例[J].化学教学,2014,(9):44—47.
[3]卓金镇、张礼聪、杨亭亭.“问题猜想,证据推理”彰显化学魅力---苯的教学设计[J].化学教与学,2017,(9):54—57.