“素养为本”的化学教学中真实情境的创设

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  摘要:依据化学学科核心素养的内涵与培养要求,从引导学生形成正确价值观、培养科学思维和创新意识等角度,对中学化学课堂教学中如何选择运用与社會生产、生活有关的素材,创设真实且有价值的学习情境进行探讨。
  关键词:中学化学;学习情境;核心素养
  文章编号:1008-0546( 2019)09-0022-03
  中图分类号:G632.41
  文献标识码:B
  doi: 10.3969/j .issn.1008-0546.2019.09.006
  普通高中化学教学,要着力发展学生核心素养,帮助学生通过化学课程的学习,逐步形成正确价值观念、必备品格和关键能力,使学生成为具有理想信念和社会责任感的未来公民。《普通高中化学课程标准(2017年版)》(以下简称“课程标准”)倡导“素养为本”的教学[1]。在教学中创设真实、具体的学习情境是落实化学学科核心素养培养和发展的重要教学策略。教师在教学中应重视创设真实且富有价值的学习情境,促进学生化学学科核心素养的形成和发展。
  一、以培养科学态度与社会责任为导向选择和处理真实素材
  化学学科核心素养中“科学态度与社会责任”揭示了化学学习的更高层次的价值追求,是落实立德树人根本任务在化学教学中的体现。信息技术的发展和互联网的普及,使我们可以从网络上获得丰富的有关化学学科知识与生产生活相联系的素材。这些信息素材中往往也夹杂着一些科学性缺失、价值取向有所偏差的信息。在教学中要以培养学生科学态度和社会责任感为导向,做选择处理。
  例如,公众目前在食品安全的认识方面存在一些误区,在相当程度上影响了学生的认知。在化学教学中要帮助学生正确认识化学品使用和食品安全的问题,消除可能存在的不科学的认识。如,进行二氧化硫性质的教学,可以提供食品安全国家标准中《食品添加剂使用标准》的相关材料,设置问题“二氧化硫具有毒性,为什么能作为葡萄酒添加剂?”,引导学生在学习物质结构、性质和用途关系的同时,认识“物质的毒性”与“摄人方式和剂量”之间的联系。在使用食品添加剂之类的信息作为教学素材时,除了结合教学内容对添加剂的相关成分、结构、性质等知识进行介绍外,还应突出其作为食品添加剂的功能,说明在符合国家食品安全标准下使用的安全性,帮助学生形成正确的食品安全意识和科学的生活态度。
  使用环境保护类的素材,要避免让学生产生“化学一定会造成环境问题”的片面观念。例如,在进行酸雨相关内容的教学中,可以通过实际例子,显示化石燃料作为电力工业、交通运输工具的能源的重要性,再展示发电厂、汽车在控制和治理化石燃料燃烧废气排放引起大气污染方面采取的措施和进展。让学生认识到:使用化石燃料产生的污染问题是人类社会发展过程中的问题,可以在发展中得到解决,并且人们已经在努力地研究解决,取得了显著效果。再以此引发学生思考“我们应当怎么做才能更有效地减少或者消除化石燃料燃烧产生的污染?”让学生认识化学知识和科学方法在解决环境问题中的作用和能力,建立起保护环境从我做起的责任感,培养科学的环保意识。
  因此,在选择运用素材营造学习情境时,应以培养科学态度和社会责任为导向,传递正能量,落实立德树人根本任务。切忌将科学性存疑的一些传闻以及个人见解带到课堂教学中去。教师要不断学习,提高自身的化学专业水平和科学素养,提高对信息的甄别和处理能力,以避免在选择和处理素材过程中产生失误和偏差。
  二、以培养化学观念和科学思维方法为要求设计真实的教学情境
  化学学科核心素养中“宏观辨识与微观探析”“变化观念与平衡思想”和“证据推理与模型认知”对学生的化学学科观念和思维方法提出了要求[2]。教师在使用真实素材时应当以此为依据进行教学的设计与实施。在教学过程中,真实素材的选择和使用不应仅仅停留在“符合教学内容、导入教学、激发兴趣”层面,还应当进一步发掘其潜力。
  化学学科知识是从微观视角对物质结构和变化进行研究的,在结论的呈现上多依赖于化学符号的表征,而真实素材一般是从宏观层面对事物及其变化的现象进行呈现。如何实现二者的良好衔接与过渡就成为教学中必须思考的问题。在具体的教学实践中,部分教师从宏观到微观的视角转化过于仓促,对变化的微观结构本质的引导不够透彻,甚至无意间忽略这种过渡,直接从宏观现象跨越到符号的表征(如化学式和化学方程式等),这对学生微粒观和变化观念的培养是不利的。
  另一方面,科学知识和结论的产生遵循着严谨的逻辑规律,依赖于基于证据的推理和实验的验证。对化学知识的学习也应构建在基于证据和实验的论证上,通过真实的现象与实验手段,让学生在充分的证据条件下分析推理得到科学结论。创设真实情境的目的之一就在于引导学生进入情境之中,在科学的思维方式下论证习得知识,而避免让学生产生“因为课本这么说,老师这么讲,所以是这样”的认识偏差。
  以金属腐蚀的教学为例,如果在展示类似“生锈铁锅”的腐蚀现象作为课堂引入之后,就开始“概念一实验一原理一应用”的教学,就会让学生逐渐离开真实,让创设的情境失去应有的价值。教师可以设法将接下来各教学环节都纳入最开始素材所创设的真实情境中,有意识地引导学生完成从宏观到微观的视角转换,进行从现象观察到结构分析再到变化原理的教学。比如设置提问“铁锅上的铁原子发生什么变化?”一方面从语言细节上持续情境的创设,另一方面引导学生过渡到微观视角的分析,培养宏微结合进行辨析的素养。再设置问题“铁锅上除了铁原子还有其它成分,它们在腐蚀过程中起了什么作用?”引导学生从成分结构进行分析,运用已有的认知模型分析变化的本质。再提问:“是否能够通过设计实验,模拟铁锅腐蚀的环境和过程?”由此引导学生通过实验得到证据以验证之前的猜想。这样通过情境下教学环节的设计,使学生的思考和学习都处于情境之中,潜移默化地体验知识的真实价值。
  所以教师在真实素材的使用过程中,应通过精心的设计,注重细节的引导,将知识技能的教学过程融入到所创设的真实情境中去,在引导学生沿着科学思维方式形成新认知的同时,也让他们感受到知识学习的真实意义,以此实现培养学生化学思想和科学方法的目的。   三、以培养科学探究和创新意识为目的创设真实问题情境
  化学学科核心素养從学科实践层面出发,提出要培养学生的科学探究和创新意识。而探究和创新都需要学生拥有探寻事物本质的好奇心和主动意愿,并且有机会在好奇心和主动意愿的驱动下将自身的思考和猜想付诸实施,以得到良好的探究和创新体验。这要求教师在创设情境的过程中,用真实激发学生的好奇心和探究意愿,用问题引导思考和探究的方向,用探究过程的主动性和获得感培养探究和创新意识。所以要充分发挥学生的主体性,提高学生在问题分析与解决过程中的参与度,创造机会让学生进行主动有效的真实问题情境下的探究活动。
  因此,在分析真实情境时,仅揭示现象的学科本质是不够的,还应让学生参与到现象分析、证据收集、结论推理验证的过程中。在解决真实问题环节,也不应当满足于列举出实验方案让学生照方抓药式地进行所谓的探究学习,还应设法让学生自主发现问题,提出猜想和假设,查找资料搜集证据,设计和讨论验证方案,形成结论并表达。
  以氧化还原反应原理复习过程中使用“淀粉碘化钾遇氯水显色”的趣味实验为例。教师在演示完白纸上由淀粉碘化钾溶液绘制的图案喷洒氯水先显色后褪色的小魔术后,如果急于将原理解释给学生,就失去了一次让学生探究学习的机会;如果将后续的验证环节一五一十地列出让学生动手实验,也会降低学生探究学习的自主性。教师可以引导学生观察现象,并思考和讨论如下问题:
  1.“淀粉分子与碘单质分子的显色作用是化学变化还是物理变化?”这个问题引导学生转换到微观视角,也有助于培养学生思维的严谨性,引发思考“如果是化学变化会如何?如果是物理变化又会如何?对接下来的讨论和探究有何影响?”在此处教师可以提供相关信息资料作参考。
  2.“过量的氯水为何会让显色的图案褪去,可能是与什么物质发生了反应?”这个问题用于引导学生对反应现象的本质进行思考讨论,根据已知的知识模型分析提出猜想,可以引导学生写出相关的化学方程式。
  3.“如何验证是氯水与碘单质而不是淀粉发生了反应?”这个问题引导学生思考需要什么样的证据才能验证自己的猜想。教师还应当提供相关仪器与试剂,引导他们设计实验方案并亲手验证,体会实验与探究的意义和价值。
  4.“实验中涉及的几种物质氧化性强弱顺序如何?”这个问题用于引导学生结合已学知识对实验结论进行进一步归纳,并以化学符号进行表征。以此引导学生根据资料进行分析,讨论验证方案并进行评价和确定,自行动手进行验证实验,归纳结论写出相关的化学方程式并进行展示和表述。如果时间和条件允许,还可以让学生进一步猜想“是否可以使用其它试剂替代氯水进行实验?”并动手验证。
  提高学生在分析解决问题时的参与度和自主性,是实现培养探究精神和创新意识的关键。在创设真实问题情境时,有意识地给学生创造自主面对问题的机会,设计和引导他们参与到发现问题、设计方案、验证猜想、归纳结论的整个解决问题的过程中,让他们体验运用科学的思维方式和探究方法解决问题的乐趣,以此培养他们的探究精神和创新意识。
  四、结束语
  “课程标准”提出以发展学生学科核心素养为主旨,明确了实施教学和培养学生的方向。在教学过程中创设真实情境也应当遵循这一发展主旨。一是要把握素材的科学性和价值取向,使学生树立正确的价值观念;二是要充分发掘真实情境的作用,让学生在真实情境中运用化学学科思维进行思考和学习,培养他们的科学思想和思维方法;三是要创设问题情境让学生有更多自主面对和解决真实问题的机会,培养他们的探究精神和创新意识。
  参考文献
  [1] 中华人民共和国教育部,普通高中化学课程标准(2017年版)[M].北京:人民教育出版社,2018
  [2]王云生,基础教育阶段学科核心素养及其确定——以化学学科核心素养为例[J].福建基础教育研究,2016(2):7-9
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