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文章編號:1008-0546(2012)06-0051-04
中圖分類號:G632.41
文獻標識碼:B
doi:10.3969/j.issn.1008-0546.2012.06.022
初中科學與高中化學在課程思想和教材編寫體系等諸多方面存在著差異。初中科學課程突破了傳統意義上初中化學的學科知識體系的限制,初中《科學》教材(浙教版)綜合了傳統意義上的物理、化學、生物、地理等學科,為解決某一主題而將相關的知識融合起來,突破了傳統意義上的以學科知識體系為主線的編寫特點。高中化學新課程盡管也發生著巨大變革,但學科基本體系依然是課程主體,化學學科思想鮮明。從初中科學分化到高中分科教學,對學生的學、教師的教都是一種挑戰,了解兩者知識間的銜接,科學地處理好兩者銜接知識的教學,對幫助初中學生更好地適應高中學習具有現實意義。
一、初中科學與高中化學知識銜接分析
以初中《科學》(浙教版)和高中化學(蘇教版)為研究對象,不難發現,盡管初中科學是以綜合性知識與主題性問題來編寫,仍存在著化學知識與概念相對集中的章節。從化學學科及高中化學相銜接的角度來看,初中化學知識分散在《科學》七年級上、八年級上、八年級下、九年級上四冊教材里。這些知識多數還將在高中化學中得到新的發展和提升,少數知識不再在高中化學中闡述而成為學科常識被“固定”下來。
從上述分析可知,初中科學將有關化學學科知識分解到四冊教材中,知識點分散到各章節中,淡化了學科本位思想,打亂了傳統意義上的學科知識體系,強化了知識綜合以及運用科學綜合性知識解決問題,在解決主題問題中落實知識教學,體現了三維教學目標統領教學的課程思想。
從初中科學的合科教學到高中分科教學,在課程形式上,需要師生做好心理過渡的準備,初中科學教師宜適當介紹高中分學科教學情況,高中教師應了解初中合科教學情況,為學生平衡過渡到各學科教學做好銜接。在課程思想上,高中化學教學則要發展學生的化學學科思想,形成較完整的學科知識體系。因此,高中化學對初中化學的知識起點無論從理論水平、內容深難度方面都提出了較高要求。在培養目標上,初中科學是啟蒙學科,是九年制義務教育階段的素質教育,其中涉及到的化學學科部分主要要求學生掌握簡單的化學知識、基本化學實驗技能、簡單化學計算及化學在生活、生產及國防上的某些應用;其知識層次以要求學生“知其然”為主。高中化學是在九年制義務教育的基礎上實施的較高層次的基礎教育,化學知識逐漸向系統化、理論化靠近,對所學化學知識有相當一部分要求學生不但要“知其然”而且要“知其所以然”。學生要能將所學知識應用于具體問題的解決,還要能在實際應用中有所創新。
二、初中科學與高中化學知識重復與斷層分析
雖然初中科學與新課程高中化學在編寫時理念是相同的,而且都是按照新課程標準進行編寫,但由于課程標準規定的要求、教材編寫體系與內容選擇、不同的教材編寫組進行編寫等諸多原因,兩者在某些內容上存在著重復出現與知識斷層現象。
1.知識重復現象分析
有些知識點在初高中教材中呈現的內容相差無幾,甚至在知識的深廣度要求上也差不多,那么在教學中沒有必要重新按部就班地展開教學,應充分利用好學生已有的知識,只要在學生復習回顧的基礎上適當鞏固、補充即可,這樣既避免了重復教學,又提高了教學效率。
2.知識點斷層現象分析
對照浙教版的初中科學和蘇教版的高中化學教材,我們會發現有些知識在初高中教材中均沒有出現,但這又是學習高中新知識所必需的基礎知識,初高中的某些知識存在著斷層現象。這就需要我們在實際教學中補充相關內容,以防止初高中教學內容的脫節。
三、初中科學與高中化學知識銜接教學建議
1.重視知識教學的局限性,把握不同階段的知識科學性
化學知識和初高中學生認識的發展性決定了初中化學知識教學的局限性。學生在高中時接受的觀點與初中不符是正常的,是化學知識原理的發展體現,有些學生卻當作是“高中老師的說法與初中老師的說法相互打架”而不知所措。因此,初中科學教師要了解高中化學知識銜接點,把握好化學知識的科學性,既要實現教學到位,又要預留學生后續學習的知識“接口”,防止絕對化處理,杜絕為簡便教學取得暫時性的教學效果而不惜灌輸錯誤觀點的做法,比如,將元素符號脫離本質意義而拼音化,不注重方程式的意義而公式化,給出“AB+CD=AD+CB”的程式讓學生套用,學生在初中可能應付得了中考,但這種學習習慣卻會嚴重影響到高中化學學習。
高中化學教師要了解初中科學中化學知識點的分布和教學要求,重視知識教學的局限性。高中化學的內容大多是初中知識的基礎上發展而來的,但它又不是簡單的重復,它是初中化學知識的延展和提升。因此,需要清楚知識點的銜接處與斷層處,清楚初中教學的深廣度。
在化學學習的初級階段,一些概念和原理往往有它們的不完善性和不全面性,到了高中階段有些概念和原理就不一定成立,我們應以發展的觀點來看待這些概念和原理,以科學的態度來學習化學,并在此過程中逐步構建遷移思想。例如,氧化還原反應知識點的教學,由于初中科學教材中對氧化反應和還原反應是分別介紹、分開教學的,在講授氧化—還原反應時,如果直接向學生說明,氧化反應和還原反應不能單獨存在,學生很容易產生疑問:在初中課本中,氧化反應和還原反應的定義不正是分開學習的嗎?所以在學習這一節時,有必要先復習氧化反應和還原反應的定義,引起學生對這兩個概念的回憶,再通過比較和實例分析,使學生認識到氧化反應和還原反應是同時存在于一個化學反應中的。其次,初中的氧化、還原反應的概念僅僅從得氧和失氧的角度建立的,有很大的局限性,對于高中化學而言已經不適用了。在教學時要利用與得氧、失氧有關的氧化—還原反應作為鋪墊,進而再用化合價升降和電子轉移的觀點得出氧化—還原反應等一系列概念以及氧化—還原反應的實質。
2.梳理教材體系,銜接初高中的知識內容與教學方法
初中化學知識分散到初中科學教材體系中,主要是常識性介紹,沒有形成一個比較完整的知識體系,化學知識之間的聯系較少,結構不夠穩固,掌握知識內容的程度有所下降,但他們的探究能力得到培養,解決問題的能力得到提高,初步養成良好的學習習慣和學習方法。高中化學知識則以物質結構、物質的量、化學反應中的能量變化、氧化還原反應、反應速率、離子反應、元素周期律的理論為主干,以初中化學知識點為教學的原點,使學生的知識點逐漸形成知識面進而構建起知識網。兩者在教材體系和教學目標上存在著明顯差異。
高中教學要有計劃地補足初中教學中沒有安排而在高中化學中常出現的知識點和方法。在教學中涉及到即滲透其中,例如:化學1專題1中物質的分類和專題3中兩性氧化物的概念時必然會涉及到酸性氧化物、堿性氧化物的概念,但在初中科學中只有金屬氧化物和非金屬氧化物的概念,并沒有出現酸性氧化物和堿性氧化物。元素化合價、差量計算法在初中的要求都不高,但在高中化學中卻是分析問題的重要方法。
高中化學1的第一專題,既是初中化學學習的總結和概括,又必須為高中化學的學習打下新的基礎,這是本專題編寫中選擇素材的一個重要依據。把“物質的分類及轉化”、“物質的量”、“物質的分散系”等內容穿插起來,層層遷移遞進,逐漸深入,依次展開,以此作為連接初高中化學的“紐帶”。
初高中化學知識銜接教學要源于初中而又高于初中,需要初中科學教學與高中化學教學的相互呼應,初中科學教學可以幫助學生更好地了解高中化學的知識體系,高中化學教學要引領學生繼續步入化學的殿堂。
參考文獻
[1] 朱清時.初中科學(七年級至九年級全冊)[M].杭州:浙江教育出版社,2005
[2] 王祖浩.高中化學1、化學2[M]. 南京:江蘇教育出版社,2006
基于問題的高中化學習題教學策略分析
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中學化學教材中有許多演示實驗,其內容的呈現形式一般是實驗過程、方法和實驗儀器、藥品的文字說明以及實驗裝置、實驗方法的圖示。教材呈現出來的這些內容是演示實驗的簡約方案,不是演示實驗的全部,它只是幫助教師教學的一個例子,是教師教學的參考,教材中演示實驗的過程方法不是對教師教學的限制和規定,而是教師教學的樣本。教學實踐表明,如果對教材呈現的演示實驗不進行加工處理而照本應用于課堂教學,有些時候演示實驗很難發揮其最佳教學效果或者根本達不到演示實驗的目的。要想讓演示實驗發揮應有的作用,教師就需要認真思考演示實驗教學中的關鍵性的問題——演示實驗表現的內容、操作的方法和教學的語言,本文以二氧化錳催化過氧化氫分解演示實驗為例加以說明。
一、過氧化氫催化分解演示實驗
在王祖浩教授領銜主編的滬教版九年級化學和蘇教版高中化學教材中都有過氧化氫加入二氧化錳催化劑催化發生分解反應的演示實驗。
滬教版九年級化學中過氧化氫的催化分解實驗如下[1]:
利用圖2-9的實驗裝置,把稀的雙氧水(6%的過氧化氫溶液)從分液漏斗慢慢加入裝有二氧化錳粉末的錐形瓶中,收集一集氣瓶放出的氣體,用帶火星的木條伸入集氣瓶中。
研究表明,在雙氧水制取氧氣的反應中,加入二氧化錳能加速雙氧水的分解。在反應前后,二氧化錳的質量保持不變,化學性質也沒有發生變化。這種在化學反應中能增大化學反應速率,但本身的質量和化學性質在反應前后都沒有發生變化的物質稱為催化劑。
蘇教版高中化學教材《化學反應原理》中過氧化氫的催化分解實驗如下[2]:
向A、B、C、D 4支試管中分別加入等體積5%的H2O2溶液,再向試管中分別加入2~3滴洗滌劑,向試管A中加入2~3滴FeCl3溶液,向試管B中加入少量MnO2粉末,向試管C中加入一小塊新鮮的動物肝臟,D試管留作比較用。觀察、比較4支試管中發生的實驗現象,并試著分析導致實驗現象差異的原因。
實驗表明,催化劑對化學反應速率有顯著影響。催化劑是通過降低反應所需的活化能來增大反應速率。如圖2-10所示,沒有催化劑參與的反應,活化能(Ea')較大,則反應的速率較小;而有催化劑參與的反應,活化能(Ea)較小,因此反應速率較大。
從初高中催化劑的教學要求和教材呈現的文本材料我們可以看出,同樣都是過氧化氫的催化分解實驗,但用來說明的問題是不同的,初中教材中的實驗用來說明催化劑的概念即什么樣的物質是化學反應的催化劑,而高中教材中的實驗用來說明不同催化劑對過氧化氫的分解催化效果不同和催化劑改變化學反應速率的原因。因此,過氧化氫催化分解演示實驗在不同時期教學的角度和關注點是不同的。
二、演示實驗教學應關注的問題
1. 演示實驗的演示內容
教材中的演示實驗都承載著課堂教學中知識的、技能的、方法的等多方面的教學任務,課堂上演示實驗要把它所承擔的任務全部完成,就要求在實驗演示的過程中讓其能展現的內容全面表現出來,讓學生全方位觀察體驗。
催化劑是初中化學中的重要概念,教學要求是認識催化劑的基本特征。課堂教學中關于催化劑的演示實驗就要能充分體現出催化劑具有的特征,讓學生通過現象充分體驗到催化劑的特點,要達到這一要求,演示實驗的現象就要能表現出催化劑改變了化學反應的速率,而反應后物質的質量和化學性質沒有發生變化,讓學生在觀察、比較中得出對催化劑的認識。過氧化氫催化分解實驗的現象是知識層面的,實驗過程的體驗和現象的觀察、結論的獲取是技能、方法層面的,初中化學教學中通過二氧化錳催化過氧化氫的分解實驗一定要讓學生切實感受到催化劑具有的特征,讓學生在知識、技能、方法上有所收獲,還要為高中化學中催化劑的教學鋪墊,即催化劑改變化學反應速率,但不能改變化學反應的方向,讓學生在觀察比較中意識到不是加入催化劑反應才發生。
高中階段《化學反應原理》中催化劑的教學是初中化學學習的深入,目的是讓學生認識催化劑加快化學反應速率的原因和不同催化劑的催化效果,因此,高中化學過氧化氫的催化分解反應的演示實驗就應該能從現象上表現出催化劑加入改變了化學反應的過程,最終催化劑沒有發生變化,從而達到演示實驗的教學效果。
明確了實驗要突出表現的內容,演示實驗圍繞著要突出表現的內容設計,讓演示實驗把教學需要的信息都呈現出來,演示實驗才是有效的。做到這一點需要教師認真鉆研教材研究演示實驗,透徹理解文本材料,精心設計選擇演示實驗優化實驗的做法。
2. 演示實驗的演示方法
演示實驗的操作方法需要精心設計安排,否則演示實驗只能成為課堂教學的點綴,讓學生看些熱鬧、有些新奇而已,很難達到預想的結果。
對于二氧化錳催化過氧化氫分解的實驗,按照滬教版九年級化學教材中的方法進行演示實驗,學生只是感受到過氧化氫接觸到二氧化錳產生了大量的氧氣,其它的可以說一無所獲,實驗中并沒有現象能說明催化劑改變化學反應的速率、反應前后質量和化學性質都沒有發生變化,學生也只能被動接受MnO2是雙氧水分解的催化劑的觀點,對MnO2催化雙氧水分解后的質量和化學性質沒有發生變化是半信半疑。MnO2是加快了雙氧水的分解速率還是使常溫下本沒有進行的過氧化氫的分解反應發生了?MnO2有沒有發生反應?MnO2的質量有沒有改變?固體物質還是不是MnO2?這些方面的問題對學生認識催化劑的概念和分析物質是否是催化劑產生著影響。 按照蘇教版高中教材中的實驗方法進行教學演示,學生同樣是只能看到過氧化氫在不同物質存在的情況下,生成氧氣的速率加快了且加快的速率不同,也沒有感受到催化劑改變了化學反應的過程,而最終質量和化學性質都沒有發生變化。演示實驗的形式不同了,但與學生在初中從實驗中得到的體驗沒有什么不同,仍然是被動的接受催化劑改變化學反應過程的結論。
從滬教版九年級化學教材關于催化劑的演示實驗本身來看,雖然不能把催化劑全部的特點顯現出來,但實驗的方法得當也可以減少學生理解催化劑的困難。我們可以這樣來實驗演示:
首先用一支試管取2mL6%的雙氧水,讓學生認真觀察雙氧水中產生的細小的氣泡,感知過氧化氫在沒有加入二氧化錳前就可以發生分解,但速率很慢;然后向錐形瓶中加入二氧化錳時,讓學生體會到加入的量很少;連接裝置后,通過分液漏斗滴加過氧化氫,既讓學生觀察產生氣體的速率加快和感知氣體的收集檢驗上,還要在氣體收集滿瓶和檢驗后錐形瓶已不在產生氣體時,再向錐形瓶中滴加過氧化氫,錐形瓶中又產生氣體,反復這樣的操作幾次,通過加入少量二氧化錳使大量過氧化氫分解,讓學生體驗二氧化錳沒有在過氧化氫生成氧氣時消耗,而是一直存在并發揮著催化作用。這樣一來,學生對二氧化錳是過氧化氫分解的催化劑的認知就變得順理成章了。
蘇教版高中教材《化學反應原理》中關于催化劑的演示實驗,要體現出教學需要的現象,需要對實驗的方法進行必要的加工改造。過氧化氫分解的催化劑有很多,經過實驗研究,我們發現FeCl3溶液對過氧化氫分解的催化作用十分明顯,更重要的是,借助FeCl3溶液催化過氧化氫分解實驗中出現的現象,可以把催化劑在反應過程中的變化表現出來,幫助學生完整地認識催化劑的催化原理。
課堂教學時,比較了不同物質的催化效果后,再引導學生觀察FeCl3催化過氧化氫分解的實驗。首先讓學生觀察FeCl3溶液的顏色,學生看到FeCl3溶液呈黃色,接著在試管中取2mL黃色的FeCl3溶液,然后用膠頭滴管向FeCl3溶液中滴加數滴5%的過氧化氫溶液,學生可以觀察到試管中產生了大量氣泡,并且在產生氣泡的過程中溶液變為紅色,當試管中的氣體逸出液體平靜下來后,液體又恢復為黃色。再用膠頭滴管向試管中滴加5%的過氧化氫,結果又出現了上述的實驗現象。學生觀察到這樣的實驗現象,自然明白FeCl3作為催化劑參與了化學反應,改變了反應過程,化學反應速率加快但最終FeCl3沒有變化。
我們可以看出,演示實驗的做法對提高演示實驗的教學效果是十分重要的,同樣的演示實驗,不同的做法,學生的收獲不同。
3. 演示實驗的教學語言
筆者除了設計了合適的演示實驗的操作方法之外,在演示實驗的教學過程中還要有恰當的指導性語言的引領,才能啟發學生思考演示實驗中教師的每一個表情、動作、操作、步驟的用意,讓學生去發現演示實驗要揭示的問題,在演示實驗的教學中獲得知識、領悟方法。演示實驗中的引導性用語一般是針對實驗內容和實驗要得到的結論設計的、富有啟發性、引導性的問題或陳述語,演示實驗教學的指導用語應該圍繞演示實驗解決的問題設計,要有針對性,富有啟發引導作用。
在進行初中化學催化劑的教學時,二氧化錳催化過氧化氫分解的演示實驗,可以設計下面的引導性語言、問題:
(1)仔細觀察或輕輕搖動盛有過氧化氫的試管觀察,你看到什么現象?該現象說明了什么問題?
(2) 將過氧化氫滴入錐形瓶后有什么現象出現?能試著猜想產生這種現象的可能的原因嗎?
(3)過氧化氫反復多次滴入錐形瓶時,你又有什么發現?對此發現的認識是什么?
(4)通過上面的實驗,能看出二氧化錳在過氧化氫分解中的作用嗎?
高中化學催化劑的教學時,二氧化錳催化過氧化氫分解的演示實驗,可以設計下面的引導性問題:
(1)請認真觀察實驗中出現的現象,并對它們加以描述。
(2)在初中催化劑學習的基礎上,對此現象你有怎樣的感悟。
(3)FeCl3溶液中多次滴加過氧化氫的現象是什么,這種現象說明了什么。
(4)通過這些實驗,你對催化劑加快化學反應的速率有什么見解嗎?
教師演示實驗操作和現象配合教學過程中這些引導性的語言、問題,讓學生在觀察思考和分析歸納中獲得了對催化劑較為全面的認識。
指導用語的運用要適時,有的語言和問題應在演示實驗前給出,指導學生對實驗的觀察和思考,有的要在實驗中提出,這樣更能引起學生對問題的注意,有的要在實驗后拋出,讓學生對實驗全面深入分析,防止實驗結束學生思維即停止的情況。
[中圖分類號]G633.8
[文獻標識碼]A
[文章編號]2095-3712(2014)20-0081-03
[作者簡介]潘海瀾(1974―),女,福建福州人,本科,福州教育學院第二附屬中學教師,中學一級。
高中化學必修模塊是高中化學課程為保障全體學生學好化學知識、建立化學思維打下基礎的具體體現,是學習化學鏈條中的關鍵性和樞紐性的環節。蘇教版高中化學必修模塊中的《化學1》和《化學2》,一方面它們形式上雖然是獨立的,內容上卻有著密切的聯系,《化學1》是《化學2》的基礎和反映,《化學2》是《化學1》的補充和深化;另一方面,兩者實質上構成一個整體,它們滿足了后續課程對化學知識結構的要求,以及建立化學思維的需要。要順利進行高中化學教學,做好《化學1》和《化學2》的教學銜接是必不可少的一個環節。
一、教學地位的銜接
首先,在整個高中階段的化學學習中,高一的學習顯得尤為重要。高一化學不僅具有承接初中和開啟高中學習內容的功能,而且高一化學的知識難度、思維跨度讓中學生深感困惑與畏懼?!痘瘜W1》全部內容與《化學2》大部分內容又恰恰落在高一階段,因此就賦予了《化學1》和《化學2》在整個高中化學學習地位的重要性。其中,《化學2》延伸了《化學1》的教學地位,它既包含著必修課程中的核心理論知識,又在必修和選修之間起到一個承上啟下的紐帶作用。
其次,《化學1》一開始就充當了“鋪路石”的角色,其內容具有基礎性、實用性、關鍵性等特點,不僅能激發學生學習的興趣,更能使學生明白化學學科的重要意義,并使學生能運用所學知識解釋說明在日常生活中出現的種種現象,讓學生感覺化學學習有用。而《化學2》猶如給“鋪路石”添加“黏合劑”,進一步鞏固了化學的地位。兩者在教學中缺一不可又相互支撐。
最后,目前在高中會考中,《化學1》和《化學2》比重共占90%,其中《化學1》是重中之重。在近幾年高考理綜化學試題中,《化學1》《化學2》比重占60%左右,而《化學2》比《化學1》更進一步、更深一層,可以說這和高考要求的必修、選修各模塊均有聯系。由此可見,無論今后是否選擇學習理科,學生都無法忽視必修模塊《化學1》《化學2》。
二、教材內容的銜接
《化學1》《化學2》作為必修教材,主題突出,難點分散,兩冊教材遵循高中學生的年齡特點和認知發展規律,體現了目標、內容、方法等方面的合理銜接,構成了整個高中階段化學學習的基礎,為后續高中化學選修模塊的學習提供了較好的保證。
(一)各主題教學內容的銜接
《化學1》《化學2》不以單純的知識為線索簡單地組織教材內容,而是把體現化學發展和化學與社會這兩個主題的一系列知識有機地串聯起來。如《化學1》中的在化學家眼中的物質世界、從海水中獲得的化學物質、從傳統礦物到信息材料,《化學2》中的微觀結構與物質的多樣性、有機化合物的獲得與應用等主題,融合了大量的化學基礎知識、基本技能和科學方法,加深了學生對化學學科重要意義和學習化學重要性的認識。
(二)相關化學知識的銜接
《化學1》《化學2》在相關知識材料的安排上有著千絲萬縷的聯系,兩冊教材分層有致,布局合理,順應了學生能力的要求與發展。例如關于“化學反應”的知識,在《化學1》中描述了有關反應中原子的外層電子發生變化,不同于初中所學的四大基本反應類型,從而引出氧化還原反應;物質在溶液中的反應有些以離子態進行,需要學習離子反應,這些內容多是基礎性介紹與學習。到了《化學2》,強調的是化學反應的過程中會發生能量變化和物質變化,變化的實質是舊化學鍵的斷裂和新化學鍵的形成,要求學生感性認識、定性分析化學反應的快慢,并通過化學反應限度建立化學平衡及其移動的概念等,從理論上深刻認識化學反應的實質?!痘瘜W2》除了相同知識內容有銜接外,對理論的提升、規律的歸納也做足了鋪墊。此外,除了《化學1》與《化學2》之間的銜接外,同一冊必修教材上也有層級的銜接。例如“電解質”的知識,《化學1》專題1在物質分散系中以電離角度對電解質提出定義,專題2中的離子反應則是從導電角度再次提到電解質,為進一步學習強弱電解質、離子反應奠定基礎。
(三)各活動欄目的銜接
在兩冊教材中呈現了各種欄目,其中蘊含著十分豐富的教與學的方法,可促進學生的學習方式的改變,調動學生的學習積極性,逐步提高學生科學素養、科學探索能力。
由表1中數據可以看出,教材中大部分欄目數量相近,說明教材的編寫充分考慮到教與學的連續性與一貫性,而差異之處則很好地體現了教材內容的銜接。如《化學2》中“拓展視野”比《化學1》多出近一倍,目的在于引導學生高觀點、大視野、多角度地認識化學學科,在知識形成、聯系、應用過程中養成科學的態度,獲得科學方法;也可以讓人感受到自主學習的空間在擴大,學生能夠通過不同的欄目獲取各自發展所需要的知識、技能和能力,如實踐性的欄目設置有利于培養學生的社會責任感、參與意識和決策能力等。
三、教學方法的銜接
在高中階段,學生的學習從被動接受知識的經驗記憶水平向主動學習知識的探索理解水平轉變,因此在教學方法上更應該激發學生主動學習的欲望,并引導學生從本質上理解和剖析所學內容。
(一)重視起點,善于引導
為何大部分學生覺得高中化學難?關鍵在于初高中教材有部分內容脫節。福建省初中化學使用的是粵教版教材,而高中則使用蘇教版教材。教師除了要熟悉初中教材體系和化學課標對學生學習化學概念和知識的要求,在教學過程中更應注重“起點教學”,即起點應低、起步要小。好比開手動檔汽車,起步要慢、穩,否則就會熄火,教學也是如此,如果一開始太難、太深、太快,會事與愿違。
《化學1》在專題1就以“化學家眼中的物質世界”為主題,運用多彩的化學物質圖片展示物質世界,又從“物質的分類與轉化”入手,恰當鋪墊,幫助學生溫故知新。通常專題1在教學上所花費的課時數也較多于其他專題。而到《化學2》教學時,也依舊未脫離“起點”的要求,以“微觀結構與物質的多樣性”切入,與《化學1》的專題1相對應,承前啟后、由淺入深。
高中必修教材的教學應以課標為基準,處理好教材內容,不能隨意加深和拓寬。這就要求教師在教法上注意把握“深淺”,懂得“取舍”。例如氧化還原反應的教學,在《化學1》中多個專題都出現,在教學中不必馬上引入氧化還原反應方程式的配平、較復雜的計算,以及“單線橋”等內容,這些內容可在《化學2》選修模塊的學習中再逐步引入。不可能講全、講透的,那就不必多講,學生的認知水平也有限,因此應尊重教材的設置,分專題、分步驟、分層次教學。總之,不要短時間就將內容講得很深、很難,要讓學生逐步適應高中階段的學習。
(二)充分利用多種教學手段
教師要充分利用實驗。高中必修教材中模糊了演示實驗,提倡學生探究實驗,因此教學方法也應當作出相應改變。讓學生邊學邊做、邊做邊思考、邊思考邊理解。教師在教學過程中是指路人,學生是主體,教師可按照“精心設計―活動探究―歸納總結―得出規律―拓展延伸―形成能力”的思路進行教學設計。當然,《化學1》的演示、探究實驗多數能直接操作,而到了《化學2》,課堂上無法演示的(如分子間作用力)、有關反應機理(如酯化反應的脫水方式)、有毒(如苯的性質)等實驗明顯增多,那么就要選擇不同的教學手段,如充分利用現代信息技手段,使用視頻、flas演示、網絡等資源。同時也應充分利用教材設置各欄目,由“交流與討論”導出“問題解決”,進而到“整理歸納”,使教學事半功倍,成效顯著。
四、學習方法的銜接
高中學習方法、思維模式在三個不同年級表現不同。學習《化學1》時,學生剛步入高中,對學習充滿了新鮮感,興奮的心情會使學生產生積極的學習狀態和態度,但多數學生的學習還是要依賴老師。高二階段學生熱情已淡去,既沒了高一時的雄心壯志,也沒有面臨高考的緊迫感,是一個易出現“分化”時期。因此,學習《化學1》時,主要要求學生了解各物質性質,從而了解一類物質的所有類似性質,以記識為主,并在教師指導下,在不同的問題情境中掌握不同的學習行為和思維要求,了解“怎么學”的方法。到了《化學2》,應在“怎么學”基礎上要求“理解學”,主要要求學生掌握反應原理和物質性質在實際生活中的應用,這更需要學生拓展知識面,學會反思,提高分析應用和自我評價的能力。
化學的學習得一步接一步,不可有一絲松懈;一環扣一環,不可掉鏈脫節。教師在高中化學必修部分更應該做好教學銜接,對教學負責,對學生負責,對自己負責。
參考文獻:
[1] 謝鴻雁.高中化學必修模塊《化學1》實施中存在的問題及教學建議[J].教育理論與實踐,2009(11).
(2)高效教學呼喚有效的問題設計 范曰清
(6)談初中學生如何構建定性和定量的概念模型 田長明
(8)試論化學教學中學生逆向思維能力的培養 蘇菲男 王后雄
(10)培養學生“解說”能力 提高化學教學成效 趙國敏
(13)習題講評促成學生化學認知結構的二次建構 嚴密
(15)在“認知沖突”中系統認識氧化還原反應 朱建兵 袁春仙
(18)家庭小實驗在分子、原子教學中的應用研究 湯凌云 袁新剛
(20)用excel設計化學試卷分析模板 林秋成
(23)高中有機化學“直觀教學策略”的應用研究 李敏 趙建寧
(25)利用生活中的物質 滲透生活即教育的理念 金慶華
課堂教學研究
(27)貫徹新頒課程標準 實施初中“基礎實驗”——一節“基礎實驗”公開觀摩課的紀實與思考 沈偉紅
(30)自信、快樂源自化學課堂——“展評學習法”在初中化學教學中的應用 徐曉春
(34)同課異構——新課程背景下化學課堂藝術化的展現——觀摩展示課《鋁及其化合物》有感 王敏
(36)合理洗課,打造簡約高效的化學課堂 殷志忠
(38)實施問題導學 提高教學實效 袁婷婷 江錫鈞
(40)高一化學起始階段還可以這么教 姚天虬
(42)人文話題 科學解決——“應用溶解氧傳感器提升金魚幸福感”教學案例 羅嘉
(45)融入智慧,讓化學課堂靈動起來——以“二氧化碳制取的研究”為例 曹斌
(47)交互式電子白板在初中化學課堂教學中的應用 劉水峰
課程改革研究
(49)夯實基本內容要求 防止實驗教學滑坡——人教版九年級化學(2012年版)“科學探究”內容重大變化解讀 胡巢生
(52)理性分析教材練習 優化化學作業設計 施愛彬 孫天山
(55)新課程背景下高中化學課本實驗的使用策略 王旭紅
(58)關于“問題鏈·導學”模式的實施和推廣的幾點思考 唐杰
(61)分子、原子教學中如何幫助學生初步構建微粒觀 張彩玲
(64)文本研讀 能力提升——例談對化學教材的再加工 馬學東
教師專業發展
(66)初中化學教師專業化發展的思考 饒志權
調查與研究
(69)初高中化學教學銜接的調查和研究 張榮 許志勤
教學設計
(71)情境中引發興趣 探究中把握規律——蘇教版化學2“乙醇”教學設計 高欣漫 鄭柳萍
(74)“硫及其重要化合物”復習課教學設計與思考 張新橋
(76)“脂肪烴”的教學設計及反思 周新起
問題
討論與思考
(79)兩個實驗引發的思考 李傳慶
復習指導
(80)夯實基礎 注重融合 彰顯素養——談高三化學元素及其化合物知識的復習策略 周躍
(83)淺談提高單元復習課效率的方法——以“溶液”單元復習為例 吳叢鐸
來自課堂
(86)任務驅動教學法在高中化學教學中的嘗試 賈紅梅
(88)用愛轉化學困生 丁玲杰 王永臻
實驗教學研究
(90)利用數字化實驗研究硫代硫酸鈉與硫酸反應速率的影響因素 陳功 羅榆琴 佘文靜 馬宏佳
學習是一個不斷總結知識、歸納知識、反思知識的過程,倘若缺乏系統的知識結構和框架,初中生在學習化學的時候不但會“腹背受敵”,同時還會處處碰壁,并對化學產生恐懼的心理。對此,我們必須及時制訂合理的解決方案。我認為,通過引導學生思考各類化學問題,可以讓他們更加快速地把握知識的重點和難點,并在探索的同時將知識歸納整理,從而形成系統的知識結構。由此,不但可以擴展他們的知識面,同時還能加強他們對知識的理解。而且,在日后的學習和解題中,他們還能隨時調動自身的知識積累,并從中尋找出有效的應對措施和方案,這樣,才會全面提升初中生的化學探究能力。
一、結合教材,把握知識重點
教材是幫助初中生學習化學和探索化學的基礎媒介,教材在課堂中的重要性不言而喻,特別是在知識的重點和難點方面,教材都有明確的標準。所以,在借助問題促進學生知識形成知識體系時,化學教師不僅僅要為學生講解教材,更要引導學生去思考教材、探索教材,從而將其中的知識點構建成一個完整的結構,以便為知識體系的形成奠定良好的基礎。但是,具體該如何操作呢?以蘇教版初中化學第五章《金屬與礦物》為例,該節課的重點和難點是幫助學生了解置換反應的概念,并可以完成金屬化學性質的探究活動。但是,在教學過程中,假如我們只是照本宣科地為學生們解讀知識,只會讓他們陷入到被動當中,而且有些知識點將很難被他們所理解。對此,我改變了教學策略,在指導學生事先預習的基礎上結合教材插圖為他們提出了一些探究性的問題,如:“生活中都有哪些物品是用金屬制作的?構成這些物品的金屬材料都有哪些?我們所使用的金屬物質都源自哪里?常見的金屬礦物有哪些?所有的金屬在空氣中燃燒時所產生的現象是否都相同?”整體來看,這些問題不但發散性強,而且極具探究價值,可以有效激發初中生的探索興趣。而在解答的過程中,我們可以引導學生循序漸進地去闡述,從而讓他們的回答有條不紊、邏輯性強。由此,通過探究這些問題,可以讓他們的頭腦中形成一個簡單的知識結構。
二、聯系生活,強化知識體系
化學與生活有著密切的關系。譬如用洗衣粉洗衣服、胃酸過多的時候吃一些蘇打片、氫氣球升空等,這些常見的生活現象都包含了許多的化學知識。所以,在借助問題促進初中生形成知識體系時,我們在圍繞教材的同時還可以從生活的角度入手布置探究問題,從而讓初中生對化學知識的了解和認知獲得進一步的提高。譬如在教學蘇教版初中化學《應用廣泛的酸堿鹽》時:我們可以從生活的角度入手為他們布置這樣的習題,“當我們出現胃酸癥狀的時候,通常都會吃一些蘇打片,或者是喝一些蘇打水,這是什么原理?我們做菜時所使用的鹽和化學中的鹽有哪些區別?假如人服用了化學中的鹽,會發生哪些問題?”這些問題都是初中生在生活中常常遇到的,有些問題還是初中生一直未能理解的,譬如食用鹽和化學中的鹽的區別。所以,當我提出這些問題之后,學生們紛紛陷入思考。由此,當他們解答完這些問題之后,便會進一步把握該節課的知識,并可以將知識回饋于生活。由此可見,問題探索就是對知識的發現、理解和應用的過程。而在這個過程,學生通過對問題的理解和應用,便會慢慢形成一個系統的知識體系,從而讓他們明白在以后的學習中該如何著手。
三、延伸探究,形成知識體系
學習是一個漫長的過程,并不是通過一節課或一個問題就能提高初中生的化學探究能力。所以,在教學期間,我們還要適當地借助多媒體、往屆試卷等資源引導學生思考,從而間接延伸他們的探究平臺,讓他們在問題的牽引下進一步形成知識體系。譬如,利用互聯網為學生們搜索一些有關化學實驗的視頻材料,讓他們通過觀看視頻進一步感受知識的生成過程,或者是利用互聯網為他們搜索一些往屆的初中化學習題,讓他們重新思考這些習題的解答方法,并間接滲透解題技巧。此外,還可以鼓勵學生自行搜索一些化學課的教學小視頻,并讓他們將自己不理解的、無法掌握的部分記錄下來,然后再由教師在課堂中為學生們解惑。這樣一來,學生通過自行操作,不但可以慢慢養成良好的學習習慣;而且通過記錄,還能間接鞏固他們的知識結構,從而讓他們懂得如何去學,該學什么。長此以往,必然會幫助他們形成堅實的知識體系。另外,我們還可以定期開展“技術小短文”活動,即引導學生撰寫與化學相關的小短文,并讓他們在短文中滲透自己對相關知識的看法和理解,從而使他們進一步了解自己在哪些地方還存在短板和問題。
總而言之,只有讓初中生養成思考問題、探索問題的習慣,才能逐步構建完整的知識體系。在日常教學中,我們必須充分發揮自身的引導作用,讓學生養成善于觀察和善于發現的良好習慣,并讓他們對思考問題和分析問題產生濃厚的興趣,才能充分提高他們的化學探究能力。
【中圖分類號】G 【文獻標識碼】B 【文章編號】1008-1216(2016)10C-0052-01
化學是現代初中學科教育中非常重要的一門學科,它對于初中學生的化學知識學習和綜合素質的提高有著非常關鍵的影響。然而,由于受到傳統教學理念的影響,再加上基礎條件設施的不足,許多初中學校在學生的化學學習興趣提高這一方面較為不足,而初中學生的學習興趣對化學課程的學習質量又有非常大的影響,因此,教師要想有效地提高初中化學課程的教學質量,就必須認識到這些問題,積極采取有效措施發現初中化學教學的“情”與“趣”,從而有效地激發初中學生的化學學習興趣,促進初中化學教學。
一、從教學方法入手發現初中化學教學“情”與“趣”
初中化學教師是初中化學課堂教學的組織者,初中化學教師的教學方法是否高效、科學,對于化學課堂教學氣氛的營造、初中學生的學習興趣以及課堂教學的有效性都有至關重要的影響,因此,初中化學教師要想有效地發現初中化學的“情”與“趣”,增強初中化學教學的趣味性,提高初中學生的化學學習興趣,增強初中化學課堂的教學效果,首先應當從教學方法入手,摒棄低效、不科學的教學方法,積極采用高效、趣味的教學方法,從而提高初中學生的化學學習興趣和學習質量。比如,教師可以采用多媒體趣味教學方法。傳統的初中化學教學方法主要是教師在臺上講課,臺下學生被動接受,這種教學方式太過枯燥,很難提高初中學生的學習興趣,不利于初中化學課堂教學質量的提高。而多媒體趣味教學方法解決這一問題。多媒體趣味教學方法可以通過圖片、視頻、文字和音頻等讓初中學生感興趣,將初中化學知識與其巧妙融合,生動形象、直觀地將初中化學知識展現在學生的面前,為學生營造一個生動有趣、圖文并茂的學習環境,從而有效地增強初中化學教學的趣味性,提高初中學生的化學學習興趣。
二、從聯系生活入手發現初中化學教學“情”與“趣”
化學來源于生活,初中學生的日常生活中處處可以看到化學知識的體現,因此,將初中學生的生活實際與初中化學教學聯系起來,加以生活化,對初中化學的趣味教學是非常具有幫助作用的。對初中學生而言,利用生活實際輔助教學,比枯燥乏味、難懂的書面語言要具有吸引力,生活化的教學方法能夠有效地激發初中學生的化學學習興趣,拉近初中學生與化學知識之間的距離,增強初中化學教學的趣味性。因此,初中化學教師應當聯系生活實際,發現初中化學教學“情”與“趣”。初中化學教師可以從以下幾個方面聯系生活增加教學的趣味性:第一,課前備課的生活聯系。課前備課內容是化學教師開展課堂教學的前提和基礎,因此,教師要想聯系生活輔助教學,首先應當從課前備課的生活聯系入手。教師備課內容主要是化學理論知識與教學資料的引入,因此,初中化學教師可以在進行備課內容的選擇和流程設計時,將生活中的化學現象融入。第二,課堂教學的生活聯系。初中化學教師可以通過先理論后生活的方法,在化學課堂的教學中,首先進行理論基礎教學,然后通過引入一個與理論知識相關的生活實際事例輔助講解,從而幫助初中學生更好地理解化學知識點,增強教學的趣味性。
三、從化學實驗入手發現初中化學“情”與“趣”
化學實驗是初中化學教學中最能體現趣味性的,而且,初中化學的實驗教學是提高初中學生的化學實踐操作能力,鞏固初中學生的化學知識學習成果的重要教學手段。因此,初中化學教師應當認識到化學實驗教學的優勢,積極采取有效的教學方法發掘初中化學教學的趣味性。
比如,初中化學教師可以通過設計趣味的化學小實驗,讓初中學生在化學實驗操作中不斷提高對于化學學習的熱情,從而提高初中化學教學的質量。以蘇教版初中一年級化學教科書中的《鹽酸與氫氧化鈉的鑒別》實驗教學為例,初中化學教師可以通過將這一知識點設計成趣味小實驗的方法增強化學教學的趣味性。首先,教師應當為學生準備好兩只試管,一只內裝有無色稀鹽酸(確保學生安全),另一只內裝有無色氫氧化鈉溶液,以及一瓶紅色石蕊試液和試管架等儀器設備,在不事先說明兩只試管中的溶液名稱的情況下,讓初中學生自行進行實驗,激發初中學生的好奇心。在好奇心的驅使下,初中學生可以在實驗中得出答案,與紅色石蕊試液相融呈紅色的是酸性溶液,而相融呈藍色的則是氫氧化鈉溶液。通過這樣的小實驗,初中學生可以不斷提高化學學習興趣。
綜上所述,初中化學教師可以從教學方法優化,聯系初中學生的生活實際,以及化學實驗的教學等方面入手,發現初中化學教學“情”與“趣”,增強初中化學教學的趣味性。
參考文獻:
對于初中學生而言,興趣愛好對初中學生的學習效率和質量有著非常重要的影響,因此,初中化學教師要想在化學教學過程中培養學生的化學探究能力,首先得從初中學生的化學探究學習的興趣入手,通過有效的教學手段,緊抓初中學生的化學探究學習的熱情和興趣,從而讓初中學生愿意主動參與到化學教學探究中來,在愉悅、輕松的化學探究學習中,不斷提高自身的化學探究能力和學習質量和水平.初中化學教師可以從以下幾個方面有效地吸引初中學生化學探究學習的興趣,培養初中學生的化學探究能力:第一,初中化學教師要緊抓初中學生的心理特點.初中學生年齡尚小,跟成年人的思維方式和想法特點是不一樣的,因此,初中化學教師不可以用自己成年人的看待問題和學習的思維方式去教學初中學生的化學學習,對于初中學生而言,生動風趣的化學實驗比枯燥的書面文字更容易吸引初中學生的化學探究學習的興趣.比如說蘇教版初中二年級化學教科書下冊中關于《鎂的化學反應》這一知識點,初中化學教師如果光靠書本中的關于《鎂的化學反應》這一知識點文字敘述來教學初中學生是無法真正地有效提高初中學生的化學探究學習的興趣和探究能力,而如果初中教師通過實際的化學實驗操作來輔助課堂教學,利用鎂的燃燒等直觀、形象的鎂的化學反應可以達到有效地吸引初中學生化學學習的興趣、培養初中學生的化學探究能力的目的.第二,初中化學教師做化學實驗時可以結合初中學生的日常生活.化學教師可以從初中學生的日常實際生活中找到關于初中化學知識的實際表現,從而增強學生化學學習中的親切感,有效地提高初中學生化學學習的興趣和探究能力.
二、創造初中學生化學探究學習的機會
初中化學是一門實踐性非常強的學科,因此,初中化學教師要想培養和提高初中學生的化學學習質量和探究能力,就必須為初中學生創造更多的化學實踐探究學習的機會.初中學生是初中化學教學的主體,初中化學教學的根本目的就是為了提高初中學生的化學學習質量和實踐探究的能力,因此,初中化學教師必須認識到這一點,將初中化學課堂學習的主動權交還給學生,從而有效地調動初中學生化學學習的主動性和探究能力.化學教師為初中學生創造更多的化學實踐探究學習的機會以達到培養學生化學探究能力可以從以下幾個方面入手:第一,多為初中學生創造化學自主實驗的機會.傳統的初中化學課堂教學模式中,由于出于初中學生的安全考慮、學校的化學實驗基礎設施的不足以及初中化學教師的實驗觀念不高等原因,學生在化學課堂學習中很難真正接觸到化學實驗的實際操作,大多時候都是化學教師通過個人課堂化學實驗演示來將化學書本中提到的化學反應等知識點展現給學生看.初中學生接觸不到化學實驗的真正實踐操作,自然也不能夠透徹地理解初中化學知識,也沒有自主探究學習的動力.所以,初中化學教師要積極創造更多的化學實驗教學的機會,將化學實驗教學的主動權交到初中學生的手上,讓初中學生通過自主實驗探究學習的方式有效地提高自身化學學習的效率和水平,從而達到培養初中學生化學實驗探究能力的目的.第二,化學教師可以讓學生在日常實際生活中創造化學實驗探究學習的機會.初中化學與人們的日常生活息息相關,只要初中學生細細觀察,就能夠在日常實際生活中找到化學知識的體現,從而鍛煉初中學生化學探究能力.
二是學習內容上,初高中化學本身存在一些不相適應。初中化學的學習以形象思維為主,通常從熟悉、具體、直觀的自然現象或演示實驗手,建立化學概念和規律;而高中化學的學了要加強形象思維外,還要通過抽象、理想的化學模型建立化學概念和規律。
三是學習方法上大多數學生還未走出初中學習的模式。不少學生仍在用初中的學習方法和思維模式來學習高中課程,對教師具有很強的依賴性,引起學習方式的不適應。
如何處理好初高中化學教學的矛盾,使初高中化學在教學內容上實現有機統一;使初高中化學教學能有機地整合并協調發展;使初中的教學能更好地為高中的教學服務顯得非常重要。要做好初高中化學的銜接要做好以下幾點。
一、注重初高中教材的研究,了解新課程知識內容的變化是做好初高中教學銜接的前提
作為教師,應注重初高中教材的研究,初中教師要能夠知道哪些知識在初中必須過關,哪些知識點在初中有出現而高中不再出現;高中教師基本明確哪些知識點在初中已經基本解決;哪些知識點初三教材中出現但中考不作要求,高中教材不再出現但有要求;哪些知識點在初中未解決,應在高中拓寬和加深,應做到心中有數。
一是原大綱上有,但新課標刪去的知識點;二是新課標中有但比原大綱降低了要求的知識點。如O2和CO2的主要性質;實驗室制取O2和CO2;氧化反應、還原反應;常見酸堿的主要性質和用途;分子、原子、元素、化合價、化學式等;三是高一年級時需對初中某些知識加深、完善的知識點。如氧化還原反應;結構理論的初步知識;對酸、堿、鹽、氧化物的分類;酸堿鹽溶液的導電性;酸、堿、鹽的化學性質;復分解反應發生的條件及應用等。
在課標刪減或降低難度的知識點中,很多在高中的學習中馬上要用到,如酸堿鹽的溶解性在離子反應中的運用,建議對于類似這方面的知識,初中教師在上新課的時候能夠在相應的章節做適當的拓展,特別是初中有出現但沒作要求但高中有要求并沒再出現的;高一教師在開學初可不急于上新課,而是利用一些時間對初中化學基礎知識部分進行復習,重點是對化學用語、物質分類、酸堿鹽、化學實驗等相關知識進行系統和深化。
二、做好學生學習方法的指導是做好初高中知識銜接的關鍵
知識必須通過學生主動建構才能獲得,只有學生積極主動去學習,學生的知識才能建構?;瘜W又是一門專門研究物質的組成、結構、性質及其變化規律的科學,有其自身的規律和學習方法。因此,教師對學生進行化學學法的指導,引導學生主動構建化學的概念和規律顯得尤為重要。
一要學會“推論—實驗驗證”的科學方法。采用“推論—實驗驗證”的科學方法,就是引導學生用已學的知識對事物進行推論,而后再用實驗進行論證。
二要學會用聯想、類化的學習方法。高一化學《物質的量》這一節是學生學習的困難點,在教學時,可引導學生采用聯想、比喻的方法進行學習,可讓學生聯想熟知的長度、質量、時間、電流等,指出“物質的量”與它們一樣是一個物理量的名稱,是一個整體,不能拆開。巧妙地引用這樣的聯想和類化,可以幫助學生直觀地認識、理解、掌握許多肉眼看不到的微觀世界的知識,有效地提高學生的學習效率。
三要學會用比較、對照的學習方法。很多學生在學習過程中感覺化學知識太細、太零散、太零亂極易混淆。如在學習高一《鈉的化合物》時,可引導學生采用比較、對照的方法對氧化鈉和過氧化鈉、碳酸鈉和碳酸氫鈉從組成、類屬、物理性質、化學性質等方面進行比較,找出它們的相似點、不同點和相互轉化關系。使學生不僅一目了然地掌握知識,同時也培養了他們良好的學習習慣。
一、基于學生發展核心素養的科學精神的探討
科學精神培養是科學教育的核心目標之一,但是,在長期的高中化學教育教學實踐中,不難發現,科學精神的培養在高中化學課程和教學中是有所缺失的。綜觀學校里的科學教育,大多數的教師只扮演科學知識搬運工的角色,簡單地把科學知識轉運給學生,卻漏掉了科學家做學問的精神、獲得科學結論的方法。在這種簡單機械轉移知識的灌輸式僵化教育下,學生只會把這些知識當作推之四海而皆準的圭臬,科學精神不可得,卻養成了獨斷的精神。這是科學教育幌子下最不科學的教育。[1]科學精神是伴隨近代科學的誕生,在傳承人類科學思想和知識的基礎上,逐漸發展起來的貫串于科學研究與探索的價值理念、意志行為和思維品質的綜合。[2]每個時代的科學精神都有其特定的內涵,是人類科學精神中發展的鏈條。近而言之,當代中學生的科學精神應有其特定的歷史內涵,其界定既要考慮到國家特定歷史時期的時代要求,又要考慮到當代中國中學生發展現狀和特定學科科學知識發展現狀,從中提煉出中學生科學精神的基本要素。只有這樣,才能為當前中學生科學精神的養成明確方向及實施路徑?!吨袊鴮W生發展核心素養》將“科學精神”作為學生發展核心素養的六大維度之一[3],教育部正在組織專家修訂的《普通高中化學課程標準》也將“科學精神和社會責任”作為高中化學學科核心素養的五個維度之一[4]。可見,科學精神的重要性已經得到國家教育部門的高度重視??茖W精神的培養必將成為未來高中化學課程改革的重要目標加以落實。科學精神的培養需要基于高中化學課程標準明確的目標規定、內容要求、教材編寫中豐富的素材資源和教師創造性的實踐才能實現。本文對科學精神培養的討論采用《中國學生發展核心素養》的描述和界定,即理性思維、批判質疑、勇于探究,并基于蘇教版高中化學教材“化學史話”“拓展視野”欄目教學素材資源功能和價值的挖掘,探討如何在高中化學教育中培養學生科學精神。
二、基于高中化學教材欄目素材資源培養學生科學精神舉隅
筆者選擇了蘇教版高中化學教材“化學史話”“拓展視野”兩個典型欄目,從“感悟化學理論曲折發展過程,培養學生理性思維”“辯證全面看待化學的是非功過,鼓勵學生批判質疑”“賞析諾貝爾獎獲獎者突破性工作,促進學生勇于探究”三個維度管窺高中化學教育過程中學生科學精神的培養。
(一)感悟化學理論曲折發展過程,培養學生理性思維
化學學科的理性思維是指學生能運用化學的科學原理和方法去分析生活中具體化學現象,從中養成科學的思維方式,尊重事實、實證求知的態度。從原子分子論建立至今,化學理論的發展經歷了漫長發展歷程,從迷茫到雛形,再從雛形到質疑,又從質疑到創新,在創新中不斷地完善和發展,建立了許多新的化學發展理論,科學合理地解釋了現實中遇到的問題。正如原子結構模型經歷了“道爾頓的‘實心球’湯姆生的‘葡萄干面包式’盧瑟福的‘行星式’玻爾的‘舊量子化’電子云”的演變,盡管每個模型的提出在當時解釋近乎合理,但隨著科學的實踐與發展,需要不斷地修正完善。任何的真理在特定條件下都有局限性,要理性認識客觀規律,崇尚真知,積極探求解決問題的新方法和新途徑,突破思維定式,用科學嚴謹的事實和證據,創立新的科學理論。[案例1]為了解釋共價分子的結構,美國化學家路易斯(G.N.Lewis)于1916年提出了共價鍵的概念。他認為分子中原子間通過共用電子對而使每個原子都達到稀有氣體的穩定結構。路易斯的共價鍵概念初步解釋了一些原子形成簡單共價分子的過程及共價鍵與離子鍵的區別,但其共價鍵概念有其局限性,它存在下列幾個方面的不足:(1)路易斯的共價鍵概念未能闡明共價鍵的本質和特性。例如,它不能說明為什么共用電子對能使兩個原子牢固地結合在一起。(2)路易斯的共價鍵概念不能解釋許多化合物的中心原子的電子數超過8個仍然很穩定的事實。如PCl5分子中磷原子的電子數是l0個而不是8個。為了解決這些矛盾,德國化學家海勒特(W.Heitler)和倫敦(F.London)等人于1927年首先把量子力學理論應用到分子結構中,后來鮑林等人又加以發展,建立了現代價鍵理論(ValenceBondTheory),簡稱VB法(又叫電子配對理論)。1932年,美國化學家慕利肯(R.S.Mulliken)和德國化學家洪特(F.Hund)從不同于價鍵理論的角度,提出分子軌道理論(Mo⁃lecularOrbitalTheory),簡稱MO法。20世紀30年代以后,就形成了兩種現代共價鍵理論——現代價鍵理論和分子軌道理論。蘇教版高中化學教材選修模塊《物質結構與性質》“拓展視野”欄目中編寫了共價鍵理論從經典到現代的發展歷程,每一次跨越,都是在前人研究的基礎上,引發不同觀點的碰撞,理性辯證地認識前人的研究成果,由表及里,從不同的角度,用不同方法揭示事物發展的內在規律。所以,在教學上要用好這些素材,有條件的學校還可以通過專題講座、情景劇、講述化學史故事等途徑讓學生了解化學理論曲折的發展歷程,懂得尊重事實和證據,遵循科學倫理,培養學生理性思維。
(二)辯證全面看待化學的是非功過,鼓勵學生批判質疑
《中國學生發展核心素養》對科學精神之批判質疑的主要表現描述如下:具有問題意識;能獨立思考、獨立判斷;思維縝密,能多角度、辯證地分析問題,做出選擇和決定等。化學史是一部質疑批判的發展史,正因為有一批又一批科學家不迷信書本和權威,善于捕捉問題,尊重事實和證據,敢于質疑,才能推動科學不斷發展。正如普利斯特利和舍勒在發現氧氣之后,仍忠實于“燃素說”,而拉瓦錫正因為不盲從、敢于質疑批判,了化學界“燃素說”百年之久的統治地位,掀起了一場史無前例的“化學革命”。科學的發展充滿著質疑批判,有成功的喜悅,也有失敗的教訓,應在質疑和教訓中不斷發現和解決問題,實現科學的創新發展。[案例2]1948年瑞典皇家科學院將諾貝爾生理學和醫學獎授予1939年發現第一種有機農藥DDT(俗稱滴滴涕)的瑞士科學家米勒(P.H.Müller)。但是,DDT這一歷史上最著名的有機氯殺蟲劑只使用了20年的時間,便在全世界各地逐漸遭到禁用,因此,有人認為這是一個發“錯”的諾貝爾獎。DDT是當時人類首次合成的有機農藥,不但具有絕佳的廣譜殺蟲作用,而且對溫血動物和植物基本無毒害,更重要的是價格低廉,可大量生產,以至在世界范圍內廣泛使用起來,在促進農林業的發展、保障人體健康等方面發揮了重要的作用。第二次世界大戰期間,這種DDT有效控制了那不勒斯斑疹傷寒(主要通過虱子傳播)在同盟軍軍營中的早期流行。但是,不久以后,人們發現DDT相當穩定,能在自然界滯留較長時間,而且還借助食物鏈聚集在動物體內,慢慢形成累積性殘留,給人類身體健康以及整個生態環境造成諸多不利影響。因此,從20世紀60年代開始,一批新的農藥被合成并替代DDT,DDT逐漸被停止使用,但DDT事件留給人類的思考卻是深刻而長遠的。蘇教版高中化學教材選修模塊《有機化學基礎》“化學史話”欄目編寫了“發‘錯’了的諾貝爾獎”等化學史實,用事實和教訓告訴學生科學的發展是要經實踐檢驗的。讓學生認識到在學習中要拓展知識面,不盲從,敢于質疑批判,勇于實踐,尊重事實和證據,科學辯證地分析和解決問題。
(三)賞析諾貝爾獎獲獎者突破性工作,促進學生勇于探究
《中國學生發展核心素養》對科學精神之勇于探索的主要表現描述如下:具有好奇心和想象力;能不畏困難,有堅持不懈的探究精神;能大膽嘗試,積極尋求有效的問題解決方法等。諾貝爾獎的獲獎史是一部科學家不懈追求真知,不畏艱難,獻身科學的發展史。[案例3]我們知道,物質由分子、原子、離子等微粒構成,分子由原子構成,原子由質子、中子、電子等基本粒子構成。那么,基本粒子可不可以再分?1964年,美國科學家蓋爾曼(M.Gellman)設計了夸克模型,提出質子、中子由更小的夸克構成。由于該模型能成功解釋許多事實,引起了人們的普遍重視,于是掀起了一股尋找夸克的熱潮。1967年,美國斯坦福大學直線加速器中心建成一座長達3km的電子直線加速器。以費里德曼(J.Frideman)、肯達爾(H.Kendall)、泰勒(R.Taylor)為核心的研究小組用此加速器進行實驗,最終證明了夸克的存在。這三位科學家也因此獲得了1990年的諾貝爾物理學獎。但迄今為止,人們尚未能分離出單個的夸克。隨著科學技術的進步,人們對夸克等基本粒子的認識不斷深入。美國科學家戴維•格羅斯(D.J.Gross)、戴維•波利策(H.D.Politzer)和弗蘭克•維爾切克(F.Wailezek)發現夸克相距很近時,相互間作用力很小,但當距離增大時,相互作用力急劇增大。這解釋了人們在尋找單個夸克過程中所遭遇的困惑。為此,這三位科學家榮獲了2004年的諾貝爾物理學獎。蘇教版高中化學教材重視弘揚不同時期化學領域新成就,重點介紹了不同階段諾貝爾化學獎獲獎案例。如“不對稱合成”“鹵代烴在有機合成中的應用”“有機物的三維結構”“化學家鮑林”等,這些素材是激發學生的好奇心和想象力的很好載體。好奇心和想象力是科學發現的源泉,是推動人類進步和社會文明發展的基石。在教學中,適時開展“走近諾貝爾獎”主題沙龍活動,讓學生通過設計方案、查找資料、沙龍交流等活動,了解科學家在研究中的艱辛與挫折。讓學生通過生動具體的史實和身臨其境的實驗,接受科學精神的熏陶,明白科學的重大發現,不僅要有扎實知識,敏銳的觀察力,豐富的想象力,還要有不畏困難、勇于實踐的探究精神。
三、研究結論與啟示
國家教育部已將“科學精神”作為學生發展核心素養重要組成要素之一,也是高中化學學科核心素養的重要內容,作為一線高中化學教師,未來應該在高中化學教學的細節中更加重視學生科學精神的培養。培養學生的科學精神任重道遠,應該從小學科學教育、初中化學教育做起,而高中化學教育是科學精神培養的關鍵時期。為了實現科學精神的培養,作為教學主導的高中化學教師應該著力加強自身對科學精神的認識和理解,強化自身科學精神教育的責任意識,并充分挖掘高中化學教材中素材資源,通過靈活多樣的形式或途徑,幫助學生感知、領悟、體驗科學精神的核心要義。高中化學教師在化學教育過程中,還須充分考慮不同學段科學教育、科學教育不同學科之間的交叉和融合。作為教師培訓機構和教研機構,要充分認識到科學精神培養的重要性,將科學精神、科學文化、科學哲學、科學史以及科學社會學等內容作為重要培訓課程內容,幫助高中化學教師提升自身科學精神素養。[5]為推動學生科學精神培養,全社會還要大力開展科學精神普及和科學傳播工作,通過圖書著作、報紙、電視、互聯網、自媒體等多種形式準確、生動地弘揚科學精神,使學生在掌握科學知識和科學技能的同時,逐漸地形成科學精神。
作者:吳云 單位:福建省云霄第一中學
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對于初中生來說,化學基本觀念包含下述幾項內容,分別是元素觀念、微粒構成物質觀念、物質劃分觀念、物質轉化觀念以及化學應用觀念等。不同的基本觀念中又包括了具體的知識內容,如在元素觀念中,初中生需要慢慢認識到:自然界中的所有物質均是由原子、離子及分子等粒子組成的,認識到分子和離子需要原子的轉化方能形成,與分子和離子比起來,原子更具基礎性作用。而由于結構的區別,原子種類各有不同,在進行化學反應時,雖然電子數會出現變化,但原子核不發生改變,所以原子核是基礎中的基礎,等等。其他諸如微粒構成物質、物質劃分、物質轉化的化學應用等觀念也可以分支出大量的知識內容,并組成龐大的初中化學知識體系。
由此可以看出,化學基本觀念提挈了化學知識框架,學生樹立化學基本觀念對于化學知識的系統梳理也是有幫助的。
一、用典型事實幫助學生理解化學基本觀念
了解了化學基本觀念,我們也就能更加清晰地認識具體知識與化學基本觀念間的關系,明確具體知識的載體性與工具性作用,也就是說化學基本觀念不是憑空而來的,而是要依賴層次不同、難度各異的知識加以體現、加以生發。蘇教版初中化學教材在內容選取上盡可能地防止了知識的簡單疊加,更為注重典型知識的遴選,給學生更加充足的空間,用以解決實際問題并在問題中思考,讓學生在典型知識中達到對基本觀念的深層次領悟。
例如,在學習“水溶液”這部分知識時,通過觀察分析水的氣、液、固態變化讓學生了解較為熟知的物質——水;針對人工凈化時水分子的運動,讓學生認識到水在微粒狀態下的活動,幫助學生在微觀層面再次解讀宏觀層面熟稔的現象。在了解了水分子的前提下,在教學“水的合成、水的電解、水的原子構成”的過程中,向學生介紹原子知識,介紹原子里面的電子在物質發生變化時會出現哪些變化。在這一過程中,學生的[第一 ww w .dylw.NET提供寫作論文和論文寫作的服務]微粒構成物質化學基本觀念得到深化。最后,教師可以利用物質在水中溶解時微粒所出現的運動變化再次提示學生研究溶液的特征,使學生認識到物質微粒間的相互運動是所有宏觀生活現象即典型事實的本質原因。
二、用核心概念引領學生掌握化學基本觀念
引入核心概念這個觀點,是為了在化學基本觀念與具體的化學知識之間找到一個平衡點,通過這三個概念間的密切聯系,幫助學生掌握化學基本觀念?;瘜W核心概念是在化學基本觀念影響下的、可以給學生學習化學基本觀念提供幫助的一種概念。它具有一定的深度,且具有遷移性。一方面它可以幫助學生學習化學基本觀念,另一方面它還可以幫助學生完成認知結構的構建,增強學生的學科綜合素養,也就是說核心概念起到中間的承接作用。對核心概念的處理不同,學生會對化學基本觀念產生完全不同的理解,因此如何編排核心概念成為擺在教師面前的一項重要課題。
比如上面提到的分子、原子,就是兩個核心概念,在初中階段,微粒構成物質這一觀念很顯然是需要這兩個核心概念支持的。教材在研究這兩個概念時分為兩個步驟:首先是給出了水分子的概念,用形象化的方法說明了水分子中包含一個氧原子及兩個氫原子;其次又在溶液部分深化這種觀點。分子在其外在表現形式的物質出現變化時會同時發生什么變化?這個問題是理解核心概念分子、原子的關鍵,也有助于學生重新構建化學微粒觀。
三、用情景與探究加以鞏固
學生形成化學基本觀念時應當以典型事實與核心概念為基礎,綜合運用抽象、概括等手段,且這些基本觀念是在具體的情景中通過不斷思考得來的。良好的情景是思維的最佳環境,情景中的問題是思維的動力和源泉,它們可以確保學生滿足深層次的認知需求。所以教師需要注意教材的生活化編排傾向,從實際出發、以問題為主,組織生活情景的重建,突出過程,重視方法,將解決舊問題與了解新知識結合起來,幫助學生探索知識本質,帶領學生以更加積極的姿態面向化學基本觀念。
例如,教材里面為了使學生更深刻地理解發生化學反應前后元素類型不變、原子種類不變、原子數量不變、原子質量不變的觀念,給學生提出了啟示性的問題,即引導學生思考此一物質在發生化學反應后是否會變成彼一物質,物質質量是否也會同時出現變化呢?教師可以根據啟示性問題,通過燃燒鎂條的情景給學生繼續思考的空間:化學反應前鎂條的質量同化學反應后氧化鎂的質量相同嗎?為了便于學生思考,教師還可以給學生提供圖片或者視頻資料。
再如,教師還可以站在微觀層面,以電解水的探究情景作為例子。水在變化以后生成氫氣與氧氣兩種氣體,水分子也變成了氫和氧兩種分子,出現這種變化時,原子會不會出現什么變化?當然,簡單的問答形式顯得枯燥無趣,教師可以給出電解水實驗的示意圖,讓學生直觀地欣賞到水是如何生成氫氣與氧氣兩種氣體的。最后再對實驗結果進行討論,得到使大家信服的結論。通過這種問題情景的設置與探究討論,學生積極參與、熱烈交流,強化了對化學基本觀念的理解。
四、用豐富的欄目設置促進觀念重構
蘇教版初中化學教材里有豐富的學習欄目,每個欄目的設計初衷都是為了調動學生學習的積極性,為了啟發學生思維,帶動其思維向更深廣的層次發展。比如有些以交流共享為目的的欄目,在問題的設計上考慮到了學生學習的難點,點撥有用的學習方法,建立必要的學習觀念,幫助學生從錯誤認知里走出來,在交流與共享的過程中尋求知識的正確理解途徑。這樣的欄目對學生是有益的,對教師同樣有益,教師在欄目的提攜下,以欄目內容為引領,促進學生的觀念重構是很方便的。
通過前期的學習以及日常經驗的積累,學生已經基本了解了元素等名詞及符號的意義,了解了原子、分子的相關知識,領悟到物質 能夠無限可分的道理。在此基礎上,教師通過各類習題及延伸閱讀類欄目,可以帶領學生走進更加豐富多彩的化學世界,在養成基本觀念的同時,增加對化學的情感。
五、結語 [第一 ww w .dylw.NET提供寫作論文和論文寫作的服務]
在具體的教學實踐中,作者越來越深刻地體會到養成化學基本觀念對學生的重要意義,同時也體會到養成化學基本觀念是一項系統工程,遠非一堂課、幾句話所能辦到的,這是一個逐步遞進、螺旋上升的過程,教師如果不按照上面的幾點要求循序漸進、統籌安排,便無法讓學生更好、更快地接受化學基本觀念。
參考文獻
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