基于核心素养的有效教学策略初探
——以“酸碱盐单元复习”为例

2017-09-16 05:40赵大泉
化学教与学 2017年9期
关键词:物质化学学科

赵大泉

(无锡市吴风实验学校江苏无锡214001)

基于核心素养的有效教学策略初探
——以“酸碱盐单元复习”为例

赵大泉

(无锡市吴风实验学校江苏无锡214001)

文章介绍核心素养的内涵,以“酸碱盐单元复习”一课为例,提出培养化学学科核心素养的方法:在目标设计上,形成有用的化学观,涵育“科学态度与社会责任”;课堂教学中,追求思维与能力提升;建立课堂教学评价的生态系统,以评价促进“学科思维”的形成。

核心素养;单元复习;有效教学;教学策略

一、提升学生核心学科素养成为应然要求

笔者听课中发现,酸碱盐单元复习课中常出现这样的现象:①复习课变成简单的知识回顾课,对知识的考查倾向于知识的回顾和记忆,如默写俗名、性质、方程式、用途等,以低层次训练为主,重复练习,增加学生的学习负担;②复习课变成习题课,无视学生基础,对所学习的内容肆意拔高,直接进行中考综合题的训练,提高学习的难度,让学生无所适从。这两种复习方式都不利于学生化学学科素养的培养。

2014年3月30日,《教育部关于全面深化课程改革,落实立德树人根本任务的意见》提出核心素养的体系。研究提出各学段学生应发展核心素养体系,明确学生应具备的适应终身发展和社会发展需要必备品格和关键能力,突出强调个人修养、社会关爱、家国情怀,更加注重自主发展,合作参与和实践创新。科学素养的培养是深化课程改革,落实立德树人目标的基础,是新一轮课程改革的关键[1]。

传统的化学教学受到应试教育的影响,教学目的更多倾向于教师如何教,如何让学生获得更高的分数,而忽略了学生的学和学生的主体性。初中化学作为启蒙学科,同时也是中考学科,为了在短期内实现中考效益,经常会出现这样的状态:教师默写,学生背诵,师生苦不堪言,学生渐渐失去学习兴趣,将化学归入文科的范畴。新课改中,化学教学开始关注学生的主体性,但在我国基础教育改革大步前进的过程中,缺乏强有力的跟进措施等原因,使实施的效果产生些偏差。

课改以来,素质教育成效显著,但与“立德树人”的要求还有差距。“重智轻德,单纯追求分数、升学率,社会责任感、创新精神和实践能力较为薄弱。”基础教育二司郑富芝教授认为“培养什么人,怎样培养人”是我们要思考的问题。杭州师范大学张华教授认为“引导教学评价从单纯考查基本知识和基本技能转向考查学生的综合素质是最关键、最必要的共同素养。”

二、化学学科核心素养的内涵

化学是一门历史悠久的自然科学,在漫长的发展过程中,不仅积累了丰富的知识,更积淀了化学家们认识物质、改造物质和应用物质的思想观点、学科方法和思维方式。这些丰富的思想、观点、方法彰显化学学科的魅力和特征[2]。王云生教授认为,中学化学核心素养通常包括以下几个方面:“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”、“实验探究与创新意识”、“科学态度与社会责任”等五项内容来概括。

三、课堂实施过程中核心素养的培养

本文以“酸碱盐单元复习”为例,谈谈在课堂实施过程中培养学科素养的策略。

1.目标设计:形成有用的化学观,涵育“科学态度与社会责任”

诺贝尔化学奖获得者西博格博士说:“化学是人类进步的关键”。人类的发展与化学发展息息相关,人类的发展史就是一部化学发展史。化学是一把“双刃剑”,在化学发展的过程中,出现了环境问题、添加剂滥用等,导致人们对化学闻之色变,认为化学危害人类的生存与发展。酸、碱、盐部分知识与人们的生产和生活息息相关,在教学过程中,渗透其重要作用有利于学生形成正确的化学价值取向。在设计过程中,我们应正面、积极地进行引导学生,形成正确的化学观,帮助学生养成科学态度,培养社会责任感。因此,本节复习课的目标为:

①通过醋酸性质的探究实验,体验科学探究过程,归纳研究物质的一般方法。

②通过归纳酸、碱、盐之间的转化关系,培养分类观与物质变化观。

③通过梳理酸、碱、盐在生活中的用途,体会化学是人类进步的关键。

④通过对牙膏中碳酸钙含量的探究实验及实验改进,培养实验探究与创新意识。

⑤通过对不同酸的微观结构与性质分析,提升宏观辨识与微观探悉能力。

2.课堂教学:追求思维与能力提升

化学课程应当帮助学生形成看待和研究物质及其变化的基本观念、价值取向、方法和化学科学伦理,即形成正确看待化学变化过程的世界观和方法论。这对学生终身发展都是至关重要的[3]。

(1)巧设情境培养实验探究与创新能力

情境教学的倡导者Brown,Collin,Duguid认为:知识只有在它们产生及应用的情境中才能产生意义。知识绝不能从它本身所处的环境中孤立出来,学习知识最好的方法就是在情境中进行。化学与人们的生活息息相关,在课堂中充分利用化学在生活中的应用创设情境,在情境中解决问题,激发学生的学习兴趣。

【情境1】提出问题:食醋是生活中常用的调味剂,其化学式为CH3COOH,推测其可能具有哪些化学性质?并依据所给仪器和药品,进行实验验证。

提供药品:蒸馏水、紫色石蕊溶液、镁条、铜片、氧化铜粉末、硫酸铜溶液、氢氧化钠溶液、饱和碳酸钠溶液、澄清石灰水等。(学生可依据需要添加试剂)

学生依据醋酸属于酸,可能有酸的通性,设计出醋酸与石蕊溶液、镁条、氧化铜粉末、新制氢氧化铜悬浊液、碳酸钠粉末等反应,并进行实验验证。在实验中验证猜想,体验科学探究的过程,深化对知识的理解,提高问题解决能力。

【情境2】牙膏摩擦剂的主要成分是CaCO3,如何设计实验测定牙膏中(展示牙膏)CaCO3的质量分数?

图1 学生设计方案

图2 学生改进方案

学生设计方案:设计如图1所示实验装置,称取10g牙膏样品,加足量稀硫酸,称量反应前后碱石灰的质量变化进行计算。学生通过对实验方案的分析与评价,认为图1的实验方案误差较大,改进的方案如图2所示,提高实验的准确性。通过给学生创造更多的动手机会,使学生进一步体会科学探究的过程,在评价与优化实验方案的过程中,培养学生质疑精神,提高学生创新能力和实践能力,激发学生更深层次的思考,促进学生化学学科素养的提升。

(2)归纳性质培养学生分类观和转化观

对种类繁多的物质进行分类,然后逐一展开研究,特别是选择代表性物质,研究各类物质的通性以及重要物质的个性(特殊性质)相结合,这是化学研究的重要方法之一,是化学应对物质种类繁多的有效策略,也是化学研究的一个特点[4]。

物质可以在一定条件下转化,化学变化多种多样,物质世界充满了化学变化。正是由于化学变化,包括地球在内的宇宙中的物质才形形色色、丰富多彩;正是由于化学变化,人类才能开发和利用自然界中的物质,甚至创造新物质来满足人类的需要、提高生存质量、保证生存安全。

【归纳1】通过对醋酸性质的探究,Cu(OH)2(CuSO4与NaOH的反应)获得、碳酸钠与醋酸产生二氧化碳的检验等实验,请同学们归纳酸、碱、盐之间的转化关系,如图3所示。

图3 酸碱盐部分转化关系图

【归纳2】NaOH在空气中容易变质,请用尽可能多的方法检验,写出方程式,完善转化关系图。

(学生用稀盐酸、氯化钙溶液进行检验,并补充盐和盐的反应,完善关系图,如图4)。

图4 酸碱盐转化关系图

【应用】教师:观察各试剂瓶的瓶塞,有什么发现?

学生:碱性溶液NaOH、Ca(OH)2、Na2CO3等使用橡胶塞,其它是玻璃塞。(异口同声,兴奋并困惑)

教师:为什么碱性溶液不用玻璃塞而用橡胶塞呢?有问题问“度娘”吧。

师生:百度结果:玻璃中含有SiO2,与CO2一样属于非金属氧化物,会与碱性物质发生反应。

解决问题:尝试写出SiO2与氢氧化钠溶液、SiO2与澄清石灰水反应的方程式。

方法的习得比知识的获得更为重要,通过归纳酸碱盐的性质,在新情境中演绎性质应用,在解决具体问题的过程中,学生形成解决问题的思路与方法,不仅能激发学生学习兴趣,更能有效提升化学学科素养。

(3)梳理用途树立社会责任感

化学科学与生产、生活以及科技的发展有着密切联系,它对社会发展、科技进步和人类生活质量的提高有着广泛而深刻的影响。教师要帮助学生充分接触和认识社会,了解化学与人们生活、社会发展的密切关系,树立社会责任感。

【梳理】教师:酸碱盐是生产和生活中重要的物质,它们与我们的生活息息相关,你了解它们的哪些用途?反映它们哪些性质?

生:用铁锅炒菜可以补铁,与食醋的酸性有关。

生:吃面和吃皮蛋的时候放醋更好吃,体现食醋酸性。

生:叶脉书签用NaOH溶液制作,与碱的腐蚀性有

生:奶奶清洗餐具时用碱面,体现碳酸钠的碱性……(学生非常兴奋,积极踊跃发言)。

【化学史】碳酸钠俗称“纯碱”,我国著名化学家侯德榜经过5年艰苦的摸索,在1926年生产出合格的纯碱,使纯碱工业和氮肥工业得到发展。后来,这种新工艺被命名为“侯氏制碱法”(以化学史激发学生的爱国情怀,树立社会责任感)。

(4)分析结构建构“宏观-微粒-符号”观

只有在正确、合理的化学物质结构观的指引下,人们才能自觉地开展对物质结构的探索,进而逐步认识物质的结构,认识物质结构跟性质的关系,加深对化学反应的物质基础的认识,进一步认识化学反应的规律性[6]。

【提问】醋酸与盐酸、硫酸性质相似的微观实质是什么?

生:在溶液中都能解离出相同的微粒:氢离子(H+)。

【追问】醋酸和盐酸性质是否有不同?设计实验证明。

生:设计实验,盐酸能够与AgNO3反应,醋酸不能与AgNO3反应。

【追问】从微观上分析原因,并用符号表示。

生:盐酸中有氯离子,发生反应Ag++Cl-====AgCl↓,而醋酸根不发生类似反应。

归纳:盐酸与醋酸都含有氢离子,都有酸的通性;但由于酸根离子不同,性质也略有差异。

3.建立课堂教学评价的生态系统,以评价促进“学科思维”的形成

试题(作业)是教学评价的基本形式(当然还有课堂表现性评价等),试题(作业)设计要遵循课程标准的要求,准确地反映该学科对学生知识、技能的要求,进行最优化设计。课堂中,一是要关注过程的形成性评价策略。此点可以采用问题链的方式,在解决问题的过程中逐步形成“学科思维”,这是一种“为学习”的评价,同时也是对认知过程的一种评估。二是建立课堂评价的生态系统,以评价促进学习,实现思维的迁移和内化,逐渐习得化学学科特定的认识世界和改造世界的世界观和方法论。

课后评价:①硫酸铜是一种重要的盐,课后查阅资料,它在生产生活中有哪些重要用途?关。

②根据酸碱盐转化关系图,硫酸铜可以与哪些物质反应?各反应的微观实质?③如何理解硫酸铜的性质与用途之间的关系?课后,我们通过问卷、访谈、纸笔测验等方式对学生学习结果分析。结果表明,与传统的课堂相比,基于核心素养的教学方式不仅在双基(基础知识和基本技能)上效果更显著,更有利于培养学生兴趣,提升学生化学学科素养,提高学习的有效性。参考文献

[1]施久铭.核心素养:为了培养全面发展的人[J].人民教

(3)把铁片放在管口火焰上方,铁片被烧红,说明氢气在空气中燃烧火焰温度不高。

(4)通入氧气,产生氢氧焰,铁片被切割;调节活塞增大氢气流量,还能将一根铁丝焊接成圆环(如图6所示),说明氢气在纯氧中燃烧,产生的火焰温度更高,可用于金属的切割和焊接。

(备注:焊接金属时,氢氧比例控制在2∶1时火焰温度最高,利用火焰放出的巨大热量将金属熔化,从而达到焊接的目的;切割金属时,适当增大氧气用量,利用高温火焰和金属与氧气发生氧化反应放出的热量,熔化割缝金属,同时还可以利用气流强度吹开熔化的金属,从而达到切割的目的。)

六、实验设计的反思

该套实验装置除了完成以上实验外,还可以完成教材(沪教版2013年版九年级上册)第31页“铁丝在氧气中燃烧的实验”和下册第56页“加热石灰石的实验”,相比较教材中原实验,操作简单,耗时短、现象更明显。

总之,将该套装置在课堂上呈现在学生面前,学生有一种耳目一新的感觉,兴趣一下子被激发,学习就变得更主动了。尤其进行氢气和氧气的相关知识复习时,该实验的优点就更多了,如:实验涉及知识点多,现象对比强烈,操作安全方便,实验成功率高,切割和焊接金属时的现象更能打动学生,使学生复习积极性高涨,复习效果非常好,值得推广和应用。

[1]义务教育教科书化学(九年级上册)[M].上海:上海教育出版社,2013:33-34

[2]李为才.氢氧焰装置[J].中学化学教学参考,2012(4):59育,2014(10):13-15

[2]王宝斌.阿基米德支点”:发展学生化学核心素养的最佳切入点[J].中学化学教学参考,2016(1-2):9-11

[3]王云生.基础教育阶段学科核心素养及其确定[J].福建基础教育研究,2016(2):7-9

[4]吴俊明.分类观是化学学科的基本观念吗[J].化学教学,2015(4):3-552

[5]张嘉同.化学哲学[M].南昌:江西教育出版社,1994:35-42,257

[6]吴俊明,吴敏.刍议化学物质结构观的内涵与形成——关于科学观念和科学观念教育的思考之四[J].化学教学,2014(11):9-15

1008-0546(2017)09-0051-03

G633.8

B

10.3969/j.issn.1008-0546.2017.09.015

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