在深度体验课堂生活中培育高中学生的化学核心素养
——以人教版必修2《乙烯》教学为例

2018-02-24 00:53
新课程(下) 2018年10期
关键词:乙烯化学素养

李 凤

(广州市培英中学,广东 广州)

一、高中学生化学核心素养的构成要素

高中化学核心素养以“中国学生发展核心素养”为指导,包含五个方面的要素: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、科学精神与社会责任。

宏观辨识与微观探析要求能从物质的微观层面理解其组成、结构和性质的联系,形成“结构决定性质,性质决定应用”的观念。证据推理与模型认知要求能初步收集证据、对物质的性质及其变化提出可能的假设、分析推理,能解释证据与结论之间的关系,确定形成科学结论所需要的证据和寻找证据的途径(如化学实验等),能认识化学现象与模型之间的联系,能运用多种模型来描述和解释化学现象等。实验探究要求发现和提出有探究价值的化学问题,能依据探究目的设计并优化实验方案,完成实验操作,能对观察记录的实验信息进行加工并获得结论;能和同学交流实验探究的成果,提出进一步探究或改进实验的设想。科学精神与社会责任要求能够关注与化学有关的社会热点问题,勇于承担责任,积极参与有关化学问题的社会决策等。以上几项化学核心素养在高中有机化学学习中均有体现,值得在教学中挖掘各项素材,设置有意义的教学活动,培育学生的化学核心素养。

二、模型认知的再思考

高中生建立“模型认知”非常重要,它是让学生在思维品质层面有所提升,该项素养在各个学科中均有涉及。数学建模、物理的科学思维、生物的理性思维、语文的思维发展与提升、英语的综合思维品质、历史的史料证实、政治的理性精神、地理的综合思维、通用技术的工程思维、信息技术的计算思维,均在模型认知方面有着各自具体的要求。

化学核心素养中的“模型认知”包括两方面的内容:一是对化学模型(尤其是微观结构模型)的认知,将“宏—微—符”有机联系,能有效描述和解释化学现象,分析物质的化学性质等。二是建立解决化学问题的思维模型,如有机物的认知过程“结构—性质—用途”亦为学习有机物的认知模型。

三、高中有机化学在培育化学核心素养中的功能

高中有机化学学习以“结构(组成)—性质—用途”为基本的认知主线,培育学生的宏观辨识与微观探析、证据推理与模型认知、实验探究与创新意识、科学精神与社会责任。

有机化学学习过程是“宏—微—符”三重表征的完整演绎:宏观物质、实验现象、用途等,微观结构、结构模型制作,有机结构式、结构简式、分子式、有机化学方程式的书写。

四、在人教版必修2《乙烯》教学过程中培育学生的化学核心素养

(一)化学核心素养培育目标定位

1.核心知识

①通过观察模型,书写乙烯的分子式、结构式、电子式,知道乙烯的结构特点。②知道乙烯是一种无色、难溶于水的气体,标准状况下密度比空气小。③知道乙烯与甲烷一样是由碳和氢元素组成的化合物,可以燃烧,生成水和二氧化碳。④知道乙烯的加成反应,能够书写化学方程式。⑤了解乙烯的用途,在工业生产中的重要作用。

2.思维培养

①建立乙烯加成反应的“宏—微—符”三重表征:通过观察和分析“石蜡油分解实验、乙烯与溴水反应”的现象感受乙烯与烷烃性质的相同点和不同点,通过拼接模型了解乙烯的加成反应和氧化反应的断键成键位置,根据模型书写相关反应的化学方程式,初步学习从断键和成键的位置理解典型有机反应(取代反应、加成反应)的方法。②能够体验“实验探究”“证据推理”的过程:通过乙烯催熟作用的家庭实验,能够以控制变量探究的方法去验证乙烯的催熟作用,能解释实验现象和结论之间的关系;通过查阅资料了解石蜡油的分解实验,对实验的改进提出可能的假设(二氧化锰做催化剂效果可能更好),通过实验验证假设,完成实验操作,观察实验现象,能对记录的实验信息进行加工并获得结论。能和同学交流实验探究的成果,提出进一步探究或改进实验的设想。③初步形成认识有机化合物的“模型认知”:结构(组成)—性质—用途。

3.科学精神和社会责任

①在小组合作、任务驱动下,勇于承担责任,积极参与化学问题的探索。②通过图片展示、课外调查等方式,认识乙烯在化工生产中的广泛应用,感受化学对促进社会进步与发展的价值。

(二)教学基本思路

课前准备(任务驱动、小组合作)—体验探究—课堂分享—讨论交流—运用与反思。

(三)教学片段

1.课前准备

引导学生思考认识有机物的主线“结构—性质—用途”,布置课前准备任务,让学生尝试自主备课,引导学生准备进入深度的课堂生活体验。

①乙烯的催熟效果家庭实验。②乙烯的结构,如何应用结构书写方程式。③乙烯的制备实验改进和乙烯的性质实验。④解答疑难:高锰酸钾和乙烯反应的实质。⑤乙烯的用途。

2.课堂小结与课后提升

“成功始于赞赏”,赞赏各组的表现,为学生今后的学习树立信心。将本节课各小组的展示内容融合,深化对“宏—微—符”三重表征、“结构—性质—用途”的模型认知的方法指引。提出希望全体同学积极参与到日后的课堂教学准备中来,体验深层课堂生活。请同学们分享深度体验课堂生活的愉悦,获得探索成功的体验。课后引导学生进一步深层次思考,对各组的展示进一步提出质疑,解答学生的疑惑。

五、教学反思

(一)课堂永远是教学的主阵地

在教学过程中,常常陷入一个圈“理科,理所应当做习题”“凡是考试都是要训练的”……因此,自习课显得很重要,理所当然会安排自认为很有用的训练试题,作业也显得比上课还要重要。成绩不错的孩子在课堂上边听边做作业,成绩一般的孩子在课堂上努力听了,但没记住,作业还是不会做;成绩差的孩子课堂上根本听不懂,因为他觉得老师讲课不生动。

在“教学评议”结果统计中,有不少同学对老师的意见写着“课堂不生动”“课堂不能与生活相结合”“有点闷”“作业做了效果不大”“上了课不会做作业,做了作业没时间讲评”。教师有责任让课堂活起来,让学生在课堂上有事做,有思考。

课堂永远是教学的主阵地,“如何让课堂充满活力?如何让学生被动听课变成主动思考?”也是教学永恒不变的研究课题。将课堂交给学生应当是最佳的选择。

(二)学生需要深度体验课堂生活

课堂应该像生活,学生是疯狂成长的孩子。一个孩子要成长,需要尝试,需要家长提供他们尝试的机会;学生就是疯狂成长的孩子,他们的大多数时间在课堂,需要教师提供给他们深度体验课堂生活的机会。化学课堂生活有丰富的体验机会:实验探究、展示成果、说说想法、分析别人的做法、大家一起产生疑问、大家一起想办法、有个人想法不错、很赞等。动手是体验,围着看是体验,讨论是体验,质疑也是体验,而这样的课堂生活需要教师了解学生的想法,去创设更多的机会。

将学生提前分了组(分组的主要依据是认知风格类型),将《乙烯》的重要内容进行切割(按照“结构—性质—用途”将内容分组:①引入:乙烯的催熟效果家庭实验。②乙烯的结构,如何应用结构书写方程式。③乙烯的制备实验改进和性质实验。④解答疑难:高锰酸钾和乙烯反应的实质。⑤乙烯的应用等),各组认领,课前准备,准备好之后和老师研讨,最后带着自己组的成果在课堂上分享。

课前的准备完全交给了学生,查阅了一些资料,预设学生可能会“照本宣科”,可能会从网上下载一些课件,学生可能会是应付式地讲一讲。但对学生的猜测完全是错误的,学生在深度参与教学的过程中十分用心,根据任务要求和自己的兴趣去筛选网络上大量的资料,也真正思考了如何呈现给全班同学,每个小组组内也简单分了工。与教师研讨的时候,学生带来很多的惊喜,形成丰富的生成性教学资源:第一组同学说乙烯的催熟效果家庭实验,自己还设计了一个表格;第二组的同学提出网络上查到了很多乙烯制备实验的改进方法,他们想试一试,于是约好实验老师,当天中午就去试了,试完之后,他们没有选择直接演示催化效果最好的那组实验,而是提出要做对比实验;第三组的同学用橡皮泥自制模型的过程本身就是对结构的认知过程,她谈到“碳碳双键”和“单键”不一样,很难用一次性筷子做成功,应该是独特的,她查阅资料学习了杂化轨道理论,尽管还不能完整理解;第四组的同学不仅写出了乙烯和高锰酸钾氧化还原反应方程式,竟然解读了高锰酸钾和乙烯的反应机理;第五组的同学也将乙烯应用的图片收集了很多,有一些是老师都不太了解的。

课堂上学生很自信,表现很不错。上课结束后,学生也有疑惑:乙烯制备过程中,为何课前做实验二氧化锰催化效果好,课堂上的效果不理想呢?也有遗憾:乙烯催熟效果家庭实验,我居然放在宿舍里,没拿给大家看,我为什么没想到呢?根据结构书写方程式课前理解得很好,为何课堂上没讲出来?时间不够了,乙烯的应用PPT都没来得及展示;高锰酸钾和乙烯的化学反应机理,我们小组懂了,但是不知道其他同学懂了没?……这节课,学生都有收获,都在思考,或多或少。

(三)教师此刻“无声胜有声”

《乙烯》这一课时结束后,反复观看课堂录像,发现学生都值得信赖,他们真的很棒!乙烯催熟作用的家庭实验展示,虽然没有带回实物,但学生的表达细致到位,其他同学的表情也告诉我们类似的对比实验大家都理解;自制乙烯结构大家很欣赏,她介绍的时候很紧张,但她努力克制自己的紧张,认真讲解,让同学们都能理解乙烯的结构,并且能动手制作出球棍模型;鉴于对球棍模型的兴趣,连班里立志选文科的几个同学都做得非常到位,于是我让其中两位同学即兴上台分享他们对乙烯结构的理解;实验探究学生准备得最充分,但没想到课堂实验与课前准备不符合,他们及时思考,并在课后补充实验,得出原来是两个酒精灯火力不同,相信这一次的“失误”让他们深受启发,也相信他们的探索精神能传递给更多的同学;展示高锰酸钾和乙烯反应机理的同学是一位化学迷,他自学大学教材,对有机化学和化工原理很感兴趣,这一次展示的机会,也让他得到了同学们的赞赏和听课老师的赞许。

观看课堂录像后,也发现教师在课堂中的有些话显得多余。只要学生行为和思考得当,教师无需多言。教师的指导很重要,指导到位了,放手给孩子们去体验课堂生活,教师此刻“无声胜有声”。

(四)课后的反思是课堂教学的升华

课后的反思与补足可以让本节课发挥出更大的功效。课后,补充了三点:一是解决学生的疑惑;交换小组任务,将本节课的内容用各自的方式完整理解,申请做实验的,可以补做实验。二是方程式的书写:两人合作,一个做球棍模型,一个书写方程式,互检。三是将“宏—微—符”三重表征有机结合起来,进而落实有机方程式的书写。

本节课基本达成了目标,也将在日后的教学中不断改进课堂教学方式,增强对学生活动的指导力和课堂教学的执行力,让学生在更加有趣、有质量的教学背景下主动探索知识。体验课堂生活不是单一的展示或分享,只要是有思考的、有收获的,都值得去尝试。

“生活世界理论”告诉我们,教育的最终目的是使人的生活更加美好,我们所做的一切不是为了高中仅有的那些知识点,而是为了生活。如何让学生在课堂生活中获得核心素养的提升,是我们不断前行的方向。

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