摘 要:高中化學是高中階段的重要學科,對于培養學生的化學綜合水平和探索創新意識發揮著重要作用。隨著新課程改革的深入實施,“以發展學生核心素養為目標”的教學理念得到眾多教學工作者的認可。如何在高中化學教學中培養學生的化學核心素養,成為越來越多高中化學教師關注的問題。本文圍繞著基于核心素養的培養的高中化學教學這一中心論點,淺談高中化學核心素養的內容屬性、在高中化學教學中培養學生核心素養的必要性、如何在高中化學教學中培養學生的核心素養等方面展開探討。
關鍵詞:高中化學 核心素養 教學培養 策略
一般來說,化學核心素養至少包含化學基本觀念、“三重表征”思維、實驗探究能力三個基本內涵。在筆者多年高中化學教學過程中,發現很多學生覺得化學知識太多,每個章節的知識和關系又多又亂。同時,他們注重于記憶化學知識點和解題方法,對實驗教學不重視,化學核心素養有待培養提高。在此背景下,筆者結合多年高中化學教學經驗,并查閱相關文獻資料,就高中化學教學中培養學生核心素養的必要性進行探討分析,并提出了相應的觀點和對策,以期提高學生的化學綜合水平,培養學生的化學核心素養。
一、高中化學核心素養的內容屬性
化學核心素養是學生在化學認知活動中發展起來并在解決與化學相關問題中表現出來的關鍵素養,反映了學生從化學視角認識客觀事物的方式與結果的水平。這一素養不僅體現了學生從化學視角對觀事物能動反映方式,而且反映了學生對客觀事物能動反映的結果。因此,化學核心素養同時具有指向認知結果的“結果屬性”和指向認知過程的“過程屬性”。
1.化學核心素養的“結果屬性”
化學核心素養的“結果屬性”,體現為化學核心素養是學生通過化學課程學習所建立起來的、具有化學學科特質的結構化知識、思維方式與品質。從高中化學核心素養的五個方面看,強調高中學生通過高中化學學習,掌握物質性質及其變化的分類標準與內容體系,獲得物質及其變化的特征與規律,并能夠運用化學符號、化學模型加以描述(表征);理解物質組成、結構和性質的聯系,形成“結構決定性質、性質決定用途”的觀念,建立從變化守恒、動態平衡、模型表征等研究物質及其變化、解決化學問題的思維框架;形成嚴謹務實的態度、與人合作的習慣,樹立科學物質觀、可持續發展的意識和綠色化學的觀念,深刻理解化學、技術、社會、環境相互作用的關系,建立社會責任觀、參與意識與決策能力。
2.化學核心素養的“過程屬性”
化學核心素養的“過程屬性”,體現為個體在面對復雜情境時綜合運用化學思維、化學知識與探究技能解決化學相關問題的品質與關鍵能力。這一屬性強調高中學生在面對具體情境及與化學相關事實時,能夠通過觀察與辨識的基礎上提出問題、開展探究并得出結論;能夠根據物質的結構預測物質的性質及其可能的變化,應用對立統一、聯系發展和動態平衡的思想觀點考察、分析化學反應,正確運用化學模型描述或預測物質及其變化、分析與解釋化學現象,運用依據多種方法對物質及其變化進行分類并揭示其本質屬性;能夠結合具體情境,調用已有知識與方法分析解決問題,在化學原理、化學技術應用時自覺考慮化學過程對自然帶來的可能影響,貫徹可持續發展思想、堅持“綠色化”的觀念。
二、高中化學教學中培養學生核心素養的必要性及內涵特點分析
所謂化學核心素養,是以培養學生完美人格和終身學習能力為宗旨,指導學生從更高的視野和境界上自我發展;培養學生的化學學科素養、化學思維素養、化學信息素養、跨學科綜合創新素養、合作交流能力以及正確的情感態度與價值觀。在當前的高中化學教學過程中,教師在課堂上占據課堂主導地位,將整節課安排得十分緊湊,注重講解化學原理、化學公式以及化學題目的解題方法,忽視了對學生思考質疑能力的培養,片面追求學生的考試成績。學生按照教師在課堂中的教學思路去思考問題,對教師產生依賴,怠于獨立思考,缺乏自主學習意識。
學科核心素養是以“中國學生發展核心素養”為指導,基于學科特質與學科任務[2],為培育全面發展、社會需要的人而提出的關鍵素養。因此,學科核心素養是具有學科特色的素養。認真分析化學核心素養五個要素的內涵,可以發現具有如下特點:
1.凸顯化學本質特征
化學區別于其他學科的本質特征體現為:化學在原子、分子的微觀水平上研究物質及其變化[4],從微觀層次上揭示物質及其變化的基本規律,以化學符號或模型表征物質及其變化。化學核心素養中的“宏觀辨識與微觀探析”、“證據推理與模型認識”等要素,強調從微觀粒子及其相互作用的視角認識物質世界,根據物質微觀結構預測物質性質及其反應,運用多種模型描述和解釋化學現象,使用“宏觀—微觀—符號”三重表征表示物質及其變化等,很好地凸顯化學學科的特征。
2.反映化學基本問題
物質及其變化是化學研究的基本問題[5]。這一問題的解決,強調運用實驗、假說、模型、分類等方法,通過以化學實驗為主的多種探究活動開展物質及其變化的研究,并從元素的宏觀視角認識物質及其變化的規律、從粒子的微觀層面揭示物質及其變化的本質。因此,化學學科的基本問題、問題解決的方法途徑及其應建立的基本認識,在“宏觀辨識與微觀探析”、“變化觀念與平衡思想”、“證據推理與模型認識”、“實驗探究與創新意識”的化學核心素養上得到很好的體現。
3.揭示化學學科思維
化學是從宏觀、微觀和符號三種水平上認識物質及其變化并建立起它們間聯系的。因此化學學習過程,常常需要以實驗為手段獲取宏觀現象并從微觀視角探討其本質,或對基于微觀或模型分析推理的結果通過實驗手段進行證實或證偽,從而得出物質及其變化的基本規律或相關理論。因此,化學學習需要以實驗為主的科學探究,建立“宏觀—微觀—符號”的三重表征的學習思維[5]。“宏觀辨識與微觀探析”“證據推理與模型認識”“實驗探究與創新意識”等化學核心素養,很好地揭示化學學科思維。
4.體現課程育人價值
作為科學課程的高中化學,由于注重在人類文化背景下建構課程體系[6],內隱著豐富的 人文內涵。因此,它對培育學生科學素養與人文素養均具重要價值。體現在:高中化學課程有利于豐富并完善化學認識,加深對物質世界的認識;幫助學生形成核心觀念,掌握科學方法,發展科學探究能力,加深對科學本質認識;在實踐中增強社會責任感,理解化學、技術、社會和環境的相互作用,形成科學物質觀、嚴謹求實科學態度等。化學學科這些育人價值,在化學核心素養的五個要素中得到很好的體現。
三、如何在高中化學教學中培養學生的核心素養
1.利用思維導圖,構建高中化學知識網絡。
高中化學課程中講授的知識多而碎,并且知識點復雜,很多高中學生提起化學很頭大,不知道該如何梳理匯總。根本原因在于學生對化學知識缺乏系統的把握,沒有找到化學知識的內在關系。因此,教師可以利用思維導圖的方法,通過直觀形象的樹狀結構來呈現思維過程,幫助學生構建高中化學知識網絡。例如,以“化學物質及其變化”這一章節為例,教師可以讓學生拿出筆紙,引導學生思考:以組成為標準對物質進行分類,可以先分為哪幾類?學生通過查看課本和思考,便能在紙上寫出來:純凈物、混合物。然后教師再引導:純凈物又分為哪些大類呢?學生會在純凈物的結構下寫上:單質、化合物。按照這種樹狀結構導圖的方式,讓學生先繪制出大的結構,然后再在每個結構下面細分思考,繪制出詳細的知識結構導圖。學生在繪制思維導圖的同時,邊想邊畫,可以清晰明了地掌握章節的知識結構和知識點之間的區分和關聯,在腦海中形成體系化、系統化的化學知識體系。
2.注重實驗教學,引導學生樹立探究意識。
化學是一門以實驗為基礎的自然科學,對于教學中學生較難理解掌握的知識,教師需要帶領學生通過親手實驗的方法,指導學生掌握化學實驗和科學探究的過程和方法,提高學生的動手能力,引導學生樹立探究意識,培養學生從實驗中挖掘化學知識的能力和主動思考探索能力。例如,在學習影響化學反應速率的因素的知識時,教師可以帶領學生去化學實驗室,實驗探究濃度、壓強、溫度和催化劑等外界條件對反應速率的影響。教師要引導學生去思考,比如實驗過程中,問學生:FeCl3和MnO2在過氧化氫的分解中的作用是什么?學生通過實驗操作可能會回答說:是催化劑的作用,并且通過實驗發現催化劑能影響化學反應的速率,加入催化劑能加快化學反應速率,不同的催化劑催化效果也不一樣。學生通過實驗,可以加深對知識的理解和記憶,學會化學實驗的方法,還能啟發他們的思維靈感,激發學生主動探索的欲望。
3.加強實踐應用,培養學生的化學創新能力。
化學課堂教學時間有限,對于培養學生的化學核心素養來說是遠遠不夠的。高中化學教師還需要加強學生的化學實踐應用,引導學生多觀察、多實踐、多思考,拓展化學課堂教學空間,培養學生的實踐應用能力和創新能力,做到學以致用。例如,教師可以讓學生多觀察生活中的現象,比如鋁鍋用久了變黑,是因為鋁置換了水中鐵鹽產生了鐵;燒水壺用久了會產生水垢,是因為含有碳酸氫鈣的水受熱分解形成碳酸鈣,附結在內壁上形成的;等等。同時,教師還可以鼓勵學生完成課本上的實踐活動,養成學生動手驗證的習慣,激發學生的創新靈感,培養學生的化學創新能力。
綜上可知,高中化學教師要結合學生實際,在高中化學教學中利用思維導圖,幫助學生構建化學知識網絡,注重化學實驗教學,指導學生掌握化學實驗和科學探究的過程和方法,引導學生樹立化學探究意識。同時,還要加強學生的化學實踐應用,培養學生的化學創新能力。