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第一节 课堂教学建议
化学知识是培养学生化学学科核心素养的重要载体,化学教学是落实化学课程目标、引导学生达成化学学业质量要求的基本途径;化学学习评价是化学教学评价的重要组成部分,对于学生化学学科核心素养具有诊断和发展功能。教师在化学教学与评价中应紧紧围绕“发展学生化学学科核心素养”这一主旨,优化教学过程,有效提高教学质量,发展素质教育,落实立德树人的根本任务。
一、深刻领会化学学科核心素养的内涵,科学制订化学教学目标
1.深刻领会化学学科核心素养的内涵
“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”、“科学探究与创新意识”、“科学态度与社会责任”5个方面,是从正确价值观念、必备品格和关键能力层面对化学学科核心素养内涵的揭示,是学生科学素养在“知识与技能”、“过程与方法”和“情感态度价值观”3个方面得到全面发展的综合表观。
化学学科核心素养构成要素之间具有内在的本质联系。“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”分别是从学科观念和思维方式视角对化学科学思维进行描述。“科学探究与创新意识”是对化学科学实践的表征,“科学态度与社会责任”是对化学科学价值取向的刻画,是化学学科整体育人功能和价值的具体表现。
2.科学制订化学教学目标
应统筹规划化学教学目标。学生化学学科核心素养的发展是一个持续进步的过程,因此,教师应依据化学学科核心素养的内涵及其发展水平、初中和高中化学课程目标、化学课程内容及学业质量要求(包括学业要求和学业质量水平),结合学生的已有经验,对学段、模块或主题、单元和课时教学目标进行整体规划和设计。例如,结构决定性质是化学学科的核心观念,是宏观辨识与微观探析思维方式的具体表现形式。对于这一观念的学习,就可以整体设计为四个阶段:在必修阶段元素周期律的学习中,要求认识元素“位”、“构”、“性”之间的内在联系,能根据元素“位”、“构”的特点预测和解释元素的性质;在选择性必修课程化学键与物质的性质的学习中,要求能根据化学键的特点,解释和预测化合物的性质;在选择性必修课程分子间作用力与物质的性质的学习中,要求能解释和说明分子间作用力、氢键对物质性质的影响;在选择性必修课程“有机化学基础”模块的学习中,要求能根据有机化合物官能团的结构特点解释和预测有机化合物的性质。
应避免教学目标的制订流于形式。教师应根据具体教学内容的特点和学生的实际来确定化学教学目标,切忌生硬照搬化学学科核心素养的5个方面,防止教学目标制订的表面化和形式化。
二、准确把握学业质量标准,合理选择和组织化学教学内容
1.整体规划化学教学内容的深广度
学业质量标准是对学生完成相应的课程内容学习时所应达到的化学学科核心素养水平的一种描述,用于检验和衡量学生化学学习的程度和水平。因此,它不仅仅对化学教学评价具有指导作用,同时,它也是教师选择化学教学内容的一个重要依据。为此,教师特别是师范生应仔细研读化学学业质量标准,明确化学教学内容在各学段的不同水平要求,整体规划不同学段化学教学内容的深广度。例如,化学反应与能量转化的内容,在不同学习阶段都有所涉及,但教学内容的深广度和学业质量要求是不一样的。在必修阶段,要求学生能基于具体的现象与事实描述和说明化学反应中的物质与能量转化;在选择性必修阶段,要求学生能基于化学反应的本质来解释和说明化学反应中的物质与能量转化,能从物质与能量变化的角度选择和评价燃料,从STSE角度认识化学反应中物质与能量变化的价值,形成全面节约资源,物能循环利用的意识。
2.合理组织化学教学内容
化学教学内容的组织,应有利于促进学生从化学学科知识向化学学科核心素养的转化,而内容的结构化则是实现这种转化的关键。内容的结构化主要有以下三种形式。
(1)基于知识关联的结构化 它是按照化学学科知识之间的逻辑关系组织起来的,如化学键知识的结构化,化学键分为离子键和共价键,共价键又分为极性键和非极性键等。
(2)基于认识思路的结构化 它是从学科本原对物质及其变化的认识过程的一种概括,如元素“位”、“构”、“性”的关系(周期表中的位置决定它的结构,再由结构决定性质)。
(3)基于核心观念的结构化 它是对物质及其变化的本质和其认识过程的进一步抽象,以促使学生建构和形成化学学科的核心观念。例如,对元素“位”、“构”、“性”三者的关系,从学科本原可进一步概括出“结构决定性质,性质反映结构”这一化学学科的统摄性观念,这一观念是“宏观辨识与微观探析”等化学学科核心素养的具体体现。
教师在组织教学内容时应高度重视化学知识的结构化设计,充分认识知识结构化对于学生化学学科核心素养发展的重要性,尤其是应有目的、有计划地进行“认识思路”和“核心观念”的结构化设计,逐步提升学生的化学知识结构化水平,发展化学学科核心素养。
3.贴近生活、社会实际,重视化学与其他学科的联系
化学科学与生产、生活和科学技术的发展有着密切的联系,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。在教学中,教师应重视STSE内容主题的选择和组织,紧密联系生产、生活实际,使学生认识到化学能够创造更多物质财富满足人民日益增长的美好生活需要;使学生能综合运用所学知识解释和解决有关的STSE问题。例如,在乙醇的教学中,教师可选择酒在人体内的转化途径、酒驾的检验、不同饮用酒中酒精的浓度、工业酒精和食用酒精的区别等内容,使学生充分认识化学科学的价值。
在化学教学中,教师还应重视跨学科内容主题的选择和组织,加强化学与物理学、生物学、地理学、材料科学和环境科学等学科的联系,引导学生在更宽广的学科背景下认识物质及其变化的规律,帮助学生拓宽视野,开阔思路,综合运用化学和其他学科的知识分析解决有关问题,发展学生的科学素养。例如,在氢键的教学中,可选择DNA、蛋白质结构中的氢键,使学生认识氢键与生物体的密切关系。
三、充分认识化学实验的独特价值,精心设计实验探究活动
1.充分认识化学实验的独特价值
以实验为基础是化学学科的重要特征之一,化学实验对于全面发展学生的化学学科核心素养有着极为重要的作用。化学实验有助于激发学生学习化学的兴趣,创设生动活泼的教学情境,帮助学生理解和掌握化学知识和技能,启迪学生的科学思维,训练学生的科学方法,培养学生的科学态度和价值观。在化学教学中,可以从以下几个方面发挥化学实验的教学功能。
引导学生通过实验探究活动学习化学。例如,可通过“催化剂对过氧化氢分解反应速率的影响”的实验探究活动,帮助学生了解催化剂是影响化学反应速率的一个重要因素。
重视通过典型的化学实验事实引导学生认识物质及其变化的本质和规律。例如,可通过具体实验数据引导学生讨论第三周期元素及其化合物的性质,以及性质变化规律。
利用化学实验史实引导学生了解化学概念、化学原理的形成和发展,认识实验在化学科学发展中的重要作用。引导学生综合运用所学的化学知识和技能,进行实验设计和实验操作,分析和解决与化学有关的实际问题。
教师应认真组织学生完成课程标准中要求的必做实验,重视培养学生物质的分离、提纯和检验等实验技能,树立安全意识,形成良好的实验室工作习惯。应根据学校实际情况合理地选择实验教学形式,有条件的学校尽可能多地为学生提供动手做实验的机会;条件有限的学校,可采取教师演示实验或利用替代品进行实验,鼓励实验的绿色化设计,开展微型实验;注重发挥现代信息技术的作用、积极探索现代信息技术与化学实验的深度融合、合理运用计算机模拟实验,但不能完全替代真实的化学实验。
2.精心设计实验探究活动
实验探究是一种重要的科学实践活动,是化学学科核心素养的构成要素之一。教师应依据“科学探究与创新意识”素养发展水平和学业质量标准,结合学生的认知发展特点,精心设计实验探究活动、有效地组织和实施实验探究教学,增进学生对科学探究能力的理解,发展科学探究能力。
实验探究活动应紧密结合具体的化学知识的教学来进行。例如,“实验探究卤族元素的性质递变规律”、“实验探究维生素C的还原性”等,使化学知识的学习、科学探究能力的形成与化学学科核心素养的发展有机结合起来。
实验探究教学要讲究实效,不能为了探究而探究,应避免探究活动泛化、探究过程程式化和表面化;应把握好探究的水平,避免浅尝辄止或随意提升知识难度的做法;应避免实验探究过程中教师包办代替或对学生放任自流的现象。
四、创设真实问题情境,促进学习方式转变
1.创设真实且富有价值的问题情境
真实、具体的问题情境是学生化学学科核心素养形成和发展的重要平台,为学生化学学科核心素养提供了真实的表现机会。因此,教师在教学中应重视创设真实且富有价值的问题情境,促进学生化学学科核心素养的形成和发展。
真实的STSE问题和化学史实等,都是有价值的情境素材。例如,“氧化还原反应”的教学,教师可以提供有关“汽车尾气及其危害”的素材,使学生产生运用化学方法解决这一问题的欲望,提出“如何根据氧化还原原理对汽车尾气进行绿色化处理?”的问题。“什么是绿色化处理?”、“汽车尾气的主要成分有哪些?”、“如何将有害物质转化为无毒无害物质、如何转化、转化需要哪些条件?”等,这些具体的问题解决任务,能促使学生查阅文献、设计方案、实验探究等,正是在这样的问题解决过程中学生的化学学科核心素养得到了提升,生态文明的意识得到了增强。
2.积极促进学生化学学习方式的转变
学生化学学科核心素养的发展是一个自我建构、不断提升的过程,教师要紧紧围绕化学学科核心素养发展的关键环节,引导学生积极开展建构学习、探究学习和问题解决学习,促进学生化学学习方式的转变。为此,教师应尽可能设计多样化的实验探究学习任务,应结合具体的化学教学内容的特点和学生的实际,引导学生开展分类与概括、证据与推理、模型与解释、符号与表征等具有学科特质的学习活动,应注意设计真实情境下不同复杂和陌生程度的问题解决活动,引导学生通过小组合作、实验探究、讨论交流等多样化方式解决问题。
五、实施“教、学、评”一体化,有效开展化学日常学习评价
化学学习评价包括化学日常学习评价和化学学业成就评价(主要有化学学业水平合格性考试和学业水平等级性考试,见“学业水平考试命题建议”)。应树立“素养为本”的化学学习评价观,紧紧围绕化学学科核心素养的发展水平和化学学业质量标准来确定化学学习评价目标,注重过程性评价和结果性评价的有机结合,灵活运用活动表现、纸笔测验和学习档案评价等多样化的评价方式,倡导学生自评、同伴互评与教师评价相结合,充分发挥评价促进学生化学学科核心素养全面发展的功能。
化学日常学习评价是化学教学不可或缺的有机组成部分,是化学学习评价的一种重要表现形式,是实施“教、学、评”一体化教学的重要链条。教师应充分认识化学日常学习评价对于促进学生化学学科核心素养发展的重要性,积极探索开展化学日常学习评价的有效途径、方式和策略。
提问与点评、练习与作业、复习与考试等是有效开展化学日常学习评价的基本途径和方法。
课堂提问的设计应有意识地关注化学学科核心素养达成情况的诊断。例如,“有哪些因素影响物质体积的大小?”这一问题的设计就具有素养诊断价值。有的学生只能基于“宏观”视角思考影响因素,有的学生只能基于“微观”视角思考影响因素,而有的学生却能基于“宏观辨识与微观探析”视角指出影响因素,并能给予解释。
课堂点评应有的放矢,增强促进学生化学学科核心素养发展的指导性。例如,教师可以设计学习任务:“用图示表示0价、+2价和+3价铁元素之间的相互转化关系”,针对学生对“铁三角”转化关系认识模型的理解情况进行点评,通过追问进一步外显学生的思维过程,从素养发展的角度对学生给予指导。对于仅能列举出个别氧化剂和还原剂的学生,教师应启发学生进一步提升知识的概括化水平,指导学生从一类氧化剂和还原剂的角度进一步抽象“铁三角”转化关系认识模型。
教师应注意发挥课堂练习和课后作业对于学生化学学科核心素养的诊断与发展功能,依据课程内容各主题的学业要求,精心编制成精选课堂练习和课后作业题,使“教、学、评”活动有机结合,同步实施,形成合力,有效促进学生化学学科核心素养的形成与发展。
单元与模块复习应依据内容要求,围绕化学核心概念和观念的结构化来进行,通过提问或绘制概念图等策略,诊断学生化学核心概念和观念的结构化水平;对于处在“知识关联”水平的学生,应引导他们进一步概括核心概念的认识思路,形成基于“认识思路”的结构化,从而提升化学核心概念和观念的结构化水平,发展化学学科核心素养。
单元与模块考试应以学生化学学科核心素养的达成情况为考核重点,试题命制应以学业质量标准的要求为依据,题目应具有一定的情境性和综合性,为学生解决真实情境下不同复杂程度化学问题提供素养表观的机会。通过考试,教师可以较为准确地诊断出学生化学学科核心素养的发展水平和化学学业质量标准的达成情况,为有针对性地提出学生化学学科核心素养发展的改进建议提供依据。
六、增进化学学科理解,提升课堂教学能力
1.增进化学学科理解
开展基于学生化学学科核心素养发展的课堂教学,对化学教师的专业素养提出了更高的要求,要求教师进一步增进化学学科理解。化学学科理解是指教师对化学学科知识及其思维方式和方法的一种本原性、结构化的认识,它不仅仅只是对化学知识的理解,还包括对具有化学学科特质的思维方式和方法的理解。
教师应注重通过多种途径和方法提高化学学科理解能力。应反思自身化学学科理解方面的不足,主动参加有关的学习和培训活动;应充分发挥化学教研组、备课组的作用,结合具体的教学内容,有针对性地开展所教内容的学科理解研讨;积极发挥区域教研的优势,通过“名师工作室”和“学科教研基地”等多种形式开展教研活动,使教师的化学学科理解能力得到相应的提高。
2.提升课堂教学能力
发展学生的化学学科核心素养,要求教师积极开展“素养为本”的课堂教学实践,主动探索“素养为本”的有效课堂教学模式和策略。在化学教学设计和实施中,教师应科学制定具体可行、基于化学学科核心素养发展的教学目标,挖掘教学内容在化学学科核心素养发展方面的独特价值,设计和开展多种形式的实验探究活动,有目的、有计划地引导学生运用化学科学思维方式和方法学习化学知识,注重引导学生在化学知识结构化的自主建构中理解化学核心观念,设计基于真实情境的问题解决任务,使学生在解决问题的活动中逐步发展化学学科核心素养。
“素养为本”的化学课堂教学设计与实施,对教师来说是一个新的、富有挑战性的研究课题。教师要以改革的精神主动探索。积极开展“素养为本”的课堂教学行动研究,在行动研究中总结和提炼发展学生化学学科核心素养的有效途径、方法和策略,提升自身开展“素养为本”的课堂教学能力。