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        高中化學教學中“宏觀辨識與微觀探析”課堂建構(gòu)

        2022-03-24 03:28:59甘肅省嘉峪關市酒鋼三中陳亞文
        天津教育 2022年36期
        關鍵詞:高中化學化學素養(yǎng)

        ■甘肅省嘉峪關市酒鋼三中 陳亞文

        “宏觀辨識與微觀探析”是化學核心素養(yǎng)的基本要素,同時也是化學區(qū)別于其他學科最為顯著的標志與特征,充分反映出了化學的思維和觀念,是學生學習化學知識的根本基礎。那么,新時期下如何建立與“宏觀辨識與微觀探析”相適應的高中化學課堂,來實現(xiàn)對學生相應素養(yǎng)的培養(yǎng)呢?對這一問題,本文將結(jié)合實踐經(jīng)驗,從制定教學目標、充分利用教材、開展學習活動、構(gòu)建教學評價四個層面出發(fā),具體分析高中化學教學中進行“宏觀辨識與微觀探析”課堂建構(gòu)的具體路徑和方式,希望能促進核心素養(yǎng)的落實,為一線教師提供參考和借鑒。

        一、高中化學教學中“宏觀辨識與微觀探析”課堂建構(gòu)的意義

        在教育教學改革、素質(zhì)教育不斷深入的形勢下,核心素養(yǎng)的培養(yǎng)成為高中化學教學的重要任務。而在高中化學教學中建構(gòu)“宏觀辨識與微觀探析”課堂,能推動傳統(tǒng)課堂教學模式的轉(zhuǎn)變,調(diào)整教學的側(cè)重點,讓化學課堂充滿科學、創(chuàng)新的氣息,更加科學高效;能讓學生不再局限于知識接受、死記硬背和成績提升中,可以用宏觀、微觀結(jié)合的角度,來充分認識化學、理解化學,將知識聯(lián)系起來,最終實現(xiàn)深層次的化學學習,實現(xiàn)化學核心素養(yǎng)的全面發(fā)展。

        二、高中化學教學中“宏觀辨識與微觀探析”課堂建構(gòu)策略

        (一)制定教學目標,體現(xiàn)圍繞“宏觀辨識與微觀探析”價值

        目標是具體行為活動的根本導向,在以素養(yǎng)為本的課堂建構(gòu)中要將教學目標的確立和制定作為首要任務,由此來充分體現(xiàn)“宏觀辨識與微觀探析”的價值和效用。對此,高中化學教師要先對課程標準和教學大綱進行全面深入的研讀,剖析教材知識內(nèi)容,在此基礎上明確界定“宏觀辨識與微觀探析”的內(nèi)容,注重課時整體和具體板塊中宏觀、微觀價值的體現(xiàn)、作用的發(fā)揮,建立宏觀與微觀之間的關聯(lián),從而實現(xiàn)對教學活動、環(huán)節(jié)的科學安排與設計,幫助學生在已有素養(yǎng)的基礎之上得到充分發(fā)展和提升。

        (二)充分利用教材,確定“宏觀辨識與微觀探析”教學內(nèi)容

        教學內(nèi)容是課堂教學開展實施的核心所在,如果教學內(nèi)容是陳舊、單薄且落后的,即使運用各種創(chuàng)新高效的教學方法也無法讓學生實現(xiàn)知識的獲取、積累,難以獲得應有的素養(yǎng)和能力提升。因此,高中化學教師要依據(jù)“宏觀辨識與微觀探析”素養(yǎng)的教學和發(fā)展目標,來對化學教材課本進行深入研讀,厘順知識之間的關聯(lián),建立化學知識結(jié)構(gòu)體系,并進行結(jié)構(gòu)化的呈現(xiàn)與展示,挖掘并展示化學知識中所蘊涵的宏觀意識、微觀視角,增進學生對化學的認識理解,不斷促進學生知識到素養(yǎng)的轉(zhuǎn)化。

        (三)開展學習活動,構(gòu)建“宏觀辨識與微觀探析”高效課堂

        學生是學習的主人,所有課堂教學的建構(gòu)從本質(zhì)上來看,是引領學生一步步地參與學習活動、完成學習目標和任務的過程,這充分表明學生學習與課堂教學二者之間的緊密關系和相互作用。所以,高中化學教師要組織開展科學高效的學習活動,以此來助力以“宏觀辨識與微觀探析”為主的高效課堂。

        1.創(chuàng)設問題情境,優(yōu)化學生特有思維方式和觀念

        情境是知識的有效載體,情境的創(chuàng)設能促進宏觀與微觀之間的關聯(lián)和轉(zhuǎn)化,幫助學生更直接深入地理解知識,進而將知識不斷轉(zhuǎn)化為能力和素養(yǎng)。因此,高中化學教師要注重和現(xiàn)實生活的聯(lián)系,融入各種生活化的素材和資源,與化學問題進行融合,來創(chuàng)設出真實的問題情境,將零散的化學知識、概念等宏觀、微觀有序串聯(lián)起來,促使學生運用所學知識去分析和探究現(xiàn)實問題,從而優(yōu)化學生化學特有的宏觀微觀結(jié)合的思維方式與觀念,并在這種觀念和思維方式指導下逐步形成良好的化學素養(yǎng)和基本能力。

        例如,在教授“氧化還原反應”時,本課學習目標是讓學生理解氧化還原反應的本質(zhì),能運用化合價升降、電子轉(zhuǎn)移的觀念,重新認識氧化還原反應。筆者在教學中通過生活中的現(xiàn)象來引起學生的注意:來到教室后,筆者先在學生的注視下泡了一杯綠茶,泡好后,筆者讓學生注意綠茶的顏色,綠茶放置在一旁,筆者再與學生談論一些氧化還原反應的相關知識,回顧初中階段學習的一些化學反應,并提出一些問題讓學生思考,如,“2Cu+O2========2CuO反應屬于什么反應類型?”學生回答:“氧化反應?!惫P者繼續(xù)提問:“什么叫氧化反應呢?”學生回答:“物質(zhì)在與氧氣反應的反應?!蓖ㄟ^簡單的提問,能鞏固學生對氧化還原反應的掌握。這時,筆者拿起之前泡好的綠茶,學生驚奇地發(fā)現(xiàn)原本淡綠色的綠茶變成了綠黃色,顏色發(fā)生了明顯的變化,對學生的好奇,筆者做出解釋:“這是因為茶多酚與氧氣發(fā)生反應,氧化導致綠茶變色,其實,氧化還原反應在我們的生活中很常見,如,漂白劑中含有次氯酸鈉,能讓果汁、紅茶等含有色素的液體變成無色,這是因為次氯酸鈉在反應中能釋放氧氣,色素氧化形成無色的化合物?!?/p>

        2.開展化學實驗,引領學生建立宏觀與微觀聯(lián)系

        實驗是化學學科形成和發(fā)展的載體,通過實驗能了解宏觀的化學現(xiàn)象,并通過宏觀現(xiàn)象來探究微觀的實驗原理和本質(zhì)。所以,化學實驗教學能成為培養(yǎng)學生“宏觀辨識與微觀探析”素養(yǎng)的有效途徑和方式。這需高中化學教師轉(zhuǎn)變只重理論、忽視實踐的思想觀念,多組織開展基礎性、探究性的化學實驗活動,通過實驗來展示直接可見的化學物質(zhì)與變化現(xiàn)象,讓學生進行宏觀現(xiàn)象的辨識,進而基于宏觀認識來分析微觀的物質(zhì)變化,體會物質(zhì)性質(zhì)和實質(zhì),感受化學學科、感受化學的特色與魅力,真正建立起宏觀與微觀的緊密聯(lián)系。

        例如,在教授“鈉及其化合物”時,本課學習目標是讓學生理解鈉的宏觀表現(xiàn),幫助學生形成結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)的觀念,筆者通過一些實驗促進了學生對鈉的性質(zhì)的研究,教學過程如下:筆者先為學生準備好實驗所需材料,如鈉、小刀、鑷子、濾紙等,在學生實驗前,筆者先為學生演示一項實驗,從學生認知外的操作來引起學生的注意力,如,“同學們,大家相信老師能用水滴點著酒精燈嗎?”所有學生都搖頭表示質(zhì)疑,這時,筆者取出一小塊鈉切割至大小適合,然后將這塊鈉放置在干燥燈芯位置,當筆者用滴管向燈芯位置滴上幾滴水后,燈芯立即被點燃。這一現(xiàn)象讓學生感到詫異,紛紛開始猜測是水有問題,筆者做出解釋:“其實這一現(xiàn)象是通過鈉的反應形成的。”對金屬鈉,學生既陌生又熟悉,在初中階段,學生初識了金屬鈉的性質(zhì),但認知程度較淺,而這節(jié)課,則是從微觀角度分析鈉的原子結(jié)構(gòu),再到宏觀現(xiàn)象總結(jié)鈉的特點。在課上,筆者借助多媒體演示了鈉的原子結(jié)構(gòu),讓學生了解金屬鈉最外層的電子數(shù),1個電子數(shù)很難維持穩(wěn)定性,為了讓學生更加深入了解這一特點,筆者組織學生實驗,讓學生從裝有煤油的玻璃瓶中取出一小塊金屬鈉,用小刀將金屬鈉進行切割,觀察金屬鈉的表面,切開后的納呈現(xiàn)出銀白色的光澤,但很快,納表面的銀白色開始失去光澤,這一變化的速度能讓學生聯(lián)想到鈉的原子結(jié)構(gòu)。筆者還讓學生切割一小塊金屬鈉放置在玻璃管中。切割過程中,筆者嚴格要求學生取一點,避免大塊鈉在加熱過程中發(fā)生劇烈反應。學生放好納之后,筆者讓學生用酒精燈微微加熱,玻璃管中的鈉迅速燃燒,并且生成了淡化色的物質(zhì)。這時,筆者寫出反應方程式,讓學生認識到這一淡黃色的物質(zhì)為過氧化鈉。通過本次實驗活動,將微觀角度下的鈉,以宏觀現(xiàn)象完成了總結(jié),加深了學生對電子結(jié)構(gòu)決定物質(zhì)性質(zhì)的概念。

        3.利用微觀模擬,培養(yǎng)“宏觀辨識與微觀探析”素養(yǎng)

        微觀相較于宏觀來說,更難以被觀察、感知和體會,無法通過肉眼直接捕捉到,需加以聯(lián)想和想象,這就導致學生對微觀的探析有一定的困難,可能會陷入誤區(qū)或者是思維定式當中,從而對化學知識的學習產(chǎn)生消極影響。針對這種情況,高中化學教師要充分考慮到微觀的基本特性,從知識的微觀表征出發(fā),合理利用教具、3D軟件、AR技術(shù)等來進行微觀模擬,將抽象的微觀內(nèi)容進行直觀形象展示,引領學生深入其中,展開充分的聯(lián)想與想象,樹立對微觀的深刻感受和理解,從而實現(xiàn)“宏觀辨識與微觀探析”素養(yǎng)的發(fā)展。

        例如,在教授“乙烯”時,本課目標是讓學生了解乙烯的分子結(jié)構(gòu)和工業(yè)制法,對乙烯的用途學生并不陌生,大部分學生都能從宏觀辨識的角度描述乙烯在實驗中的現(xiàn)象,但對乙烯的分子結(jié)構(gòu)學生并不了解,因此,本課著重從微觀探析的角度來開展教學。上課后,筆者先借助AR技術(shù)展示乙烯和乙烷的球棍模型,360°介紹兩種物質(zhì)的結(jié)構(gòu),讓學生對乙烯進行微觀結(jié)構(gòu)分析,對比兩種物質(zhì)結(jié)構(gòu)上的不同,從微觀角度分析,學生能加深對結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)的思想,而這一思想在有機化學中尤為重要,貫徹整個有機化學的學習過程。之后,筆者又通過3D技術(shù)來讓學生對比碳碳雙鍵和碳碳單鍵的區(qū)別,讓學生認識到碳碳雙鍵的鍵能并不是碳碳單鍵的兩倍,這個過程可以培養(yǎng)學生注重微觀結(jié)構(gòu)的觀念。同時,筆者借助信息技術(shù)播放了乙烯與高錳酸鉀反應的視頻,乙烯能使酸性高錳酸鉀溶液褪色,筆者會讓學生結(jié)合這一現(xiàn)象來思考乙烯具有什么性質(zhì)。這個過程能讓學生從乙烯的微觀結(jié)構(gòu)聯(lián)系宏觀現(xiàn)象,以此培養(yǎng)學生的“宏觀辨識與微觀探析”的素養(yǎng)。

        4.結(jié)合預測分析,幫助學生形成宏微視角結(jié)合

        宏觀與微觀之間是相互轉(zhuǎn)化和密切相連的,要讓學生基于對宏觀的辨別、認識,來實現(xiàn)對物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)的有效預測和推測,形成宏觀、微觀視角結(jié)合的獨特思維方式。因此,高中化學教師需將學生的已有知識經(jīng)驗、生活經(jīng)歷、實際問題作為教學的基礎和出發(fā)點,充分考慮學生的思考、解決問題的基本方式,來引領學生站在宏觀角度展開聯(lián)想與想象,來對微觀本質(zhì)進行預測,實現(xiàn)宏觀與微觀視角的互動、交替與結(jié)合,在分析判斷中形成宏微結(jié)合的思維方式與習慣,獲得化學素養(yǎng)的發(fā)展。

        例如,在教授“氯及其化合物”時,學生對氯氣了解比較少,只知道氯氣是一種有毒氣體,但是對氯氣微觀視野下的結(jié)構(gòu)和化學性質(zhì)并不理解,而本節(jié)課程的學習目標,筆者設置為讓學生運用“氧化還原反應”的原理,來預測氯氣的性質(zhì)。由于氯氣的危險性特點,筆者將借助圖文形式來呈現(xiàn)氯氣及化合物,讓學生預測氯氣及化合物的性質(zhì),如,筆者投影展示一些鹽類物質(zhì),讓學生認識到鹽是由氯元素組成,介紹潔廁靈、消毒劑的成分,讓學生感受氯在人們生活中的應用。隨后,筆者再呈現(xiàn)氯的原子結(jié)構(gòu)圖,學生結(jié)合前面學習的鈉的原子結(jié)構(gòu)圖進行預測:氯的最外層電子數(shù)為7,應該會很容易得到一個電子,使最外層電子數(shù)達到最穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的數(shù)量。在學生預測完,筆者再對學生的預測進行總結(jié),讓學生認識到氯氣是一種活潑的非金屬單質(zhì),在得知氯氣的性質(zhì)后,筆者又提出問題來讓學生預測,如,“如果用氯氣與不活潑的金屬反應,能順利進行嗎?”筆者會先給予學生預測的空間,并讓學生發(fā)表想法,在學生預測結(jié)束后,對學生預測的結(jié)果進行演示,在演示過程中,學生會非常期待自己預測的結(jié)果是否正確。筆者以不活潑的金屬鐵和銅為例,演示了氯氣與金屬鐵和銅的反應,結(jié)果發(fā)現(xiàn),氯氣能與金屬鐵和銅發(fā)生反應。筆者繼續(xù)設置問題讓學生預測:“氯氣能與不活潑的金屬反應,那么能與非金屬反應嗎?”這次預測學生能總結(jié)前一個問題的經(jīng)驗,很快做出正確預測,隨后,筆者演示氫氣、氯氣的反應現(xiàn)象,氯氣、氫氣之間能夠被點燃,且出發(fā)奇特的白色火焰,在瓶口中還會生成白霧,筆者讓學生結(jié)合氯氣的性質(zhì)來思考生成的白霧成分是什么,這個過程筆者會讓學生以小組的形式討論。通過讓學生在實驗中預測,能推進學生從微觀到宏觀的認知。

        (四)構(gòu)建教學評價,促進“宏觀辨識與微觀探析”素養(yǎng)形成

        評價是教學的重要內(nèi)容,評價體系的構(gòu)建和優(yōu)化,能幫助學生充分認識自身學習和發(fā)展中的優(yōu)勢與不足,從而有助于學生“宏觀辨識與微觀探析”素養(yǎng)的形成。鑒于此,高中化學教師要重點推進教學評價的改革和優(yōu)化,利用表現(xiàn)性、多元化評價,來直接反映學生素養(yǎng)發(fā)展和達成情況。具體來說,教師要時刻關注學生的宏觀與微觀表現(xiàn)、思維方式以及素養(yǎng)發(fā)展等,綜合運用口頭評價、紙筆測驗、成長記錄檔案袋等多元方法來開展評價,幫助學生樹立強大的學習自信,體會宏觀與微觀之間的聯(lián)系,最終促進學生“宏觀辨識與微觀探析”素養(yǎng)的形成。

        總而言之,基于“宏觀辨識與微觀探析”構(gòu)建高中化學課堂,是落實核心素養(yǎng)的過程中所提出的任務和要求,能直接拓展學生學習的深度,同時也將切實推進立德樹人工程的不斷深入和實施。身為高中化學教師,必須真正具備科學的觀念和正確的思想,把握教育發(fā)展的趨勢與實質(zhì),明確全新的教學要求,剖析宏觀與微觀之間的關系,從而推進教學方法和策略的創(chuàng)新,建構(gòu)以宏觀辨識、微觀探析為支撐的化學課堂,提升化學教學的實效性,引導學生能更好地實現(xiàn)宏觀與微觀視角的互動、交替與結(jié)合,在分析判斷中形成宏觀與微觀結(jié)合的思維方式與習慣,最終獲得宏觀辨識與微觀素養(yǎng)的發(fā)展。

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