張素玲,邊月穎,劉子璇,王春杰,魏 磊,陳 鈺,盧艷紅
(1 廊坊師范學(xué)院化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院,河北 廊坊 065000;2 廊坊市第八高級中學(xué),河北 廊坊 065000)
2014年9月,國務(wù)院頒發(fā)了《關(guān)于深化考試招生制度改革的實施意見》,這是自高考恢復(fù)后最系統(tǒng)、最深刻、最全面的新一輪的高考改革。新高考體制不再按文理分科,而是變成“3+3”或“3+1+2”的模式,高校則按專業(yè)對考生的選考科目提出相應(yīng)報考要求。浙江和上海是最早實施此項政策的城市,隨后在北京,天津等地區(qū)也開始實施此項政策,2019年河北、廣東等八個省市第三批發(fā)布了高考綜合改革方案,2021年參加高考的考生總成績由語文、數(shù)學(xué)、外語各150分和3門選考科目各100分的總成績組成。大學(xué)教育是在高中結(jié)束之后進行的專業(yè)教育,其目的是培養(yǎng)高等專業(yè)人才。教育具有連續(xù)性,高中課程知識為大學(xué)專業(yè)課程的基石,高中化學(xué)新課程標(biāo)準(zhǔn)的實施和新高考體制的改革必然會對大學(xué)階段專業(yè)的教與學(xué)產(chǎn)生一定的影響[1]。與此同時,2019年,教育部啟動實施一流本科專業(yè)建設(shè)和一流本科課程建設(shè)的“雙萬計劃”,即“金?!焙汀敖鹫n”,這是新時代新形勢下實現(xiàn)高等教育內(nèi)涵式發(fā)展的重要舉措和落腳點。打造“金課”是提高教育教學(xué)質(zhì)量和人才培養(yǎng)水平的重要舉措[2]?!稛o機化學(xué)》課程是化學(xué)相關(guān)專業(yè)學(xué)生進入大學(xué)開始學(xué)習(xí)的第一門專業(yè)基礎(chǔ)課程,其與高中化學(xué)的銜接也最為緊密,如何兼顧學(xué)生知識發(fā)展的階段性和連續(xù)性,確保高中知識與大學(xué)內(nèi)容的有效銜接,建設(shè)一流課程,提高人才培養(yǎng)質(zhì)量是當(dāng)前化學(xué)教師需要深入思考和解決的問題[3-4]。
新高考改革背景下,學(xué)生可依照自己興趣、特長、未來的職業(yè)規(guī)劃等進行選科,是尊重學(xué)生,有利于人才培養(yǎng)的一種表現(xiàn)。這種教育模式讓學(xué)生擁有主動權(quán),根據(jù)自己的學(xué)習(xí)能力和興趣確定學(xué)習(xí)科目,報考大學(xué)時由學(xué)校導(dǎo)向變?yōu)閷I(yè)導(dǎo)向,就讀學(xué)校的專業(yè)一定是考生志愿中的選擇,實現(xiàn)考生對于未來專業(yè)的規(guī)劃?;瘜W(xué)學(xué)科作為自然科學(xué)的重要學(xué)科,它是化學(xué)類、材料類、環(huán)境類、醫(yī)學(xué)、農(nóng)學(xué)、能源、生物學(xué)等專業(yè)的選考科目,在《教育部指引》中有62%的專業(yè)將化學(xué)列為了選考科目。與舊高考體系不同,只有選修化學(xué)的學(xué)生才有資格報考限考化學(xué)的相關(guān)專業(yè),這部分選考化學(xué)學(xué)生高中階段學(xué)習(xí)的化學(xué)知識是一致的,知識儲備水平相近,這將有利于大學(xué)教師統(tǒng)一開展教學(xué)工作,有利于不同階段交叉知識的過渡,順利完成高中階段化學(xué)內(nèi)容到大學(xué)無機化學(xué)課程內(nèi)容的銜接和延伸[5]。例如氧化還原反應(yīng)是一大類重要的化學(xué)反應(yīng),在生活生產(chǎn)中有著廣泛的應(yīng)用,貫穿著中學(xué)化學(xué)的始終[6]。進入大學(xué)之后,學(xué)生仍要學(xué)習(xí)氧化還原反應(yīng),進行更深度,更具有專業(yè)性的知識延伸并要學(xué)會應(yīng)用知識,設(shè)計電源及調(diào)控電勢等,因此避免重復(fù)高中知識并做好知識銜接對學(xué)生的學(xué)習(xí)效果及效率尤為重要。
現(xiàn)階段高中階段的教學(xué)目標(biāo)仍是以服務(wù)于高考為主,尤其是城鎮(zhèn)高中。因此以完成試卷的測試幾乎成為了唯一的評價手段,而測試成績也就是試卷成績就做為了評價學(xué)生水平和教師水平的重要指標(biāo)。試卷測驗?zāi)軌蛟谝欢ǔ潭壬戏磻?yīng)出學(xué)生學(xué)習(xí)狀態(tài),但對于以實驗為理論基礎(chǔ)的化學(xué)學(xué)科,在高中階段幾乎沒有實驗課程,無法考察出學(xué)生的實驗技能水平,學(xué)生只會紙上談兵。而大學(xué)階段的教學(xué)目標(biāo)是為了培養(yǎng)專業(yè)型人才,培養(yǎng)具有創(chuàng)新性的應(yīng)用型人才在教學(xué)中要注重綜合能力的培養(yǎng),因此評價指標(biāo)既有必考科目的試卷成績也有選修科目的測試成績,而實驗是貫穿于整個大學(xué)階段的必修課程,其成績更是作為每學(xué)期的考核成績之一。因此大學(xué)評價體系是對學(xué)生綜合素質(zhì)和能力的評價。
高中化學(xué)和大學(xué)無機化學(xué)是密切關(guān)聯(lián)的,大學(xué)化學(xué)知識的專業(yè)性、深入性應(yīng)該在中學(xué)知識的基礎(chǔ)上循序漸進。新高考體制下京津冀地區(qū)化學(xué)教材選用2019年人教版高中化學(xué)課本,其必修一和必修二的面授對象為全體學(xué)生,完成學(xué)習(xí)后進行合格性考試。選擇性必修一《化學(xué)反應(yīng)原理》、二《物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》、三《有機化學(xué)基礎(chǔ)》為新模式下選考化學(xué)學(xué)科同學(xué)進行深入學(xué)習(xí),高考時作為等級性考試內(nèi)容。其中主要涉及氧化還原反應(yīng)內(nèi)容章節(jié)見表1[7-8]。大學(xué)無機化學(xué)以高等教育出版社出版的國家級精品教材吉林大學(xué)等校合編的《無機化學(xué)》(第4版)為研究對象,對化學(xué)原理中相關(guān)氧化還原反應(yīng)的教學(xué)內(nèi)容進行了對比分析[9],對比結(jié)果見表2。
表2 高中化學(xué)氧化還原反應(yīng)與大學(xué)無機化學(xué)氧化還原反應(yīng)知識點的比較
由表1和表2內(nèi)容可知,大學(xué)無機化學(xué)既有對高中化學(xué)知識的傳承也有對知識點內(nèi)涵與外延的闡述,某些與高中化學(xué)教材中的知識點概念是完全不同的,有些知識點從內(nèi)涵到外延發(fā)生改變的銜接方式可以稱為“顛覆式”[10-11]。例如在中學(xué),氧化還原反應(yīng)中的得失電子數(shù)就是化合價,而在大學(xué)無機化學(xué)中否定了中學(xué)階段的化合價概念,提出了氧化數(shù)的概念,化合價需考慮物質(zhì)的成鍵和結(jié)構(gòu)。氧化還原反應(yīng)的定義也變成用氧化數(shù)的改變來定義取代化合價升降的定義。有些知識點兩個階段是密切聯(lián)系,統(tǒng)一于事物的本質(zhì),但采用不同的解決問題方法。氧化還原反應(yīng)的實質(zhì)是電子的轉(zhuǎn)移,反應(yīng)方程式的配平原則不管何時都是得失電子總數(shù)相等,而中學(xué)使用的是雙線橋法,無機化學(xué)在雙線橋的基礎(chǔ)上提出了離子電子法,對不同的反應(yīng)配平時選擇的方法不同將會導(dǎo)致學(xué)生配平的速度和準(zhǔn)確度。
還有一部分內(nèi)容不體現(xiàn)知識的銜接,而是對同一問題的更科學(xué)的闡述。例如在中學(xué)一般用金屬活動性順序表判斷原電池的正負(fù)極,大學(xué)無機化學(xué)中使用電極電勢的高低進行判斷,因為很多狀態(tài)下金屬活動性順序表已經(jīng)不再適用,例如一些高溫非水溶液反應(yīng)體系。因此對于中學(xué)未涉及的電池電動勢、電極電勢,能斯特方程及相關(guān)計算這些知識較難理解,知識跨度較大。
2.3.1 教學(xué)理念和教學(xué)目標(biāo)的差異
高中化學(xué)教師為了提高高考時的選拔性測試成績,教學(xué)目標(biāo)主要側(cè)重于知識目標(biāo),在教學(xué)過程中通過讓學(xué)生做大量的習(xí)題來掌握鞏固所學(xué)知識,教會學(xué)生解題方法,提高學(xué)生對知識的應(yīng)試能力。大學(xué)階段更強調(diào)的是教會學(xué)生學(xué)習(xí),提高學(xué)習(xí)能力,大學(xué)化學(xué)教師的教學(xué)目標(biāo)是培養(yǎng)專業(yè)應(yīng)用型及技能型高級人才,在注重學(xué)生專業(yè)基礎(chǔ)知識掌握的基礎(chǔ)上,更加注重學(xué)生綜合能力的培養(yǎng)。
2.3.2 教學(xué)方式的差異
高中教師一般采用講練結(jié)合的方式,先講授知識內(nèi)容,然后讓學(xué)生做大量的習(xí)題來掌握知識點,而對于實驗相關(guān)知識幾乎沒有實驗學(xué)習(xí)過程,主要是理論分析。例如大部分的高中化學(xué)教師知識銜接意識淡薄,在講授氧化還原反應(yīng)時并不會關(guān)注大學(xué)有關(guān)氧化還原反應(yīng)的內(nèi)容,反而是在現(xiàn)有的氧化還原反應(yīng)基礎(chǔ)上拓展一些其他內(nèi)容,以便增強學(xué)生對知識的理解和掌握。
對于大學(xué)教學(xué),課時緊張,導(dǎo)致每節(jié)課的授課內(nèi)容非常飽滿,授課速度快,很多大學(xué)教師在授課時并未了解高中化學(xué)教材,不清楚高中化學(xué)新課程標(biāo)準(zhǔn),一般都是通過與學(xué)生交流來了解學(xué)生現(xiàn)有的知識水平,對學(xué)生現(xiàn)有知識認(rèn)知水平進行判斷時會存在偏差,導(dǎo)致大學(xué)無機化學(xué)教師不能將一些交疊性的知識點統(tǒng)一起來。其次,大學(xué)無機化學(xué)氧化還原反應(yīng)僅設(shè)置第十章一個章節(jié),內(nèi)容多,課時短,大學(xué)教師通常采用教師多媒體講授法,與高中最大的不同之處在于大學(xué)無機化學(xué)課程學(xué)習(xí)中沒有讓學(xué)生做大量的練習(xí)題即刷題的過程,作業(yè)一般只有5-8道題,其它習(xí)題不做強制性要求,由學(xué)生自主練習(xí)。
首先在高中階段和大學(xué)階段的學(xué)習(xí)驅(qū)動力不同,引起心理的變化。為了高考的選拔中性考試高中階段即使學(xué)生沒有學(xué)習(xí)興趣也會被動的學(xué)習(xí),能夠?qū)χR點反復(fù)練習(xí)掌握。而進入大學(xué)后一部分同學(xué)對于大學(xué)無機化學(xué)的學(xué)習(xí)興趣不高,缺乏求知欲,很難在沒有教師督促的情況下做到主動學(xué)習(xí)。再加上課程進度較快,部分同學(xué)對于知識點理解不透徹,有了畏難心理后喪失學(xué)習(xí)動力。
其次學(xué)習(xí)和生活環(huán)境的改變,每個學(xué)生自我管理能力的差異,使得呈現(xiàn)有不同的適應(yīng)狀態(tài)。高中階段以封閉式的學(xué)習(xí)環(huán)境為主,進入校園是不允許攜帶電子設(shè)備的,同時每節(jié)課都有老師講授指導(dǎo)學(xué)習(xí),學(xué)生的心理簡單,只有學(xué)習(xí)這一件事情。大學(xué)階段是半社會環(huán)境,大多數(shù)高校是開放式的,學(xué)生進入高校后人手一部手機,信息開放,同時大學(xué)社團活動非常多,要綜合發(fā)展多方鍛煉,很多學(xué)生熱衷于社團活動;而課下也再沒有老師監(jiān)督學(xué)習(xí),沒有大量的時間去刷題,這時候能不能管理好自己的時間和精力對學(xué)習(xí)專業(yè)課程有很大的影響,也就需要摸索適合自己的學(xué)習(xí)方法。
新課標(biāo)的實施和新高考改革,對教師們提出了更高的要求。對于高中教師,在教學(xué)中應(yīng)強化為大學(xué)培養(yǎng)基礎(chǔ)人才的意識,大學(xué)教師則是要有高效培養(yǎng)專業(yè)人才的意識。高中和大學(xué)化學(xué)教師應(yīng)多向交流,對彼此的教學(xué)方式、教學(xué)理念、教學(xué)內(nèi)容等進行探討,尋找和建立教學(xué)銜接的契合點,在授課過程中體現(xiàn)知識的銜接性和發(fā)展性。高中化學(xué)教師要在課堂上適當(dāng)拓展一些大學(xué)無機化學(xué)原理中的知識,有助于學(xué)生對此部分知識更好的理解和掌握。大學(xué)無機化學(xué)教師在講授前,可通過問卷調(diào)查或訪問高中化學(xué)教師來了解學(xué)生已有的知識水平,幫助學(xué)生更快地適應(yīng)大學(xué)無機化學(xué)的學(xué)習(xí),并與高中的化學(xué)知識建立起聯(lián)系,構(gòu)建完整的知識體系。例如化學(xué)反應(yīng)方程式的配平是要求掌握的重要知識點,反應(yīng)本質(zhì)涉及到電子的轉(zhuǎn)移屬于微觀世界的變化,很難理解,高中化學(xué)教師教授的是雙線橋和單線橋法來配平,通過化合價變化來配平方程式,但要適時點出大學(xué)無機化學(xué)中的化合價有別于此階段的化合價進而與大學(xué)知識點建立起聯(lián)系。大學(xué)教師則要在中學(xué)化合價的概念基礎(chǔ)上講授氧化數(shù)變化的實質(zhì),這樣既增加了兩階段的教育銜接,又使學(xué)生們可以更好地理解掌握氧化還原反應(yīng)的實質(zhì)。
由于新高考和化學(xué)新課標(biāo)準(zhǔn)的推行,高中階段也不斷更新教材,而大學(xué)教材的主體內(nèi)容幾個版本下來幾乎沒有首先改變,因此大學(xué)課本的再編工作應(yīng)考慮高中知識內(nèi)容及體系的變化,應(yīng)注重與中學(xué)教材知識內(nèi)容和結(jié)構(gòu)的銜接。其次在具體教學(xué)內(nèi)容安排上要做到在高中化學(xué)知識的基礎(chǔ)上進行學(xué)習(xí),要對重復(fù)性知識內(nèi)容的講授進行刪除,做好內(nèi)容銜接的設(shè)計。通過分析2020年全國卷Ⅰ理科綜合化學(xué)部分的第27題有關(guān)氧化還原的高考題,能夠很清晰的看到兩個階段教學(xué)內(nèi)容的銜接契合點。
27.為驗證不同化合價鐵的氧化還原能力,利用下列電池裝置進行實驗。
回答下列問題:
(1)由FeSO4·7H2O固體配制0.110 mol·L-1FeSO4溶液,需要的儀器有藥匙、玻璃棒、________。
(2)電池裝置中,鹽橋連接兩電極電解質(zhì)溶液。鹽橋中陰、陽離子不與溶液中的物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng),并且電遷移率應(yīng)盡可能地相近。鹽橋中應(yīng)選擇________作為電解質(zhì)。
(3)電流表顯示電子由鐵電極流向石墨電極??芍}橋中的陽離子進入________電極溶液中。
(4)電池反應(yīng)一段時間后,測得鐵電極溶液中c(Fe2+)增加了0.02 mol·L-1。石墨電極上未見Fe析出??芍?,石墨電極溶液中c(Fe2+)=________。
(5)根據(jù)(3)、(4)實驗結(jié)果,可知石墨電極的電極反應(yīng)式為____________,鐵電極的電極反應(yīng)式為________________。因此,驗證了Fe2+氧化性小于________,還原性小于____________。
不難發(fā)現(xiàn)考核知識點范圍大,信息量足,有些高中化學(xué)知識同樣也是無機化學(xué)中的內(nèi)容,這樣要在其中找到知識的銜接點,這樣的內(nèi)容在大學(xué)階段講授的時候相同概念不重復(fù),重點闡述差異性并進行延伸。第(1)小題有關(guān)實驗操作,高中階段只是理論分析,紙上談兵,而大學(xué)階段則重點在進行相關(guān)的實驗訓(xùn)練,更注重實踐能力。第(2)小題有關(guān)原電池組成中的鹽橋,中學(xué)只需學(xué)會如何選擇鹽橋,大學(xué)無機化學(xué)課程要求掌握鹽橋的作用機理和選擇原理;第(4)小題是高中階段的基礎(chǔ)計算,根據(jù)反應(yīng)的計量關(guān)系進行濃度計算,大學(xué)無機化學(xué)關(guān)于這部分知識的重點是電極電勢的計算和能斯特方程的應(yīng)用。第(5)小題例如電極反應(yīng)式的書寫,氧化還原性的比較,這部分內(nèi)容是基礎(chǔ)知識,兩個階段都需要熟練掌握。
通過分析可知,大學(xué)教師如果清楚當(dāng)前階段的考核目標(biāo)和知識范疇,就可以在授課時對講授的內(nèi)容充分講解并進行合理的銜接設(shè)計。大學(xué)階段對于銜接性重復(fù)較多的內(nèi)容,應(yīng)該進行刪減或利用線上資源學(xué)生課下自學(xué),而那些內(nèi)容的深度和廣度上跨度較大的設(shè)置為學(xué)習(xí)重點難點進行學(xué)習(xí),確保知識層次是符合學(xué)生認(rèn)知、心理發(fā)展特點的,從而可以幫助學(xué)生發(fā)展科學(xué)的邏輯思維能力,進而感悟科學(xué)是不斷發(fā)展和探究的過程。
在當(dāng)前教學(xué)資源豐富,教學(xué)手段多樣化的時代,如何組織課堂、管理課堂、設(shè)計教學(xué)對教學(xué)效果很關(guān)鍵。教師應(yīng)考慮學(xué)生的年齡、知識背景,也要考慮課堂實施的可行性。高中教師和大學(xué)教師的教學(xué)思路和課堂設(shè)計要符合兩個階段的特點和目標(biāo)的。
以碳單質(zhì)的講授為例。首先課堂設(shè)計時都需要激發(fā)學(xué)生興趣。高中課堂教師可以直接展示圖片或?qū)嵨铮?dāng)學(xué)生看到鉛筆、金剛石鉆頭、鉆石等精美圖片時就既興奮又驚訝,此時教師提出問題這些物質(zhì)有無聯(lián)系?提出問題,引發(fā)學(xué)生的思考。答案是肯定的,那木炭,鉆石都是碳構(gòu)成,為什么有不同的外觀,有的耀眼奪目,而有的黝黑無華?其價格為何有天壤之別?而大學(xué)階段則可以用任務(wù)驅(qū)動法,提前布置任務(wù),讓學(xué)生找到不同形態(tài)的碳單質(zhì),將圖片和查閱到的相關(guān)知識分組展示,激發(fā)學(xué)習(xí)動力;還可以利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺發(fā)布視頻和學(xué)習(xí)資料讓學(xué)生自主學(xué)習(xí)一些內(nèi)容。然后教師對主體教學(xué)內(nèi)容進行詳細(xì)闡述,高中階段講解碳的同素異形體主要有金剛石、石墨,結(jié)構(gòu)不同性質(zhì)不同,在大學(xué)無機化學(xué)的課堂設(shè)計中,重點仍以金剛石和石墨為主,但要有知識的拓展,如新型結(jié)構(gòu)碳——富勒烯、碳納米管、石墨烯和石墨炔等,并聯(lián)系到當(dāng)前科學(xué)研究熱點如碳材料在能源領(lǐng)域的應(yīng)用。二個階段都統(tǒng)一于它們的不同性質(zhì)是由微觀結(jié)構(gòu)的不同所決定的。
分析完知識點后進行有效遷移和誘導(dǎo),培養(yǎng)學(xué)生化學(xué)人格。提出問題,即使均是由碳構(gòu)成,但在一定條件下,石墨可以轉(zhuǎn)化成金鋼石,如何轉(zhuǎn)化?這是化學(xué)熱力學(xué)的研究內(nèi)容,很好的為化學(xué)熱力學(xué)打下伏筆。情感遷移,如何利用物質(zhì)的性質(zhì)簡單實用的鑒定真假鉆石呢?讓學(xué)生學(xué)會利用化學(xué)知識,體會到化學(xué)的用武之地,更加熱愛化學(xué)。
學(xué)生進入一個新的學(xué)習(xí)階段后,面對陌生的學(xué)習(xí)環(huán)境以及化學(xué)內(nèi)容難度加深的情況,大都會出現(xiàn)學(xué)習(xí)積極性不高等現(xiàn)象。針對此類現(xiàn)象應(yīng)在授課時有意識的采取一些激發(fā)學(xué)生的興趣方法。例如針對電池正負(fù)極的判斷可以在課下創(chuàng)建化學(xué)興趣小組,每周進行一次,學(xué)生可以在課上說一下自己了解的前沿的化學(xué)電池,嘗試判斷其正負(fù)極,提高學(xué)生的參與度;在講授原電池和電解池的電極反應(yīng)式之前,教師可以將有關(guān)電池的實驗視頻,放到學(xué)習(xí)通課程平臺,學(xué)生課下觀看,將自學(xué)過程與學(xué)生的平時成績相聯(lián)系,這樣既保證學(xué)生在已有的基礎(chǔ)上對新知識進行同化,也刺激了學(xué)習(xí)熱情。
基于創(chuàng)新人才的培養(yǎng)目標(biāo),學(xué)生的自學(xué)能力、解決問題的能力以及新知識的應(yīng)用能力都有待提高,教師不僅要講授知識同時也要傳授學(xué)習(xí)知識的能力,學(xué)生在遇見問題時能夠給與指導(dǎo)如何去思考問題和自主探尋問題,避免直接灌輸,加強資料查閱和參考書的使用,學(xué)會和同學(xué)團結(jié)合作,共同探討解決問題,增強團隊合作意識。因此大學(xué)階段要轉(zhuǎn)變學(xué)習(xí)方法,通過做大量題或者單純記憶來強化所學(xué)內(nèi)容的學(xué)習(xí)方法已不再適用,要根據(jù)自身特點找到適合自己的學(xué)習(xí)方法。例如有關(guān)氧化還原反應(yīng)方程式的配平,對于同一個反應(yīng)應(yīng)用高中方法和無機化學(xué)新方法同時完成,通過對比大量反應(yīng),分析總結(jié)不同方法的特點和實用性,找到自己擅長的配平方法,做到快速、準(zhǔn)確的配平。
在新課標(biāo)開始實施和新高考改革的教育背景下,為了給國家人才的培養(yǎng)提供優(yōu)質(zhì)的教育,作為一名教師必須肩負(fù)起把握高中化學(xué)的變化,實現(xiàn)高中化學(xué)與大學(xué)無機化學(xué)的銜接,保證化學(xué)課程的延續(xù)性和統(tǒng)一性。高中化學(xué)應(yīng)以基礎(chǔ)知識和基本理論學(xué)習(xí)為主,而不是一味地追求試題的難度、深度、彎度。大學(xué)無機化學(xué)則以知識的延伸和應(yīng)用為引領(lǐng),激發(fā)學(xué)生熱愛化學(xué),致力于專業(yè)研究。為加強高中與大學(xué)兩階段的教育銜接,需要教師主導(dǎo),將教學(xué)銜接策略應(yīng)用在教師的“教”和學(xué)生的“學(xué)”兩個方面,才能減少銜接脫節(jié)現(xiàn)象的發(fā)生,從而發(fā)揮出對未來人才培養(yǎng)的重要作用。