摘 要:新課程標準要求下,學生的學科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)得到了人們的廣泛關注,也逐漸成為高中化學教學的重要內(nèi)容之一。教師要不斷轉變教學理念,豐富創(chuàng)新教學方式方法,注重培養(yǎng)學生的綜合能力。學科素養(yǎng)理念下,教師要轉變以往題海戰(zhàn)術,注重學生基礎知識的理解和掌握,并對此進行歸納總結,通過對一些基礎題目的練習,舉一反三、擴散性思維,開闊學生思路,讓學生在探究中學習,在學習中提升分析問題解決問題的能力。
關鍵詞:核心素養(yǎng);高中化學;解題能力;探究能力
一、在高中化學教學中培養(yǎng)學生學科素養(yǎng)
根據(jù)化學學科的特點和學習內(nèi)容,化學核心素養(yǎng)可以概括為以下幾種能力的培養(yǎng)。
(一)利用微觀和宏觀結合分析解決問題
在化學的學習中,需要學生通過物質的微觀結構特性來分析物質的宏觀表現(xiàn)[1]。不同的物質具有不同的化學特性,這也是物質的多樣性,要讓學生通過學習不同化學元素的原子、分子的結構,來分析物質的結構,從而歸納出物質的物理特點和化學特性,從而培養(yǎng)學生要了解某一物質的物理和化學性質,首先要弄清楚該物質的基本結構,樹立“結構決定性質”、微觀和宏觀之間決定于被決定的關系等化學核心素養(yǎng)。
比如:在“微粒之間的相互作用”相關知識點教學中,教師準備硝酸銀溶液、氯化鈉溶液、玻璃試管等試驗器具,使一定量的濃度的硝酸銀溶液與氯化鈉溶液反應,讓學生觀察反應現(xiàn)象:試管中生成了白色沉淀。教師提出問題:“硝酸銀溶液、氯化鈉溶液都是無色的溶液,為什么會產(chǎn)生白色沉淀?”結合宏觀的化學反應現(xiàn)象讓學生對這一反應方程式展開思考,激發(fā)其微觀意識,使其從微觀的角度對、、、的離子反應進行探究。這時,學生能夠從宏觀現(xiàn)象出發(fā),對微觀的離子反應實質進行理性分析,逐漸生成了良好的宏觀與微觀探析素養(yǎng)。
(二)教學中樹立變化觀和平衡思想
要讓學生通過高中化學的學習認識到,變是永恒的,不變是相對的。物質在一定的條件下會發(fā)生變化,除了物理變化還會有化學方面的變化[2]?;瘜W中也存在一種平衡,化學平衡是可以人為調控的,通過控制反應條件,能夠對化學反應加以干預。例如:認識電離平衡是化學平衡的基礎上,為加深理解外界條件對電離平衡的影響,可以開展以下活動:
1.醋酸溶液的稀釋實驗,在1mol/L的醋酸溶液中加水,用pH計測pH值的變化,將實驗數(shù)據(jù)繪制成曲線,理解濃度變化與氫離子變化的關系,認識稀釋電離平衡的移動方向。
2.在O.1mol/L醋酸溶液中得加入中性的醋酸銨固體,用pH計測加入前后的pH值。通過對醋酸銨的加入認識同離子效應對電離平衡的影響,加強平衡理論與電離平衡的聯(lián)系,形成知識體系。3.加熱0.1mol/L的醋酸溶液,用pH計測溫度不同時的pH值,理解溫度對電離平衡的影響。這些實驗事實能幫學生建立平衡觀。
(三)利用化學知識分析推理,建構知識模型
化學是一門科學,學習中要讓學生樹立所有的物質變化的過程和結果都是有據(jù)可查的,要利用物質的組成、結構及化學反應前后的變化,做出合理的假設,并運用化學的過程推理來證實假設是否真能成立。要培養(yǎng)學生假設、推理、驗證等系統(tǒng)的邏輯思想,利用化學邏輯,建構模型,結合物質本身特性來解決問題,揭示化學本質和規(guī)律。
比如:在“化學能與電能的轉化”一課的教學中,教師示范試驗:把一塊鋅片和一塊銅片分別插入盛有稀硫酸的燒杯里,但不接觸,將導線與鋅片、銅片連接起來,并連入靈敏電流計。學生觀察到銅片上有無色氣體產(chǎn)生,鋅片沒有明顯改變,電流計發(fā)生偏轉。這時,教師對展開分析,詳細講解原電池“將化學反應中的化學能轉化為電能”的原理,負極電極反應、正極電極反應,引導其構建“原電池”模型?;谘趸磻⑦€原反應推理原電池的作用原理,使其了解該知識的本質。之后,教師再提出問題:“鐵和鋅可以制作原電池嗎?如果可以,怎樣制作?如果不可以,請說出理由?!弊寣W生從模型的角度分析這一問題,使其在思考、探究的過程中形成良好的模型思想。
(四)通過化學學習提高探究和創(chuàng)新能力
化學教學中要培養(yǎng)學生的科學探究能力。新課程標準提出要注重學生科學素養(yǎng)的提升,在化學教學中,不僅要教會學生課堂上的知識,還要培養(yǎng)學生的科學探究意識,讓學生具備探究分析的能力和思想,從而在今后的學習中更具效率[3]。學生是未來科技創(chuàng)新的主力軍,要培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力。在教學中,要培養(yǎng)學習中發(fā)現(xiàn)問題,通過創(chuàng)新性設計實驗方案,進行科學探究,從而解開謎團,用化學知識合理解釋科學現(xiàn)象。比如:在“沉淀的溶解平衡”一課的教學中,為了讓學生更好地理解沉淀的轉化就是一種平衡的移動,我們可以設計以下探究實驗:試管中加2mL0.1mol·L-1AgNO3溶液再滴加2mL0.05mol·L-1KSCN溶液,觀察到白色沉淀產(chǎn)生,再向其中滴加0.1mol·L-1Fe(NO3)3溶液,無明顯變化且溶液不變紅,再滴加0.1mol·L-1KI溶液,生成黃色沉淀并且溶液變紅。讓學生分析思考以下問題:產(chǎn)生白色沉淀的原因是?無明顯變化的原因?反應生成黃色沉淀是什么?為何溶液變紅?最后引導分析:AgNO3溶液中加入KSCN,c(Ag+)·c(SCN-)>Ksp(AgSCN)時,析出白色沉淀AgSCN,AgSCN固體在水溶液中存在溶解平衡:,①中滴加Fe(NO3)3溶液,溶液不變紅,說明AgSCN溶解產(chǎn)生的c(SCN-)較低,不能顯色,②中滴加KI溶液,Ag+與I-反應生成黃色沉淀AgI,溶液變紅,說明AgSCN的溶解平衡在滴加KI溶液后向右移動,AgSCN向AgI沉淀轉化,生成SCN-,可以得出結論 且 Ksp(AgSCN)>Ksp(AgI)。通過上述探究讓學生明白溶解平衡是有條件的,可以控制條件向我們需要的方向移動等。
二、學科素養(yǎng)理念下,提升學生化學解題能力
(一)激發(fā)學生主動探究意識,為提升解題能力打下思想基礎
高中化學的學習不僅要掌握抽象難懂的一些概念,也要進行一定的推理計算,解題所需要的知識多雜、系統(tǒng)而又零碎。很多同學在學習中不知道如何去學習,單純地背,碰見題目仍然不知道如何解答;明明計算能力很強,卻總是算不出來正確的結果。究其原因,是缺乏主動探究的意識和分析綜合解決問題的能力。因此,要想提升學生的解題能力,首先要培養(yǎng)學生的探究意識和能力,激發(fā)學生對科學知識的求知欲和探索欲。如何在化學教學中培養(yǎng)學生的探究思維和探究能力,是學科素養(yǎng)的重要方面,也是教師教學的重要目標。例如:在學習“氯”的相關知識的教學中,教師可以給學生講一些和氯相關的生活應用,通過課堂發(fā)問的形式:游泳池用氯氣消毒的原因?氯氣溶于水發(fā)生了什么變化?有消毒作用的是氯氣嗎?如何證明?學生就會產(chǎn)生想親自驗證自己的猜想的想法。教師可以讓學生分組討論,然后分組進行實驗,各組的實驗結果進行對比,在實驗結果面前,學生的猜想得到了親自驗證,就會獲得成就感,學習的興趣也被激發(fā)出來了。這樣在教師的引導下,學生也會慢慢形成分析現(xiàn)象、做出猜想假設、討論設計實驗、動手驗證、得出結論等一系列的思維方式,這對于學生快速準確解題具有很大的促進作用。
為進一步鍛煉學生的自主探究能力,教師可以改變傳統(tǒng)的講課方法,讓學生更多地參與到課堂教學中。例如:在學習有關金屬鋁的一些內(nèi)容時,讓學生根據(jù)自己生活中對鋁的一些了解,通過自主學習課本知識,來解釋生活中的一些常見的門窗為何用鋁合金?鋁比鐵活潑嗎?鋁會生銹嗎?為什么歷史上鋁比銀貴?通過學生利用課本知識分組討論后,讓學生分享自己對問題的一些看法,這樣的學習方式,能減少學生在傳統(tǒng)課堂上對教師的依賴,也能夠培養(yǎng)學生根據(jù)化學現(xiàn)象去探究現(xiàn)象背后的本質原因的思維方式,對提高學生解題能力有很大的幫助。
(二)培養(yǎng)學生良好的審題習慣,靈活運用化學基礎知識
正確審題是提升學生解題能力的前提。審題要認真,要真正明白題目考查的知識點和考查的方式,分析題目中的已知或隱含的條件。培養(yǎng)學生良好的審題習慣,能夠有效促進學生發(fā)現(xiàn)題目中的隱含條件,因此教師在教學中要引導學生認真正確審題,樹立正確解題必須認真審題的解題理念[4]。此外,要讓學生認識到基礎知識的掌握是提高化學解題能力的重要保障,也是確保正確解題的關鍵?;瘜W的基礎知識比較多,教師要引導學生根據(jù)分類的不同,做出科學合理的歸納。只有真正掌握了基礎知識,加上化學思維才能高效解題。只有掌握化學的基礎知識,認真審題,才能為真正提升解題準確率和效率打下堅實基礎。
例如:在化學解題過程中,要在審題時,根據(jù)題目條件,列出條件的可能性,然后根據(jù)題目或問題中的條件,進一步分析排除一些可能性,這就要求學生要熟練掌握一些化學知識,比如,有色的氣體有F2(淡黃綠色)、Cl2(黃綠色)等;刺激性氣味的氣體:HF、HCl、HBr、HI、NH3、SO2、NO2、F2、Cl2等;臭雞蛋氣味的氣體:H2S;能發(fā)生銀鏡反應的有機物有醛、甲酸、甲酸鹽、甲酸酯、葡萄糖、麥芽糖等;可導致酸雨的主要氣體SO2、NO2;能與人血紅蛋白結合導致人缺氧的氣體是CO和NO;可用制冷劑或冷凍劑氣體CO2、NH3、N2,常見的幾種特殊著色的化學沉淀,各種金屬的特有的屬性以及在生活中的應用,有機化學反應中的特定的反應等。在總結掌握了這些基礎知識并能熟練應用時,解題也就有了理論支撐,解題效率也會有所提升[5]。
(三)通過一題多解、一題多變等構建思維模型,培養(yǎng)學生舉一反三、多維思考能力
在化學解題方法教學過程中,教師要注重學生的發(fā)散思維,在課堂教學中,同一道題目,進行深層次變化剖析,將問題進行升華,逐步獲取問題的答案。例如:在講解水解的影響因素時,對PH=10醋酸鈉溶液,設計加燒堿固體和加PH=10的燒堿溶液的對比實驗,讓同學分析平衡的移動方向?最后歸納對多個條件變化用K不變進行分析。同時也可以遷移到PH=3醋酸溶液與PH=3的鹽酸溶液等體積混合的PH的計算等。同學就會學會遷移應用,形成該類題目的思維模型,提高自己的解題能力。
也可通過一題多解有效練習學生的分析問題、解決問題的能力,能夠激發(fā)學生的創(chuàng)新思考意識,培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力。通過類比分析,能夠讓學生從多個角度思考問題,開闊學生的思路,提高學生的綜合能力。例如:在講解12mol的H2S在15mol的O2中燃燒,對于生成物SO2的量的求解,可以有哪些方法?教師在課堂教學中就可以引導學生利用常規(guī)的化學反應方程式進行講解,也可以利用原子守恒法、待定系數(shù)法、差量法、電子守恒法、逆向推導法、直接配平法、關系式法、十字交叉法等方法對問題進行求解。這樣通過簡單的一個問題就可以讓學生了解這么多的方法,學生的思路變得開闊,思維方式得到了鍛煉,同時對問題也有了深刻的認識和掌握,學生的解題能力也會得到提升。
如果教師能夠轉變教學觀念,在教學過程中,通過一題多變,一題多解,逐步加深設計題目的難度,學生就會在多次解題過程中,加深對知識的理解和掌握,領會題目的精髓所在,以后的考試中遇到類似的題目也就有相應的解題思路和方法,知道題目是如何由基礎題目演變而來,也就知道題目該從哪里下手。如遇到溫度對電解質溶液的PH的影響時,可以設計一系列溶液:硫酸溶液;醋酸溶液;氯化銨溶液;醋酸鈉溶液;氨水;水;燒堿溶液。在對比中體會變化的實質。這樣的教學能夠有效減少學生的負擔,又能更好地掌握知識和解題能力,事半功倍,對于提升學生的解題能力有積極的促進作用,值得借鑒。
結束語
新時代的教育事業(yè)迅速發(fā)展,高中階段是教育教學的重要階段,也越來越受到人們的關注,學科素養(yǎng)的培養(yǎng)也必將是未來教育教學的重要教學目標。在高中化學教學中,教師除了要教給學生一些基礎的化學知識,運用知識解決問題外,更要注重學生創(chuàng)新創(chuàng)造能力的培養(yǎng),未來是屬于創(chuàng)新者的時代。教師在化學教學中只有注重學生探究能力、邏輯推理能力和創(chuàng)新意識,才能真正培養(yǎng)學生獲取知識的本領,并具備利用所學知識和思維方式去解決未來學習中遇到的問題的能力。
參考文獻
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作者簡介:何加紅(1978— ),女,漢族,湖北隨州人,福建省泉州市泉港區(qū)第一中學,本科,中學一級。研究方向:高中化學教學。