宋瑞慧
《普通高中化學課程標準(2017年版2020年修訂)》提出化學學科核心素養(yǎng)包括“宏觀辨識與微觀探析”“變化觀念與平衡思想”“證據(jù)推理與模型認知”“科學探究與創(chuàng)新意識”“科學態(tài)度與社會責任”五個方面,培養(yǎng)學生分析問題、解決問題的能力是高中化學課標的要求,也是化學教育的主要目的之一。這就要求教師要精心設計每一個教學環(huán)節(jié),授課過程中以學生為主體,讓學生主動探究、觀察、分析、猜想、驗證、討論、歸納,在此過程中構建知識結構,實現(xiàn)能力的提升,從而促進學生核心素養(yǎng)的提升。
一、精心設計科學探究實驗,培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識
科學探究實驗是化學教學中常用的教學手段,是在學生不清楚實驗結論的前提下,通過實驗探索得出結論。讓學生親身參與探究過程中,能提高學生的動手能力,激發(fā)學生的求知欲望,培養(yǎng)學生科學的態(tài)度和創(chuàng)新意識。通過探究實驗,學生由接受型學習轉變?yōu)橹鲃訁⑴c的探究性學習。
在基本概念的教學過程中,教師應根據(jù)概念的特征,設計合理的概念形成過程,如在講授“電解質(zhì)”“非電解質(zhì)”概念時,我的做法如下:
△環(huán)節(jié)一 導電性實驗:我把課下改裝的一部手機拿到課堂上,用這臺手機驗證溶液能否導電,當臺上的兩個學生將改裝手機兩極插入NaOH溶液、HCl溶液、NaCl溶液后,手機就能撥通電話,而插入C2H5OH溶液后,則不能撥通電話。學生驚嘆不已,情緒高漲。
△環(huán)節(jié)二 提出問題:思考手機能撥通電話和不能撥通電話的原因,這些物質(zhì)在溶于水的過程中發(fā)生了什么?(提示:微觀角度)
△環(huán)節(jié)三 分組討論:學生各抒己見,用語言、文字、畫面和想象描述溶液中發(fā)生的微觀過程。
△環(huán)節(jié)四 達成共識:小組代表總結討論結果,教師播放模擬電離過程的視頻,得出能撥通電話的原因是溶液導電,溶液中有自由移動的陰陽離子的定向移動,從而得出電解質(zhì)的概念。再對比得出非電解質(zhì)的概念。
教學過程中設計探究實驗,培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力。通過科學探究,學生參與到知識的形成過程中,獲得了創(chuàng)新的成就感,消除了對創(chuàng)新的神秘感,增強了學生的自信心。通過探究,培養(yǎng)了學生勤于動腦、不斷探索新知識的科學態(tài)度和創(chuàng)新精神,提高了學生學習化學的興趣。在新的形勢下,化學課堂教學應該走向探究化,這樣才能更好地挖掘?qū)W生的潛能,調(diào)動學生學習化學的積極性和主動性,使學生在學習過程中不斷地提高化學學科的核心素養(yǎng)。
二、精心設計問題,引導學生思考,培養(yǎng)學生宏觀辨識與微觀探析的化學學科核心素養(yǎng)
問題設計是教學設計中的必備環(huán)節(jié),巧妙設計問題能激發(fā)學生的學習欲望,培養(yǎng)學生的思維能力。教學過程中教師要精心設計問題,創(chuàng)設良好的質(zhì)疑情境,激發(fā)學生主動探究的學習動機,使學生從無疑到有疑,有疑而思解。課堂上為學生提供足夠的思考空間,讓他們在質(zhì)疑—思考—釋疑的過程中鍛煉和提高思維能力。下面是我對化學鍵(第二課時)這節(jié)課的教學設計:
△活動一:化學鍵的分類
問題1:請同學們用表格總結出化學鍵的類型及成鍵特點。
教師:投影表格。
學生:完成表格(見文末表1),展示交流。
△活動二:化學鍵類型與物質(zhì)類別的關系
問題2:化學鍵與物質(zhì)類別有什么關系?
小組討論:
學生展示1:含離子鍵的化合物一定是離子化合物,離子化合物一定含離子鍵,可能含共價鍵。
學生展示2:只含極性鍵的物質(zhì)一定是共價化合物,如HCl、H2O等。
學生展示3:有的物質(zhì)中既含極性鍵又含非極性鍵,如H2O2,稀氣體單質(zhì)中不存在共價鍵,因為稀有氣體是單原子分子。
問題3:含金屬元素一定是離子化合物嗎?離子化合物中一定有金屬元素嗎?
學生展示1:含金屬元素的化合物并不都是離子化合物,如AlCl3是共價化合物。
學生展示2:多種非金屬元素也可以形成離子鍵,如銨鹽。
問題4:我們可以根據(jù)什么特征判斷離子化合物和共價化合物呢?
小組討論:
學生展示:離子化合物熔融狀態(tài)時離子鍵一定被破壞,產(chǎn)生自由移動的陰、陽離子,而共價化合物熔融狀態(tài)時仍然是分子的形式,因此可以通過熔融狀態(tài)時能否導電來區(qū)分。
教師歸納:離子化合物和共價化合物的概念和判斷時的注意事項。
△活動三:認識分子間作用力和氫鍵
問題5:什么是分子間作用力?有何特點?對物質(zhì)的性質(zhì)有哪些影響?
學生閱讀教材116頁的“資料卡片”:
學生展示1:分子間作用力:把分子聚集在一起的作用力,又稱范德華力。分子間作用力比化學鍵弱得多,對物質(zhì)的熔沸點等物理性質(zhì)有影響。
學生展示2:氫鍵是一種較強的分子間作用力。它比化學鍵弱,比分子間作用力強。
形成條件:除H外,形成氫鍵的原子通常是O、F、N。氫鍵用“X…H”表示;如水分子之間的氫鍵(見圖1):
問題6:探究:在第ⅣA~ⅦA族元素的氫化物中,同主族元素的氫化物,隨著相對分子質(zhì)量的增加,其熔、沸點呈現(xiàn)什么樣的變化趨勢?
學生展示:氫鍵廣泛存在,如H2O、NH3、HF的分子之間。氫鍵會使物質(zhì)的熔沸點升高,同時還對物質(zhì)的溶解性有影響。如NH2極易溶于水,就是因為氨分子與水分子之間易形成氫鍵。
教師評價:分子間形成氫鍵,既會影響物質(zhì)的熔點、沸點,也會影響物質(zhì)的溶解性。在第ⅣA~ⅦA族元素的氫化物中,第ⅣA族的氫化物,從上到下,熔點、沸點依次升高,但NH3、H2O、HF因存在氫鍵,故沸點反常的高。
化學鍵的知識內(nèi)容對于發(fā)展學生“宏觀辨識與微觀探析”核心素養(yǎng)非常切合,在本教學設計過程中,6個問題層層遞進具有獨特的價值。學生在問題引領下,積極參與學習活動。學生通過完成前述3項任務,從宏觀—微觀—宏微結合的三個層次深入認識了化學鍵與物質(zhì)類別的關系及物質(zhì)的性質(zhì),建立了化學鍵認知模型,深刻認識了化學鍵對物質(zhì)性質(zhì)的決定作用。同時,學生在探究知識的過程中發(fā)展了宏觀辨識與微觀探析方面的化學學科核心素養(yǎng)。
通過教師或?qū)W生提出問題,在討論的基礎上獲得知識即基于問題的學習?;趩栴}的學習能提高學生的參與意識,調(diào)動學生的思維積極性,提高學生的思維深度。因此,有效的問題設計能活躍課堂,讓學生主動地獲取知識,使學生在掌握知識的同時發(fā)展思維能力,提高思維的積極性、靈活性和創(chuàng)造性。
三、聯(lián)系生活實際,發(fā)揮學生的主體地位,培養(yǎng)學生的科學態(tài)度與社會責任
化學是一門與生活聯(lián)系非常緊密的學科,對某些現(xiàn)象,學生已經(jīng)有了一定的知識經(jīng)驗,有了自己的理解和看法,因此,在教學過程中,教師不要只注重知識上的死板傳授,要做一個有心人,經(jīng)常收集一些與生活有關的教學資料,通過分析教材,創(chuàng)設情境,將問題與生活情境巧妙地聯(lián)系起來,來改造學生舊的知識經(jīng)驗,構建新的知識經(jīng)驗。
(一)布置課外調(diào)查研究作業(yè),讓學生感受生活離不開化學
在進行硫及硫化合物教學時,我提前布置了一個課外調(diào)查研究作業(yè):收集當?shù)氐挠晁畼悠?,并測定其pH。如果是酸雨(pH小于5.6),請走訪環(huán)保部門,了解其產(chǎn)生的原因及有關的防治措施,記下相應的數(shù)據(jù)。
提出問題:1.根據(jù)調(diào)查的結果,說說隨著時間的推移,雨水的酸堿性是如何變化的?
2.二氧化硫的主要來源有哪些?雨水中的硫酸是怎樣產(chǎn)生的?
3.酸雨有哪些危害?如何防治?
因為有了調(diào)查報告中的數(shù)據(jù),學生很快解決了以上幾個問題。生活離不開化學,化學就在我們的身邊,許多事情都與化學息息相關,因此,了解化學與日常生活的緊密關系,把生活實際與化學教學聯(lián)系起來,能使一些問題變得形象生動又淺顯易懂,能充分調(diào)動學生的積極性,培養(yǎng)學生的社會責任感。
(二)創(chuàng)編生活化實驗,優(yōu)化化學教學
例如,教師在講解溶液的酸堿性時,可以采用廚房中常見的純堿來設計實驗,引導學生探究Na2CO3溶液的酸堿性,熱的純堿溶液是否可以去除油污,讓學生探究堿性溶液在生活中的運用。另外,教師可以鼓勵學生自主設計一些生活化實驗,如利用小蘇打、食用堿、白醋、塑料瓶等制作簡易滅火器,讓學生了解泡沫滅火器的主要成分。通過探究廚房用品的酸堿性,加強了學生對酸堿性化學性質(zhì)的理解,從而提升了學生的化學實驗探究能力和操作能力。
(三)創(chuàng)設生活化情境,培養(yǎng)學生的科學態(tài)度
高考化學試題難度逐漸增大,學科交叉性越來越明顯,教師可以創(chuàng)設生活化場景來展開教學,如在講解“乙醇”時,從學生熟悉的生活常識入手,提出“為什么酒儲存的時間越久越香醇,而普通的商品卻有保質(zhì)期”的問題,引導學生嘗試自主釀造葡萄酒,讓學生體會乙醇的化學性質(zhì)。學生可以根據(jù)釀造葡萄酒的過程來編寫例題,學生之間互相交換例題,豐富化學解題教學素材,主動追問,進而提升高中學化學解題的能力。
(四)開展信息化教學,導入生活化化學案例
教學過程中化學教師可以運用微課、釘釘App等信息化工具開展教學,立體化展示化學模型,進一步提升學生的化學知識運用能力。例如,教師在講授化學元素與身體健康時,運用微課展示了人體元素組成圖,介紹每一種化學元素對身體健康的影響。例如,鈣元素能強壯人體骨骼,鐵元素對血液循環(huán)有幫助,動態(tài)化演示化學元素在身體中的循環(huán),讓學生了解各個化學元素之間的平衡,培養(yǎng)學生化學平衡理念,進一步增強學生的健康意識,讓學生真正感受化學和生活、健康之間的緊密聯(lián)系,培養(yǎng)學生的科學態(tài)度與社會責任感。
四、精心設計作業(yè),突出以學生為本
教師每天應給學生布置總結反思性作業(yè),如本節(jié)課你學到了什么?有何收獲?哪些題做錯了,找出錯誤的根源,是概念不清、原理不明造成的,還是審題不清造成的,寫出正確的解答方法(一般方法及巧解方法)以及收獲,以書面形式寫下來交給教師。教師通過查看作業(yè)及時了解學情,當看到不少學生經(jīng)常犯同一個錯誤時,應及時反思、及時更新教學觀念、及時改善教學行為,從而提高教學質(zhì)量。教師還可根據(jù)教學內(nèi)容,設計一些開放性作業(yè)。開放性作業(yè)能夠讓學生經(jīng)歷探索、思考、創(chuàng)新的過程,開闊學生的眼界和思維,提高學生的學習興趣,培養(yǎng)學生多方面、多角度、多方位分析思考問題的習慣,有助于激發(fā)學生的內(nèi)在潛力。
綜上所述,“學科核心素養(yǎng)”不是直接由教師教出來的,而是在具體問題解決中培育出來的。教師在課堂教學中應該成為學生學習的組織者、合作者、引導者和促進者。教師要采取多種有效措施發(fā)揮學生的主動性,讓課堂活躍起來。學生在學習過程中始終能夠主動探究、思考、分析、總結,領會知識的產(chǎn)生和形成過程,靈活掌握和應用知識,真正成為教學活動的主體。
(作者單位:河北省石家莊市河北贊皇中學)
編輯:曾彥慧