摘 要:在當(dāng)今知識經(jīng)濟(jì)迅猛興起的時代背景下,科技領(lǐng)域日新月異,對人才的科學(xué)素質(zhì)及創(chuàng)新能力提出了空前的高標(biāo)準(zhǔn)。高中化學(xué)作為科學(xué)教育體系中的核心構(gòu)成部分,承擔(dān)著培育學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)、為高等院校輸送專門人才的重大使命。因此,文章分析高中化學(xué)創(chuàng)新教學(xué)方法理論基礎(chǔ)以及教學(xué)方法創(chuàng)新必要性,從多方面入手探討高中化學(xué)教育中創(chuàng)新方法創(chuàng)新有效路徑。
關(guān)鍵詞:高中化學(xué);創(chuàng)新;教學(xué)方法
在傳統(tǒng)的高中化學(xué)課堂開展模式中,往往采用黑板、教材、作業(yè)的形式,這樣的教學(xué)方法過于刻板,會使學(xué)生在課堂開展中無法激起學(xué)習(xí)興趣,使得學(xué)生喪失學(xué)習(xí)積極性。隨著教育改革的不斷推進(jìn),也隨著信息技術(shù)的深入發(fā)展,教師可以在課堂開展中充分運用網(wǎng)絡(luò)多媒體的形式開展高中化學(xué)的教學(xué)。通過新媒體的靈動性和資源豐富性,促進(jìn)學(xué)生的化學(xué)學(xué)習(xí)掌握。
一、高中化學(xué)創(chuàng)新教學(xué)方法理論基礎(chǔ)
(一)建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論
建構(gòu)主義教學(xué)理論指出,知識并非單純由教師傳遞而來,而是學(xué)習(xí)者在特定的社會文化情境下,依托他人(涵蓋教師及同伴)的協(xié)助,利用相關(guān)學(xué)習(xí)資源,經(jīng)由意義構(gòu)建的過程來獲取。在高中化學(xué)的教學(xué)實踐中,這要求教師避免直接灌輸諸如元素周期規(guī)律、化學(xué)平衡原理等知識點。相反,教師應(yīng)設(shè)計問題情境,激勵學(xué)生主動探究。基于遵循建構(gòu)主義原則的教學(xué)模式,能促使學(xué)生在積極探索中將新知識融入既有的認(rèn)知框架,從而深入理解化學(xué)知識,增強(qiáng)學(xué)習(xí)能力和思維品質(zhì)[1]。
(二)多元智能理論
多元智能理論,由霍華德·加德納所倡導(dǎo),主張人類的智能是多維度的,而非單一的,涵蓋了語言智能、數(shù)理邏輯智能、空間視覺智能、身體動覺智能、音樂韻律智能、人際交往智能、自我認(rèn)知智能以及自然探索智能等多個方面。在高中化學(xué)的創(chuàng)新教學(xué)實踐中,多元智能理論為教學(xué)策略的制定提供了多元化的視角。對于擅長語言智能的學(xué)生,可以通過組織化學(xué)知識講座、編寫化學(xué)科普短文等途徑來促進(jìn)其學(xué)習(xí);對于數(shù)理邏輯智能較為突出的學(xué)生,則宜引導(dǎo)他們進(jìn)行化學(xué)運算、推導(dǎo)化學(xué)反應(yīng)方程式等;而對于空間視覺智能較強(qiáng)的學(xué)生,則可利用搭建分子模型、繪制化學(xué)實驗裝置示意圖等活動來激發(fā)其潛能。如此這般,根據(jù)學(xué)生各自的智能特長,采用多樣化的教學(xué)手段,能夠全面點燃學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,發(fā)掘每個學(xué)生在化學(xué)學(xué)習(xí)中的獨特才能。
二、高中化學(xué)教育中創(chuàng)新教學(xué)必要性
(一)教育理念轉(zhuǎn)變需求
在當(dāng)今教育持續(xù)進(jìn)步的背景下,傳統(tǒng)的以知識灌輸為核心的教育理念正逐步向培育學(xué)生綜合素質(zhì)及創(chuàng)新能力方向轉(zhuǎn)變。高中化學(xué)教學(xué)不再僅僅局限于要求學(xué)生識記化學(xué)方程式、物質(zhì)特性等基礎(chǔ)內(nèi)容,而是致力于引導(dǎo)學(xué)生領(lǐng)悟化學(xué)學(xué)科的內(nèi)在本質(zhì),培養(yǎng)其運用化學(xué)知識解決現(xiàn)實問題的能力。通過創(chuàng)新教學(xué)模式,融入項目式學(xué)習(xí)、探究式實驗等新穎教學(xué)方法與手段,打破了傳統(tǒng)課堂的單調(diào)氛圍,促使學(xué)生從被動接受知識轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃犹剿髦R[2]。這一變革不僅順應(yīng)了教育理念轉(zhuǎn)變的大勢,更為學(xué)生適應(yīng)未來社會的多元化發(fā)展需求奠定了堅實基礎(chǔ)。
(二)學(xué)生發(fā)展特點需求
高中階段的學(xué)生思維活躍,求知欲強(qiáng),正處于認(rèn)知能力和人格形成的關(guān)鍵發(fā)展階段。他們對周遭世界滿懷探索熱情,不再局限于課本上的知識灌輸。創(chuàng)新教學(xué)模式能夠緊密貼合學(xué)生的這一成長特性,采用豐富多樣的教學(xué)手段來激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動力。譬如:借助多媒體技術(shù)展現(xiàn)微觀化學(xué)世界的神奇變幻,組織小組合作進(jìn)行化學(xué)研究項目等,讓學(xué)生在既富有趣味又充滿挑戰(zhàn)的學(xué)習(xí)氛圍中,充分發(fā)揮其主觀能動性。這種針對學(xué)生發(fā)展特性的創(chuàng)新教學(xué)法,能更有效地發(fā)掘?qū)W生潛能,促進(jìn)其個性化成長,幫助學(xué)生在化學(xué)學(xué)習(xí)中收獲自信與樂趣,從而提升學(xué)習(xí)成效。
(三)化學(xué)學(xué)科特性要求
化學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ),融合理論與實踐的學(xué)科,其知識體系既繁雜又相互交織,涵蓋從微觀粒子至宏觀物質(zhì)的廣闊范疇,以及從化學(xué)反應(yīng)原理到工業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用的深層次內(nèi)容,展現(xiàn)出強(qiáng)烈的邏輯性和抽象特征。傳統(tǒng)的教學(xué)方法往往難以使學(xué)生全面且深入地把握化學(xué)知識的內(nèi)在聯(lián)系及其實際應(yīng)用價值。而創(chuàng)新教學(xué),依托現(xiàn)代教育技術(shù)和新穎的教學(xué)模式,能夠?qū)⒊橄蟮幕瘜W(xué)概念具象化,例如:利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)模擬化學(xué)實驗過程,使學(xué)生能夠直觀地觀察到實驗現(xiàn)象背后所隱藏的微觀本質(zhì)。此外,創(chuàng)新教學(xué)強(qiáng)調(diào)理論與實踐的緊密結(jié)合,通過組織學(xué)生進(jìn)行化工生產(chǎn)的實地考察等活動,讓學(xué)生親身體驗到化學(xué)知識在日常生活和工業(yè)生產(chǎn)中的廣泛應(yīng)用。
三、高中化學(xué)教育中教學(xué)方法創(chuàng)新路徑
(一)開展探究實驗,培養(yǎng)創(chuàng)新實踐能力
在高中化學(xué)教學(xué)中,實施探究式實驗是增強(qiáng)學(xué)生創(chuàng)新與實踐能力的有效方法。教師可以利用實驗操作環(huán)節(jié),激勵學(xué)生自主探尋化學(xué)知識領(lǐng)域。為此,在實驗開展之前,教師應(yīng)提出問題,激發(fā)學(xué)生的探究欲,促使他們帶著問題去構(gòu)思實驗設(shè)計。通過親手實驗操作,學(xué)生能夠更透徹地領(lǐng)悟化學(xué)反應(yīng)的機(jī)理,并鍛煉問題解決技能[3]。此舉不僅能有效點燃學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,還能促使他們在實踐中進(jìn)行思考,從而強(qiáng)化創(chuàng)新思維。
以《鐵及其化合物的性質(zhì)》教學(xué)為例,教師可策劃一項探究式實驗。首先,拋出問題:“怎樣通過實驗來探究鐵及其化合物間的相互轉(zhuǎn)變?”以此引發(fā)學(xué)生的思考。隨后,組織學(xué)生分組研討,制訂實驗計劃。學(xué)生可能會考慮利用鐵與各類氧化劑的反應(yīng),來觀測生成物的變化。在實驗過程中,教師應(yīng)指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行精確操作,例如量取適量的鐵粉、配制溶液,以及調(diào)控反應(yīng)條件等。當(dāng)學(xué)生把鐵粉加入氯化鐵溶液時,會觀察到溶液顏色逐漸變淡,通過產(chǎn)物檢測,得出鐵能將三價鐵還原為二價鐵的結(jié)論。接著,引導(dǎo)學(xué)生嘗試將二價鐵氧化為三價鐵,并思考選用何種氧化劑。經(jīng)過實驗探索,學(xué)生發(fā)現(xiàn)加入過氧化氫等氧化劑可實現(xiàn)這一轉(zhuǎn)變。在整個探究過程中,學(xué)生勇于嘗試新方法,設(shè)計多樣化的實驗步驟,不僅掌握了鐵及其化合物的特性,還在實踐中錘煉了創(chuàng)新與實踐能力,學(xué)會了如何運用所學(xué)理論知識解決實際化學(xué)問題。
(二)運用思維導(dǎo)圖,提升邏輯思維水平
在高中化學(xué)教學(xué)實踐中,思維導(dǎo)圖成為提升學(xué)生邏輯思維能力的重要輔助工具。教師可以指導(dǎo)學(xué)生在學(xué)習(xí)新知識時,利用思維導(dǎo)圖來理清知識框架,特別是在面對復(fù)雜的化學(xué)概念或反應(yīng)過程時,教師應(yīng)先引領(lǐng)學(xué)生識別出核心知識點,隨后鼓勵學(xué)生以此為核心,逐步延伸出各個分支,深入挖掘知識點間的內(nèi)在聯(lián)系[4]。通過構(gòu)建思維導(dǎo)圖,學(xué)生能夠?qū)⑺槠闹R整合成系統(tǒng),清晰地展現(xiàn)出知識結(jié)構(gòu)的全貌,從而加深對化學(xué)知識的理解與記憶,進(jìn)而提升邏輯思維能力。
對于《物質(zhì)結(jié)構(gòu)元素周期律》這一節(jié),教師在課堂上可如此指導(dǎo)學(xué)生運用思維導(dǎo)圖。首先,確定“元素周期律”為中心主題,引導(dǎo)學(xué)生思考元素周期律所涵蓋的內(nèi)容。學(xué)生開始繪制思維導(dǎo)圖分支,自然會聯(lián)想到原子結(jié)構(gòu)、元素性質(zhì)等關(guān)鍵要素。對于原子結(jié)構(gòu)這一分支,進(jìn)一步細(xì)化為原子核、核外電子等子分支,詳細(xì)解析它們與元素周期律的關(guān)聯(lián),比如:核外電子排布的周期性如何影響元素性質(zhì)的周期性變遷。在元素性質(zhì)分支上,繼續(xù)延伸出金屬性、非金屬性等特性。教師指導(dǎo)學(xué)生按照周期和族對元素周期表中的元素進(jìn)行分類,分析并總結(jié)同一周期和同一族元素性質(zhì)的遞變規(guī)律,并在思維導(dǎo)圖中清晰呈現(xiàn)。譬如:同一周期內(nèi),從左至右,元素的金屬性遞減,非金屬性遞增,學(xué)生可通過列舉具體元素的化學(xué)反應(yīng)實例來佐證這一規(guī)律,并將其標(biāo)注在思維導(dǎo)圖的相應(yīng)分支上。如此,學(xué)生通過繪制思維導(dǎo)圖,不僅系統(tǒng)梳理了物質(zhì)結(jié)構(gòu)與元素周期律的知識體系,還在思考與整理的過程中,鍛煉了邏輯思維能力,使得他們對這部分知識的理解與運用更加條理清晰。
(三)借助智能技術(shù),優(yōu)化化學(xué)教學(xué)模式
在當(dāng)下的數(shù)字化浪潮中,智能技術(shù)為教育領(lǐng)域開辟了眾多變革的新契機(jī)。針對高中化學(xué)教學(xué),智能技術(shù)的融入打破了傳統(tǒng)教學(xué)模式在時空上的束縛,以更為直觀、鮮活的手段展現(xiàn)抽象的化學(xué)知識[5]。教師可以借助智能技術(shù)發(fā)掘多元化的教學(xué)資源,例如化學(xué)模擬實驗工具、虛擬實驗室系統(tǒng)等,將微觀層面的化學(xué)反應(yīng)歷程、復(fù)雜的化學(xué)構(gòu)造等以可視化的方式呈現(xiàn)給學(xué)生,助力學(xué)生更深入地領(lǐng)悟化學(xué)原理。
以《物質(zhì)的量》這一小節(jié)為例,教師可充分發(fā)揮智能技術(shù)的輔助教學(xué)功能。在闡釋物質(zhì)的量這一抽象概念時,教師可依托多媒體軟件,制作生動的動畫展示,將微觀粒子的數(shù)目與宏觀物質(zhì)的重量、容積等建立起直觀聯(lián)系,促使學(xué)生準(zhǔn)確把握物質(zhì)的量這一物理量的內(nèi)涵。在課堂實訓(xùn)環(huán)節(jié),教師利用智能作業(yè)系統(tǒng)布置與物質(zhì)的量相關(guān)的計算習(xí)題。該系統(tǒng)能夠即時匯總學(xué)生的答題信息,剖析學(xué)生在公式應(yīng)用、概念把握等方面的不足之處。譬如:若系統(tǒng)數(shù)據(jù)顯示學(xué)生在氣體摩爾體積的計算上錯誤頻發(fā),教師可在后續(xù)教學(xué)進(jìn)程中,借助虛擬實驗室軟件,模擬不同環(huán)境條件下氣體體積的變動情況,讓學(xué)生通過操控虛擬實驗,深刻領(lǐng)會氣體摩爾體積與溫度、壓力之間的關(guān)聯(lián)。此外,教師還可利用智能教學(xué)平臺,為學(xué)生推送定制化的學(xué)習(xí)資源,如針對氣體摩爾體積計算的專項訓(xùn)練題、相關(guān)知識點的微課程視頻等,以滿足不同學(xué)生的個性化學(xué)習(xí)需求,進(jìn)而優(yōu)化教學(xué)成效。
(四)推行翻轉(zhuǎn)課堂,促進(jìn)自主學(xué)習(xí)進(jìn)程
翻轉(zhuǎn)課堂,作為一種新穎的教學(xué)模式,顛覆了傳統(tǒng)教學(xué)中知識傳授與知識吸收的順序。在高中化學(xué)教學(xué)中實施翻轉(zhuǎn)課堂,能夠極大地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性。教師可指引學(xué)生在課前通過觀看教學(xué)錄像、查閱相關(guān)資料等途徑,自主掌握化學(xué)基礎(chǔ)知識,從而培養(yǎng)學(xué)生獨立獲取知識的能力。課堂上,教師的重點則轉(zhuǎn)向解決學(xué)生在自主學(xué)習(xí)中遇到的難題,組織學(xué)生開展小組研討、實驗探索等活動,以深化學(xué)生對知識的理解和運用能力。
比如:在講解《氯及其化合物》時,教師可在課前制作涵蓋氯氣性質(zhì)、制備等基礎(chǔ)知識點的教學(xué)視頻,并上傳至班級學(xué)習(xí)平臺。學(xué)生課前自主觀看視頻,同時記錄下自己的疑惑。課堂上,教師首先匯總學(xué)生的問題,例如“氯氣與水反應(yīng)的本質(zhì)緣由是什么”“實驗室制備氯氣的裝置設(shè)計原理何在”等。針對這些問題,教師組織學(xué)生展開小組討論。在探討“氯氣與水反應(yīng)的本質(zhì)”時,教師引導(dǎo)學(xué)生從氧化還原反應(yīng)的角度入手,鼓勵學(xué)生提出猜想,并通過實驗進(jìn)行驗證。學(xué)生分小組進(jìn)行實驗,向氯水中滴加紫色石蕊試劑,觀察溶液先變紅后褪色的現(xiàn)象,進(jìn)而深入探究氯氣與水反應(yīng)生成的次氯酸的漂白特性。在討論“實驗室制備氯氣的裝置設(shè)計”時,教師引導(dǎo)學(xué)生從反應(yīng)物的狀態(tài)、反應(yīng)所需條件、氣體性質(zhì)等角度進(jìn)行思考,學(xué)生通過分析,理解了裝置各部件的功能。通過這樣的翻轉(zhuǎn)課堂實踐,學(xué)生在自主學(xué)習(xí)與課堂互動的結(jié)合中,深入掌握了氯及其化合物的相關(guān)知識,自主學(xué)習(xí)能力得到了顯著提升。
(五)引入建模思想,強(qiáng)化化學(xué)知識建構(gòu)
在高中化學(xué)教學(xué)中,學(xué)生往往對抽象的化學(xué)知識感到理解困難。引入建模理念,可以幫助學(xué)生將復(fù)雜的知識內(nèi)容簡化并實現(xiàn)可視化。教師可以通過構(gòu)建模型的方式,引導(dǎo)學(xué)生整理知識框架,發(fā)掘知識之間的內(nèi)在聯(lián)系。通過模型的構(gòu)建,學(xué)生能夠更直觀地把握化學(xué)規(guī)律,增強(qiáng)對知識的理解和記憶,從而提高知識構(gòu)建能力[6]。
基于此,在講解《化學(xué)反應(yīng)與能量變化》時,教師可以指導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建能量轉(zhuǎn)化的模型。在課堂上,首先展示一些典型化學(xué)反應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化現(xiàn)象,比如鎂條燃燒時發(fā)出的光和熱。隨后,引導(dǎo)學(xué)生探究能量的來源和去向。教師可以提供相關(guān)的數(shù)據(jù),如反應(yīng)物和生成物的能量值,讓學(xué)生以圖表的形式來展示能量轉(zhuǎn)化的過程。學(xué)生通過繪制能量變化曲線圖,可以清晰地看到反應(yīng)物總能量與生成物總能量之間的差異,即反應(yīng)中的能量變化。接著,教師進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生將能量變化與化學(xué)鍵的斷裂和形成聯(lián)系起來,讓學(xué)生構(gòu)建出化學(xué)鍵與能量變化之間的關(guān)聯(lián)模型。例如:在氫氣和氯氣反應(yīng)生成氯化氫的過程中,學(xué)生分析出氫氣分子中氫-氫鍵斷裂需要吸收能量,氯氣分子中氯-氯鍵斷裂也需要吸收能量,而氫原子與氯原子形成氫-氯鍵則會釋放能量,最終得出該反應(yīng)為放熱反應(yīng)的原因。通過這樣的建模實踐,學(xué)生能夠深入理解化學(xué)反應(yīng)中能量轉(zhuǎn)化的本質(zhì),將抽象的知識轉(zhuǎn)化為具體的模型,從而加強(qiáng)對化學(xué)知識的構(gòu)建和理解。
結(jié)束語
在教育改革與信息技術(shù)發(fā)展的大背景下,高中化學(xué)教學(xué)創(chuàng)新意義重大。從理論基礎(chǔ)看,建構(gòu)主義與多元智能理論為其提供支撐;從必要性而言,契合教育理念轉(zhuǎn)變、學(xué)生發(fā)展特點及化學(xué)學(xué)科特性。創(chuàng)新路徑涵蓋多方面,通過開展探究實驗、運用思維導(dǎo)圖、借助智能技術(shù)、推行翻轉(zhuǎn)課堂、引入建模思想等,能有效提升學(xué)生的創(chuàng)新實踐、邏輯思維、自主學(xué)習(xí)及知識建構(gòu)能力,助力學(xué)生深入理解化學(xué)知識,為培養(yǎng)適應(yīng)未來社會需求、具備創(chuàng)新精神與綜合素養(yǎng)的人才奠定堅實基礎(chǔ),推動高中化學(xué)教育邁向新高度。
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