创新教学提升学生化学素养

2021-11-18 09:25陈小殿
求学·教育研究 2021年20期
关键词:化学素养提升实验教学

陈小殿

摘 要:高中化学新课程改革是以提升学生化学素养为宗旨的,要求高中化学教学必须超越对具体知识的学习,引导学生从已有的经验和将要经历的社会生活实际出发,帮助学生认识化学与人类生活的密切关系,关注人类面临的与化学相关的社会问题,培养学生的社会责任感、参与意识,逐步提升学生的化学素养,从“知识传导型”转变为“提高素质型”。文章主要探讨研究如何在化学课堂上提升学生的化学素养,让学生形成微粒观、元素观、实验观、分类观、变化观和化学价值观等。

关键词:实验教学;提升;化学素养

理科课程改革的核心和焦点是化学素养教育,化学是一门基础自然科学,它已经渗入国民经济的一切领域,我们顺应时代要求,将从“知识传导型”转变为“提高素质型”。其中包括在课堂上渗透微粒观、元素观、实验观、分类观、变化观和化学价值观等。

一、创新备课方式提升学生化学素养

化学科学家已经反复试验和验证的科学知识需要学生背诵或记忆。但学生学习化学知识更重要的价值在于形成一定的化学观念和清楚认识其中的规律,而不是死记硬背。因此在化学教学中教师应以“提升学生化学素养”为基础点来设计目标。 以“原电池”教学为例,我们要考虑: 这一内容承载了哪些关于能量转化的学科认识?如何在让学生掌握知识的同时,提升其化学素养?

从学生情况分析我们应该考虑:提升学生化学素养的过程中,学生的障碍点在哪里?

从教学策略分析我们就要考虑: 怎样的情景、问题、活动、归纳总结、板书设计有利于提升学生化学素养?

因此可以设计如下:

在“原电池”教学中我们从认识角度、观念性角度、能力表现角度去设计这节课,而认识角度从认知前提、途径与原理、效率、能量守恒规律四方面进行分析。

学生已有知识——化学能转化为电能是以自发的氧化还原反应为基础和前提,化学能与热能通过化学反应直接转化,化学能与电能的相互转化必须通过特定的装置。根据实验探究原电池将自发的氧化还原反应的氧化反应与还原反应拆分在不同的区域进行,是实现化学能转化为电能的前提条件。因此对比燃烧反应得出,同一反应,反应途径不同,能量转化形式也不同。化学能可以完全转化为热能,不能完全转化为电能,转化效率与装置和介质有关。最终理解:能量可以从一种形式转化为另一种形式,但能量守恒。通过认识的逐步推进,提升学生的分析能力,掌握设计、评价探究未知事物的一般思路和方法。

二、创新问题设计提升学生化学素养

微观世界是学生无法触摸得到的,要提高学生的素养,促进其形成微粒观,就要全面考虑学生原有知识储备与将要学习的知识内容之间的距离,设计一系列有递进性、层次分明的问题,使学生一步步地解决问题,并在此过程中学习到知识,形成微粒观,提升自身的化学素养。

例如以水的电离与溶液酸、碱性的关系为例,从微观视角认识水溶液体系,通过构建实验的原理、步骤、现象观察、结果分析等主线,改变学生以往被动参与的局面,增加学生的知识,又提高学生的方法与技能,我们可以如下设计。

问题线索:1.小灯泡不亮说明什么?2.灵敏电流计指针偏转说明什么?3.H2O中有什么离子?是如何产生的呢?粒子间存在怎样的相互作用?4.H2O中离子少到什么程度?数量关系如何?

知識线索:1.H2O中有离子存在但是很少;2.电离原理:H2O电离平衡建立;3.Kw建立及影响因素。

设计意图:1.宏观现象证实微观粒子存在;2.明确水中微粒种类,水中微粒间相互作用;3.明确水中微粒间数量关系。

三、创新小组活动设计提升学生化学素养

小组活动调动学生积极性、提高学生参与度,小组活动应以知识内容为基础而又要超越此基础形成一定的观念体系。形成一定的观念体系来提升学生化学素养是有层次结构的,小组活动设计就是要将这些知识基础与一定的具体事例情境相联系,以一组问题为起点,设计成层次递进的结构性的小组活动,从而建构起稳固的基本观念。把握活动的度是小组活动设计时要特别注意的地方。教师要选择适合的活动内容和方式,使大部分学生都能参与其中。

我们以盐类的为例。

[学生活动一]观看实验视频,回忆知识:3mL 1mol/L的醋酸和盐酸分别与等体积等质量的镁片反应。

1.同学们请仔细观察这瓶醋酸溶液,大家能观察到什么?

2.观察实验录像,回答问题:分别将足量的镁片加入3mL 1mol/L 的醋酸、盐酸中,(1)哪个物质一开始的反应速率快?平均速率呢?为什么?(2)最后产生的氢气哪个多?为什么?

通过讨论学生会弄清:同浓度同体积的弱酸、强酸电解质电离出氢离子的物质的量浓度不相同,导致产生气泡的速率不同,在弱酸中加入镁片后,促使弱酸向电离方向移动而使所有的氢离子反应完,最后像气球一样大。从宏观现象来理解微观粒子作用的本质原因。学生关注到溶液中的微粒以及微粒间的相互作用及对离子平衡的影响,便会主动地从微粒的角度分析盐的水溶液。

[学生活动二]盐溶液中存在的微粒的变化和结果。

1.从微观的角度看一杯水,能看到什么?

2.把CH3COONa 固体加入水中,又能看到什么?

学生已有知识:水的电离平衡H2O(液)? H++ OH-除了水分子还含有少量的H+和OH-,学生带着问题思考,明白CH3COONa 易溶性强电解质固体,在水中完全电离,以CH3COO- 和Na+形态存在于溶液中, 而CH3COO-和H+不能大量共存,形成醋酸分子使水的电离平衡右移,溶液中H+的浓度小于OH-的浓度,溶液显碱性。这样初步形成分析醋酸钠(盐)溶液的思路。学生的微观认知从单一性的电离或电离平衡过渡到对溶质与溶剂的微粒间的相互作用及结果的认识。

[学生活动三] 分析归纳、得出结论:1.列举哪些盐溶液呈酸性?哪些呈碱性、中性?2.总结归纳什么类型的盐溶液显酸性、碱性、中性;3.盐溶液显酸碱性的本质原因是什么?(师生一起总结);4.从水解的条件、实质、特征、规律等方面整合盐类水解的概念。

在学生会分析盐溶液存在的微粒,平衡反应的基础上,让学生自己举例说明呈现酸性、碱性、中性的盐溶液,促使学生形成用微观思维分析化学物质的意识,归纳出盐溶液呈现酸碱性条件、特征、理解规律,揭示实质——盐在水溶液中电离出非常少量的“弱离子”与水电离出的少量的H+或OH-结合生成弱电解质,破坏水的电离平衡,促进水的电离,使溶液中H+和OH-的浓度不相等。

四、创新反思策略以提升学生化学素养

学生科学素养的养成和提高,必须以课堂教学为载体,教师以化学的知识为载体和工具来帮助学生提升化学素养,所以在课的结尾时应该引导学生进行如下的反思:这节课解决问题的思路,所学知识与问题之间的联系,各知识要点间的联系。这样学生就能在解决问题中逐渐形成学科观点,提升学生化学素养。

参考文献

[1]中华人民共和国教育部.普通高中化学课程标准(实验)[S].北京:人民教育出版社,2012:1-3.

[2]刘知新.化学教学论[M].北京:高等教育出版社,2014:14-16.

[3]许小平.优化高中化学实验课堂教学的策略[J].教育观察,2014,32(3):74-75.

[4]朱朝菊,彭蜀晋.化学新课程的科学素养观及培养策略[J].中学化学教学参考,2005(8-9):5-7.

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