基于核心素养的高中化学大单元教学策略研究

2023-07-26 01:13黄小红
高考·下 2023年2期
关键词:大单元教学高中化学核心素养

黄小红

摘 要:从新课标要求来看,培养学生核心素养已经成为高中化学教学趋势,但高中化学核心素养所包含内容较多,包括化学价值观引导、科学思维培养等,传统教学方式已无法满足新课标教育需要和学生发展需求。大单元教学主要以单元主题为核心,实现知识点的拓展与延伸。结合大单元教学展开高中化学课程,有利于核心素养的渗透和学生化学知识体系的形成。为此,文章基于核心素养视角,针对核心素养概念及内涵开展解析,并提出如何以核心素养为培养目标,促进高中化学大单元教学策略的实施,进一步促进学生化学学科核心素养的发展。

关键词:核心素养;高中化学;大单元教学

学科核心素养强调学生在学习中呈现的价值观念、理论技能以及必备品质。结合高中化学特点分析,化学需借助实验和理论学习进行深度推理,此过程中,学生核心素养的形成将直接影响其知识体系的建构。为此,有必要以提升学生核心素养为目的,落实高中化学教育。单元主要指自为一体的某组学科内容,在单元主题下,学科内容之间存在紧密联系,以大单元教学为核心开展高中化学课程,更能引导学生沿着正确的化学思维规律展开知识探究。为达成核心素养培养目标,将大单元教学落实于高中化学课堂势在必行。

一、高中化学核心素养概念解析

《普通高中化学新修订课程标准》中明确指出,在高中化学学习过程中,核心素养属于高中生必备科学素养,是发展终身学习理念的重要基础。具体而言,化学核心素养包含五个维度:其一为宏观辨识和微观探析;其二为变化观念与平衡思想;其三为证据推理与模型认知;其四为科学探究与创新意识;其五为科学精神与社会责任。五个维度之间并非独立存在,而是需要形成相互关联、彼此渗透的发展态势,其最终目的在于帮助学生从根本上解决化学问题。基于宏观辨识与微观探析角度分析,其内涵包括引导学生从“微观角度”,形成对原子和分子结构的理解[1]。同时,在宏观和微观视域下,学生也能逐步获得依托化学知识解决实际问题的能力;变化观念与平衡思想,更多地强调学生对化学运动变化的理解,强调学生应立足于动态化视角,掌握化学的变化过程和呈现的规律,从而结合化学素养和化学技能解决生活问题;证据推理与模型认知,可帮助学生从分析、推理、认证的视角看待问题,形成系统的思维模式。在证据推理与模型认知素养下,学生可更清晰掌握研究对象具备的结构和特征,并明确研究对象之间的关联,进而通过系统的归纳和总结形成化学认知模型。同时,模型认知的形成也能帮助学生了解模型运用方法,从而借助模型形成对化学现象、规律、本质的合理解释;科学探究与创新意识下所组成的核心素养,可帮助学生准确地发现化学问题,掌握问题中具有价值的信息,并通过假设、推理、尝试等解析的方式,提出自己独到的见解。换言之,科学探究和创新意识,更注重学生在达成创造性成果后,将成果充分落实于具体实践;科学精神与社会责任顾名思义,可形成对学生学习态度的约束,使学生以严谨的态度和求真意识探查化学真理,并勇于挑战未知的化学世界。

基于核心素养概念解析可发现,核心素养属于课程教学的出发点,更作为学习的最终归宿,阐明在教学和学习中学生需要掌握的关键性能力,无论从化学学习观念还是化学思维的角度来看,核心素养的培养均超越以往教学目标。这不仅是化学教学上的变革,更是对知识建构形式的转型,可带领学生从浅层学习逐步拓展至深度学习。

二、基于核心素养的大单元教学的重要作用

单元教学主要指“将课堂教学着眼点集中于完整的单元上”,并立足整体视角,设计单元内容,实现课堂活动、实验内容、课外实践的有机整合。大单元教学流程多以“单元导学课—教师示范课—迁移训练课—对比实验课—拓展训练课—主题收获课”的方式呈现。从大单元整体教学特点分析,符合教育改革要求,屬于智慧教育背景下新型教学产物,并且大单元整体教学形成对现有教材的梳理和补充,在整合重难点内容的同时,将知识以更完整的形式呈现。此外,单元教学改善传统“主题单元”,融入“知识体系单元”,不同单元主题特征更为鲜明,不仅拓展学生学习范围,还为培养学生核心素养,为提高化学教学质量、效率奠定一定基础[2]。

新课标的出现改变高中化学原有教学方向,更针对化学提出核心素养的培养要求,但就现阶段化学教学模式来看,一味地融入核心素养元素,难免影响教学时效性和有效性,甚至限制学科素养与专业课程的融合培育效果。学科教育与学科素养可作为“内容标准”和“学业标准”立足于高中化学教学课堂,二者之间存在紧密联系,并且“内容标准”是实现“学业标准”的基础。“内容标准”要求教师需要采用更符合高中生成长特点的教学方法进行知识点传授,“学业标准”强调在此基础上,整合单元知识,实现“内容”深度和广度的延伸。大单元教学符合两个标准培育目标,既保障教学成效,又确保教学质量。在大单元整合教学模式下,更能形成对课上教学目标、教学内容上的指引,有助于形成整体性、系统性、科学性化学课堂,为学生核心素养、学习水平的双向提升奠定基础[3]。

三、基于核心素养的高中化学大单元教学优化策略

(一)挖掘核心内容,明确教学目标

就高中化学教材的实际展现内容分析,化学教学中教师还需根据教学课程标准,结合实质内容实现大单元教学设计。教学的目的是引导学生学习知识,通过学习掌握知识并加以应用,而这便需要教师于教学中了解相应内容,结合难点、重点、易考点与易错点等内容实现整合,在挖掘核心内容的基础上引导学生通过学习掌握知识。以往教学中,教学虽然能够围绕上述内容,但基本上呈现出反复总结、练习的特点,而这虽然能够短期引导学生掌握教学内容,但学生在学习过程中能够发挥的主观能动性较差,常处于被动学习的局面。因此,在大单元教学中,教师不仅需要通过挖掘教材核心总结相关内容,更需要设计合理的方式,结合学生的认知特点,尝试优化教学方法和改进教学设计替代以往重复练习的教学环节,达成既提升教学效率,避免学生反复练习产生厌倦情绪的目的,并帮助学生有效掌握、应用知识[4]。

结合具体内容而言,大单元教学根据教材单元内容展开,将原本相对较为零散的内容整合成系统的大单元,根据单元整体的重点内容展开教学,此类方式相较于以往教学中将知识点过度细化的教学方式,能够更为有效地指向学科核心素养,并且引导学生在教学活动中,基于教师呈现的知识点,通过直观方式引导学生学习、思考,保证学生在学习过程中能够呈现较强的主观能动性,整合知识的同时,实现整理归纳,提升知识构建能力。但需要注意的是,教师还需在教学目标引导下,将单元教学与教学目标整合,进而在潜移默化中培养学生的探索能力,使学生面对问题时第一时间主动思考,尝试利用自身以往所学知识解决问题,而不是期待教师的“帮助”。在这种情况下,教师还需做到知识本位——学生本位的教学优化,以此实现有效教学[5]。

举例分析,以“原子结构与元素周期律”相关知识为例,为确保单元教学活动的有序开展,教师应系统分析单元下《元素周期律》《化学键》等课程的时间安排,整理“原子结构”“电子层排布”等相关知识点,设计大单元教学计划。为深化学生对单元下各章节知识点的理解,教师可针对物质结构讲解顺序进行调整,基于元素周期表和周期律进行合理分配。如开展《核外电子排布》课程时,可适当引入“氧化还原反应”相关内容,引导学生结合反应后核外电子排布的变化展开研究,以此促进学生化学知识体系的形成,深化学生对结构决定性质的理解。又如在进行“锌和硫酸铜溶液反应”相关内容时,可先带领学生分析锌与铜离子在反应前后的核外电子排布,并适当融入化学键知识内容,以此加强学生对氧化还原中得失电子的理解,使学生更清晰地了解物质结构变化。在探究过程中,教师还可结合信息技术展开动画、视频的解说,从电子得失角度引导学生了解具体信息,进而从宏观、微观的不同角度了解知识,从实际问题的解决中掌握并运用知识,实现教学目的。

(二)锻炼化学思维,增强自主学习意识

新课标强调高中生核心素养的重要性,而在化学核心素养中学生思维能力属于重要组成部分。因此,教师有必要针对学生化学思维进行强化,并注重培养学生自主学习意识,以此提升学生学习水平和素养。针对性地开展化学问题设计,有助于推进学生形成对问题的深度思考,促使其进入自主学习状态,也可达成对学生化学思维的培养。大单元教学模式下,传统的提问形式已经无法满足核心素养培养要求,因此,教师应合理设置问题梯度,以循序渐进的方式调整问题难度,以便学生开展问题探究,促进学生问题意识的

形成。

例如,教师在开展《同周期元素性质的递变规律》一课教学时,需明确本课程教学重点在于帮助学生掌握元素周期表中原子核外电子排布规律。为将教学落实于实际,教师可在教学完成后询问学生:“哪位同学知道元素性质随原子序数递增的本质是什么?周期性变化又是什么?”以此问题鼓励学生展开探究,分析并解答疑问。在学生开展问题探究过程中,教师需分析学生的回答,并给予评价。以往高中化学评价多以定期测试为主,对学生学习能力的评判标准大多在于成绩,而这种评价方式限制学生学习水平的提高,也影响学生在化学领域的发展。为此,教师应完善评价体系,将学生学习过程和测验结果统一纳入评价过程中并及时根据评价结果调整教学计划,针对学生出现的学习问题进行一一指正,以此锻炼学生化学思维,使学生能够在大单元整体教学方式下,形成起伏思维,从而实现对化学知识点的灵活掌握。

又如《认识化学科学》单元包含三个主题和一个微项目,分别展现化学学科特点、物质性质的研究和重构方式、物质的量及其单位,微项目以探索膨松剂为主。针对本课程的大单元教学,可根据视频呈现化学组成、结构、性质等,并引导学生在观看的同时,思考如何以科学视角进一步探查物质的性质?以此深化学生对化学概念的理解。在学生理解后,再开展实验教学,带领学生观察金属钠,分析其物理性质和化学性质,阐述金属钠与其他活泼金属性质存在的不同之处,并结合实验完成问题解析,总结钠的基本性质。最后,为学生预留大单元作业,如讨论钠的用途、基于研究物质性质的方法设计认识Na2O2的方案等,以此确保大单元教学完整性,帮助学生养成良好的学习习惯。为锻炼学生实践能力和培养学习意识,实验过程可由学生自主开展,教师只需观察学生操作过程,考核其操作方式和实验步骤是否符合标准即可。在实验结束后,教师还需鼓励学生对实验过程进行总结,以学生自评和生生互评的方式分享学习经验,以此达到优势互补。此教学方式,不仅通过引导式教学,促进课程深入,激发学生学习兴趣,更通过学生自主学习的方式,实现学习目的。最后,利用多元化评价保障教学完整性,为学生在化学领域的发展奠定基础。

就目前的高中化学教学情况来看,教育取向已经成为教师研究的主要方向与热门课题。所谓教育取向,便是教育过程中对学生的培养方向、教学中如何实现对学生的培养。但需要注意的是,就目前的情况展开分析,大多数学生在学习过程中多是面向考试要求而实现的被动学习,而这虽然能够使学生的学习成绩呈现出较好的表现,却不利于学生在学习过程中实现创新。为此,应明确不同单元主题下高中生核心素养培养目标,制订更为详细的教学计划,为学生化学技能的提升、化学素养的提升,奠定基础。

(三)基于情境创设,完善认知体系

基于核心素养的化学大单元教學设计,强调单元设计策略需摒弃传统知识的呈现方式,应基于大观念、大主题、大过程的教学视角,开展知识内容的重组,使教学乃至学习内容均更加结构化和立体化。结合高中生化学学习特点分析,以创设化学情境的方式开展大单元教学活动,更有助于代入学生学习情感,使学生进入学习状态,从而更完整地吸收化学知识。为此,教师应在确立教学观念的同时,结合单元主题创设教学情境,以满足新课标下化学核心素养的培育要求。

以《非金属及其化合物》课程为例,本单元教学注重学生科学思维、化学认知能力的提高。为避免学生因单元学习难度过大,而产生知识点混淆的情况,教师可先开展情境创设,在情境中做好“元素种类”的切入。如实际过程中可明确学生现阶段已经被挖掘的元素包含100多种,其中除稀有气体外,非金属元素仅有十几种,并且此类元素大多存在于元素周期表的右上角。地壳中非金属元素含量最多的元素为O和Si;在空气中,O和N属于非金属元素含量最多的元素,同时,更属于维持地球生命运转的重要元素;除此之外,包括NO2、SO2等也属于人们生活中产生的气态氧化物。虽然高中化学教材中罗列的学生在高中阶段需要掌握的化学知识点,也能帮助学生打好学习基础,但仅凭借课上所学,不足以实现学生综合发展的目标。为此,教师可结合课程,借助信息技术为学生呈现《非金属及其化合物》课程的相关视频,并借助视频的方式深化学生对“非金属元素”的理解。

依托信息技术创设大单元教学情境的主要目的在于引导学生进入深度学习状态,促进学生认知体系的初步形成。在学生大致了解单元教学主题后,便可开展以学生为主体的实验活动,带领学生参与单元主题下,“硅酸(H2SiO3)的制备”“氯离子(C1-)的检验”“铵离子(NH4+)的检验”“亚硫酸根离子(SO32-)和硫酸根离子(SO42-)的检验”“浓硫酸与铜的反应及产物检验”实验过程中。此类实验包含学生在《非金属及其化合物》单元课程中需掌握的实验内容,按照学生认知规律,调整实验视频播放顺序,更有助于学生对单元主题下各知识点的吸收与掌握。教师需明确,核心素养下的大单元教学更注重学生科学思维和认知能力的培养,强调以学生为主的单元教学活动。因此,在学生掌握单元教学主题后,教师应围绕单元主题下的各个分支,组织学生开展自主实验操作。在实验操作过程中,教师也可结合以问导学的方式,提出相关问题,如为何在检验C1-的过程中需要加入稀硝酸?H2SiO3的制备中所涉及的离子方程式是什么?SO42-的检验中为何要先加足量的稀盐酸?一方面为学生明确实验方向,另一方面促进学生在实践的同时,完成思考。此类教学内容更注重学生核心素养的培养,有助于激发学生化学意识,促进学生认知体系的形成。化学大单元教学更注重课堂完整性,因此,在教学结束前,教师可带领学生进行课堂小结,由学生总结在实验中所形成的实验报告,并根据学生阐述情况展开评价,客观指出学生在课上学习的优势和误区,以此方式明确正确学习方法,促进学生化学学习水平的提升。

(四)了解学情表现,合理设计单元

教学过程中应用教学方法实现教学目的是教学的基础方式之一,而这便意味着教师还应从实际有效、具备较强可行性的角度来调整。因此,还应从教学理论角度出发,基于实践,不断实现优化。在这种情况下,学情便是教师需要首先了解的内容。学情,即学习情况,学生在学习中的表现,包括但不限于学习过程中呈现的整体情况、学习习惯与学习方式的倾向等。教师在了解学情,透彻掌握每位学生的学习表现后,能够更为有效地实现针对性教学,引导学生实现提升。结合大单元教学的设计展开分析,教师还应在了解学情后,根据学生的特点改变教学设计,基于教材内容实现针对学生的、符合学生學习水平的难度设计,保证设计的合理。

举例分析,教师可在《化学键化学反应规律》一课中应用此教学策略。课程内容的难度适中,因此,常见在大单元教学中的过渡阶段,课时方面多以1-2课时讲授为佳,教师可基于实际,通过对学生的学情分析,适当调整教学策略,在讲授过程中通过随堂问题、教学测试等方式,分析学生的表现,了解其思考水平。对于学生而言,此类知识相对较为抽象,而教师可将化学反应通过动画视频的方式呈现,在具备条件的情况下亦可使用信息技术软件或是前往实验室,通过模拟实验+实验室展示的方式,引导学生观察。这一过程中,为避免学生学习时出现困难,教师可以以相对简单的反应引导学生了解,必要时实时调整单元设计要素,从实际角度引导学生学习。简而言之,若是在本单元中学习存在问题,教师可基于实际,在后续单元的设计中加入学生尚未学习或是尚未掌握的内容,实时调整并保证学生的有效学习。

除此之外,教师还可根据学生的实际情况选择是否展开拓展延伸。热反应是化学反应中的常见内容,也是学生学习中常接触的内容。若学生在学习过程中能够有效、快速地掌握知识并实现应用,教师可在了解学生情况的基础上,适当实现拓展延伸,即根据实验或是动画模拟的方式为学生展示更多的内容,基于学生已经了解的知识进行引导,使学生了解到化学知识并非仅限于学习过程中所接触的内容,以此引导学生保持对化学学科的兴趣,实现更为有效的学习。

结束语

总而言之,高中化学与其他学科存在较大差异,其主要由人们在探索世界发展规律的过程中所形成的学科知识,化学不仅加深了人们对世界的了解,更影响着人们生活的多个方面。化学核心素养注重学生化学思维、化学品质、化学观念等综合素质的提升,以核心素养为教育方向开展化学课程有助于推进高中生在化学领域的研究和发展。同时,大单元教学特点决定其有助于学生化学核心素养的形成。为此,教师有必要挖掘化学教材内容,确立单元主题教学目标和教学范围,并以发展学生科学思维、自主学习意识为前提,基于学生学情,设计单元学习活动,使每位学生均能在富有情境和主题的化学理论与实验学习中实现核心素养的提升。

参考文献

[1]肖凯琦,邓丽娟,黄小玲,等.基于大概念的单元教学设计研究:以“我们周围的空气”为例[J].云南化工,2022,49(11):171-175.

[2]王云生.大单元教学的设计、规划和组织:以高中化学课程教学为例[J].基础教育课程,2022(20):4-12.

[3]宋孝艳.素养导向下高中化学大单元教学的意义与设计思路[J].教师教育论坛,2022,35(10):61-63.

[4]张跃.学科核心素养下的高中化学大单元教学策略探究[J].数理化解题研究,2022(27):134-136.

[5]吴文娟.浅谈学科核心素养引领下的高中化学单元教学[J].安徽教育科研,2022(23):16-19.

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