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文章编号:1008-0546(2012)06-0051-04
中图分类号:G632.41
文献标识码:B
doi:10.3969/j.issn.1008-0546.2012.06.022
初中科学与高中化学在课程思想和教材编写体系等诸多方面存在着差异。初中科学课程突破了传统意义上初中化学的学科知识体系的限制,初中《科学》教材(浙教版)综合了传统意义上的物理、化学、生物、地理等学科,为解决某一主题而将相关的知识融合起来,突破了传统意义上的以学科知识体系为主线的编写特点。高中化学新课程尽管也发生着巨大变革,但学科基本体系依然是课程主体,化学学科思想鲜明。从初中科学分化到高中分科教学,对学生的学、教师的教都是一种挑战,了解两者知识间的衔接,科学地处理好两者衔接知识的教学,对帮助初中学生更好地适应高中学习具有现实意义。
一、初中科学与高中化学知识衔接分析
以初中《科学》(浙教版)和高中化学(苏教版)为研究对象,不难发现,尽管初中科学是以综合性知识与主题性问题来编写,仍存在着化学知识与概念相对集中的章节。从化学学科及高中化学相衔接的角度来看,初中化学知识分散在《科学》七年级上、八年级上、八年级下、九年级上四册教材里。这些知识多数还将在高中化学中得到新的发展和提升,少数知识不再在高中化学中阐述而成为学科常识被“固定”下来。
从上述分析可知,初中科学将有关化学学科知识分解到四册教材中,知识点分散到各章节中,淡化了学科本位思想,打乱了传统意义上的学科知识体系,强化了知识综合以及运用科学综合性知识解决问题,在解决主题问题中落实知识教学,体现了三维教学目标统领教学的课程思想。
从初中科学的合科教学到高中分科教学,在课程形式上,需要师生做好心理过渡的准备,初中科学教师宜适当介绍高中分学科教学情况,高中教师应了解初中合科教学情况,为学生平衡过渡到各学科教学做好衔接。在课程思想上,高中化学教学则要发展学生的化学学科思想,形成较完整的学科知识体系。因此,高中化学对初中化学的知识起点无论从理论水平、内容深难度方面都提出了较高要求。在培养目标上,初中科学是启蒙学科,是九年制义务教育阶段的素质教育,其中涉及到的化学学科部分主要要求学生掌握简单的化学知识、基本化学实验技能、简单化学计算及化学在生活、生产及国防上的某些应用;其知识层次以要求学生“知其然”为主。高中化学是在九年制义务教育的基础上实施的较高层次的基础教育,化学知识逐渐向系统化、理论化靠近,对所学化学知识有相当一部分要求学生不但要“知其然”而且要“知其所以然”。学生要能将所学知识应用于具体问题的解决,还要能在实际应用中有所创新。
二、初中科学与高中化学知识重复与断层分析
虽然初中科学与新课程高中化学在编写时理念是相同的,而且都是按照新课程标准进行编写,但由于课程标准规定的要求、教材编写体系与内容选择、不同的教材编写组进行编写等诸多原因,两者在某些内容上存在着重复出现与知识断层现象。
1.知识重复现象分析
有些知识点在初高中教材中呈现的内容相差无几,甚至在知识的深广度要求上也差不多,那么在教学中没有必要重新按部就班地展开教学,应充分利用好学生已有的知识,只要在学生复习回顾的基础上适当巩固、补充即可,这样既避免了重复教学,又提高了教学效率。
2.知识点断层现象分析
对照浙教版的初中科学和苏教版的高中化学教材,我们会发现有些知识在初高中教材中均没有出现,但这又是学习高中新知识所必需的基础知识,初高中的某些知识存在着断层现象。这就需要我们在实际教学中补充相关内容,以防止初高中教学内容的脱节。
三、初中科学与高中化学知识衔接教学建议
1.重视知识教学的局限性,把握不同阶段的知识科学性
化学知识和初高中学生认识的发展性决定了初中化学知识教学的局限性。学生在高中时接受的观点与初中不符是正常的,是化学知识原理的发展体现,有些学生却当作是“高中老师的说法与初中老师的说法相互打架”而不知所措。因此,初中科学教师要了解高中化学知识衔接点,把握好化学知识的科学性,既要实现教学到位,又要预留学生后续学习的知识“接口”,防止绝对化处理,杜绝为简便教学取得暂时性的教学效果而不惜灌输错误观点的做法,比如,将元素符号脱离本质意义而拼音化,不注重方程式的意义而公式化,给出“AB+CD=AD+CB”的程式让学生套用,学生在初中可能应付得了中考,但这种学习习惯却会严重影响到高中化学学习。
高中化学教师要了解初中科学中化学知识点的分布和教学要求,重视知识教学的局限性。高中化学的内容大多是初中知识的基础上发展而来的,但它又不是简单的重复,它是初中化学知识的延展和提升。因此,需要清楚知识点的衔接处与断层处,清楚初中教学的深广度。
在化学学习的初级阶段,一些概念和原理往往有它们的不完善性和不全面性,到了高中阶段有些概念和原理就不一定成立,我们应以发展的观点来看待这些概念和原理,以科学的态度来学习化学,并在此过程中逐步构建迁移思想。例如,氧化还原反应知识点的教学,由于初中科学教材中对氧化反应和还原反应是分别介绍、分开教学的,在讲授氧化—还原反应时,如果直接向学生说明,氧化反应和还原反应不能单独存在,学生很容易产生疑问:在初中课本中,氧化反应和还原反应的定义不正是分开学习的吗?所以在学习这一节时,有必要先复习氧化反应和还原反应的定义,引起学生对这两个概念的回忆,再通过比较和实例分析,使学生认识到氧化反应和还原反应是同时存在于一个化学反应中的。其次,初中的氧化、还原反应的概念仅仅从得氧和失氧的角度建立的,有很大的局限性,对于高中化学而言已经不适用了。在教学时要利用与得氧、失氧有关的氧化—还原反应作为铺垫,进而再用化合价升降和电子转移的观点得出氧化—还原反应等一系列概念以及氧化—还原反应的实质。
2.梳理教材体系,衔接初高中的知识内容与教学方法
初中化学知识分散到初中科学教材体系中,主要是常识性介绍,没有形成一个比较完整的知识体系,化学知识之间的联系较少,结构不够稳固,掌握知识内容的程度有所下降,但他们的探究能力得到培养,解决问题的能力得到提高,初步养成良好的学习习惯和学习方法。高中化学知识则以物质结构、物质的量、化学反应中的能量变化、氧化还原反应、反应速率、离子反应、元素周期律的理论为主干,以初中化学知识点为教学的原点,使学生的知识点逐渐形成知识面进而构建起知识网。两者在教材体系和教学目标上存在着明显差异。
高中教学要有计划地补足初中教学中没有安排而在高中化学中常出现的知识点和方法。在教学中涉及到即渗透其中,例如:化学1专题1中物质的分类和专题3中两性氧化物的概念时必然会涉及到酸性氧化物、碱性氧化物的概念,但在初中科学中只有金属氧化物和非金属氧化物的概念,并没有出现酸性氧化物和碱性氧化物。元素化合价、差量计算法在初中的要求都不高,但在高中化学中却是分析问题的重要方法。
高中化学1的第一专题,既是初中化学学习的总结和概括,又必须为高中化学的学习打下新的基础,这是本专题编写中选择素材的一个重要依据。把“物质的分类及转化”、“物质的量”、“物质的分散系”等内容穿插起来,层层迁移递进,逐渐深入,依次展开,以此作为连接初高中化学的“纽带”。
初高中化学知识衔接教学要源于初中而又高于初中,需要初中科学教学与高中化学教学的相互呼应,初中科学教学可以帮助学生更好地了解高中化学的知识体系,高中化学教学要引领学生继续步入化学的殿堂。
参考文献
[1] 朱清时.初中科学(七年级至九年级全册)[M].杭州:浙江教育出版社,2005
[2] 王祖浩.高中化学1、化学2[M]. 南京:江苏教育出版社,2006
基于问题的高中化学习题教学策略分析
优化化学实验教学培养学生创新能力
新课程下化学教学反馈策略的研究
高中化学中的一些教学误区初步探索
数轴和坐标在化学教学中的应用
对一道溶液计算题的教学反思和对策
高一化学教学与初中有效衔接的尝试
例析燃料电池电极反应式的书写
谈化学教学中实施自主学习的体会与思考
化学教学中学生观察能力的培养
巧用课堂情境创设提高课堂效率
探析电解质中的“关系”考点
如何在化学实验教学中渗透“探究性”
情感教学在高中化学中的积极作用
对九年级化学几个问题的思考
浅议“错误”资源的有效利用
研读教材深挖知识走出误区提升素养
“六小组”式随堂实验教学模式
化学元素对人体健康的作用
高中彳匕学课堂有效教学的探索
例谈探究式教学设计的实施过程
“质量守恒定律"教学困惑与反思
关于硫酸性质的三个问题解释
教材单元章节引言设计特点浅析
培养高一新生学科兴趣初探
化学教科书模型呈现形式与使用策略
新课程理念下化学教材的处理与使用
人教版初中《化学》新教材习题特点的分析
“化学与生活”的教材内容与学习目标
浅析高中化学新教材(人教版)的新突破
浅谈教学中渗透与培养学生的化学守恒思想
初中化学探究教学不可忽视对比实验
漫谈化学教学“生活化”的实施策略
开发教材附加资源优化化学课堂教学
化学课堂“结尾”艺术漫谈
浅谈化学探究性教学在教学实践中的应用
上海世博会,唱响“低碳”主旋律
新课程背景下化学课堂教学目标的设计
新课改中课堂与课外相结合的实践
化学教学中培养学生思维能力的方法
化学新教材主题图的特点与使用策略
中学有机化学“断键”机理探讨
初中化学课堂教学问题情境创设例析
对新教材(苏教版)的编写与使用的商榷
浅析粤教版初中化学教材特点及教学策略
中学化学教材中有许多演示实验,其内容的呈现形式一般是实验过程、方法和实验仪器、药品的文字说明以及实验装置、实验方法的图示。教材呈现出来的这些内容是演示实验的简约方案,不是演示实验的全部,它只是帮助教师教学的一个例子,是教师教学的参考,教材中演示实验的过程方法不是对教师教学的限制和规定,而是教师教学的样本。教学实践表明,如果对教材呈现的演示实验不进行加工处理而照本应用于课堂教学,有些时候演示实验很难发挥其最佳教学效果或者根本达不到演示实验的目的。要想让演示实验发挥应有的作用,教师就需要认真思考演示实验教学中的关键性的问题——演示实验表现的内容、操作的方法和教学的语言,本文以二氧化锰催化过氧化氢分解演示实验为例加以说明。
一、过氧化氢催化分解演示实验
在王祖浩教授领衔主编的沪教版九年级化学和苏教版高中化学教材中都有过氧化氢加入二氧化锰催化剂催化发生分解反应的演示实验。
沪教版九年级化学中过氧化氢的催化分解实验如下[1]:
利用图2-9的实验装置,把稀的双氧水(6%的过氧化氢溶液)从分液漏斗慢慢加入装有二氧化锰粉末的锥形瓶中,收集一集气瓶放出的气体,用带火星的木条伸入集气瓶中。
研究表明,在双氧水制取氧气的反应中,加入二氧化锰能加速双氧水的分解。在反应前后,二氧化锰的质量保持不变,化学性质也没有发生变化。这种在化学反应中能增大化学反应速率,但本身的质量和化学性质在反应前后都没有发生变化的物质称为催化剂。
苏教版高中化学教材《化学反应原理》中过氧化氢的催化分解实验如下[2]:
向A、B、C、D 4支试管中分别加入等体积5%的H2O2溶液,再向试管中分别加入2~3滴洗涤剂,向试管A中加入2~3滴FeCl3溶液,向试管B中加入少量MnO2粉末,向试管C中加入一小块新鲜的动物肝脏,D试管留作比较用。观察、比较4支试管中发生的实验现象,并试着分析导致实验现象差异的原因。
实验表明,催化剂对化学反应速率有显著影响。催化剂是通过降低反应所需的活化能来增大反应速率。如图2-10所示,没有催化剂参与的反应,活化能(Ea')较大,则反应的速率较小;而有催化剂参与的反应,活化能(Ea)较小,因此反应速率较大。
从初高中催化剂的教学要求和教材呈现的文本材料我们可以看出,同样都是过氧化氢的催化分解实验,但用来说明的问题是不同的,初中教材中的实验用来说明催化剂的概念即什么样的物质是化学反应的催化剂,而高中教材中的实验用来说明不同催化剂对过氧化氢的分解催化效果不同和催化剂改变化学反应速率的原因。因此,过氧化氢催化分解演示实验在不同时期教学的角度和关注点是不同的。
二、演示实验教学应关注的问题
1. 演示实验的演示内容
教材中的演示实验都承载着课堂教学中知识的、技能的、方法的等多方面的教学任务,课堂上演示实验要把它所承担的任务全部完成,就要求在实验演示的过程中让其能展现的内容全面表现出来,让学生全方位观察体验。
催化剂是初中化学中的重要概念,教学要求是认识催化剂的基本特征。课堂教学中关于催化剂的演示实验就要能充分体现出催化剂具有的特征,让学生通过现象充分体验到催化剂的特点,要达到这一要求,演示实验的现象就要能表现出催化剂改变了化学反应的速率,而反应后物质的质量和化学性质没有发生变化,让学生在观察、比较中得出对催化剂的认识。过氧化氢催化分解实验的现象是知识层面的,实验过程的体验和现象的观察、结论的获取是技能、方法层面的,初中化学教学中通过二氧化锰催化过氧化氢的分解实验一定要让学生切实感受到催化剂具有的特征,让学生在知识、技能、方法上有所收获,还要为高中化学中催化剂的教学铺垫,即催化剂改变化学反应速率,但不能改变化学反应的方向,让学生在观察比较中意识到不是加入催化剂反应才发生。
高中阶段《化学反应原理》中催化剂的教学是初中化学学习的深入,目的是让学生认识催化剂加快化学反应速率的原因和不同催化剂的催化效果,因此,高中化学过氧化氢的催化分解反应的演示实验就应该能从现象上表现出催化剂加入改变了化学反应的过程,最终催化剂没有发生变化,从而达到演示实验的教学效果。
明确了实验要突出表现的内容,演示实验围绕着要突出表现的内容设计,让演示实验把教学需要的信息都呈现出来,演示实验才是有效的。做到这一点需要教师认真钻研教材研究演示实验,透彻理解文本材料,精心设计选择演示实验优化实验的做法。
2. 演示实验的演示方法
演示实验的操作方法需要精心设计安排,否则演示实验只能成为课堂教学的点缀,让学生看些热闹、有些新奇而已,很难达到预想的结果。
对于二氧化锰催化过氧化氢分解的实验,按照沪教版九年级化学教材中的方法进行演示实验,学生只是感受到过氧化氢接触到二氧化锰产生了大量的氧气,其它的可以说一无所获,实验中并没有现象能说明催化剂改变化学反应的速率、反应前后质量和化学性质都没有发生变化,学生也只能被动接受MnO2是双氧水分解的催化剂的观点,对MnO2催化双氧水分解后的质量和化学性质没有发生变化是半信半疑。MnO2是加快了双氧水的分解速率还是使常温下本没有进行的过氧化氢的分解反应发生了?MnO2有没有发生反应?MnO2的质量有没有改变?固体物质还是不是MnO2?这些方面的问题对学生认识催化剂的概念和分析物质是否是催化剂产生着影响。 按照苏教版高中教材中的实验方法进行教学演示,学生同样是只能看到过氧化氢在不同物质存在的情况下,生成氧气的速率加快了且加快的速率不同,也没有感受到催化剂改变了化学反应的过程,而最终质量和化学性质都没有发生变化。演示实验的形式不同了,但与学生在初中从实验中得到的体验没有什么不同,仍然是被动的接受催化剂改变化学反应过程的结论。
从沪教版九年级化学教材关于催化剂的演示实验本身来看,虽然不能把催化剂全部的特点显现出来,但实验的方法得当也可以减少学生理解催化剂的困难。我们可以这样来实验演示:
首先用一支试管取2mL6%的双氧水,让学生认真观察双氧水中产生的细小的气泡,感知过氧化氢在没有加入二氧化锰前就可以发生分解,但速率很慢;然后向锥形瓶中加入二氧化锰时,让学生体会到加入的量很少;连接装置后,通过分液漏斗滴加过氧化氢,既让学生观察产生气体的速率加快和感知气体的收集检验上,还要在气体收集满瓶和检验后锥形瓶已不在产生气体时,再向锥形瓶中滴加过氧化氢,锥形瓶中又产生气体,反复这样的操作几次,通过加入少量二氧化锰使大量过氧化氢分解,让学生体验二氧化锰没有在过氧化氢生成氧气时消耗,而是一直存在并发挥着催化作用。这样一来,学生对二氧化锰是过氧化氢分解的催化剂的认知就变得顺理成章了。
苏教版高中教材《化学反应原理》中关于催化剂的演示实验,要体现出教学需要的现象,需要对实验的方法进行必要的加工改造。过氧化氢分解的催化剂有很多,经过实验研究,我们发现FeCl3溶液对过氧化氢分解的催化作用十分明显,更重要的是,借助FeCl3溶液催化过氧化氢分解实验中出现的现象,可以把催化剂在反应过程中的变化表现出来,帮助学生完整地认识催化剂的催化原理。
课堂教学时,比较了不同物质的催化效果后,再引导学生观察FeCl3催化过氧化氢分解的实验。首先让学生观察FeCl3溶液的颜色,学生看到FeCl3溶液呈黄色,接着在试管中取2mL黄色的FeCl3溶液,然后用胶头滴管向FeCl3溶液中滴加数滴5%的过氧化氢溶液,学生可以观察到试管中产生了大量气泡,并且在产生气泡的过程中溶液变为红色,当试管中的气体逸出液体平静下来后,液体又恢复为黄色。再用胶头滴管向试管中滴加5%的过氧化氢,结果又出现了上述的实验现象。学生观察到这样的实验现象,自然明白FeCl3作为催化剂参与了化学反应,改变了反应过程,化学反应速率加快但最终FeCl3没有变化。
我们可以看出,演示实验的做法对提高演示实验的教学效果是十分重要的,同样的演示实验,不同的做法,学生的收获不同。
3. 演示实验的教学语言
笔者除了设计了合适的演示实验的操作方法之外,在演示实验的教学过程中还要有恰当的指导性语言的引领,才能启发学生思考演示实验中教师的每一个表情、动作、操作、步骤的用意,让学生去发现演示实验要揭示的问题,在演示实验的教学中获得知识、领悟方法。演示实验中的引导性用语一般是针对实验内容和实验要得到的结论设计的、富有启发性、引导性的问题或陈述语,演示实验教学的指导用语应该围绕演示实验解决的问题设计,要有针对性,富有启发引导作用。
在进行初中化学催化剂的教学时,二氧化锰催化过氧化氢分解的演示实验,可以设计下面的引导性语言、问题:
(1)仔细观察或轻轻摇动盛有过氧化氢的试管观察,你看到什么现象?该现象说明了什么问题?
(2) 将过氧化氢滴入锥形瓶后有什么现象出现?能试着猜想产生这种现象的可能的原因吗?
(3)过氧化氢反复多次滴入锥形瓶时,你又有什么发现?对此发现的认识是什么?
(4)通过上面的实验,能看出二氧化锰在过氧化氢分解中的作用吗?
高中化学催化剂的教学时,二氧化锰催化过氧化氢分解的演示实验,可以设计下面的引导性问题:
(1)请认真观察实验中出现的现象,并对它们加以描述。
(2)在初中催化剂学习的基础上,对此现象你有怎样的感悟。
(3)FeCl3溶液中多次滴加过氧化氢的现象是什么,这种现象说明了什么。
(4)通过这些实验,你对催化剂加快化学反应的速率有什么见解吗?
教师演示实验操作和现象配合教学过程中这些引导性的语言、问题,让学生在观察思考和分析归纳中获得了对催化剂较为全面的认识。
指导用语的运用要适时,有的语言和问题应在演示实验前给出,指导学生对实验的观察和思考,有的要在实验中提出,这样更能引起学生对问题的注意,有的要在实验后抛出,让学生对实验全面深入分析,防止实验结束学生思维即停止的情况。
[中图分类号]G633.8
[文献标识码]A
[文章编号]2095-3712(2014)20-0081-03
[作者简介]潘海澜(1974―),女,福建福州人,本科,福州教育学院第二附属中学教师,中学一级。
高中化学必修模块是高中化学课程为保障全体学生学好化学知识、建立化学思维打下基础的具体体现,是学习化学链条中的关键性和枢纽性的环节。苏教版高中化学必修模块中的《化学1》和《化学2》,一方面它们形式上虽然是独立的,内容上却有着密切的联系,《化学1》是《化学2》的基础和反映,《化学2》是《化学1》的补充和深化;另一方面,两者实质上构成一个整体,它们满足了后续课程对化学知识结构的要求,以及建立化学思维的需要。要顺利进行高中化学教学,做好《化学1》和《化学2》的教学衔接是必不可少的一个环节。
一、教学地位的衔接
首先,在整个高中阶段的化学学习中,高一的学习显得尤为重要。高一化学不仅具有承接初中和开启高中学习内容的功能,而且高一化学的知识难度、思维跨度让中学生深感困惑与畏惧。《化学1》全部内容与《化学2》大部分内容又恰恰落在高一阶段,因此就赋予了《化学1》和《化学2》在整个高中化学学习地位的重要性。其中,《化学2》延伸了《化学1》的教学地位,它既包含着必修课程中的核心理论知识,又在必修和选修之间起到一个承上启下的纽带作用。
其次,《化学1》一开始就充当了“铺路石”的角色,其内容具有基础性、实用性、关键性等特点,不仅能激发学生学习的兴趣,更能使学生明白化学学科的重要意义,并使学生能运用所学知识解释说明在日常生活中出现的种种现象,让学生感觉化学学习有用。而《化学2》犹如给“铺路石”添加“黏合剂”,进一步巩固了化学的地位。两者在教学中缺一不可又相互支撑。
最后,目前在高中会考中,《化学1》和《化学2》比重共占90%,其中《化学1》是重中之重。在近几年高考理综化学试题中,《化学1》《化学2》比重占60%左右,而《化学2》比《化学1》更进一步、更深一层,可以说这和高考要求的必修、选修各模块均有联系。由此可见,无论今后是否选择学习理科,学生都无法忽视必修模块《化学1》《化学2》。
二、教材内容的衔接
《化学1》《化学2》作为必修教材,主题突出,难点分散,两册教材遵循高中学生的年龄特点和认知发展规律,体现了目标、内容、方法等方面的合理衔接,构成了整个高中阶段化学学习的基础,为后续高中化学选修模块的学习提供了较好的保证。
(一)各主题教学内容的衔接
《化学1》《化学2》不以单纯的知识为线索简单地组织教材内容,而是把体现化学发展和化学与社会这两个主题的一系列知识有机地串联起来。如《化学1》中的在化学家眼中的物质世界、从海水中获得的化学物质、从传统矿物到信息材料,《化学2》中的微观结构与物质的多样性、有机化合物的获得与应用等主题,融合了大量的化学基础知识、基本技能和科学方法,加深了学生对化学学科重要意义和学习化学重要性的认识。
(二)相关化学知识的衔接
《化学1》《化学2》在相关知识材料的安排上有着千丝万缕的联系,两册教材分层有致,布局合理,顺应了学生能力的要求与发展。例如关于“化学反应”的知识,在《化学1》中描述了有关反应中原子的外层电子发生变化,不同于初中所学的四大基本反应类型,从而引出氧化还原反应;物质在溶液中的反应有些以离子态进行,需要学习离子反应,这些内容多是基础性介绍与学习。到了《化学2》,强调的是化学反应的过程中会发生能量变化和物质变化,变化的实质是旧化学键的断裂和新化学键的形成,要求学生感性认识、定性分析化学反应的快慢,并通过化学反应限度建立化学平衡及其移动的概念等,从理论上深刻认识化学反应的实质。《化学2》除了相同知识内容有衔接外,对理论的提升、规律的归纳也做足了铺垫。此外,除了《化学1》与《化学2》之间的衔接外,同一册必修教材上也有层级的衔接。例如“电解质”的知识,《化学1》专题1在物质分散系中以电离角度对电解质提出定义,专题2中的离子反应则是从导电角度再次提到电解质,为进一步学习强弱电解质、离子反应奠定基础。
(三)各活动栏目的衔接
在两册教材中呈现了各种栏目,其中蕴含着十分丰富的教与学的方法,可促进学生的学习方式的改变,调动学生的学习积极性,逐步提高学生科学素养、科学探索能力。
由表1中数据可以看出,教材中大部分栏目数量相近,说明教材的编写充分考虑到教与学的连续性与一贯性,而差异之处则很好地体现了教材内容的衔接。如《化学2》中“拓展视野”比《化学1》多出近一倍,目的在于引导学生高观点、大视野、多角度地认识化学学科,在知识形成、联系、应用过程中养成科学的态度,获得科学方法;也可以让人感受到自主学习的空间在扩大,学生能够通过不同的栏目获取各自发展所需要的知识、技能和能力,如实践性的栏目设置有利于培养学生的社会责任感、参与意识和决策能力等。
三、教学方法的衔接
在高中阶段,学生的学习从被动接受知识的经验记忆水平向主动学习知识的探索理解水平转变,因此在教学方法上更应该激发学生主动学习的欲望,并引导学生从本质上理解和剖析所学内容。
(一)重视起点,善于引导
为何大部分学生觉得高中化学难?关键在于初高中教材有部分内容脱节。福建省初中化学使用的是粤教版教材,而高中则使用苏教版教材。教师除了要熟悉初中教材体系和化学课标对学生学习化学概念和知识的要求,在教学过程中更应注重“起点教学”,即起点应低、起步要小。好比开手动档汽车,起步要慢、稳,否则就会熄火,教学也是如此,如果一开始太难、太深、太快,会事与愿违。
《化学1》在专题1就以“化学家眼中的物质世界”为主题,运用多彩的化学物质图片展示物质世界,又从“物质的分类与转化”入手,恰当铺垫,帮助学生温故知新。通常专题1在教学上所花费的课时数也较多于其他专题。而到《化学2》教学时,也依旧未脱离“起点”的要求,以“微观结构与物质的多样性”切入,与《化学1》的专题1相对应,承前启后、由浅入深。
高中必修教材的教学应以课标为基准,处理好教材内容,不能随意加深和拓宽。这就要求教师在教法上注意把握“深浅”,懂得“取舍”。例如氧化还原反应的教学,在《化学1》中多个专题都出现,在教学中不必马上引入氧化还原反应方程式的配平、较复杂的计算,以及“单线桥”等内容,这些内容可在《化学2》选修模块的学习中再逐步引入。不可能讲全、讲透的,那就不必多讲,学生的认知水平也有限,因此应尊重教材的设置,分专题、分步骤、分层次教学。总之,不要短时间就将内容讲得很深、很难,要让学生逐步适应高中阶段的学习。
(二)充分利用多种教学手段
教师要充分利用实验。高中必修教材中模糊了演示实验,提倡学生探究实验,因此教学方法也应当作出相应改变。让学生边学边做、边做边思考、边思考边理解。教师在教学过程中是指路人,学生是主体,教师可按照“精心设计―活动探究―归纳总结―得出规律―拓展延伸―形成能力”的思路进行教学设计。当然,《化学1》的演示、探究实验多数能直接操作,而到了《化学2》,课堂上无法演示的(如分子间作用力)、有关反应机理(如酯化反应的脱水方式)、有毒(如苯的性质)等实验明显增多,那么就要选择不同的教学手段,如充分利用现代信息技手段,使用视频、flas演示、网络等资源。同时也应充分利用教材设置各栏目,由“交流与讨论”导出“问题解决”,进而到“整理归纳”,使教学事半功倍,成效显著。
四、学习方法的衔接
高中学习方法、思维模式在三个不同年级表现不同。学习《化学1》时,学生刚步入高中,对学习充满了新鲜感,兴奋的心情会使学生产生积极的学习状态和态度,但多数学生的学习还是要依赖老师。高二阶段学生热情已淡去,既没了高一时的雄心壮志,也没有面临高考的紧迫感,是一个易出现“分化”时期。因此,学习《化学1》时,主要要求学生了解各物质性质,从而了解一类物质的所有类似性质,以记识为主,并在教师指导下,在不同的问题情境中掌握不同的学习行为和思维要求,了解“怎么学”的方法。到了《化学2》,应在“怎么学”基础上要求“理解学”,主要要求学生掌握反应原理和物质性质在实际生活中的应用,这更需要学生拓展知识面,学会反思,提高分析应用和自我评价的能力。
化学的学习得一步接一步,不可有一丝松懈;一环扣一环,不可掉链脱节。教师在高中化学必修部分更应该做好教学衔接,对教学负责,对学生负责,对自己负责。
参考文献:
[1] 谢鸿雁.高中化学必修模块《化学1》实施中存在的问题及教学建议[J].教育理论与实践,2009(11).
(2)高效教学呼唤有效的问题设计 范曰清
(6)谈初中学生如何构建定性和定量的概念模型 田长明
(8)试论化学教学中学生逆向思维能力的培养 苏菲男 王后雄
(10)培养学生“解说”能力 提高化学教学成效 赵国敏
(13)习题讲评促成学生化学认知结构的二次建构 严密
(15)在“认知冲突”中系统认识氧化还原反应 朱建兵 袁春仙
(18)家庭小实验在分子、原子教学中的应用研究 汤凌云 袁新刚
(20)用excel设计化学试卷分析模板 林秋成
(23)高中有机化学“直观教学策略”的应用研究 李敏 赵建宁
(25)利用生活中的物质 渗透生活即教育的理念 金庆华
课堂教学研究
(27)贯彻新颁课程标准 实施初中“基础实验”——一节“基础实验”公开观摩课的纪实与思考 沈伟红
(30)自信、快乐源自化学课堂——“展评学习法”在初中化学教学中的应用 徐晓春
(34)同课异构——新课程背景下化学课堂艺术化的展现——观摩展示课《铝及其化合物》有感 王敏
(36)合理洗课,打造简约高效的化学课堂 殷志忠
(38)实施问题导学 提高教学实效 袁婷婷 江锡钧
(40)高一化学起始阶段还可以这么教 姚天虬
(42)人文话题 科学解决——“应用溶解氧传感器提升金鱼幸福感”教学案例 罗嘉
(45)融入智慧,让化学课堂灵动起来——以“二氧化碳制取的研究”为例 曹斌
(47)交互式电子白板在初中化学课堂教学中的应用 刘水峰
课程改革研究
(49)夯实基本内容要求 防止实验教学滑坡——人教版九年级化学(2012年版)“科学探究”内容重大变化解读 胡巢生
(52)理性分析教材练习 优化化学作业设计 施爱彬 孙天山
(55)新课程背景下高中化学课本实验的使用策略 王旭红
(58)关于“问题链·导学”模式的实施和推广的几点思考 唐杰
(61)分子、原子教学中如何帮助学生初步构建微粒观 张彩玲
(64)文本研读 能力提升——例谈对化学教材的再加工 马学东
教师专业发展
(66)初中化学教师专业化发展的思考 饶志权
调查与研究
(69)初高中化学教学衔接的调查和研究 张荣 许志勤
教学设计
(71)情境中引发兴趣 探究中把握规律——苏教版化学2“乙醇”教学设计 高欣漫 郑柳萍
(74)“硫及其重要化合物”复习课教学设计与思考 张新桥
(76)“脂肪烃”的教学设计及反思 周新起
问题
讨论与思考
(79)两个实验引发的思考 李传庆
复习指导
(80)夯实基础 注重融合 彰显素养——谈高三化学元素及其化合物知识的复习策略 周跃
(83)浅谈提高单元复习课效率的方法——以“溶液”单元复习为例 吴丛铎
来自课堂
(86)任务驱动教学法在高中化学教学中的尝试 贾红梅
(88)用爱转化学困生 丁玲杰 王永臻
实验教学研究
(90)利用数字化实验研究硫代硫酸钠与硫酸反应速率的影响因素 陈功 罗榆琴 佘文静 马宏佳
学习是一个不断总结知识、归纳知识、反思知识的过程,倘若缺乏系统的知识结构和框架,初中生在学习化学的时候不但会“腹背受敌”,同时还会处处碰壁,并对化学产生恐惧的心理。对此,我们必须及时制订合理的解决方案。我认为,通过引导学生思考各类化学问题,可以让他们更加快速地把握知识的重点和难点,并在探索的同时将知识归纳整理,从而形成系统的知识结构。由此,不但可以扩展他们的知识面,同时还能加强他们对知识的理解。而且,在日后的学习和解题中,他们还能随时调动自身的知识积累,并从中寻找出有效的应对措施和方案,这样,才会全面提升初中生的化学探究能力。
一、结合教材,把握知识重点
教材是帮助初中生学习化学和探索化学的基础媒介,教材在课堂中的重要性不言而喻,特别是在知识的重点和难点方面,教材都有明确的标准。所以,在借助问题促进学生知识形成知识体系时,化学教师不仅仅要为学生讲解教材,更要引导学生去思考教材、探索教材,从而将其中的知识点构建成一个完整的结构,以便为知识体系的形成奠定良好的基础。但是,具体该如何操作呢?以苏教版初中化学第五章《金属与矿物》为例,该节课的重点和难点是帮助学生了解置换反应的概念,并可以完成金属化学性质的探究活动。但是,在教学过程中,假如我们只是照本宣科地为学生们解读知识,只会让他们陷入到被动当中,而且有些知识点将很难被他们所理解。对此,我改变了教学策略,在指导学生事先预习的基础上结合教材插图为他们提出了一些探究性的问题,如:“生活中都有哪些物品是用金属制作的?构成这些物品的金属材料都有哪些?我们所使用的金属物质都源自哪里?常见的金属矿物有哪些?所有的金属在空气中燃烧时所产生的现象是否都相同?”整体来看,这些问题不但发散性强,而且极具探究价值,可以有效激发初中生的探索兴趣。而在解答的过程中,我们可以引导学生循序渐进地去阐述,从而让他们的回答有条不紊、逻辑性强。由此,通过探究这些问题,可以让他们的头脑中形成一个简单的知识结构。
二、联系生活,强化知识体系
化学与生活有着密切的关系。譬如用洗衣粉洗衣服、胃酸过多的时候吃一些苏打片、氢气球升空等,这些常见的生活现象都包含了许多的化学知识。所以,在借助问题促进初中生形成知识体系时,我们在围绕教材的同时还可以从生活的角度入手布置探究问题,从而让初中生对化学知识的了解和认知获得进一步的提高。譬如在教学苏教版初中化学《应用广泛的酸碱盐》时:我们可以从生活的角度入手为他们布置这样的习题,“当我们出现胃酸症状的时候,通常都会吃一些苏打片,或者是喝一些苏打水,这是什么原理?我们做菜时所使用的盐和化学中的盐有哪些区别?假如人服用了化学中的盐,会发生哪些问题?”这些问题都是初中生在生活中常常遇到的,有些问题还是初中生一直未能理解的,譬如食用盐和化学中的盐的区别。所以,当我提出这些问题之后,学生们纷纷陷入思考。由此,当他们解答完这些问题之后,便会进一步把握该节课的知识,并可以将知识回馈于生活。由此可见,问题探索就是对知识的发现、理解和应用的过程。而在这个过程,学生通过对问题的理解和应用,便会慢慢形成一个系统的知识体系,从而让他们明白在以后的学习中该如何着手。
三、延伸探究,形成知识体系
学习是一个漫长的过程,并不是通过一节课或一个问题就能提高初中生的化学探究能力。所以,在教学期间,我们还要适当地借助多媒体、往届试卷等资源引导学生思考,从而间接延伸他们的探究平台,让他们在问题的牵引下进一步形成知识体系。譬如,利用互联网为学生们搜索一些有关化学实验的视频材料,让他们通过观看视频进一步感受知识的生成过程,或者是利用互联网为他们搜索一些往届的初中化学习题,让他们重新思考这些习题的解答方法,并间接渗透解题技巧。此外,还可以鼓励学生自行搜索一些化学课的教学小视频,并让他们将自己不理解的、无法掌握的部分记录下来,然后再由教师在课堂中为学生们解惑。这样一来,学生通过自行操作,不但可以慢慢养成良好的学习习惯;而且通过记录,还能间接巩固他们的知识结构,从而让他们懂得如何去学,该学什么。长此以往,必然会帮助他们形成坚实的知识体系。另外,我们还可以定期开展“技术小短文”活动,即引导学生撰写与化学相关的小短文,并让他们在短文中渗透自己对相关知识的看法和理解,从而使他们进一步了解自己在哪些地方还存在短板和问题。
总而言之,只有让初中生养成思考问题、探索问题的习惯,才能逐步构建完整的知识体系。在日常教学中,我们必须充分发挥自身的引导作用,让学生养成善于观察和善于发现的良好习惯,并让他们对思考问题和分析问题产生浓厚的兴趣,才能充分提高他们的化学探究能力。
【中图分类号】G 【文献标识码】B 【文章编号】1008-1216(2016)10C-0052-01
化学是现代初中学科教育中非常重要的一门学科,它对于初中学生的化学知识学习和综合素质的提高有着非常关键的影响。然而,由于受到传统教学理念的影响,再加上基础条件设施的不足,许多初中学校在学生的化学学习兴趣提高这一方面较为不足,而初中学生的学习兴趣对化学课程的学习质量又有非常大的影响,因此,教师要想有效地提高初中化学课程的教学质量,就必须认识到这些问题,积极采取有效措施发现初中化学教学的“情”与“趣”,从而有效地激发初中学生的化学学习兴趣,促进初中化学教学。
一、从教学方法入手发现初中化学教学“情”与“趣”
初中化学教师是初中化学课堂教学的组织者,初中化学教师的教学方法是否高效、科学,对于化学课堂教学气氛的营造、初中学生的学习兴趣以及课堂教学的有效性都有至关重要的影响,因此,初中化学教师要想有效地发现初中化学的“情”与“趣”,增强初中化学教学的趣味性,提高初中学生的化学学习兴趣,增强初中化学课堂的教学效果,首先应当从教学方法入手,摒弃低效、不科学的教学方法,积极采用高效、趣味的教学方法,从而提高初中学生的化学学习兴趣和学习质量。比如,教师可以采用多媒体趣味教学方法。传统的初中化学教学方法主要是教师在台上讲课,台下学生被动接受,这种教学方式太过枯燥,很难提高初中学生的学习兴趣,不利于初中化学课堂教学质量的提高。而多媒体趣味教学方法解决这一问题。多媒体趣味教学方法可以通过图片、视频、文字和音频等让初中学生感兴趣,将初中化学知识与其巧妙融合,生动形象、直观地将初中化学知识展现在学生的面前,为学生营造一个生动有趣、图文并茂的学习环境,从而有效地增强初中化学教学的趣味性,提高初中学生的化学学习兴趣。
二、从联系生活入手发现初中化学教学“情”与“趣”
化学来源于生活,初中学生的日常生活中处处可以看到化学知识的体现,因此,将初中学生的生活实际与初中化学教学联系起来,加以生活化,对初中化学的趣味教学是非常具有帮助作用的。对初中学生而言,利用生活实际辅助教学,比枯燥乏味、难懂的书面语言要具有吸引力,生活化的教学方法能够有效地激发初中学生的化学学习兴趣,拉近初中学生与化学知识之间的距离,增强初中化学教学的趣味性。因此,初中化学教师应当联系生活实际,发现初中化学教学“情”与“趣”。初中化学教师可以从以下几个方面联系生活增加教学的趣味性:第一,课前备课的生活联系。课前备课内容是化学教师开展课堂教学的前提和基础,因此,教师要想联系生活辅助教学,首先应当从课前备课的生活联系入手。教师备课内容主要是化学理论知识与教学资料的引入,因此,初中化学教师可以在进行备课内容的选择和流程设计时,将生活中的化学现象融入。第二,课堂教学的生活联系。初中化学教师可以通过先理论后生活的方法,在化学课堂的教学中,首先进行理论基础教学,然后通过引入一个与理论知识相关的生活实际事例辅助讲解,从而帮助初中学生更好地理解化学知识点,增强教学的趣味性。
三、从化学实验入手发现初中化学“情”与“趣”
化学实验是初中化学教学中最能体现趣味性的,而且,初中化学的实验教学是提高初中学生的化学实践操作能力,巩固初中学生的化学知识学习成果的重要教学手段。因此,初中化学教师应当认识到化学实验教学的优势,积极采取有效的教学方法发掘初中化学教学的趣味性。
比如,初中化学教师可以通过设计趣味的化学小实验,让初中学生在化学实验操作中不断提高对于化学学习的热情,从而提高初中化学教学的质量。以苏教版初中一年级化学教科书中的《盐酸与氢氧化钠的鉴别》实验教学为例,初中化学教师可以通过将这一知识点设计成趣味小实验的方法增强化学教学的趣味性。首先,教师应当为学生准备好两只试管,一只内装有无色稀盐酸(确保学生安全),另一只内装有无色氢氧化钠溶液,以及一瓶红色石蕊试液和试管架等仪器设备,在不事先说明两只试管中的溶液名称的情况下,让初中学生自行进行实验,激发初中学生的好奇心。在好奇心的驱使下,初中学生可以在实验中得出答案,与红色石蕊试液相融呈红色的是酸性溶液,而相融呈蓝色的则是氢氧化钠溶液。通过这样的小实验,初中学生可以不断提高化学学习兴趣。
综上所述,初中化学教师可以从教学方法优化,联系初中学生的生活实际,以及化学实验的教学等方面入手,发现初中化学教学“情”与“趣”,增强初中化学教学的趣味性。
参考文献:
对于初中学生而言,兴趣爱好对初中学生的学习效率和质量有着非常重要的影响,因此,初中化学教师要想在化学教学过程中培养学生的化学探究能力,首先得从初中学生的化学探究学习的兴趣入手,通过有效的教学手段,紧抓初中学生的化学探究学习的热情和兴趣,从而让初中学生愿意主动参与到化学教学探究中来,在愉悦、轻松的化学探究学习中,不断提高自身的化学探究能力和学习质量和水平.初中化学教师可以从以下几个方面有效地吸引初中学生化学探究学习的兴趣,培养初中学生的化学探究能力:第一,初中化学教师要紧抓初中学生的心理特点.初中学生年龄尚小,跟成年人的思维方式和想法特点是不一样的,因此,初中化学教师不可以用自己成年人的看待问题和学习的思维方式去教学初中学生的化学学习,对于初中学生而言,生动风趣的化学实验比枯燥的书面文字更容易吸引初中学生的化学探究学习的兴趣.比如说苏教版初中二年级化学教科书下册中关于《镁的化学反应》这一知识点,初中化学教师如果光靠书本中的关于《镁的化学反应》这一知识点文字叙述来教学初中学生是无法真正地有效提高初中学生的化学探究学习的兴趣和探究能力,而如果初中教师通过实际的化学实验操作来辅助课堂教学,利用镁的燃烧等直观、形象的镁的化学反应可以达到有效地吸引初中学生化学学习的兴趣、培养初中学生的化学探究能力的目的.第二,初中化学教师做化学实验时可以结合初中学生的日常生活.化学教师可以从初中学生的日常实际生活中找到关于初中化学知识的实际表现,从而增强学生化学学习中的亲切感,有效地提高初中学生化学学习的兴趣和探究能力.
二、创造初中学生化学探究学习的机会
初中化学是一门实践性非常强的学科,因此,初中化学教师要想培养和提高初中学生的化学学习质量和探究能力,就必须为初中学生创造更多的化学实践探究学习的机会.初中学生是初中化学教学的主体,初中化学教学的根本目的就是为了提高初中学生的化学学习质量和实践探究的能力,因此,初中化学教师必须认识到这一点,将初中化学课堂学习的主动权交还给学生,从而有效地调动初中学生化学学习的主动性和探究能力.化学教师为初中学生创造更多的化学实践探究学习的机会以达到培养学生化学探究能力可以从以下几个方面入手:第一,多为初中学生创造化学自主实验的机会.传统的初中化学课堂教学模式中,由于出于初中学生的安全考虑、学校的化学实验基础设施的不足以及初中化学教师的实验观念不高等原因,学生在化学课堂学习中很难真正接触到化学实验的实际操作,大多时候都是化学教师通过个人课堂化学实验演示来将化学书本中提到的化学反应等知识点展现给学生看.初中学生接触不到化学实验的真正实践操作,自然也不能够透彻地理解初中化学知识,也没有自主探究学习的动力.所以,初中化学教师要积极创造更多的化学实验教学的机会,将化学实验教学的主动权交到初中学生的手上,让初中学生通过自主实验探究学习的方式有效地提高自身化学学习的效率和水平,从而达到培养初中学生化学实验探究能力的目的.第二,化学教师可以让学生在日常实际生活中创造化学实验探究学习的机会.初中化学与人们的日常生活息息相关,只要初中学生细细观察,就能够在日常实际生活中找到化学知识的体现,从而锻炼初中学生化学探究能力.
二是学习内容上,初高中化学本身存在一些不相适应。初中化学的学习以形象思维为主,通常从熟悉、具体、直观的自然现象或演示实验手,建立化学概念和规律;而高中化学的学了要加强形象思维外,还要通过抽象、理想的化学模型建立化学概念和规律。
三是学习方法上大多数学生还未走出初中学习的模式。不少学生仍在用初中的学习方法和思维模式来学习高中课程,对教师具有很强的依赖性,引起学习方式的不适应。
如何处理好初高中化学教学的矛盾,使初高中化学在教学内容上实现有机统一;使初高中化学教学能有机地整合并协调发展;使初中的教学能更好地为高中的教学服务显得非常重要。要做好初高中化学的衔接要做好以下几点。
一、注重初高中教材的研究,了解新课程知识内容的变化是做好初高中教学衔接的前提
作为教师,应注重初高中教材的研究,初中教师要能够知道哪些知识在初中必须过关,哪些知识点在初中有出现而高中不再出现;高中教师基本明确哪些知识点在初中已经基本解决;哪些知识点初三教材中出现但中考不作要求,高中教材不再出现但有要求;哪些知识点在初中未解决,应在高中拓宽和加深,应做到心中有数。
一是原大纲上有,但新课标删去的知识点;二是新课标中有但比原大纲降低了要求的知识点。如O2和CO2的主要性质;实验室制取O2和CO2;氧化反应、还原反应;常见酸碱的主要性质和用途;分子、原子、元素、化合价、化学式等;三是高一年级时需对初中某些知识加深、完善的知识点。如氧化还原反应;结构理论的初步知识;对酸、碱、盐、氧化物的分类;酸碱盐溶液的导电性;酸、碱、盐的化学性质;复分解反应发生的条件及应用等。
在课标删减或降低难度的知识点中,很多在高中的学习中马上要用到,如酸碱盐的溶解性在离子反应中的运用,建议对于类似这方面的知识,初中教师在上新课的时候能够在相应的章节做适当的拓展,特别是初中有出现但没作要求但高中有要求并没再出现的;高一教师在开学初可不急于上新课,而是利用一些时间对初中化学基础知识部分进行复习,重点是对化学用语、物质分类、酸碱盐、化学实验等相关知识进行系统和深化。
二、做好学生学习方法的指导是做好初高中知识衔接的关键
知识必须通过学生主动建构才能获得,只有学生积极主动去学习,学生的知识才能建构。化学又是一门专门研究物质的组成、结构、性质及其变化规律的科学,有其自身的规律和学习方法。因此,教师对学生进行化学学法的指导,引导学生主动构建化学的概念和规律显得尤为重要。
一要学会“推论—实验验证”的科学方法。采用“推论—实验验证”的科学方法,就是引导学生用已学的知识对事物进行推论,而后再用实验进行论证。
二要学会用联想、类化的学习方法。高一化学《物质的量》这一节是学生学习的困难点,在教学时,可引导学生采用联想、比喻的方法进行学习,可让学生联想熟知的长度、质量、时间、电流等,指出“物质的量”与它们一样是一个物理量的名称,是一个整体,不能拆开。巧妙地引用这样的联想和类化,可以帮助学生直观地认识、理解、掌握许多肉眼看不到的微观世界的知识,有效地提高学生的学习效率。
三要学会用比较、对照的学习方法。很多学生在学习过程中感觉化学知识太细、太零散、太零乱极易混淆。如在学习高一《钠的化合物》时,可引导学生采用比较、对照的方法对氧化钠和过氧化钠、碳酸钠和碳酸氢钠从组成、类属、物理性质、化学性质等方面进行比较,找出它们的相似点、不同点和相互转化关系。使学生不仅一目了然地掌握知识,同时也培养了他们良好的学习习惯。
一、基于学生发展核心素养的科学精神的探讨
科学精神培养是科学教育的核心目标之一,但是,在长期的高中化学教育教学实践中,不难发现,科学精神的培养在高中化学课程和教学中是有所缺失的。综观学校里的科学教育,大多数的教师只扮演科学知识搬运工的角色,简单地把科学知识转运给学生,却漏掉了科学家做学问的精神、获得科学结论的方法。在这种简单机械转移知识的灌输式僵化教育下,学生只会把这些知识当作推之四海而皆准的圭臬,科学精神不可得,却养成了独断的精神。这是科学教育幌子下最不科学的教育。[1]科学精神是伴随近代科学的诞生,在传承人类科学思想和知识的基础上,逐渐发展起来的贯串于科学研究与探索的价值理念、意志行为和思维品质的综合。[2]每个时代的科学精神都有其特定的内涵,是人类科学精神中发展的链条。近而言之,当代中学生的科学精神应有其特定的历史内涵,其界定既要考虑到国家特定历史时期的时代要求,又要考虑到当代中国中学生发展现状和特定学科科学知识发展现状,从中提炼出中学生科学精神的基本要素。只有这样,才能为当前中学生科学精神的养成明确方向及实施路径。《中国学生发展核心素养》将“科学精神”作为学生发展核心素养的六大维度之一[3],教育部正在组织专家修订的《普通高中化学课程标准》也将“科学精神和社会责任”作为高中化学学科核心素养的五个维度之一[4]。可见,科学精神的重要性已经得到国家教育部门的高度重视。科学精神的培养必将成为未来高中化学课程改革的重要目标加以落实。科学精神的培养需要基于高中化学课程标准明确的目标规定、内容要求、教材编写中丰富的素材资源和教师创造性的实践才能实现。本文对科学精神培养的讨论采用《中国学生发展核心素养》的描述和界定,即理性思维、批判质疑、勇于探究,并基于苏教版高中化学教材“化学史话”“拓展视野”栏目教学素材资源功能和价值的挖掘,探讨如何在高中化学教育中培养学生科学精神。
二、基于高中化学教材栏目素材资源培养学生科学精神举隅
笔者选择了苏教版高中化学教材“化学史话”“拓展视野”两个典型栏目,从“感悟化学理论曲折发展过程,培养学生理性思维”“辩证全面看待化学的是非功过,鼓励学生批判质疑”“赏析诺贝尔奖获奖者突破性工作,促进学生勇于探究”三个维度管窥高中化学教育过程中学生科学精神的培养。
(一)感悟化学理论曲折发展过程,培养学生理性思维
化学学科的理性思维是指学生能运用化学的科学原理和方法去分析生活中具体化学现象,从中养成科学的思维方式,尊重事实、实证求知的态度。从原子分子论建立至今,化学理论的发展经历了漫长发展历程,从迷茫到雏形,再从雏形到质疑,又从质疑到创新,在创新中不断地完善和发展,建立了许多新的化学发展理论,科学合理地解释了现实中遇到的问题。正如原子结构模型经历了“道尔顿的‘实心球’汤姆生的‘葡萄干面包式’卢瑟福的‘行星式’玻尔的‘旧量子化’电子云”的演变,尽管每个模型的提出在当时解释近乎合理,但随着科学的实践与发展,需要不断地修正完善。任何的真理在特定条件下都有局限性,要理性认识客观规律,崇尚真知,积极探求解决问题的新方法和新途径,突破思维定式,用科学严谨的事实和证据,创立新的科学理论。[案例1]为了解释共价分子的结构,美国化学家路易斯(G.N.Lewis)于1916年提出了共价键的概念。他认为分子中原子间通过共用电子对而使每个原子都达到稀有气体的稳定结构。路易斯的共价键概念初步解释了一些原子形成简单共价分子的过程及共价键与离子键的区别,但其共价键概念有其局限性,它存在下列几个方面的不足:(1)路易斯的共价键概念未能阐明共价键的本质和特性。例如,它不能说明为什么共用电子对能使两个原子牢固地结合在一起。(2)路易斯的共价键概念不能解释许多化合物的中心原子的电子数超过8个仍然很稳定的事实。如PCl5分子中磷原子的电子数是l0个而不是8个。为了解决这些矛盾,德国化学家海勒特(W.Heitler)和伦敦(F.London)等人于1927年首先把量子力学理论应用到分子结构中,后来鲍林等人又加以发展,建立了现代价键理论(ValenceBondTheory),简称VB法(又叫电子配对理论)。1932年,美国化学家慕利肯(R.S.Mulliken)和德国化学家洪特(F.Hund)从不同于价键理论的角度,提出分子轨道理论(Mo⁃lecularOrbitalTheory),简称MO法。20世纪30年代以后,就形成了两种现代共价键理论——现代价键理论和分子轨道理论。苏教版高中化学教材选修模块《物质结构与性质》“拓展视野”栏目中编写了共价键理论从经典到现代的发展历程,每一次跨越,都是在前人研究的基础上,引发不同观点的碰撞,理性辩证地认识前人的研究成果,由表及里,从不同的角度,用不同方法揭示事物发展的内在规律。所以,在教学上要用好这些素材,有条件的学校还可以通过专题讲座、情景剧、讲述化学史故事等途径让学生了解化学理论曲折的发展历程,懂得尊重事实和证据,遵循科学伦理,培养学生理性思维。
(二)辩证全面看待化学的是非功过,鼓励学生批判质疑
《中国学生发展核心素养》对科学精神之批判质疑的主要表现描述如下:具有问题意识;能独立思考、独立判断;思维缜密,能多角度、辩证地分析问题,做出选择和决定等。化学史是一部质疑批判的发展史,正因为有一批又一批科学家不迷信书本和权威,善于捕捉问题,尊重事实和证据,敢于质疑,才能推动科学不断发展。正如普利斯特利和舍勒在发现氧气之后,仍忠实于“燃素说”,而拉瓦锡正因为不盲从、敢于质疑批判,了化学界“燃素说”百年之久的统治地位,掀起了一场史无前例的“化学革命”。科学的发展充满着质疑批判,有成功的喜悦,也有失败的教训,应在质疑和教训中不断发现和解决问题,实现科学的创新发展。[案例2]1948年瑞典皇家科学院将诺贝尔生理学和医学奖授予1939年发现第一种有机农药DDT(俗称滴滴涕)的瑞士科学家米勒(P.H.Müller)。但是,DDT这一历史上最著名的有机氯杀虫剂只使用了20年的时间,便在全世界各地逐渐遭到禁用,因此,有人认为这是一个发“错”的诺贝尔奖。DDT是当时人类首次合成的有机农药,不但具有绝佳的广谱杀虫作用,而且对温血动物和植物基本无毒害,更重要的是价格低廉,可大量生产,以至在世界范围内广泛使用起来,在促进农林业的发展、保障人体健康等方面发挥了重要的作用。第二次世界大战期间,这种DDT有效控制了那不勒斯斑疹伤寒(主要通过虱子传播)在同盟军军营中的早期流行。但是,不久以后,人们发现DDT相当稳定,能在自然界滞留较长时间,而且还借助食物链聚集在动物体内,慢慢形成累积性残留,给人类身体健康以及整个生态环境造成诸多不利影响。因此,从20世纪60年代开始,一批新的农药被合成并替代DDT,DDT逐渐被停止使用,但DDT事件留给人类的思考却是深刻而长远的。苏教版高中化学教材选修模块《有机化学基础》“化学史话”栏目编写了“发‘错’了的诺贝尔奖”等化学史实,用事实和教训告诉学生科学的发展是要经实践检验的。让学生认识到在学习中要拓展知识面,不盲从,敢于质疑批判,勇于实践,尊重事实和证据,科学辩证地分析和解决问题。
(三)赏析诺贝尔奖获奖者突破性工作,促进学生勇于探究
《中国学生发展核心素养》对科学精神之勇于探索的主要表现描述如下:具有好奇心和想象力;能不畏困难,有坚持不懈的探究精神;能大胆尝试,积极寻求有效的问题解决方法等。诺贝尔奖的获奖史是一部科学家不懈追求真知,不畏艰难,献身科学的发展史。[案例3]我们知道,物质由分子、原子、离子等微粒构成,分子由原子构成,原子由质子、中子、电子等基本粒子构成。那么,基本粒子可不可以再分?1964年,美国科学家盖尔曼(M.Gellman)设计了夸克模型,提出质子、中子由更小的夸克构成。由于该模型能成功解释许多事实,引起了人们的普遍重视,于是掀起了一股寻找夸克的热潮。1967年,美国斯坦福大学直线加速器中心建成一座长达3km的电子直线加速器。以费里德曼(J.Frideman)、肯达尔(H.Kendall)、泰勒(R.Taylor)为核心的研究小组用此加速器进行实验,最终证明了夸克的存在。这三位科学家也因此获得了1990年的诺贝尔物理学奖。但迄今为止,人们尚未能分离出单个的夸克。随着科学技术的进步,人们对夸克等基本粒子的认识不断深入。美国科学家戴维•格罗斯(D.J.Gross)、戴维•波利策(H.D.Politzer)和弗兰克•维尔切克(F.Wailezek)发现夸克相距很近时,相互间作用力很小,但当距离增大时,相互作用力急剧增大。这解释了人们在寻找单个夸克过程中所遭遇的困惑。为此,这三位科学家荣获了2004年的诺贝尔物理学奖。苏教版高中化学教材重视弘扬不同时期化学领域新成就,重点介绍了不同阶段诺贝尔化学奖获奖案例。如“不对称合成”“卤代烃在有机合成中的应用”“有机物的三维结构”“化学家鲍林”等,这些素材是激发学生的好奇心和想象力的很好载体。好奇心和想象力是科学发现的源泉,是推动人类进步和社会文明发展的基石。在教学中,适时开展“走近诺贝尔奖”主题沙龙活动,让学生通过设计方案、查找资料、沙龙交流等活动,了解科学家在研究中的艰辛与挫折。让学生通过生动具体的史实和身临其境的实验,接受科学精神的熏陶,明白科学的重大发现,不仅要有扎实知识,敏锐的观察力,丰富的想象力,还要有不畏困难、勇于实践的探究精神。
三、研究结论与启示
国家教育部已将“科学精神”作为学生发展核心素养重要组成要素之一,也是高中化学学科核心素养的重要内容,作为一线高中化学教师,未来应该在高中化学教学的细节中更加重视学生科学精神的培养。培养学生的科学精神任重道远,应该从小学科学教育、初中化学教育做起,而高中化学教育是科学精神培养的关键时期。为了实现科学精神的培养,作为教学主导的高中化学教师应该着力加强自身对科学精神的认识和理解,强化自身科学精神教育的责任意识,并充分挖掘高中化学教材中素材资源,通过灵活多样的形式或途径,帮助学生感知、领悟、体验科学精神的核心要义。高中化学教师在化学教育过程中,还须充分考虑不同学段科学教育、科学教育不同学科之间的交叉和融合。作为教师培训机构和教研机构,要充分认识到科学精神培养的重要性,将科学精神、科学文化、科学哲学、科学史以及科学社会学等内容作为重要培训课程内容,帮助高中化学教师提升自身科学精神素养。[5]为推动学生科学精神培养,全社会还要大力开展科学精神普及和科学传播工作,通过图书著作、报纸、电视、互联网、自媒体等多种形式准确、生动地弘扬科学精神,使学生在掌握科学知识和科学技能的同时,逐渐地形成科学精神。
作者:吴云 单位:福建省云霄第一中学
参考文献:
[1]菊农.人格与教育[M]//张君劢,丁文江.科学与人生观.济南:山东人民出版社,1997:241-251.
[2]李醒民.科学的文化意蕴[M].北京:高等教育出版社,2007:215-216.
对于初中生来说,化学基本观念包含下述几项内容,分别是元素观念、微粒构成物质观念、物质划分观念、物质转化观念以及化学应用观念等。不同的基本观念中又包括了具体的知识内容,如在元素观念中,初中生需要慢慢认识到:自然界中的所有物质均是由原子、离子及分子等粒子组成的,认识到分子和离子需要原子的转化方能形成,与分子和离子比起来,原子更具基础性作用。而由于结构的区别,原子种类各有不同,在进行化学反应时,虽然电子数会出现变化,但原子核不发生改变,所以原子核是基础中的基础,等等。其他诸如微粒构成物质、物质划分、物质转化的化学应用等观念也可以分支出大量的知识内容,并组成庞大的初中化学知识体系。
由此可以看出,化学基本观念提挈了化学知识框架,学生树立化学基本观念对于化学知识的系统梳理也是有帮助的。
一、用典型事实帮助学生理解化学基本观念
了解了化学基本观念,我们也就能更加清晰地认识具体知识与化学基本观念间的关系,明确具体知识的载体性与工具性作用,也就是说化学基本观念不是凭空而来的,而是要依赖层次不同、难度各异的知识加以体现、加以生发。苏教版初中化学教材在内容选取上尽可能地防止了知识的简单叠加,更为注重典型知识的遴选,给学生更加充足的空间,用以解决实际问题并在问题中思考,让学生在典型知识中达到对基本观念的深层次领悟。
例如,在学习“水溶液”这部分知识时,通过观察分析水的气、液、固态变化让学生了解较为熟知的物质——水;针对人工净化时水分子的运动,让学生认识到水在微粒状态下的活动,帮助学生在微观层面再次解读宏观层面熟稔的现象。在了解了水分子的前提下,在教学“水的合成、水的电解、水的原子构成”的过程中,向学生介绍原子知识,介绍原子里面的电子在物质发生变化时会出现哪些变化。在这一过程中,学生的[第一 ww w .dylw.NET提供写作论文和论文写作的服务]微粒构成物质化学基本观念得到深化。最后,教师可以利用物质在水中溶解时微粒所出现的运动变化再次提示学生研究溶液的特征,使学生认识到物质微粒间的相互运动是所有宏观生活现象即典型事实的本质原因。
二、用核心概念引领学生掌握化学基本观念
引入核心概念这个观点,是为了在化学基本观念与具体的化学知识之间找到一个平衡点,通过这三个概念间的密切联系,帮助学生掌握化学基本观念。化学核心概念是在化学基本观念影响下的、可以给学生学习化学基本观念提供帮助的一种概念。它具有一定的深度,且具有迁移性。一方面它可以帮助学生学习化学基本观念,另一方面它还可以帮助学生完成认知结构的构建,增强学生的学科综合素养,也就是说核心概念起到中间的承接作用。对核心概念的处理不同,学生会对化学基本观念产生完全不同的理解,因此如何编排核心概念成为摆在教师面前的一项重要课题。
比如上面提到的分子、原子,就是两个核心概念,在初中阶段,微粒构成物质这一观念很显然是需要这两个核心概念支持的。教材在研究这两个概念时分为两个步骤:首先是给出了水分子的概念,用形象化的方法说明了水分子中包含一个氧原子及两个氢原子;其次又在溶液部分深化这种观点。分子在其外在表现形式的物质出现变化时会同时发生什么变化?这个问题是理解核心概念分子、原子的关键,也有助于学生重新构建化学微粒观。
三、用情景与探究加以巩固
学生形成化学基本观念时应当以典型事实与核心概念为基础,综合运用抽象、概括等手段,且这些基本观念是在具体的情景中通过不断思考得来的。良好的情景是思维的最佳环境,情景中的问题是思维的动力和源泉,它们可以确保学生满足深层次的认知需求。所以教师需要注意教材的生活化编排倾向,从实际出发、以问题为主,组织生活情景的重建,突出过程,重视方法,将解决旧问题与了解新知识结合起来,帮助学生探索知识本质,带领学生以更加积极的姿态面向化学基本观念。
例如,教材里面为了使学生更深刻地理解发生化学反应前后元素类型不变、原子种类不变、原子数量不变、原子质量不变的观念,给学生提出了启示性的问题,即引导学生思考此一物质在发生化学反应后是否会变成彼一物质,物质质量是否也会同时出现变化呢?教师可以根据启示性问题,通过燃烧镁条的情景给学生继续思考的空间:化学反应前镁条的质量同化学反应后氧化镁的质量相同吗?为了便于学生思考,教师还可以给学生提供图片或者视频资料。
再如,教师还可以站在微观层面,以电解水的探究情景作为例子。水在变化以后生成氢气与氧气两种气体,水分子也变成了氢和氧两种分子,出现这种变化时,原子会不会出现什么变化?当然,简单的问答形式显得枯燥无趣,教师可以给出电解水实验的示意图,让学生直观地欣赏到水是如何生成氢气与氧气两种气体的。最后再对实验结果进行讨论,得到使大家信服的结论。通过这种问题情景的设置与探究讨论,学生积极参与、热烈交流,强化了对化学基本观念的理解。
四、用丰富的栏目设置促进观念重构
苏教版初中化学教材里有丰富的学习栏目,每个栏目的设计初衷都是为了调动学生学习的积极性,为了启发学生思维,带动其思维向更深广的层次发展。比如有些以交流共享为目的的栏目,在问题的设计上考虑到了学生学习的难点,点拨有用的学习方法,建立必要的学习观念,帮助学生从错误认知里走出来,在交流与共享的过程中寻求知识的正确理解途径。这样的栏目对学生是有益的,对教师同样有益,教师在栏目的提携下,以栏目内容为引领,促进学生的观念重构是很方便的。
通过前期的学习以及日常经验的积累,学生已经基本了解了元素等名词及符号的意义,了解了原子、分子的相关知识,领悟到物质 能够无限可分的道理。在此基础上,教师通过各类习题及延伸阅读类栏目,可以带领学生走进更加丰富多彩的化学世界,在养成基本观念的同时,增加对化学的情感。
五、结语 [第一 ww w .dylw.NET提供写作论文和论文写作的服务]
在具体的教学实践中,作者越来越深刻地体会到养成化学基本观念对学生的重要意义,同时也体会到养成化学基本观念是一项系统工程,远非一堂课、几句话所能办到的,这是一个逐步递进、螺旋上升的过程,教师如果不按照上面的几点要求循序渐进、统筹安排,便无法让学生更好、更快地接受化学基本观念。
参考文献
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