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二、化学教育思维价值
在较抽象的层面思考,中学化学教育的思维价值也就是具有化学学科特色的思维形式,如理性思维、实证思维、形象思维、抽象思维等,思维是能力的核心。思维范畴的更进一步展开讨论须依据心理科学与脑科学等,囿于水平,本文不做太多的延伸。今就化学教育的思维价值之形象思维提一点见解。第一,化学课程的大量学科用语———化学符号,如元素符号、电子式、分子式、结构式、原子结构示意图、化学方程式等,它们反映着化学物质的微粒与整体的客观存在、运动及变化。一方面,我们要熟悉这些专业用语的含义与表达规范;另一方面其实更为重要的,如同“睹物思人”般的,对这些用语的看、念、写,大脑中就有化学物质及其运动的微宏观的、动静态的、离合貌的实体想象映射。第二,化学文本如课文、资料书、练习卷上的装置图,不仅能看懂能画出,更要与化学实验室(实验桌)的实际装置实际过程在思维(头脑)中发生映射,就如买票进影院做到“对号入座”。科学素养价值是一个综合的概念。中学开设的物理、化学、生物、地理等学科都承载着这一现时代极其重要的价值追求。中学化学教育的良好效果就是使广大学生的科学素养价值均衡地增长,协同“理、生、地”等学科,合掌则鸣,双翼则飞。就化学的作用看,我们可以循例说法,随兴悟道。其一,化学实验培养我们科学的洗涤需要讲究针对性与洁净度。应用到日常生活,譬如茶杯,外口上部接触人的口唇,这是擦洗的重点,可许多人都只是用清水或开水晃晃杯的内部,这叫人如何放心?另,水冲不去杯壁的油污,务必用少许肥皂或液态洗洁净擦洗,干净的标志是杯壁不挂水珠只有均匀的水膜,可许多情况是洗后的杯子仍“梨花带雨”,这也是未洗干净的结果。还有,擦洗了唇污与油污的杯子要用流水冲洗,若静水至少换水三遍,每遍沥去脏水,这样,污物的残留就几乎没有了。这里不适用“眼见为净”(眼睛看不到污物就认为净?)的规则。其二,福建漳州前不久(4月6日)发生的古雷半岛PX(对二甲苯)工厂爆炸事件,相信有敏感神经的人,尤其有化学常识的人都会印象深刻。火光冲天,浓烟滚滚,居民外撤18公里,人心惶惶。据资料介绍,该工厂的建设项目曾“计划”落户厦门,拟投资108亿人民币,年产80万吨对二甲苯(注意,全球年产PX3000多万吨),年工业产值800亿元人民币,时为2007年。“旧”事重提,当年有105位政协委员联名反对,厦门市民以“散步”的方式在厦门市政府门前集体表达意见,最终由中央相关部委与福建省协调迁建彰州的古雷(此处实在不太明白)。这105位政协委员的领头羊是大名鼎鼎的中科院院士、厦大教授(也曾任清华教授)、国际学术界享有盛誉的生命有机磷化学领域的拓荒者赵玉芬女士。之所以这么不嫌麻烦地述说PX工厂、爆炸事件、80万吨、108亿与800亿、105位政协委员的联名、厦门市民的“散步”、赵玉芬院士(也称教授)、有机磷化学等名词与数据,就是试图唤起我们对化学教育的科学素养价值的关注,这种价值支持着我们作为公民的责任能力,科学素养是知识素养,也是理性素养,让我们面对问题能思考与判断。至于道德价值,本文所涉及的是中学化学教育促成的道德价值。泛义的道德体系,是指从道德情感开始,经由道德价值判断,落实为道德行动,最终体现为道德能力与道德责任,达到道德境界。接受良好的化学教育的人,具有丰富完整的化学素养,理解与评价生活的能力更专业更精准。譬如我们居住的村庄或城市在河流的上游,垃圾产生的污染尤其是重金属污染与农药及抗生素类的污染的危害会更严重更持久,如何消除或是减少扩散,既关涉经济利益考量也关乎道德价值情怀。废旧电池若没有专门的回收处理,与生活垃圾一起倾倒堆放,典型的就是重金属如镉、汞等的污染,镉污染导致骨痛病,汞污染损害人的神经。首先伤害到的植物、动物形成生态链的污染传递,最终“报应”到人类自身。上游的生活垃圾若是倾倒在下位河岸边,仅就重金属的污染也将危害下游的生态环境与人类生活,无论是农业灌溉用水还是生活用水,这种危害是累积着“潜移默化”的。如果是一般公众要呼吁呐喊,要从自身做起从小事做起;如果是决策的参与者更应慎审。农药与医药(抗生素的滥用)同样不可忽视,它们的性能越稳定越产生持久性的危害,尤其污染到地下水就是对千百年后的子孙后代的犯罪,因为这是“断子绝孙”的深重罪孽。无论是上游人的垃圾不规范倾倒,还是当代人的农药与抗生素滥用残留,危害着河流下游生活的人群,危害着我们自身与我们的一代代后人。如果我们坚守作为具备化学素养的人的理性的道德价值底线,我们就可以勇敢的去阻止或柔性的去减轻这些危害的发生,就可以去设计去引领新的人类生活方式,使之更健康更环保,人类文明的和声就有我们智慧与道德的音韵。
化学史是化学科学研究、产生、形成和发展过程中的真实记载,它向人们展示了科学家们揭开神秘化学现象背后的规律所进行的系统研究方法,以及他们所具备的优秀科学研究精神。化学史有许多充满价值的小事例,这些事例中蕴含了了人与人、人与自然、人与社会的关系。化学史的研究价值就在于这些事例背后所暗藏的巨大教育价值。挖掘好化学史的巨大潜在价值并应用于中学课堂教学中将是我国化学教育教学中一个不可或缺的组成部分。本文将对化学史的教育价值提出一些见解。
一、化学史教学有助于学生理解化学知识
学习贵在得法,很多一线教师会发现在平时的教育教学中许多学生掌握化学知识的方法不合理,学生总习惯机械地记忆一些物质名称、元素符号以及化学方程式,不加总结思考地做练习题,以为这样所谓的刻苦努力就能取得好成绩。但实际上学生可能有时常常事倍功半,他们并不能真正地掌握这些知识,其原因在于学生没有真正理解所学知识,只是机械记忆。此时若能在课堂上融入一些化学史小故事,会有助于学生理解每个化学知识点存在的背景,让学生体会到化学离我们并不遥远,它与生活息息相关,使化学以更加饱满的形象出现在学生的视野中。高中人教版教材融入了很多化学史资源,如舍勒氯气的发现,侯德榜研究的“侯氏制碱法”,门捷列夫绘制出的元素周期表等等。因此,教师在进行相应章节的教学时就可以适时引入一些化学史资料,这样对学生理解化学知识会起到重要作用。
二、化学史有助于学生认识真实的科学家
教给学生知识是一方面,平时教学中要渗透学生要有理想有远大的抱负,有目标才有动力。化学史的每一个主角都是人,每一个人都有自己的日常生活、行为习惯和职业操守,化学家也不例外。教师在授课中把化学家当成普通人,当成朋友,这样能寻找到更多的教学灵感和教学内容。通过化学史的教育让学生认识到化学家并不是遥不可及的,当学生产生这样的意识:科学家也是普通人,也是通过后天努力成为的,他们只不过是第一个吃螃蟹的人。这样学生才有可能走近他,并且有可能在以后也成为科学家。所以在平时教学中教师应当给学生补充全面真实的化学知识,教师起的作用很关键,也许是一个不经意的介绍都会让学生产生巨大的心理变化。化学史所展现的优秀化学家的人格魅力,所体现出来的对科学事业的执著追求,以及百折不挠的意志品质,都会使学生在耳濡目染中受益匪浅。
三、化学史有助于学生树立正确的辩证唯物主义世界观
每一个人都要有正确的世界观和人生观,在教学中教师要注意正确引导学生。正确的世界观和人生观对科学家的科学研究成败有重大影响。古人提倡以史为鉴、以史明理。化学发展史本身就是一部优秀的历史教科书,我们要深入挖掘其中的教育价值。任何一门学科的发展都是一个逐渐积累和不断完善的过程,这本身体现了辩证否定观,我们必须树立创新意识,做到“尽信书不如无书”。比如,现在有些学校可能受条件限制学生很少做化学实验,所以学生在学习化学时经常会重理论轻实验,只会纸上谈兵。为了纠正学生的这种想法,教师可以适当补充有关化学实验的化学史小故事,如波义尔不小心把盐酸沾到紫罗兰使之变色从而发明酸碱指示剂。让学生在故事中体会到化学是一门以实验为基础的学科,任何化学知识的发现都是建立在实验的基础之上的。
四、化学史有助于进行美育教育,培养学生良好的心理素质
化学史发展本身就是一首首美丽的诗篇,从古代的钻木取火到新时代的清洁燃料,从古时的树叶遮身到当下各种新型环保面料……化学在发展,社会在进步,化学家的发明创造为人类带来了美好的生活。比如,1965年我国科学家在世界上第一次用人工方法合成了具有生命活力的蛋白质――结晶牛胰岛素。化学家的发明创造为我们的生活增添了色彩,每一种新物质的创造诞生都给人类带来了惊喜,为我们的生活提供了更多的方便。化学家们创造的美会深深震撼着学生的心灵,带给学生美的享受。素质教育强调德、智、体、美劳全面发展,因此,进行化学史教育可以对学生进行美育教育,可以培养学生对生活充满热爱,形成乐观向上、积极进取的良好心理素质。
总之,化学史有着丰富的教育价值,作为化学教师应该不断学习,努力去挖掘化学史这块巨大的“宝藏”。在化学教学中恰当引入化学史,可以帮助学生更好地理解化学知识,激发学生学习兴趣;有助于学生树立正确的辩证唯物主义世界观;同时可以学习科学家坚韧不拔、吃苦耐劳的品质,培养学生良好的心理素质。
化学是一门中心的、实用的和创造性的学科,和学习者的日常生活息息相关[1]。然而,化学却被视为一门难学的学科。很多学生认为,化学具有难以理解的核心概念和规则;需要记忆的事实性知识和材料太多,逻辑结构不清晰;化学知识太抽象,难以应用到真实世界中;这些都给化学的学习造成了负担,最直接的表现就是忘记:学习过程中,边学边忘,费时费力,一旦毕业,不再参加考试,不再接触相关领域的时候,所学的知识便忘的更快,在遇到与化学有关的问题时不能有效地解决。这样,他们所学的知识和中学阶段所接受的化学学科的教育便失去了其应有的价值。这些不但是学生学习的困境,也给教师的教学提出了挑战。那么,问题出在哪儿,解决问题的切入点又在哪儿?
巫香娟 (Boo Hong Kwen) 指出,学生难以理解某些化学概念或许是因为教师对化学基本观念的强调不够。我国《义务教育化学课程标准 (2011年版)》和《普通高中化学课程标准 (实验)》多次提到了化学基本观念,并在课程目标部分明确提出了“形成有关化学科学的基本观念”的培养目标。
一、化学基本观念的内涵
化学基本观念是指学生通过化学学习,在深人理解化学学科特征的基础上所获得的对化学的总观性的认识,具体表现为个体主动运用化学思想方法认识身边事物和处理问题的自觉意识或思维习惯。
山东师范大学的毕华林教授将化学基本观念概括为三类:知识类、方法类、
情意类。知识类的化学基本观念有元素观、变化观、微粒观;方法类的化学基本观念有分类观、实验观;情意类的化学基本观念有化学价值观[2]。这三个方面的基本观念相互影响、共同作用构成中学化学基本观念这一有机整体。
这三类基本观念是化学学科观念体系中最基础、最本质的,是深人认识物质的性质和变化规律以及形成更高层次化学学科观念的前提和基础。随着学习者知识经验的丰富和认知水平的提高,对化学科学的认识会不断深化,形成的化学学科观念也会不断丰富和发展[3]。
二、中学化学基本观念在教学中的功能和价值
传统的“知识为本”的教学把对具体知识的追求当作教育的唯一目的,然而缺乏化学基 本观念的支撑和引领,这些具体化学知识只能是缺乏内在联系与生命活力的文字堆砌,难以发生有效的迁移和应用[4]。这是化学琐碎、逻辑性差而又抽象的根本原因,也是学生学习的负担所在。随着课程改革的深入推进和教学实践的发展,高中化学新课标将促进学生形成化学学科的基本观念作为化学教学的一个基本价值取向和实践追求。中学化学教学也必须超越对具体知识本身的追求,从记忆事实、掌握知识转变为思考事实、发展观念,即 “观念为本”的教学。对中学化学教学而言,化学基本观念有以下功能和价值:
1.深刻理解化学基本观念,有助于教师对教材和课堂教学更好的理解和把握。
新课改如火如荼地进行了十余个年头。然而,作为新课程的真正实施者,中学教师在教学中仍然习惯于将具体知识作为唯一的教学目标,对于以模块为基本单位的新课程结构,无法从真正意义上理解,造成在各模块教学过程中对教学内容的深广度把握不够,难以驾驭。其结果就是新瓶装老酒,换汤不换药。
认识化学、理解化学是化学学科素养的重要内涵之一,化学教师对于化学的理解水映了其对化学科学整体把握的水平[5]。作为化学知识体系的灵魂,中学教师对中学化学基本观念的深刻理解有助于对中学化学学科的整体把握和各模块教学内容的把握,合理规划,轻松驾驭。
2.“观念为本”的课堂教学,有利促进教师教学方式的转变
新课程实施以来,倡导教学方式的转变。生硬地把“讲授式”变成“探究式”或是把“满堂灌”变成“满堂动”,变的都仅仅是形式,不但效果有限,还有可能适得其反。课堂教学中,以具体知识为载体,培养学生的化学基本观念,再用化学基本观念引领具体知识的学习,就会使课堂有灵魂、活力和生命力。这种新的模式会使课堂内容体系和课堂生成方式都发生改变。更需要合适的教学方式来配合,才能真正实现课堂效率的最大化。因此,以培养化学基本观念为中心的课堂教学,能够帮助教师在众多教学方式中进行有效选择,而不是生搬硬套。
3.“观念为本”的课堂教学,有利于促进学生学习方式的转变[3]
化学基本观念是化学知识背后的思想和观点,是对化学知识深层次的挖掘,它具有体验性和内隐性,不可能通过机械记忆的学习方式来获得。化学基本观念的形成需要学习者展开深层次的思维活动和付出持续的心志努力。以化学基本观念为中心的课堂教学,能使学生的学习行为从被动地记忆知识、贮存知识向主动地理解知识转变,这将从根本上改变以背诵记忆为特征的接受式学习方式,对学生的学习和发展产生深远的影响。
4.“观念为本”的课堂教学,有利于增进学生对知识的深刻理解[8]
化学基本观念以化学知识为载体而存在,它的形成以对具体化学知识的深刻理解前提。以化学基本观念为中心设计的课堂教学中,学生在构建化学基本观念的过程中,为了深人理解和掌握所学知识,需要对学科领域中那些最具化学学科特征的事实、概念和原理进行深人的探究和思考,使自己的理解和思维达到高层次的抽象概括水平,以实现从具体事实中获得可迁移的概括性认识的目的。在学习某一知识内容时,学生的思维不是停留在对具体知识的记忆和字面理解的水平上,而是要深人领会知识的内涵,发现知识间的内在联系及其本质规律,真正形成自己的见解。所以,用基本观念来引领知识教学,能从根本上扭转“知识本位”教学所带来的知识学习的短期效应,增进学生对知识深入、持久的理解和灵活应用,实现课堂教学的高效与长效。
5.培养学生化学基本观念,有利于提高学生学习化学的兴趣和效率
长期以来,忽略学生的后续发展,将升学作为中学化学唯一目的化学价值观直接导致了当今题海战术式的教学和学习方式。而这种急功近利的方式导致很多学生陷入题海而无力自拔,渐渐失去学习兴趣而放弃。
化学知识浩如烟海,化学物质更是种类繁多、千变万化。化学基本观念的高度概括性决定了它对具体化学知识的统率作用,使性质相同的知识处于相互关联之中。可以使学习者在学习发展的道路上少走弯路、避免错误,提高学习效率[6]。比如正确的化学价值观能够让真正学生体验到化学的魅力,正确认识化学知识以及中学化学学习的价值,产生学习化学的持久兴趣和不竭动力。再比如分类观和元素观,能就能引导学生高效地学习化学元素化合物的知识。
综上所述,化学基本观念是中学生在其认知发展的现有水准上对化学科学作出的全面而深刻的理解,是化学学科素养的核心。当学生将具体的化学知识遗忘后,化学基本观念仍然会深深地印在脑海里并成为其认识物质、做出科学判断的出发点和基本依据,这是中学化学价值的体现。培养化学基本观念,既是新课标的要求,又是课改下促进学生发展,实现课堂教学高效、长效的需要。
参考文献:
[1] 朱玉军.中学化学的基本观念探讨[J].中国教育学刊, 2013,(11):70-74
[2] 曾国琼.以"元素化合物知识"培养学生化学基本观念[J].中学化学教学参考.2013,(1-2):5-9.
[3] 毕华林,卢巍.化学基本观念的内涵及其教学价值[J].中学化学教学参考,2011,(6):3-6.
[4] 辛本春.中学生化学基本观念培养的研究[D].济南:山东师范大学,2008.
[5] 李月明.再论化学基本观念及思想、方法的内涵及其教学意义[J].中学生数理化,2013,(7):83-84
2、生产、生活离不开化学
人类的生产、生活都与化学息息相关,吃、穿、住、用、行哪一样也离不开化学.笔者针对“碘与人体健康”这一题进行了深入解读,让学生明白了碘的重要性,合理膳食,及时补碘,但又不能过量等问题进行了小组探究,让化学走进了学生家的“厨房”,普及了相关知识.食品问题是当前威胁人们身体健康的大事儿,食品添加剂与人体的健康密切相关,一些不法分子滥用添加剂,危害全民身体健康的行为引起了学生的共愤,增强了学生的健康意识.关于硫酸,笔者也对其进行了详细的介绍,结合其利弊作了综合解析,让学生真正意识到了“适度”是一切生产和生活的准则,并让学生就此问题提出了自己的见解,这也是培养学生的创新能力、提高综合素质的必要方式.这些内容直观、明了且影响深远.高中化学教师在教授课程的过程中一定要与其他学科知识进行交叉讲解,这样更利于学生吸收相应的化学知识,如叶子为什么是绿的,花儿为什么这样红?其背后的生物知识及化学知识是相互渗透的,从而有利于开阔学生的视野.
3、能源问题离不开化学
现代社会人们对能源的需求增大,能源短缺成为影响人们生产生活的重要问题.而化学反应是现代能量的主要来源之一,具有极大的现实意义.高中化学教材中提到了“如何提高燃料的利用率”,开发低碳环保的能源等迫在眉睫的问题,都与学生的生活紧密相关,激发了学生的学习兴趣,提高了学生探究欲望,增强社会责任感.在重要金属中增加了“金属的回收再利用”等内容,如在讲电池一节时加入了新型电池等内容.这些与学生生活紧密相关的能源问题震撼了学生的心灵,帮助学生树立了环保意识,其中一些开放式试题的探究也给学生开发新能源提供了思考的方向,增强了学生的团队协作能力,提高其社会责任心,培养学生的实践能力.另外,化学与前沿科技的关系也非常紧密,光导纤维、纳米技术等内容也使学生明确了自己学习化学的方向,提高学习兴趣.
以当代中国社会发展为背景的基础教育课程改革,对化学课程教学价值观变革的探讨,在构建化学课程的过程中起着重要的导向作用,并具体体现在新教材的知识结构和素材的选取上。因此,当化学的课程改革真正进入化学的课堂教学中,教师对新教材的把握在很大程度上会受到其自身对课程价值理解程度的制约。如何将化学学科的教学价值观与教师的教育实践行为相统一,关键在于教师不能仅仅停留在抽象的谈论化学新课程的教学价值问题上,而是要切实把握其在化学新教材中的具体体现,从而在教学中予以贯彻,为最终实现化学的课程目标奠定基础。[1 ]
一、化学新课程的教学价值
1. 化学新课程对促进学生适应未来社会发展的价值
人类已经进入了21 世纪,化学不仅在学科领域中取得了一系列重大进展,更为突出的是,化学正在积极地向与社会生活关系密切的学科渗透,对现代社会的发展起到了极为重要的推动作用。我们都知道,在新世纪伊始,人类面对的并非仅仅是经济的繁荣、生活水平的提高和科学技术的进步这样一派令人振奋的景象,我们同样也面临人口急剧增长、社会工业化程度的提高所引发的一系列问题。中国作为一个走向现代化的大国,其本身的人口问题、资源问题、环境问题等等将变得更为突出。化学新课程将引导学生去思考人类面临的挑战,理解化学对社会发展的影响,并懂得如何运用化学的知识和方法去治理环境、合理地开发利用化学能源以及有效地解决人类所面临的种种问题。
此外,科学技术的进步,使人类社会进入空前繁荣与发展的时期,与人类生活密切相关的衣、食、住、行等诸多方面,无一不与化学制品有关。化学新课程将引导学生从科学的视角去认识化学在社会生活中的作用,了解化学制品与人类健康的关系,自觉地选择科学的生活方式。
2. 化学新课程对培养学生科学素养的价值
《化学课程标准》明确指出:“义务教育阶段的化学课程以提高学生的科学素养为宗旨”。专家们认为,构成科学素养的基本要素是:科学知识、科学过程和科学方法以及科学的本质和价值[2 ]。化学新课程不仅为学生提供了最基本的化学知识、技能与方法,同时又以“科学探究”作为课程改革的突破口,力求让学生在探究与实践的活动中,更好地认识、理解化学的现象和原理;学会交流,学会合作;发展思维能力,培养创新精神;并且通过亲身经历科学的探究过程丰富学生的情感体验。新课程将引导学生通过化学的学习,初步建立起科学的物质观,树立起崇尚科学、反对迷信、追求真理、敢于批判和善于创新的科学精神,并学会用科学的态度和观点去评析社会问题[3 ]。
二、对原化学课程教学价值观的评析
长期以来,由于“应试教育”所产生的压力,造成了化学课堂教学的价值被局限于知识的传授与技能的掌握之中,教师将大量的精力放在抓住“重点”、解决“难点”上,而这一切又都围绕着中考那张试卷。我们在化学课堂教学中经常看到,在教师展示的教学目标中,知识、技能和教育目标都占有一席之地,但真正能够得到落实的,基本上还是局限于知识
与技能的目标,至于教育的目标,往往是空泛的、落而不实的。我们也可以从两个方面来分析造成这种情况的原因:
其一,对化学教学的育人价值缺少足够的认识是导致教师在教学行为中厚此薄彼的重要原因。因此,问题的解决就在于转变教师的教育观念,使教师重新认识化学学科的教学价值,树立起正确的化学课程价值观。化学的知识、技能对学生认知能力的发展具有重要的作用,这是化学教学的价值之一,但学生学习化学的作用,并不仅仅局限于此,更为重要的是要满足学生发展的需要。能过化学学习,学生将会对丰富多彩的物质世界和社会生活有一个全新的认识;学生将会获得独特的学习、探究、发现的情感体验和心理感受,等等。惟有如此,才能促进学生科学素养的形成,才能满足学生生命成长的需求。
其二,传统化学教学大纲的结构和教材的呈现方式,造成了化学学科育人价值的贫乏。首先,化学教学大纲教学目的的表达过于笼统,教学的内容和要求过于局限于学科体系。例如,原化学教学大纲将教学内容划分为四大部分:化学的基本概念和原理、元素化合物知识、化学基本计算和化学实验,化学课程的教学价值在大纲中没有得到应有的重视。其次,在教材中将化学领域已经形成定论的基础性知识,完全以客观真理的面目呈现给学生,要求学生理解、掌握和运用。这种知识的呈现方式有两个弊端:一是缺少化学知识与学生熟悉的社会生活的关联,因此,学生学习化学的兴趣和动机水平不高,也不利于知识的灵活运用;二是知识的呈现与发现问题、认识问题、解决问题的科学过程缺少关联,不仅没有体现出知识的形成过程,也缺少对学生参与学习的关注,因此,不利于学生科学素养的培养。
三、化学课程教学价值观在新教材中的体现
依据《化学课程标准》编写、由上海教育出版社出版的义务教育课程标准实验化学教科书(以下简称新教材) ,从教材的整体结构,到内容素材的选取,直至知识的呈现方式,都发生了较大的变化。这些变化,源于编者对化学课程改革的深刻理解和对化学课程的教学价值的深刻领悟。这些变化,也为一线教师在化学的课堂教学中拓展化学学科的育人价值提供了丰富的素材。因此,分析、认识、进而把握这些变化,对新课程的实施极为重要。
1. 从新教材的布局结构中体现的育人价值
在新教材的第1 页有这样一句话:“打开化学课本,你一定想知道:化学学什么? 有趣吗? 学了有什么用?”新教材就是用这样质朴的语言,引导学生去开启化学之门,充分体现了“以人为本”的价值取向。新教材印刷精良,色彩淡雅、清新;从教材的侧面上,可以看到用9 种不同色彩清楚地显示了9 个章节,给人以耳目一新的感觉;教材以不同的字体呈现了不同的学习内容,宋体字表示正式的教学内容,楷书给出的是拓展的各种学习素材以及配有底色的活动与探究的学习内容;以大量精美的图片展示了化学的发展历史以及化学与科学、技术、社会的密切联系,等等。这一切都创设出一种化学美。
新教材不再拘泥于知识内容的简单表述、演示实验的设置和练习等基本结构,而是以不同的色彩、背景衬托出了“你已经知道了什么?”、“观察与思考”、“联想与启示”、“活动与探究”、“交流与讨论”、“练习与实践”等诸多栏目,为培养学生的科学素养提供了丰富的素材。新教材中每一段文字的编写,每一幅图片的展示,每一个栏目的设置,每一种色彩的选择,无不体现出新课程的丰富的育人价值。
2. 从新教材的内容结构中体现的育人价值
新教材一改传统教材以某一物质为对象,以性质、制备与用途为线索组织章节结构的作法,而是从学生最为熟悉的日常生活中的化学现象和具体物质开始,以促进学生了解化学与人们生活的密切联系、化学与社会的可持续发展的关系为出发点,以活动与探究为主要线索,组织形成章节结构。
在具体内容的选择上,新教材有以下特点:
其一,新教材打破了化学的学科体系。例如,在“我们身边的物质”章节中,新教材将学生最为熟悉的、人类赖以生存的基本物质空气、氧气、二氧化碳和水选编在一起,使学生初步形成物质的基本概念,促进学生以化学的视角去认识自然界。而在原化学教材中,以元素周期表中元素的不同位置为依据,将这部分内容划分为三章,虽突出了化学学科的知识体系,却割断了人类生存与自然界的密切联系。
其二,新教材密切了化学与科学、技术、社会的联系。例如,在“开启化学之门”中,对于化学研究些什么、化学给我们带来了什么等问题,教材中都提供了大量的素材,这恰恰是传统教材中最为欠缺的内容。新教材以许许多多的“为什么”,引导学生去思考社会生活中的化学问题,也为教师挖掘化学教学的育人价值留有了足够的拓展空间。
其三,新教材体现了学科综合的发展趋势。新教材在学科综合化方面进行了初步尝试,例如,关于无土栽培、食品与营养、霉菌对食品的污染等内容,均与生物学科加强了联系;关于化学能与电能的转换,关于能源科学、材料科学、环境保护等内容,也都加强了与物理、地理等学科的联系。新教材所提供的大量素材,既突出了科学技术发展的综合趋势,也体现了通过化学课程的学习,学生获得适应现代社会生活所必需的知识的课程价值。
3. 从新教材知识呈现方式上体现的育人价值
传统化学教材以对化学事实、现象及科学结论的阐述为主要形式,配合演示实验来进一步促进学生对化学知识、技能和方法的理解和掌握。而新教材知识的呈现方式有了很大的
突破,除了沿用传统的知识阐述方法之外,也为学生留下了更多的自主和探究学习的空间,具体表现在以下几个方面:
其一,新教材不同的栏目设置,使知识的呈现灵活多样。例如,对于初中化学教材中惟一的定律“质量守恒”,原教材通过两个实验的演示结果,得出了“质量守恒定律”的结论。新教材则将其放在了“活动与探究”的栏目中,通过提出假设、设计或选择具体探究活动的方案,以及实施方案、验证假设到最终得出结论这样一个完整的科学探究过程,将会给学
生带来完全不同于以往的学习感受和收获。
其二,新教材以不同的引导语,改变平铺直叙的知识呈现方式。新教材中采用了多种引导语,例如,“你知道为什么⋯⋯”, “你能否试着⋯⋯”,“根据⋯⋯联想⋯⋯”等等,引导学生进入学习的情景中,增强学生的元认知体验,促进学生将被动学习转变为自主学习、探究学习。例如,“物质溶于水时,溶液的温度是否会发生变化? 完成下列实验,你也许会得到意想不到的结果。”试想这样的一种引导语,怎能不激起学生的学习欲望,这样呈现溶解过程中伴随有热量变化的化学事实,不正是体现了科学的方法和科学的过程的育人价值吗?
其三,新教材呈现了开放性的问题,重视培养学生的求异性思维。传统教材中叙述的是科学的真理,即结论性的化学概念和原理,这种知识的呈现方式对学生是必要的,也是一种重要的学习方式。但是,化学的课程价值也体现在对学生创新精神的培养上,新教材突出的特点就是设计了一些开放性的、没有统一答案或固定结论的话题。例如,“化学将为我们带来什么?”,“你能设计出其他方案将太阳能贮存起来吗?”等等,这些开放性问题的设置,既活跃了学生的思维,又拓展了学生所学的化学知识,给了学生以无限的想象空间。
总之,新教材在体现化学课程的教学价值方面,进行了大胆的尝试,充分体现了新一轮课程改革的精神,为拓展化学课程的教学价值提供了丰富的素材,为化学教师的教书育人奠定了较为坚实的基础。
参考文献
化学是一门实验科学,在新课程改革的背景下,化学实验的价值倍受重视。要顺利实现三维课程目标,离不开化学实验教学。从教学价值功能看,实验是学习化学知识和训练操作技能的有效途径,是学生理解化学研究过程和掌握化学研究方法的重要手段。实验可以帮助学生形成正确的实验态度和科学观。但是在传统的化学实验教学中,其实验教学的真正功能并没有得到应有的发挥,实验对于学生素质提高的真正价值并没有引起足够的重视。因此,在教学实践中,我们有必要进一步探讨一下,高中阶段化学实验教学的真正价值追求是什么。
一、在实验设计中追求创新思维
注重实验设计,是新课程背景下化学实验的一个重大突破。实验设计之所以受到人们的格外重视,它的真正价值在于创新思维。如果实验设计离开了创新思维,那么与那种“照方抓药”式传统实验教学方式就没有什么根本区别了。让学生在学得化学知识和实验技能、技巧的基础上,进行实验方案设计并完成实验,这是实验教学中高层次的教学目标。实现这一教学目标的基本途径是,创新性地设计实验,挖掘实验中所涉及的一些探索性问题,探究其内的规律,培养学生的创新思维。
为此,在高中化学实验教学中,要尽力变验证性实验为探索性实验,变封闭性实验为开放性实验,让学生掌握一些器材的替代方法,重视实验设计教学,积极鼓励学生的求异思维和发散思维,培养学生的创造能力和创新意识。在实验设计中主要可从以下几方面去寻求创新思维的路径:一是实验设计是否注重于生活和实际的联系,对解决实际问题是否具有现实意义;二是实验设计能否体现微型化,也就是能否用尽可能少的药品获取最有效的实验效果;三是实验设计是否注重体现绿色化学思想,遵循实验的绿色化设计原则,即遵循原料的绿色化,化学反应的绿色化,产品的绿色化;四是是否注重了探究性实验,是否有利于学生通过探究实验,了解化学研究的一般过程,初步掌握化学研究中常用的方法和技能,学会从化学学科的角度思考和解决问题。
例如:在高一化学实验教学中,我要求学生设计并完成一个证明次氯酸具有漂白性的实验。这个实验原本只是一个验证性实验,为了体现实验的创新思维这一价值追求, 我们鼓励学生用不同的实验方法完成实验目标。并要求学生尽可能做到实验设计体现探究性,微型化,绿色化。学生纷纷开动脑筋,创新思维被激活,大家纷纷提出了自己的设想,充分显示了学生具有较强的创新思维能力。其中有一学生设计并完成了如下实验:用一张红纸,下端用水浸湿,迅速放入盛有氯气的试管中,到半分钟,下端漂白,上端不漂白,现象很明显。这样的实验设计既可以加深对重点知识的理解,又能化解学习中的难点,培养学生分析问题和解决问题的能力,增强了其创新意识。
二、在实验探究中追求主体体验
探究性教学是当前高中化学实验教学中最重要的教学方法之一。化学实验是进行科学研究的重要方式,科学探究作为课程改革的突破口,将实验教学跟探究学习融合起来,不但让学生获得知识、学到技能,而且让学生受到科学方法、科学思维的训练,养成科学精神和科学品德,发展学习的兴趣,这是化学实验教学获得成功的核心标志。注重实验过程的自主探究,能够让学生获得主体体验,这也是化学实验教学的重要价值追求。
我们在实验教学中尽量发挥实验的探究功能,让学生体验、理解科学探究的方法和过程,丰富学生探究活动的亲身经历,提高学生的科学素养。如:在导出“分子是不停运动的”这一性质时,我设计了一个探究性实验:用两个小烧杯分别装入蒸馏水,再分别滴入酚酞试液,用一个大烧杯把其中一个小烧杯(A)和一瓶浓氨水罩住,在另一个小烧杯(B)放在大烧杯外面,观察现象。学生在做这个实验时,都感到很好奇:前面学习的物质的变化一般都是不同的物质混合以后或者改变了温度等外界环境才发生的。而这个实验只是三瓶液体安静地放在桌上,会有什么变化呢?很快“奇迹”就发生了,小烧杯(A)中的液体逐渐变成了红色,整个课堂气氛一下子沸腾起来了。通过教师的点拨,学生很容易联想到这是一种看不到的微粒在运动的结果,使得两种物质接触,发生了化学变化。
探究性实验教学是在教师指导下学生自主参与教学的全过程。学生知识的获得,靠的是自己的主动探究,而不是被动的接受灌输,因而在探究性实验教学过程中学生的主体性得到充分体现。此外,由于学生的知识水平和生活经验积累存在着一定的差异。因此引领学生自主探究时,要对不同层次的学生提出不同的要求,使不同层次的学生都能在原有基础上获得进步,不仅有知识的积累,更有潜能的开发和人格的塑造,而且都有受到表扬激励,获得成功的体验,从而激起更高的学习积极性和主动性。
从现代人类文化学的角度来讲,文化指的是“各个群体所特有的行为、观念和态度等。”换句话说,是各个群体所特有的“生活方式”。数学文化不同于艺术、技术一类的文化,它属于科学文化。文化有广义与狭义之说,广义的文化是指通过人的活动对自然状态的变革而创造的物质财富与精神财富的总和。狭义的文化指社会意识形态或观念形式,即人的精神生活领域。数学文化是一种科学文化,是文化领域的理性成分,其特征是:
1、数学是传播人类思想的一种科学语言
数学文化包含着人类所创造语言的特殊形式。包括文字语言、符号语言和图形语言。
2、数学具有深刻的思想
数学最正确、最客观地体现了辨证唯物主义思想.影响着唯物论的认识论. 辩证唯物主义讲联系,讲统一、讲辩证,在数学中有诸多表现形式,如变与不变是辨证的关系、有限与无限是辨证的关系、矛盾与对立是辨证的关系。
3、数学具有强大的应用功能
数学对物质财富的创造,人的创造性思维培养等方面有突出的作用。
二、数学文化的人文价值
数学作为一门课程进入学校在2400年时就开始了。柏拉图规定,不懂几何学不得进入他的哲学学校。这说明那时就把数学学习与教育和做人联系起来了。现在全世界最普遍开设的教育课程就是数学,开设的时间是所有课程中最长的!中国数学历史悠久,也曾达到过很高的水平,但中国的古代数学偏向于应用与使用。与中国古代数学形成鲜明对照的是古希腊数学所具有的强烈的理性色彩。古希腊数学更接近于世界观,接近哲学,接近人生,因而也更接近人文学。所以数学作为人类的思想产品,获得了极高的地位。表现在:
1、数学影响个人的审美观
数学文化的美学观是构成数学文化的重要内容。古代哲学家、数学家普洛克拉斯断言:“哪里有数,哪里就有美。”开普勒也说:“数学是这个世界之美的原型”。对数学文化的审美追求已成为数学得以发展的重要原动力,以致法国诗人诺瓦利也曾高唱:“纯数学是一门科学,同时也是一门艺术”,“既是科学家同时又是艺术家的数学工作者,是大地上唯一的幸运儿”。 庞加莱明确地说:“数学家们非常重视他们的方法和理论是否优美,这并非华而不实的作风,那么到底是什么使我们感到一个解答、一个证明优美呢?” 那就是各个部分之间的和谐、对称,恰到好处的平衡。一句话,那就是井然有序、统一协调,从而使我们对整体以及细节都能有清楚的认识和理解,这正是产生伟大成果的地方。因而数学教育有利于美育教育和科学教育相结合,培养科学的审美观。数学本身体现出的简洁美(抽象美、符号美、统一美等)、和谐美(对称美、形式美等)、奇异美(有限美、神秘美等)会给学生以美的熏陶,数学所揭示的规律会加深学生对美的理解,而学习数学的过程也会使学生体验数学作为人类智慧的结晶所洋溢出的精神美。
2、数学影响人们的逻辑思维
人的发展是左、右脑的发展,是理性思维和感性思维的发展,是人的全面发展。理性思维是一种有明确的思维方向,有充分的思维依据,能对事物或问题进行观察、比较、分析、综合、抽象与概括的一种思维。说得简单些理性思维就是一种建立在证据和逻辑推理基础上的思维方式。从苏格拉底、亚里士多德开始更多的是理性思考。实现通向理性思维的道路千百条,条条大路必经数学王国,数学思维是人脑在和数学对象交互作用的过程中,运用特殊的数学符号以抽象和概括为特点,对客观事物按照数学自身的形式或规律作出的间接或概括地反应.特点是抽象与概括、综合与分析、归纳与类比等。
三、数学文化的科学价值
科学的本质就是数学,世界是数学的描述形式,数学成了科学的“皇后”; 作为一门具有严密逻辑结构的科学体系的数学,它的科学价值表现在:
1、提供理论基础
数学的纯理性使辩证唯物主义认识世界和预知世界的强大思想。 唯物论的观点认为理论来自实践,又对实践具有指导和发展意义。一个极端是认为认识必定来源于物质世界而且必定直接来自于物质世界;另一个极端是没有实践基础就要求人民解决思想问题,认为解决思想认识问题就解决了一切。科学观认为数学发展的动力固然来自于实践及社会的需求,同样也认为数学理论的发展与完善也是数学发展的一个不可缺少的动力。非欧集合的产生及复数理论的发展和分析概率体系的创立说明了这一点。
2、提供科学方法
数学方法是一种科学的方法,社会的进步与发展要看它消耗了多少数学资源,一门学科发展的是否完善要看是否具有严格的科学体系,是否符合公理化方法的要求;数学可以帮助一门学科有经验知识阶段迅速的上升到理性阶段。公理化方法可以进一步推动科学理论的发展,推动结构主义运动。
随着新课程的改革,教学目标由掌握双基(基础知识与基本技能)改变为三维目标。义务教育化学新课程提出了以提高学生科学素养为宗旨,并从知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三个维度构建教学目标,对学生进行科学素养的培养。其中,情感态度与价值观目标被放到前所未有的重要位置,引起了人们的重视。这就要求我们教师在课堂教学中除了对学科基础知识、基本技能的教学外,更要注重对学生进行情感态度与价值观的培养。那么初中化学中如何培养学生的情感态度与价值观呢?
一、培养学生热爱化学学习的情感
爱因斯坦曾说,“兴趣是最好的老师”。 初中化学是学生学习化学的启蒙阶段,教师如果从化学课的起始阶段就注意激发和培养学生对化学学习的兴趣,并因势利导,使学生把兴趣转化成乐趣,进而转化成志趣,那么,就能保持学生对化学有经久不衰的求知欲。化学是一门以实验为基础的科学,空洞的说教,学生难免觉得枯燥无味、身心疲惫。在教学中,不管是教师演示实验,还是学生动手实验,都能使学生由感性知识上升到理论知识,多角度刺激学生的感官,印象也较深刻,更能激发学生学化学的兴趣。
二、培养学生的爱国情感
在学习纯碱的性质和用途后,可提问:“纯碱在化工生产中具有重要的用途,那我国是不是最早制造纯碱的国家呢” 。引导学生阅读课后资料“我国制碱工业的先驱――侯德榜” 。讲侯德榜的爱国故事,最后总结:侯德榜先生凭着自己对科学的一片赤诚,怀着一颗爱国的心,为我国的制碱工业做出了巨大贡献,发展了我国的民族工业。希望大家也能利用自己的所学为祖国、为社会做点事情。
在学习元素周期表时,介绍张青莲的故事,他是无机化学家、教育家,长期从事无机化学的教学和科研工作,他是中国稳定同位素学科的奠基人和开拓者。他对中国重水和锂同位素的开发和生产起了重要作用。氢弹爆炸试验的成功也有张青莲不朽的功勋,同学们也应该学习张青莲为科学事业奋斗一生的精神,这样在祖国人民需要的时候才能发挥重要的作用。
讲这些为我国的振兴做出贡献的化学家的故事,能激起同学们的爱国情怀,树立“为中华之崛起而读书”的志向。
三、培养实事求是、尊重科学、尊重事物发展规律的科学态度
初中化学安排了许多探究活动,让学生加深对化学是一门以实验为基础的学科认识。化学知识是建立在科学探究基础上的,不是凭空臆想、臆造出来的。如学生学习了质量守恒定律之后,就知道“点石成金”、“水变成油”完全是无稽之谈。学习了自燃现象后就可以解释黑夜荒郊野外墓地上的“鬼火”。教育学生发现了生活中一些有疑问的问题或表面现象,不要妄下结论,一定要深入探究才能得到真实的答案。
四、培养学生合作的态度
化学教学中,我经常把任务分小组去完成,有时每小组每个人都有具体的任务,只有每个人都完成任务才能成功。演示实验时我也经常适时的让学生帮忙,让他们和老师合作。学习上也把学生分成几个小组,小组整体进步了才会得到老师的奖励。这些,培养了学生合作的精神。
五、培养学生创新的态度
注重观察能力的培养,打开创新之门,观察是创新的入门阶段。要创新就是要有新发现,观察是发现问题的一条重要途径。注重实验能力的培养是创新之本。化学家的发明成果大多都出自实验室,实验是验证、探索、发现新东西最重要最可靠的手段。做探索性实验的关键问题是实验设计。在教学中要加强实验设计能力的培养,要放开手脚,让学生独立设计实验。对于难度大、探索性较强的实验,教师可进行必要的指导或与学生共同设计。对于学生设计的实验方案,如果有新思想、新方法、新举措,应认真审查,只要没有意外情况(不安全因素等)都可以让学生进行试验,鼓励学生树立自信心,勇于探索,勇于实践。注重生产生活实际,开发创新之源。
六、培养学生的资源观
学习第三单元水时,让学生知道地球上总水量很丰富,但淡水资源匮乏,树立节约水资源的观念。学习煤和石油、天然气时,课本表7-3我国2004年化石能源探明储量及年产量,根据表中数据让学生估算出我国煤、石油、天然气分别在年116年、14年、55年后被耗尽。让学生有节约化石能源的思想和行动。学习金属资源时,告诉学生每年有接近十分之一的钢铁因锈蚀二损失,要求同学们要保护金属资源。
七、培养学生的环境观
教学中,我们可以开设“化学知识讲座”,讲讲“空气与水污染的危害、原因及防护”、“温室效应的原因”、“酸雨的形成”、“臭氧层空洞”、“白色污染”、“废电池造成的污染”、“如何低碳生活”、“什么是绿色化学”等等。让学生明白破坏环境对人类造成的危害,树立保护人类生存的环境人人有责的观念。
八、培养健康意识观
初中化学第十二单元化学与生活的教学,让学生了解了人类重要的营养物质,化学元素与人体健康的知识。人体缺少必须的微量元素会得病,但有一个合理摄入的问题,因为摄入不足或过量均不利于人体健康。教会学生科学的生活,不偏食,不暴饮暴食,防止有害元素对人体的侵害。
九、培养可持续发展观
可持续发展是指经济发展与人口增长、自然资源相互协调,做到现时的发展不损害后代人的发展,而且为后代的发展奠定基础。因为研究化学,可以使我们合理、有效利用自然资源。化学家还在不断开发新能源、新材料,以满足人们的需要和科技的发展。
综上所述,情感态度价值观目标很难靠教师单纯的讲授灌输而落实,必须由学生在教师创设的具体教学活动过程中通过不断地体验、内化而形成,这类目标的实现是一个“润物细无声”、“潜移默化”的过程,并非一朝一夕就能达到的。但我坚信,只要我们坚持不懈的努力,一定能在化学教学中,把培养学生的情感态度与价值观的目标实现。化学教师们,加油吧!
参考文献:
化学史是化学科学产生和发展的历史,是人类探索和改造物质世界的历史,也是人类精神文明发展的历史,是科学精神最集中的载体。化学史教育是指在化学教学中结合化学史实向学生进行的教育。法国著名的科学家郎之万说过:“在科学教学中加入历史的观点是有百利而无一弊的。”然而,多数教师对化学史的教学并不重视,实际教学中往往一带而过,或者让学生课后自行阅读教材中的化学史素材。上述情况的出现表明教师对于在初中化学教学中进行化学史教育的重要性缺乏了解。笔者结合一些教学案例略谈化学史在初中化学教学中的教育价值及其实现策略。
一、激发学生学习兴趣,调动学生学习积极性
化学史上一些发现、发明和科学家的主要事迹、奇闻轶事,都会引起学生的好奇心,激发其学习兴趣。在氧气性质的教学中教师可介绍普利斯特里发现氧气的实验:“当我获得这种气体后,我发现蜡烛在这种气体中燃烧时竟然发出一种非常亮的火焰,我真不知道该如何去解释这种奇怪的现象。我用玻璃管将这种气体吸进肺中,感到胸部很轻松,很舒服,谁知道这种气体将来会不会是一种时髦的奢侈品呢?但现在只有两只老鼠和我才有享受这种气体的权利啊!”(普利斯特里先用小老鼠做了实验)通过上述叙述,学生在科学家诙谐幽默的话语中体会到氧气的性质,也感到化学科学的学习其实是件轻松快乐而又让人兴致盎然的事。
此外,教师可在自制酸碱指示剂的探究实验的教学中,进行波义耳发现指示剂的故事的讲解;在燃烧与灭火中的教学中,介绍德国商人布兰德想从尿里制得黄金,却意外地分离出像蜡那样的色白质软的物质――白磷;讲解二氧化碳性质的时候介绍普利斯特里发明“汽水”的故事等等来激发学生的学习兴趣。
二、培养学生顽强探索的科学品质
化学史上任何一个科学发现和发明,无不凝聚着化学家辛勤的劳动和忘我的追求,而这一过程更能体现化学家孜孜以求、顽强探索的科学精神。初中阶段元素周期表知识的教学中,由于学生对元素性质的认识较少,难于体会元素周期表对化学学科的重要作用,但教师可对门捷列夫勤奋的一生做适当介绍:在门捷列夫的时代,科学家们只发现了63种元素,但是元素之间是否存在联系呢?门捷列夫经过长达十年的研究,终于发现了元素周期律,并据此制出第一张元素周期表,为20世纪的科学发展指明道路。门捷列夫一生勤奋,涉猎广泛,被称为俄国的达芬奇,在他所写的几千卷著作中,仅有10%是有关化学和物理的,其它的是关于经济、技术、地质等方面著作。“什么是天才?终身努力,便成天才!”就是门捷列夫的名言。学生在感叹科学家对科学知识孜孜不倦求索的同时,也会鞭策自己更加勤奋的学习,以更执着的精神探索科学世界。
“每种纯净物质的组成是固定不变的,所以表示每种物质组成的化学式只有一个。”这是人教版义务教育教科书第四单元课题4化学式与化合价中毫不起眼一句话,却是化学家普鲁斯特用整整 7 年的时间,做了上千次的分析实验才得出的结论,教学中教师也可对此段化学史作相应介绍。
三、增强学生崇尚科学、热爱祖国的情感
化学科学的魅力,在于其能在纷繁复杂的表面现象中揭示出物质及其变化之间的规律,在于其创造性和实用性。在化学肥料的教学中,教师可介绍化学家李比希对肥料工业的贡献:千百年来,普遍的观念认为人和动物总是以有机物(即植物和动物)为食物,庄稼也应该是以有机物为“食物”。但是,人们往田里施绿肥、施粪肥时,庄稼的产量并没有明显的提高。为了探索庄稼的秘密,李比希雇人开垦荒地,种上庄稼,并给庄稼施用各种无机盐,根据哪块地里的庄稼长得茂盛,就能知道庄稼喜欢“吃”什么。很快,李比希发现,庄稼非常喜欢吃“钾”和“磷”。在农业化学上,这是具有重大历史意义的发现。为了给庄稼大量供应钾肥,李比希办起了钾肥厂。李比希还发明了制造磷肥的方法。如果说,许多化学家所研究的定律、结构、化学成分等还只有理论意义的话,那么李比希的这些研究具有重大的实际意义。一位评论家曾这样评论道:“世界上没有任何学者对于人类的贡献,能与李比希相比!”这话固然有点偏颇,不过,李比希的研究工作,使庄稼的产量成倍增长,造福于全人类,这不能不说是他的巨大贡献。显然,这样的化学史实的介绍比空洞的口号更能激起学生崇尚科学的情感。
化学史上人才辈出,科学家们崇高的品德,高尚的情操和他们热爱祖国的高尚品质,更是对学生进行人生观教育的良好素材。在盐的教学中,可介绍我国制碱工业的先驱侯德榜的事迹,教育学生为我国杰出的化学家感到自豪,激发学生的爱国情怀。作为四大文明古国的我国,在化学方面也有杰出成就,四大发明中的造纸术、火药对世界科学的发展具有重要作用,我国古代人民很早就掌握了铜的冶炼技术,并制造出享誉世界的青铜器,通过类似化学史的介绍,提高学生的民族自尊心和自豪感。
四、有助于学生科学思维、科学方法的形成
化学学科思想是人们在认识化学的实践活动中形成的一种思维方法和思想意识,是对化学的本质、特征与学科价值的基本认识,并非学科基础知识、基本技能、基本品质和基本经验的简单叠加,而是一种注入主体精神的、处理问题的习惯或思维方式。
在化学实践教学中,教师为学生揭示学科思想的本质,并让学生通过自己的实践活动,与已有的学科知识相结合,从中得到理解、启迪,从而完善所学的知识,形成相应的知识结构,即对知识点的掌握得到进一步的升华。因此,学习和认识化学的指导思想,也是培养学生形成学科基本素养的核心。
培养化学学科思想的教学关系图
二、化学学科思想的特性
(1)它是由具体的化学知识凝聚而成的,并不是单指概念上的化学知识,即该思想源于“双基”,而高于“双基”。
(2)它体现了化学的实质和作用。在学科思想的框图下,许多化学内容都能得到合理的解释,因此,该思想在解决实际问题中具有至关重要的指导意义。
(3)该思想对化学的发展和充实起到了不可缺少的指导作用,因此,它是一个动态的、实证的、科学的、发展的体系。
该思想为学生学习化学学科起到了非常重要的作用,具体表现在学习的方向、目标及途径等方面。“化学学科思想”包括:整体性思想、联系思想(结构和性质、微观和宏观、量变和质变、定性和定量、相互转化、抽象和具体、统摄思想、发散思想、有序思维)、守恒思想、一般与特殊的思想、极限思想、动态平衡思想、构建模型的思想、验证探究思想、绿色化学思想等。
三、教学实践和启示
化学学科思想离不开相应的基础知识和基本方法,在化学知识的应用及实际问题的解决中它所起到的作用也是不言而喻的。从高中化学教学实践来看,在教学中培养学生的化学学科思想可以从以下几方面入手。
1.结合化学学科特点,建构化学学科思想基本体系
该思想方法是丰富多样的,其中结构与性质的思想是化学学科的核心思想方法。在整个化学学习过程中,“结构决定性质、性质反映结构” 始终贯穿其中,反映在 “位置(周期表中的位置)与结构”、 “物质性质与用途”及“位置、结构与性质”等,及其相互之间的推定和未知物质的结构与性质推演中应用广泛。以此为教学生长点,培养学生发现问题、思考问题并解决问题的方法和思路,并使之内化为学科思想,是形成化学学科思想体系的发端和关键。
2.结合科学探究方法,提升化学学科思想的深广度
科学探究方法需要用思辨的视角多维度地看待问题,因此,要引导学生运用“量变与质变的辩证转换”的思想方法,通过“量变与质变的转化,量变是质变的必要准备,而质变是量变的必然结果”这一思想来理解物质世界及其反应转化。上述思想在元素周期律(元素周期表)中得到最好的诠释,是难得的教学契机。此外,以金属与酸的反应为切入点,常规的思维就是以金属活动性顺序表为依据,比较活泼金属与非氧化性酸反应的一般规律,在此基础上,教师要有意识地引导学生运用发散思维,对比金属活动性强弱以及强氧化性酸与非氧化性酸的区别,以及反应物浓度和物质的量的改变对反应结果的影响,让学生辩证地看待金属与酸的反应的规律。这样的学习方式推而广之,便会养成辩证思维的习惯,学科思想的形成自然也就水到渠成。化学学科的另一个特点是“一般与特殊”的思想方法。从化学学科的系统性出发,通常总是通过对某些特殊的事物或事物的某些特殊方面的研究,得出普遍性的规律,并加以推广;然而事物在具有普遍性的同时,也存在某些独特的方面,即具有特殊性。换句话说,任何事物与同类事物之间有普遍性(共性),同时又有自己独特的一面,如同主族元素化学性质存在共性的一面,同时不同的元素间又存在差异。
3. 结合综合分析手段,强化化学学科思想的应用
化学分析研究中通常会用到定性与定量两种方法,两者在程度与角度上存在差异。定性指的是物质的性质(包括物理性质和化学性质),主要对其程度进行初步确定;定量则是在前者的基础上准确地对物质的性质进行更进一步地表达。在具体教学中,物质的溶解性和溶解度的描述就是对定性与定量的最好诠释。在此基础上可举例说明无机物的水溶性,同时可结合“沉淀-溶解”平衡原理和实验验证等方法,引导学生得出“微溶”、“难溶”和“不溶”并非是绝对的结论,同时,这些概念的科学意义并不简单等同于文本含义,这样可以避免学生对生活经验的僵化理解,从而循序渐进地建立起正确的化学概念。
综合而言,基础知识、学习能力和学科思想是现代化学教学中相互依存、相互促进的三个维度。除了必要的基础知识以外,还要培养学生的化学学习策略,并促使学生对化学学习进行自我反思与自我监控,灵活地调整学习策略,在总结反思中循序渐进地丰富知识体系,逐渐形成科学规范的学科思想。
参考文献
一、微型化学实验的简介
微型化学实验,英文名称为micro scale chemical experiment或micro scale laboratory,简写为M.L。微型化学实验是在微型化的仪器中进行的,其试剂用量为常规用量的1/1000~1/10,用量比对应的常规实验节省90%左右。它最显著两个基本特征是仪器的微型化和药品的微量化。微型化学实验因其具有减少污染、现象明显、快速、节约、安全等优点,并以其良好的教学功能和教学效果,在化学实验教学改革等领域扮演着重要的角色,引起世界各国化学界的高度重视。
二、微型化学实验在中学化学教学中的应用价值
微型实验不是常规实验的简单缩微,而是在以绿色化学理念和以学生发展为本的思想指导下在微型化条件下对化学实验的创新性变革。大量实践表明,教学中采用微型实验在中学化学教学中的应用价值,具体体现在:
1.有利于学生树立环保意识
学习化学的一个重要目标就是让学生了解一些简单污染的形成原理及去除方法,进而树立学生保护环境的意识。微型化学实验试剂用量少,这样既节约了药品、保证了实验效果,又减少了环境污染。这本身就是一个很好的保护环境的意识。如果我们再在化学微型实验教学中将节约药品、尾气的吸收、循环利用药品、妥善处理废弃物等思想渗透到实验的每一个过程中,对学生来说这不仅是一节化学课还是一节非常好的环境保护教育课。
2.有利于激发学生学习化学的兴趣
枯燥的书本知识难免不让学生产生厌学情绪,微型化学仪器体积小方便携带,可以将整套仪器带入教室而不用再去实验室上化学课,而且可以人手一套仪器自由设计实验方案,不再受书本实验的约束。这样每个学生都可以动手实验,观察丰富多彩的实验现象,最终提升化学学习兴趣。
3.有利于培养学生创新能力
传统的化学实验教学中,限于仪器的数量及组装仪器的复杂性,学生往往需要多人合作才能完成实验,而且照搬的成分很大。因此传统化学实验教学在培养学生主观能动性及独立思考方面存在还有欠缺。但是微型化学实验能很好的解决这一问题。微型实验由于只使用了较少的药品,为了保证良好的实验效果,必须对实验从实验技术、方法、仪器等方面进行重新设计,才能达到实验的目的。微型实验的仪器与实验方法的设计,本身就是一门集智慧与创意的艺术。将会给师生们提供更多的参与机会,激发创造欲望,去改良这些仪器与方法,发挥学生与老师的创新能力。
4.有利于改变学生学习方式及态度
高中化学新课程的理念是倡导“以学科探究为主的多样化的学习方式”;重视学生的“亲身经历和经验”。微型化学实验的实施使学生的学习方式由被动接受式变为主动探索式,利用现有资源实现人人动手实验、强化动手能力的训练,例如学生课前预习、课中学习、课后复习都能按照自己的思维进行实验,能在实验室、教室、甚至家庭做实验。它拓宽了学生科学探究的空间,让学生有更多的机会主动地体验探究过程,养成科学态度,学会科学的学习方法。
三、微型化学实验实施中存在的问题
微型化学实验实施中存在的问题,主要表现如下:
1.微型化学实验仪器的不足
现行的微型化学仪器主要以塑料制品为主,体现出其方便易于操作等优点。但塑料仪器不耐高温,塑料本身能与一些化学试剂起反应导致其推广应用受到阻碍。
2.微型化学实验的不足