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关于新高考模式下化学有效教学策略的思考——如何让学生领略化学的气质

创建时间:  2020-01-01  作者:  蔡文瑛   浏览次数:

关于新高考模式下化学有效教学策略的思考

——如何让学生领略化学的气质

戴玉霞

摘 要 在上海新高考的模式下,要在有限课时内实现化学有效教学,并提高学生的科学素养,是难点,也是化学教学的新起点。解决学生学习化学的困扰,需要遵循教师引领,学生主导,并以化学通识教育带动专业化发展的原则。实践过程中,要让高品位的化学更接地气、对化学“潜规则”显性化处理、多渠道深化学习来塑造大脑,从而让学生充分领略化学的气质。

关键词 化学 有效教学

随着上海二期课改的推进和高考“3+3”模式的改革,化学学科教学向学生科学素养的方向培养已日渐清晰,并需要落到实处。以往中学化学过度教学,其中存在过度的课堂、过度的练习、过度的补习、过度的评价等现象都需要及时纠正[1],并通过有效教学、注重实效、倡导“化学从生活中来,到生活中去”来提升学生的化学学科素养。

在以学生为本的前提下,教师最主要的任务不是告知学生学习的内容,而是给学生学习的动力和合适的学习途径,辅助学生建立符合自己潜能的切实可行的发展目标。因为事实告诉我们,“无论技术怎样发展,学习本质上永远是一种自我教育”。

一、 化学有效教学的原则

(一) 建立教师引领,学生主导的课堂大环境

“3+3”模式下的高考,与其说学生有更多的选择权,不如说在迫使每一位化学教师必须更慎重地对待每一节课。只有智慧型教师,才能留住学生那原本充满好奇和渴求的心。“填鸭式”、无文化内涵的课必然不是维持学习动力的基本保障,由教师引领的学生自主课堂,才是调动学生学习的源动力。

(二) 以化学通识教育带动专业化发展

“科学为大众”,并非意味着降低化学的品味。每门学科都有其令人敬畏之处,之所谓高处不胜寒。但高度不等于难度。从初中到高中化学的课程设置,以不同的梯度和难度来满足不同层次学生的需求。化学通识教育属基础层次要求,是基本科学素养培养的一部分,所以,必须是低门槛、接地气的。只有以友善的态度将学生引进化学之门,才可能让更多的学生在化学的专业化道路上走得更远。

(三) 提供项目化团队协作的机会和科创实验平台,是学生提高综合能力的有效途径

在现实中解决问题,绝非单一技能可以全覆盖。在项目化的团队活动中,可以让原本受限的各技能得到融合、整合,并且赋予一定的生命力和活力。学生在整个活动中,需要沟通、思维的碰撞、技术整合、自我评估和反思,这将在极大程度上锻炼学生的动手能力、坚毅的品质和社交能力,其功效远远超过刷题。

要建立以教师引领,学生主导的有效教学模式,需要考虑当前高中生的认知特点和教育大环境的信息化的趋势。

二、高中阶段学生的认知特点

高中生认知结构的完整体系已基本形成。随着各种认知能力的不断完善,逐渐从形象思维占主导转化为抽象逻辑思维占优势地位,同时辩证思维和创造思维也得到了一定程度的发展。此外,高中生认知活动的自觉性明显增强,思维的方向性、目的性进一步明确[2]

高中生作为认知主体,对客观事物的认知掌握过程,除了本身智力因素的影响外,还受到情感、意志力等非智力因素的影响。化学教育的过程,其内核就是认知和情感交互的过程。“如果没有感受现象,就不存在情感发展机制,就不会有任何情感的经验作为印记存在记忆系统中”。因此,在建构高中化学体系的过程中,化学素养的培养包括了化学思维、实验技能和化学情感等方面。

三、 应对策略

(一) 让高品位的化学更接地气

化学高品位的气质,可能来源于她的年轻。现代化学至少比数学年轻一千年,比物理年轻一百年。而人类认识自然的顺序反映了学科的层次,从这个意义上说,化学比数学、物理学更深入、更高级[3]。化学更多地是在宏观和微观之间建立理论模型,用于解释宏观现象。但这并不影响我们了解她,应用她,因为她,让我们的生活变得丰富多彩,便捷高效。

笔者在校内开设的类IB化学课程中,尝试让学生在主题化、自主学习的平台下,通过信息检索、PPT制作、演讲等环节,让学生体验完成一个小专题调查、研究的过程。

以洗涤剂主题为例,学生通过小组活动查找关于各种洗涤剂具备不同功能和配方的关系,以及在使用中的注意事项。主题设计的初衷是让学生能认识与自己密切相关的化学品,并学会用已有的化学知识来解释使用注意事项。方案一提出,就得到很多学生的积极反馈,原来在生活中后知后觉的学生终于觉得化学没有那么高大上,在活动过程中,还发现了一些问题可以自己和其他同学进一步探讨。下面列出部分小组对不同类型洗涤剂能否互用或混用的一些调查结果和思考:

化学来源于生活,只有让学生还原到生活中学习化学,才能感知化学的魅力和学科的实用性。这远比“纸上谈兵”有意思得多。

(二) 化学“潜规则”的显性化处理

化学之所以让人又爱又恨,是因为大多数人认为她缺乏理科的条理性。但正因为化学的年轻、高级,才致使其不能总结出像牛顿三大定律那样能解释宏观物质运动规律的定则。因此,需要化学教师用心挖掘那些不成文的“潜规则”,并进行显性化处理。

[实践案例]绚丽实验背后方程式的内涵和外延

很多学生坦言,在观看了中科大梁琰及其制作团队在2014年底推出的《美丽化学》视频后,虽然仅六分三十秒的时间,但让无数学生头疼的化学方程式以唯美的形式呈现在学生面前,化学方程式顿时显得不那么枯燥乏味了,她的亲切可爱似乎激起了更多学生对化学的兴趣,瞬间使化学的负面印象有了一丝撼动。如何抓住这一契机进一步在化学教学中融入化学之美,逻辑之美?

在沪科版教材中,高一学段是整个高中化学中无机反应方程式最为集中的阶段。对初中“背”方程式颇有成效的学生而言,到了高一普遍显得力不从心,集中体现了三方面问题:

(1)在初中方程式较少的前提下,学生只需记忆少量方程式并反复操练,即可完成对方程式及其对应现象描述的考核。

(2)由于接触的化学物质较少,对四大基本反应类型的理解和演绎仅限于有限的几种物质,无法做到以此类推,触类旁通。

(3)对方程式的内涵缺乏理解,相应的应用更无从谈起。

面对这个棘手的问题,笔者认为化学方程式的“潜规则”显化可从以下三方面入手:

1.如何理解方程式的内涵

方程式不是简单的元素符号的堆砌,涉及具体的反应试剂的状态,反应条件的选择。如果学生在早期学习化学时,就处于一种比较抽象的环境或采用比较刻板的方式去记忆,就会对方程式停留在必须背诵才能解决问题的层次。在高一阶段,很有必要让学生突破原来的思维定势,让其觉得“背”方程式已经不是万能的,以此来谋求新的学习方法。在新授课中,可以通过演示实验或实验视频等方式,展示并突出反应条件的不同导致反应结果的差异性,让学生深刻体会条件的重要性,才有可能改变学生写方程式只关心反应物和生成物化学式的陋习。

此外,化学方程式同样具备数学方程式的简洁之美。全国教材使用“等号”连接反应物和生成物,不正体现了化学反应的原子守恒和质量守恒吗? 在上海教材中,虽然使用“→”作为连接符号,同样暗含此意,另外还体现了反应的主导方向。热化学方程式虽然和普通方程式相比,看似多了物质状态和反应热,但她同样以最简洁的方式体现了一定量、一定状态的物质参与反应和反应热之间的关系的,各物质之前系数的内涵也不同于普通方程式。

2.如何确定方程式

任何一个物质的性质都不是单一的,反应中具体体现的一种或多种性质取决于反应的对象、反应条件以及反应介质。

以浓硫酸为例,该物质的强氧化性是其区别于稀硫酸的特性之一。而学生就会有思维惯性,刚开始问及浓硫酸的相关反应时,往往会用强氧化性乱套,而非具体情况具体分析,这也导致了当需要学生自己判断两种物质能否反应,反应类型和反应产物时,更是无从下手。笔者认为,教师应分两步来引导学生对反应类型做初判。

首先要了解反应对象的特征;其次,找出反应物性质上的矛盾冲突,从而推测相互“削弱”彼此性质的途径,即反应类型。

如酸和碱能发生中和反应是因为酸碱是一对矛盾体,盐即是两者矛盾的调和体。又如,氧化剂和还原剂是对立面,两者因为各自氧化性和还原性之间的冲突通过反应相互“削弱”性质,转为具有较弱还原性和氧化性的新物质。

因此,当浓硫酸遇到NaOH溶液时,彼此的主要矛盾是酸碱性,需要发生中和反应来削弱彼此,而当浓硫酸遇到H2S,FeS等,彼此之间更为突出的是强氧化性和还原性的冲突,从而发生氧化还原反应。

3.如何使用方程式

方程式的存在不仅可以描述反应的实质,还可用于递推方程式,为实验结果提供理论参考。

以盖斯定律为例,可由已知反应的反应热通过方程式叠加,推得待测反应的反应热。单纯看方程式的叠加处理,可以很自然地联想到数学中方程式之间等量关系的处理。但仅仅把它看成化学计算技巧,那么就丧失了化学的内涵。其实,俄国化学家盖斯通过实验测定归纳出的盖斯定律,是将看似无规律的化学实验结果通过严格的数据分析、拟合、处理得到的理论结果。他所奠定的化学热力学基础为我们处理复杂化学问题提供了便利,也体现了化学不仅具有其经验性,同样也充满理性和逻辑性,这需要敏锐的观察力和概括、归纳能力。

在化学教学中,教师过多地脱离化学实质本身来讲授化学技巧和顺口溜,表面上减轻了学生的学习负担,却强化了其“文科气质”,忽略了化学本身是“有故事”的,并具有弹性和开放性。化学教学必须关注学生在后续拓展型课程中对科学方法的掌握。

(三) 通过不同通道和不同深度的学习来塑造大脑

1.让学生成为高效的信息挖掘员

当学生被各种网络信息包围,会逐渐丧失判断、归纳、总结的能力。碎片化阅读表面上似乎提高了时间的占用率,但占用率≠有效利用率,浅尝辄止的学习不能在深度上塑造大脑。作为教师,无需阻止学生通过网络获取资源,但有必要指导学生甄别是非,这也是在信息化时代理应具备的素养。教师可以通过面授或慕课形式,利用不同的通道来刺激不同的大脑神经回路,并对原本学生浅尝辄止的学习内容加以深化,换角度质疑或对学生感兴趣的内容追问,促使学生有深入学习的动力。

2.重构个性化化学体系,用发展的眼光看待规律和“灰色地带”

(1)课本知识绝对化向人性化的转变

“数学法则只要与现实有关的,都是不确定的;若是确定的,都与现实无关。”化学的生命源自现实,其本身的不确定性更是不可避免。但对于教科书中所涉及的原理和结论在过多的预设性课堂中,往往在学生面前显出一种不可争议的姿态。实验的功能大多是论证性的,为使学生更信服书本上的结论,这也正是化学给人以经验性结论较多,推理较少的感觉的原因所在。

化学原理真的这么绝对吗?不少学生在学习电解质原理的时候都会对水是电解质产生质疑。仅以纯水是极弱的电解质,导电能力极弱来回答学生,想必不能满足部分学生的好奇心,因为先期的课程中曾提到过纯水不导电。笔者认为,物质分类的界限有些是人为界定的,在不同的自然学科中,标准会有所不同,有必要向学生适当解释,以免使学生对事物的理解过于“绝对化”,而对规律外的所谓“异常情况”报以消极态度。其实物理学中定义的绝缘体,其电导率也并非为0。因此,对水的导电性争议想必和电导率的界限划定不同有关。在高中阶段,看似绝对,实则存在“灰色地带”的概念不止上述一例,比如,除酸和碱外,还有两性物质存在;离子键来源于电子得失,共价键来源于电子对的共用,那离子键和极性共价键的界限是什么呢?

“灰色地带”的存在不是简单地否定了概念的“绝对性”,恰恰体现了物质在四维空间中,性质是可能发生转变的,因为物质是辩证存在的。当一般规律无法解释某些事实或现象,也就意味着需要我们进一步去完善她。牛顿定律不也无法解释微观世界的测不准原理吗?

(2)从多维度整合规律,梳理线索,化繁为简,融会贯通

[实践案例] 生命之源——水为何变得如此复杂

让我们来看下高中化学里水的角色扮演

水,承载着生命的成长和延续的重任。倘若用水进行溶液配制或是以水作为反应物之一并未过多地刺激学生的神经,而一旦介入电解质溶液的学习,水就成为了令无数学生纠结的物质。电解质的电离过程掺杂了水分子的碰撞,水分子自身的电离以及盐溶液中可能存在的水解过程,溶液酸碱性的变化以及热效应的产生伴随着平衡移动,令人无从下手。

课堂教学中,上述内容是逐一呈现,且水常处于配角地位。而在综合性问题中,学生需要分清问题主次来辩证讨论。因此,笔者建议不妨偶尔让水来唱主角,以水为主线来讨论酸碱溶液或是盐溶液的酸碱性问题,物质溶解过程中的热效应等。在单纯溶解过程中,只涉及微粒扩散和水合过程的热效应,但相信会有思考力较强的学生会想到,盐的溶解过程,比如氯化铁,除了上述两个过程会带来热效应,电离、水解过程也会有热效应,相对于前两者而言,主次该如何区分呢?

新高考模式下的化学有效教学应该让化学以更为友好亲切的姿态面对学生,让化学的学习和应用延伸到生活中,化学才能具有真正的学科生命力,化学的气质——逻辑感、艺术感、生活感才能让更多的学生领悟并接受。

【参考文献】

1.王后雄,孙建明,中学化学过度教学:问题、成因及对策[J]教育理论与实践,2013, 33(2):62-64。

2.程英,基于学生认知心理的高中化学课堂教学问题设计[D]苏州:苏州大学,硕士学位论文, 2010。

3.郑胤飞,从语法现象看化学事实[J]化学教学, 1995,(3):45。

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