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化学学科核心素养与高中化学教学分析

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  摘要:2017年高考化学全国卷科学设置考查内容,保证基础性、加强综合性、增强应用性和探索创新性,加强能力考查,渗透学科素养考核。考试大纲提出核心素养的五个维度,本文通过对化学核心素养的解读和理解,探讨高中化学教学。
  关键词: 核心素养;宏微结合;变平思想;理论建模;探究;科学精神与社会责任
  高中化学学科核心素养是学生发展核心素养的重要组成部分,包括“宏观辨识与微观探析”“变化观念与平衡思想”“证据推理与模型认知”“科学探究与创新意识”“科学精神与社会责任”5个维度。在当前高中化学教学过程中,学科核心素养的培养已经成为十分重要的一种教学理念,在实际教学过程中占据十分重要的地位。
  一、宏微结合与 化学核心概念的建构
  化学核心概念是学生分析问题和解决问题的基础,具有高度的概括性、抽象性和严密的逻辑性。高中化学概念是化学知识网络的节点和骨架。只有让学生清楚、准确地理解化学概念,才能更深刻地认识物质及其变化规律,掌握化学学科的基本结构。
  从宏观现象入手,在原子、分子水平上分析研究,并运用化学符号模型表征,是化学学科的基本认识方式,即运用“宏观-微观-符号”三重表征作为化学学科特有的思维方式或教学方法,被广泛应用于化学教学,扎根在中学化学核心概念的建构过程中。
  举例说明:如在离子反应及发生条件的学习中, 将氢氧化钠溶液滴入硫酸铜溶液中,产生蓝色沉淀,反应发生的本质和条件是什么,我们可以从微观的粒子角度来分析,运用分子式,化学式等基本的化学符号来表达反应的过程,写出化学反应方程式:CuSO4+2NaOH
  =Cu(OH)2↓+Na2SO4, 第二步运用化学分析方法“拆,删”后,Cu2++2OH-= Cu(OH)2↓,抓住反应的本质和规律,认识离子反应就是离子参加的反应,产生沉淀是离子反应发生的条件之一。合理运用“宏观-微观-符号”三重表征中学化学核心概念的建构过程中,培养学生化学学科特有的思维方式。
  二、变平思想与平衡体系的学习
  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。动态平衡思想,即化学平衡、电离平衡、水解平衡、沉淀溶解平衡,是化学中重要的思维方式。4大平衡是高中知识的重要组成部分,是高中教学的重点和难点。由于其知识的复杂性和抽象性,能充分体现学生学习化学的能力,是高考出题的热点。例如2016年高考化学试卷第27题也是从动态平衡的角度分析了平衡移动原理,并利用溶解平衡常数Ksp进行相关微粒浓度的计算。
  变化观念及平衡思想是4大平衡体系的教学方式,也是学生学习的思维方法。具体在教学过程中,一方面认识“变”,让学生对物质不断运动及变化的实质能够充分认识。另一方面认识“平”,有这样一类特别的反应“可逆反应”,它们的变化是双向的,反应的终态是平衡状态。“变平”与“平变”可以相互转化,不同的“变”有不同的“平”,即在不同条件的变化下,可逆反应可以达到不同的平衡状态。运用唯物辩证思想,建立对立统一的分析方法。
  三、理论建模与深度学习
  证据推理与模型认知,其主要就是使学生能够具备证据意识,认识研究对象的构成要素及关系,构建相关模型,运用模型对化学现象进行合理解释,探究化学现象本质以及规律。
  在教学中的建模实例:氧化还原离子方程式书写的解题模型
  建模是学生学习化学的重要方法。通过建模,将知识串联在一起,抓住反应的本质,找出反应的规律,更能优化学习方法,能够类推迁移,进行深度学习。
  1.探究创新与实验教学
  化学是实验探索和分析推理,去伪存真发展起来的一门基础学科。化学的学习过程离不开实验探究,化学的教学实施需要充分依托实验探究。在必修1第2单元“金属钠在空气中燃烧”的实验中,新的石棉网多次实验的结果是“淡黄色较少,黑色固体较多”,这是什么原因引起的呢?学生展开大胆猜测与实验探究:一部分金属钠与二氧化碳反应生成了炭黑。学生设计实验加以证明:实验1:石棉网在酒精灯上加热,未变黑。实验2:金属钠与二氧化碳反应实验,证明钠与二氧化碳会反应生成黑色的碳。
  在教学设计时,教师要利用好各种教学资源,寻找切实有效的探究主题,师生共同规划和实施探究过程,帮助学生形成“证据推理与模型认知”和“实验探究与创新意识”等化学学科核心素养。实验探究形式可以多样化,课堂实验探究及改进,生活实验,微型实验,鼓励学生多动手,多动脑,会观察,会思考,培养严谨的科学态度和实验精神。
  2.科学精神与社会责任
  近几年,高考化学试题以生活及化工生产的真实过程为问题情境,将化学的基本思想、基本概念与原理、重要物质的性质与应用巧妙地融合在试题之中,考查学生的实际应用能力,也能让学生对于化学有关的社会热点问题做出正确的价值判断。例如2017的化学试题首个试题的情境素材均为化学与生活试题,包括合成纤维(Ⅰ卷)、化学与健康(Ⅱ卷)、環境保护(Ⅲ卷)以及食品化学(Ⅳ卷)四个方面,启迪考生认识化学对生活的巨大贡献。
  秉持可持续发展和绿色化学,科学精神和社会责任相结合,体现了对“化学运用”能力的总体要求,反映了化学科学应用的方向和价值取向。
  因此,化学核心素养的5个维度,立足高中生的化学学习全过程,各有侧重,相辅相成。“宏与微”“变平思想”“推理与模型”体现了具有化学学科特质的思想和方法;“探究与创新”从实践层面激励创新,“科学精神和社会责任”进一步揭示了化学学习更高层面的价值追求。高中化学教学依据5个维度,让学生建立与发展核心能力与品质,发挥化学学科的育人功能和育人价值。
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