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  化学
 
 

基于化学学科核心素养的化学教学活动设计

上海师范大学附属外国语中学 顾春丽    2017-01-06 10:01:00


学科核心素养是以学科知识技能为基础,整合了情感、态度和价值观在内的,能够满足特定现实需求的综合性品质和相关能力。学科核心素养是学生学习该学科后所形成的,具有学科特点的成就。化学作为一门实验的科学,在生命科学、环境科学、能源科学等领域相互交叉、相互渗透、相互促进中协同发展,对于解决人类社会发展中的问题发挥着重要的作用。

学科核心素养的培养必须以课堂教学为载体,根据学生的实际情况,创造性地开发和使用教材,这就要求教师必须围绕化学学科核心素养精心设计教学活动。人口、环境和能源是当今世界三大重要的课题。随着科学技术的进步、人民生活消费水平的提高,人们对能源的需求日益增长,开发能源与节约能源的重要性日益显著。因此,本文选用“化学反应中的能量变化”为教学案例,按照化学学科核心素养的要求,对教材内容进行再开发,挖掘其学科核心素养价值。以这些教学内容为载体,通过设计有效的教学活动,达到培养化学学科素养的目的。

【活动一】创设情景

电影《奇幻森林》片段节选:人和动物的区别——火的运用

教学问题:人类使用火的历史源远流长,早在远古时期,人类就学会了钻木取火,结束了茹毛饮血的时代。那么,薪柴中的能量从何而来?除了薪柴,还有哪些物质具有能量?能量之间是如何实现转化的?

设计意图:复习旧识,衔接新知,培养学生的化学变化观和守恒观。

学生认识发展:在初中阶段学生已经知道化学反应伴随着能量的变化,知道能量具有各种不同的形式,并且在转化和传递的过程中,遵循能量守恒定律。通过思考和学习,进一步认识到,这种潜藏在物质内部,只有在化学反应时才释放出来的能量,称为化学能。化学反应伴随着能量的变化,它通常表现为热量的变化。

化学变化是化学研究的核心内容,对认识和确定物质的组成、结构等有着极其重要的作用。物质世界充满了化学变化,正是由于化学变化,人类才能开发和利用自然界中的物质,甚至于创造自然界没有的物质来满足人类的需要、提高生存质量、保证生存安全。化学变化可能对人类的生存产生积极的影响,但是如果运用不当,也可能产生消极的影响。因此,在化学教学中需要设置一定的活动和情境帮助学生形成正确的化学变化观。化学变化又叫做化学反应,化学反应是化学运动的具体表现,物质发生化学反应,就是进行化学运动。能量则是物质运动的表现和一般量度。守恒观是一种重要的思想,也贯穿了化学学习的始终。通过初中阶段的学习,学生已经掌握了元素守恒和质量守恒,对于能量守恒的观念不难理解,因此,在此基础上设计一定的学习情境,可以促进学生化学守恒观的形成和完善。

【活动二】设计实验

实验目的:设计实验证明镁和稀盐酸反应中的热量变化,并学会从宏观角度分析能量变化的原因。

实验原理:运用气体热胀冷缩的原理,通过观察双球U形管中液面的变化来判断反应的热量变化。

设计意图:形成设计实验的一般思路和方法,培养学生的化学实验观。

学生认识发展:学生已知热量的变化一定伴随着温度的变化,放出热量温度升高,吸收热量温度降低。除了通过温度计观察温度变化外,在实验室还有许多的方法。通过实验设计锻炼学生发散思维和创新思维。并进一步明确,一个反应是放热还是吸热取决于反应物和生成物能力的相对高低。

建构主义理论认为,知识不是通过教师传授而得到的,而是学习者在一定情境下,借助于其他人的帮助,如合作交流等,通过意义的建构而获得的。化学是以实验为基础的学科,化学实验为学生创设了亲身参与实践的情境。实验的设计不仅能够促进学生化学实验观的形成,而且具有激发兴趣、培养品质、启迪思维、学习研究方法等教育功能。化学实验具有可操作性的特点,通过实验的设计和演示,使得学科问题变得更具象化,帮助学生构建先前所学知识与新知识的内在联系。通过问题驱动学生的思维,在活动中促进学生的体验和感悟,使化学实验观的学习得到渗透和落实。

【活动三】解锁迷思概念

视频:氢气和氯气的反应

教学问题:描述一下氢气和氯气反应的实验现象?这个反应是放热反应还是吸热反应?如果是放热反应,为什么还要光照或点燃?

设计意图:设置认知冲突,引发思考与讨论,培养学生从微观角度分析物质能量的变化。将化学反应中的能量变化从定性认识过渡到定量认识。

学生认识发展:氢气与氯气的反应现象是学生已知的知识,反应伴随着光和热的产生,也较易得出这是个放热反应的结论。基于以上认识,设置认知冲突,为什么本身放热的反应还需要加热或者点燃。通过师生互动和生生互动,引导学生从化学反应的本质出发,运用第三章化学键的知识,从微观角度分析反应需要光照或点燃的原因。并进一步明确,一个反应是放热还是吸热,取决于断键吸收的能量和成键放出的能力的相对大小。

化学反应的本质是旧键的断裂和新键的生成。所以,使学生能够建立物质的微粒性认识,并从微粒观的角度解释一些自然现象,形成对物质及其变化的科学认识是中学化学教学的一项重要任务。从宏观角度过渡到微观角度的过程中,必然存在一些认知上的矛盾和冲突,需要教师巧妙的设置一些教学活动,使学生更好的掌握相应的知识。除了举例迷思概念,激发认知冲突,克服思维障碍外。还可以通过交流和讨论,创设情景等方法克服知识方面及认识角度方面的障碍。用微粒观对实际问题进行科学解释,加深学生对微观概念的理解。

【活动四】链接能源革命

演讲《穹顶之下》片段节选:环境问题——雾霾

教学问题:从2012年开始,我国的天气预报开始播报每日的PM2.5含量和空气质量情况。那么,雾霾是如何产生的?它与我们现在所使用的能源有什么关联?我们应该怎样应对环境问题和能源危机?

设计意图:让学生运用课内外所积累的知识,链接到能源与人类发展的密切关系,并对研究化学反应及其能量变化的意义有进一步的认识。

学生认识发展:随着人类社会的进步和发展,我们所使用的能源也在不断的变革。现在我国所使用的能源从第一代的薪柴过渡到了第二代的化石能源。中国的主要能源结构以煤炭为主,石油次之,而核能、风能、太阳能等第三代能源所占比重很小。正是由于第二代能源的不当处理和过度使用,才造成了现在的环境问题。在讨论和交流的过程中,帮助学生建立绿色化学和可持续发展的理念,形成正确的化学价值观。

人本主义理论认为,学习的过程应该是学生形成一定的知识、技能、能力的过程,同时也是学生的情感、态度、价值观的培养的过程。在化学课堂教学中培养学生的科学价值观是指教师在传授化学知识的同时,引导学生探讨科学与社会发展的关系以及科学与个人在未来社会中的生存和发展的关系等。在探讨的过程中,使学生懂得:科学与技术所取得的成果应该为社会的生存和发展服务,应该为公众的利益服务。对于科学与技术应用中所出现的各种社会问题持辩证的态度,并通过多种方式参与未来社会与科学技术密切相关的生产、生活和发展的决策。能源问题历来都是社会关注的热点问题,通过连接能源革命,将化学问题放在社会的大背景下,启发学生思考,促使学生形成正确的化学价值观。让学生在充分认识化学与人类进步、与社会发展的密切关系外,增强学生的环境保护意识和可持续发展理念。
 
文章附件:

文章作者:上海师范大学附属外国语中学 顾春丽
文章出处:SRC-304

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