中学化学教学参考

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基于核心素养——审视实验创新

  

摘要:20174月的江苏省中学化学创新实验比赛,创新的实验精彩纷呈。反思当前的初中化学实验创新,思考如下:创新应其有“大教学”跨学科的视好,实现发展创新素养的育人价值;创新应服务于教学,重在突破难点;创新应关注学生的发展,促进思维发散;创新方向是实验绿色化。    

关键词:实验创新,核心素养,创新素养  

正文由《中学化学教学参考》杂志整理。

化学是一门以实验为基础的科学,课程标准也强调了实验在教学及学生发展过程中的重要作用,《义务教育化学课程标准(2011年版)》明确提出:“在教学中创设以实验为主的科学探究活动,有助于激发学生对科学的兴趣,引导学生在观察、实验和交流讨论中学习化学知识,提高学生的科学探究能力。中国学生发展核心素养是以培养全面发展的人为核心,综合表现为人文底蕴、科学精神、学会学习、健康生活、责任担当、实践创新等六大素养。核心素养一经发布,得到了教育界的极大关注。为展示近年来实验教学的成果,并进一步探索中学化学实验教学和发展学生核心素养的方向,2017427-28日江苏省中小学教研室在徐州市举办了“第六届中学化学创新实验调演暨实验观摩活动”,笔者有幸全程观摩了本次调演的所有参赛实验。在观摩实验展示的同时,结合平常的教学实践,笔者对于实验创新也产生了一些新的思考,管窥之见,尚祈教正。    

一、实验创新应具有“大教学”跨学科的视野.实现发展创新素养的育人价值    

2014年江苏省《关于深化教育领域综合改革的实施意见》对基础教育明确提出“创新人才培养模式”的改革任务,要求全省中小学建立健全有利于实施素质教育的体制机制,切实增强学生的社会责任感、创新精神和实践能力。人才培养模式的创新归根结底是教学改革创新问题,2016年提出“中国学生发展核心素养”中的核心素养是跨学科、跨领域的,创新素养也不例外。各门学科都有培养创新素养的义务和功能,只是优势和特色不同。语文能够促进学生发散思维的流畅性、变通性和独特性;数学能够提升学生发现问题的能力、聚合思维和逆向思维的能力:;化学则可以通过学生动手做实验和参与实验创新,促进学生的批判性思维、提出假设与检验假设的能力。创新素养的培育应该建立在各个学科的基础之上,统整学科知识与能力,在化学实验创新中要充分考虑化学与语文、数学、物理、生物等学科知识的关联性,具有“大教学”跨学科的视野,发展学生必备的跨学科的核心素养。化学实验是学生参加科学实践活动的重要渠道,因而实验创新对发展学生的核心素养具有极其重要的价值,在培养创新人才方面具有深刻的认识论意义,对科学世界观和方法论的形成具有深刻的影响,对于培养各种技术和能力,提高科学素养和创新素养都是一种最佳的途径。    

二、实验创新服务于课堂教学,孟在原理解释、难点突破    

化学实验创新设计的重要价值是实现实验功能增值、突破课堂教学难点,最关键的是对实验内涵的挖掘和对原理的深刻解剖。进行化学实验创新设计首先要深入研究实验设计的意图以及所要达到的教学目标;其次要找准现有实验存在的问题,如直观性、可操作性、功能价值等,根据存在的问题明确实验改进的方向、思路。图1(略)是许亮亮老师海藻酸钠附着二氧化锰用于过氧化氢制取氧气的创新设计,图2(略)是海藻酸钠附着不同催化剂的样品。实验有利于学生对于难点催化剂的理解,可快捷回收的海藻酸钠微球也便于学生小组合作探究氧气的制取实验,绿色安全的思想得以充分体现。    

深化教育改革、培养创新人才的观念从理论到制度的转变,再从制度到心理的转变,需要不断研究、实践、再研究、再实践,其实施必须逐步完成,必须渗透在化学课堂实验教学中,才能真正得到落实。    

三、实验创新利于学生的发展,促进深度理解、发散思维    

创新实验设计,培养创新精神,“初步学会设计实验方案”“能在教师指导下或通过合作,根据具体问题创新设计简单的化学实验方案”f}l2012年修订版《义务教育阶段化学课程标准》对初中学生实验设计与创新精神培养的要求。化学实验创新设计是初中学生基础知识和各种能力的综合体现,是化学实验教学的最高目标,也是提高学生创新能力的最佳途径。实验改进和创新要立足于教科书又要超出教科书,化学实验创新要积极吸引学生参加。在实验创新中,从实验内容、实验步骤的创新设计到得到最佳的实验效果,可以使学生感受到科学精神的陶冶,同时实验创新又培养了科学态度,加深了对科学的深度理解。    

只有将科学精神和科学态度的培养落实到实验改进中,通过学生领悟、模仿和体会,点点滴滴、潜移默化,才能形成让他们受益终身的科学精神、科学态度和科学的行为习惯。以实验创新为基础的科学探究是真实促进学生深度理解、发散思维的学习过程,也是为了学生发展、培养终身学习的能力。    

四、实验创新方向是实验的简约化和绿色化    

化学实验创新的高层次功能是引导学生建立化学学科思想观念,如简约化操作控制、系列化设计理念、绿色环保思想等。    

1.实验操作简约化、可再现化    

通常教学实验前化学教师先要把相关实验器材从化学实验室拿到办公室,上课时再从办公室转移到教室。实现实验器材轻装上阵、实验操作简约化,有利于实验教学。笔者在做氧气的化学性质演示实验时,通常准备6%的过氧化氢溶液和二氧化锰,仅仅使用一个集气瓶在课堂中现场制氧气、探究氧气的化学性质,集气瓶既是氧气发生器也是氧气收集器,并且能将氧气的性质实验:木炭燃烧、蜡烛燃烧、铁丝燃烧、硫黄燃烧集成简约化。通过添加6%的过氧化氢溶液完成系列氧气的性质实验,充分呈现奇妙的化学。    

2.实验设计绿色化、系列化    

目前,绿色化学及其带来的产业革命正在全世界兴起。绿色化学主要研究的问题是:如果参加反应的分子中的原子能100%转化成产物实现零排放,就是理想的绿色化学反应。我们可以充分集成形成系列化化学反应,通过封闭循环实现零排放;尽量不使用和不产生对环境有害的物质,减少副产品,在源头杜绝污染;生产工艺应尽量常态化、低能耗、高效催化快速化;采用超临界流体作溶剂减少有机化合物的排放,绿色化学研究的一个重点就是用无毒无害的液体(如超临界二氧化碳)代替挥发性有机物作溶剂。初中化学实验设计的系列化和绿色化正是体现了绿色化学的理念,即本着减少污染努力向杜绝污染的方向发展,培养学生的科学素养和环保意识。例如,实验室制氧气实验,旧教科书中通常采用加热高锰酸钾或加热氯酸钾这两种方法来进行。而过氧化氢工业上主要采用2一乙基蕙醒法,先氢化后氧化制得,成本低且能耗小,因此,实验室用过氧化氢制氧气优势非常明显。笔者在学生分组探究实验时,将教材上的高锰酸钾制氧气改成过氧化氢和二氧化锰制氧气正是从节约和环保理念角度出发的。本次比赛的梁峰丽老师设计的二氧化硫性质的一体化实验(见图3)也充分体现了绿色化和系列化设计理念,通过医用输液袋利于密封存储气体、便于抽取气体样品的优点,实验探究二氧化硫的漂白性、氧化性、溶解性和还原性,在保护环境的前提下系统学习了二氧化硫的性质,并联系实际模拟了酸雨的形成过程,充分呈现精彩的化学。激发了学生的学习兴趣,也培养了他们的思维能力和创新能力,增强了环保意识。    

化学实验创新是化学教师对化学实验的深刻理解,对化学教育的特有感悟,也是对科学精神的不懈追求。但同时笔者认为,教材实验都是经过教育专家和学者综合多方因素,经过很长时间的实践论证,蕴含着其特定的人文底蕴和科学精神。因此,不可频繁地改变教材中的经典实验,很多实验只宜在某些细节方面稍作改进。日常初中化学课堂中不少教师对实验是有选择地做,只做不太复杂的、成功率高的实验;实验设计也常是简单操作多,精心设计少。因此,在化学教学中应高度重视和加强化学实验教学,充分发挥化学实验教学的功能价值,促进学生核心素养的养成。

参考文献

[1]中华人民共和国教育部.义务教育化学课程标准[s].北京:北京师范大学出版社,2012.

[2]师保国.核心素养的“教”与“评”—以创新素养为例[J].人民教育,2017(3/4):4750.

[3]朱清勇.创新设计实验呈现奇妙化学[J].化学教与学,2016(2):8183.

期刊简介

主管单位:中华人民共和国教育部
主办单位:陕西师范大学
国际刊号:ISSN 1002-2201
国内刊号:CN 61-1034/G4
刊期:半月刊
开本:大16开
语种:中文
发行:全国公开
创办日期: 1972年
刊社地址:西安市长安南路199号
投稿邮箱:zxhxjc999@163.com