浅谈初中化学如何培养学生形成化学学科素养

浅谈初中化学如何培养学生形成化学学科素养浅谈初中化学如何培养学生形成化学学科素养 延庆县第四中学延庆县第四中学 于新玲于新玲 科学素养也称科学素质 是人的一种内在品质 其重点在于是对科学的态度 观察和思考问题的科学性 以及批判精神 同时也包括知识技能的获得以及解决实际问题的具体知识和办法 科学素养是有结构的 其 基本结构可以表达为三个层次 一是价值取向层面的科学精神 科学态度 价值观 二是知识能力层面的科 学知识与技能 科学方法与能力 三是具体行为层面的科学行为与习惯 如图 1 化学课程是科学教育的重要组成部分 也是发展学生科学素养的重要途径 义务教育化学课程标准规定 化学教育 不仅要引导学生更全面地认识物质世界的变化规律 而且要有助于学生更好地适应现代社会生活 提高学生的科学素养 义务教育阶段化学课程的设计思路是 以提高学生的科学素养为主旨 重视科学 技术与社会的相互联系 倡导多样化的学习方式 强化评价的诊断 激励与发展功能 课程标准还提出 义务教育段对学生科学素养的要求通过 知识与技能 过程与方法 情感态度与价值观 三个方面来体现 可见 义务教育阶段开设化学课程的核心目标就是发展学生的科学素养 而且是在科学素养的三层结构上全 面发展 只不过在科学知识方面以化学知识的积累为主 在科学方法方面既有一般科学方法渗透和训练 也 重视化学学科独特的研究思路和方法 最终影响学生在社会生活活动中 增加化学视角 用科学的方式解决 问题 一 化学教师学科素养的构成 化学教师学科素养的构成 化学教师作为化学课程的实施者承担着促进学生科学素养发展的重要任务 化学教师的科学素养 特别 是基于化学学科的学科素养 直接影响化学课程的实施效果 影响教育目标的充分实现 根据前面对科学素养的分析 我们认为化学教师的学科素养应该包含以下三方面内涵 学科知识与技术 学科方法与能力 学科视野与情怀 1 学科知识与技术学科知识与技术 学科知识与技术指化学教师需要有丰富的化学学科知识 包括了解化学学科的学科体系 研究内容 发 展历程和研究进展 理解学科基本概念 基本原理 掌握化学用语 熟悉较多的化学现象和化学事实 化学 教师还应该掌握一定的化学实验技术 如分离 提纯 制备 研究物质性质及反应规律等的实验技术 2 学科方法与能力学科方法与能力 学科方法与能力指化学教师应理解和掌握化学学科的基本思路和方法 并能将这种思路方法应用于真实 的问题解决过程 形成能力 这里的思路方法既包括一般研究方法 如科学探究 和一般科学方法 如测量 法 数学法 模型法 也包括化学学科特征的科学方法 如实验法 化学用语 另外 化学学科中一些具体 的方法也是教师必备的思路方法 如 化学学科认识物质的思路方法 认识化学反应的思路方法 以及一些 解决问题的具体方法 如 制备物质的思路方法 分离物质的思路方法等 图 1 科学素养的基本结构 科学行为与习惯 科学知识与技能 科学方法与能力 科学精神 科学态度 价值观 3 学科视野与情怀学科视野与情怀 化学教师的学科视野包含两层含义 一是学科知识的视野 即面对同一化学问题 能否从化学学科的不 同视角进行解释或研究 比如 面对一个具体的化学反应 教师能否自主的从物质性质视角 物质转化视角 反应类别视角 能量视角 反应的微观本质 反应的速率和限度以及化学反应的调节与控制等多个角度理解 和认识 也许对任何单一角度 一旦提示教师 教师都可能调用相关知识解释说明 但是如果缺少提示 有 些教师就会局限在很少的认识角度上 缺乏全面丰富的认识视野 化学教师学科视野的另一方面体现在化学 教师对化学学科价值理解的视野 每位化学教师都知道 化学为人类进步做出了重要贡献 化学无处不在 但是如果具体追问 化学到底是怎样推动了人类的进步 化学具体在哪些领域做出了贡献 就不是每位教 师都能说得清的事情了 学科情怀也包含两层含义 一是情感 一是胸怀 情感指教师热爱学科 对学科有 浓厚的研究兴趣 拥有学科自豪感 教师的学科视野越广阔 学科情感也就越深厚 胸怀指教师对学科的局 限性有充分的认识 既认识到学科本身发展的阶段性 局限性 目前形成的理论都还有被突破 被发展的空 间 也认识到学科在发展带给人类社会进步的同时 也产生了一定的负面影响 因此要讲究科学伦理 树立 正确的科学价值观 初中化学教学课程包含五个主题 科学探究 身边的化学物质 物质构成的奥秘 物质的化学变化 化 学与社会发展 概括而言 初中化学就是要交给学生用科学的态度和方法 基于化学视角认识物质 认识物 质的变化 并将这一能力迁移应用于理解 解释和解决社会生活中的有关现象和问题 因此 初中化学教师 的学科素养包含四方面内容 基于化学视角认识物质的知识与方法 基于化学视角认识化学反应的知识与方 法 基于化学学科的思想方法 获取 判断化学新知的能力 有广博的学科视野 对社会生产生活中的化学 问题敏锐发现 乐于探究 善于表达的意识和能力 化学是在原子 分子水平上研究物质的组成 结构 性质及其应用的一门基础自然科学 基于化学视角认识物质 转化物质 创造物质 应用物质是化学学 科的重要任务 因此基于化学视角认识物质的学科素养内涵就包括四方面内容 认识物质的组成和结构 认 识物质的性质 认识物质的转化 认识物质的应用 见下图 只有教师认识到以上各方面的联系 才能在教学中进行有效渗透 而且随着化学新课程的实施 中学化 学教学正由 知识为本 向 观念为本 转变 即化学教学必须超越传授具体知识的层面 从传授事实 掌 握知识转变为使用事实 发展观念 要培养学生形成化学学科素养 首先要求学生形成化学基本观念 从而 逐步形成化学学科素养 二 什么是化学学科素养二 什么是化学学科素养 物质的组成与构成 从认识物体到认识物质 认识物质的元素组成 认识物质的微粒构成 认识物质构成微粒间的作用关系 认识物质构成微粒的堆积方式 基于原子结构特征解释物质的组构成方式 微观 宏观 定性 认识成分 定量 认识成分的含 量 定性 认识组成元 素 定量 认识元素含量 定性 认识微粒种类 定量 认识微粒间的数量关系 定性 认识微粒间作用类型 定量 认识微粒间作用强弱 及其与物质性质的关系 而化学学科素养 就是指学生通过化学学习在头脑中留存的 是对化学科学的本质 特征 价值的基 本概括性认识 它虽然不是具体的化学知识 但它对一般化学知识具有统率作用 对学生的终生学习和发展 都有重要作用 它具有以下特点 1 它不是具体的化学基础知识 而是化学知识的核心和精髓 是通过 具体知识与原理反复提炼形成的 2 许多具体的化学问题能在化学基本观念的框架下得到解决 3 化 学学科素养能引领学生从化学视角看待物质世界 形成独特的化学思维方式 4 化学学科素养需要在不 断修改中得到完善 提升 且随着认识事物的增多和认知水平的不断提高 会逐渐丰富和透彻 进而会转化 为信念与智慧 从而在根本上提高了受教育者的科学素养 三 初中化学学科素养的基本内容三 初中化学学科素养的基本内容 在初中化学课程中要帮助学生形成的化学学科基本素养主要包括 形成物质观 元素观 微粒观 化学 反应与能量观 分类观 化学的社会价值观 1 1 物质组成的元素观 物质组成的元素观 认识物质由元素组成 化学变化过程中元素种类不变 同一种元素是核电荷数 相同的同一类原子的总称 元素周期表中列出了已发现的 100 多种元素 元素在自然界以单质或化合物状态 存在 人体中存在的各种元素 不论多或少 都与人的生长 健康有密切关系 2 2 物质构成的微粒观 物质构成的微粒观 认识物质的微粒性 物质是由分子 原子 离子构成的 它们之间在一定条件 下能够相互转化 可用元素化合价的概念说明组成化合物的各元素原子数的定量关系 用元素符号可以书写 原子 分子 离子的符号和物质的化学式 3 3 化学反应与能量观 化学反应与能量观 化学主要研究物质的化学变化 即化学反应 化学反应变化多样 都有新物 质生成 化学反应的实质是原子重新组合 在化学变化中原子种类 数目不变 物质质量不变 化学反应需 在一定的条件下发生 化学反应一定伴随着能量的变化 化学能可以与热能 光能和电能相互转化 通过化 学反应可以利用化学能 4 4 物质的分类 物质的分类观观 从微观和宏观两方面研究物质组成的分类 物质变化的分类 化学反应类型的分类 等内容 5 5 化学的社会价值观 化学的社会价值观 了解身边的化学物质对人类生活的影响 增进对 世界是物质的 物质具有两 面性 物质是变化的 等辩证唯物主义观点的认识 逐步树立崇尚科学 反对迷信的观念 正确认识化学与 社会的关系 形成合理利用资源 树立保护环境 与自然和谐相处的意识 能用化学的视角看待生产 生活 的有关问题 体会科技进步对提高人类生活质量的巨大贡献 初步认识化学学科价值 四 初中化学培养学生形成学科素养的途径四 初中化学培养学生形成学科素养的途径 依据教材中每一单元具体知识 在教学中注意突出基本观念的主导作用 从而引导学生将具体化学知识 的学习与基本观念的形成有机的融合在一起 第一节课 绪言 就是想让学生建立第一个观念 即化学的社会价值观 即化学能改变我们的生活 如当久旱不雨时 向云层里发射降雨弹 或用飞机喷洒化学物质进行人工降雨 可以实现 呼风唤雨 从 矿石中冶炼出金属 可以实现 点石成金 的梦想 利用石油为原料 得到合成纤维 织成布 做成衣 化 工生产农药 化肥 使粮食丰产得到保证 可以实现 丰衣足食 这样选择学生熟悉的 能够理解的典型 事例 使学生在开始学习化学时就能从社会发展的角度认识化学的意义 初步建立起化学科学的价值观 在 绪言 课通过介绍化学的研究对象和内容 为学生进一步形成物质观 微粒观和元素观做了有效的渗透 第一单元以学生熟悉的空气 氧气入手 探究空气的成分 用途和发现史 从分析空气组成入手对物质 进行分类 再根据组成物质的基本元素 对纯净物进行分类 在这些知识的选择中蕴涵着元素观和物质的分 类观 第二单元 水 以水为主线可以初步培养学生形成以下化学基本观念 物质观 元素观 微粒观 物 质变化观 化学反应与能量观 分类观 化学社会观与价值观 具体如下 第三单元 物质构成奥秘 将带领学生对物质的认识从宏观进入微观 从表象进入本质 从定性进入定 量 从而揭开物质变化发展的奥秘 是学生跨入化学殿堂的关键一步 本单元有四个核心主题 首先是对化 学物质多样性的认识 建立初步的物质分类体系 第二是微粒构成物质 建立物质是由分子 原子 离子构 成的微粒观 第三是认识化学元素 引导学生学会从元素的角度来看待物质及其变化 第四是物质组成及其 表示 帮助学生形成能够正确表示一些常见物质的能力 并进行物质组成的有关计算 因此本单元整体内容 有两条线索 一条主线是 构成物质的微粒 分子 原子 离子 元素 化学式 该主线是从定性的角度研 究物质的组成与结构 一条副线是 相对原子质量 相对分子质量 化合物中元素的质量比 化合物中 元素质量分数 该副线是从定量的角度对物质组成进行有关计算 两条线渗透了对物质的可从定性 定量两 方面进行的化学思维方法 物质构成奥秘 属于初中化学的核心内容 它的学习价值在于帮助学生构建化 学基本观念 即微粒观 元素观 符号观 形成化学科学的一种特殊思维方式 引导学生用一种符号把宏观 物质 微观结构都表达出来 即化学所提倡的 三重表征 如 元素 教学设计思路如下 重要教学环节 梳理含氧元素物质 认识元素是组成物质基本成分 从微观视角认识氧元素 归纳出元素定义 形成物质由元素 组成 建立元素 概念等元素观 分析二氧化碳 铜 氯化钠的宏观组成 与微观构成 从元素角度分析物质组成 分 类 从微粒角度分析物质构成 建立宏观与微观的联系 构建物质构成奥 秘知识体系 进 一步深化分类观 形成宏观微观互 相统一的观念 梳理与氧气有关的 的物质转化 梳理由氧气转化的物质建立元素守恒 观 梳理转化 关系时 渗透 要以物质性质 制法为线索 以水 为主 线的 学习 水由水分子构成 每个水分子由两个氢原子和一个氧原子构成 微粒观 电解水实验说明水由氢元素和氧元素组成 元素观 水是纯净物 化合物 氧化物 水的三态变化是物理变化 水的电解是 化学变化 又是分解反应 分类观 水通电分解生成氢气和氧气 氢气燃烧能生成水 物质变化观 氢能的利用与发展 氢气燃烧生成水放热 化学反应能量观 水是地球上 人体中重要的物质 物质观 淡水资源短缺 要爱护 珍惜水资源 社会价值观 第五单元的教学旨在让学生通过学习能够站在化学学科的角度认识燃烧 灭火和爆炸 形成控制化学反 应条件就可以控制化学反应观 通过化石燃料的选择和综合利用 形成化学与能源的化学社会观 从而使学 生关注社会 关注自然 懂得保护自然界的生态平衡 实现人与自然和谐相处的重要性 第七单元通过探究 化学反应前后物质之间的质量关系 建立化学反应中质量守恒观 这样在第一学期的学习中 学生初步形成 了元素观 微粒观 物质的变化观 分类观 化学反应与能量观 化学的社会价值观 在此基础上 继续学 习体现 从生活走进化学 从化学走向社会 的 生活中常见的化合物 中酸碱盐的有关知识 并将化学知 识的学习与化学观念的培养有机的融为一体 当然化学观念是建立在对化学知识的理解和掌握 具备相关能力的基础之上的 它的培养不是一朝一夕 一个单元 一两节课就能完成的 需要让学生在循序渐进的学习中慢慢的体会和感悟 如元素观的形成就贯 穿于各个单元的教学中 如何采用生动 活泼有效的教学形式 更好的将化学学科素养的培养整合于学科知识体系中 需要一线 教师认真研究课程标准 研究新教材 研究学生的身心发展规律