化学核心素养视角下氧化还原反应思维模型的建构及实践研究

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现阶段我国的学科教育目标已经由简单的知识传授转变为培养学生的核心素养,重视核心素养的教学有利于学生将学科专业知识内化为能力,优化学习过程和方法,建立正确的价值观。在高中化学复习阶段,常出现过度重视知识传授,忽视化学学科核心素养培养的现象。氧化还原反应作为高中化学的基本原理和核心概念,贯穿高中化学学习始终。教材上对氧化还原反应的讲解虽然列举了一些典型的氧化还原反应,介绍氧化还原反应概念,建立了相关的概念体系,但是整体难度偏低,涉及到的化学应用和实例比较少,学生缺少理解性的、有意义的学习。以化学学科核心素养为导向的高考命题中出现与氧化还原反应相关的题目,情境新颖、陌生且综合程度较高,但学生缺乏从在情境中读取有效信息的能力,难以建立宏观和微观之间的联系,不能从变化观念和平衡角度认识氧化还原反应,难以调动已有认知去阐述原理、预测现象和分析解决问题。因此,开展化学核心素养视角下的氧化还原反应思维模型建构教学显得尤为重要。本文采用文献分析法、问卷调查法、实践研究等研究方法,深度剖析氧化还原反应思维模型的构建过程,在此基础上提出行之有效的教学策略。首先,通过大量阅读分析文献,阐述思维模型的相关概念,总结了思维模型的建构路径、氧化还原反应相关的思维模型以及氧化还原反应的学习障碍,确定了研究主题,为针对性开发思维模型、形成教学策略提供方向。本文详细阐述了皮亚杰的认知结构理论、布鲁纳的认知发现说、建构主义理论,为后续提出氧化还原反应的思维模型以及形成相应思维模型的教学策略奠定了理论基础。其次,详细阐述了氧化还原反应承载的五大化学核心素养,探索学生在氧化还原反应中的学习障碍,基于学习进阶梳理学生学习氧化还原反应的不同水平。通过问卷调查,收集整理相关数据,分析实验组和对照组学生氧化还原反应的学习情况,针对性地提出了“强制弱”模型、“复杂氧化还原反应的分析模型”和“真实情境下氧化还原反应的分析模型”。然后,以发展学生化学学科核心素养、建立氧化还原反应思维模型为目标,提出与不同思维模型相匹配的教学策略,并将之应用于教学实践。最后,在教学实践结束时,再次设计问卷进行调查,分析对比对照组和实验组学生的答题情况,发现实验组成绩远高于对照组,实验组成绩提升明显高于对照组成绩提升,从而得出结论:在氧化还原反应教学中采用思维模型建构的教学方法,建构“强制弱”模型、“复杂氧化还原反应的分析模型”、“真实情境下氧化还原反应的分析模型”,能够切实有效地提升学生化学学科核心素养,实现氧化还原反应的学习进阶。受限于理论水平不足,建模能力有限等因素,本研究还有很多不足之处。氧化还原反应的思维模型还应在教学实践中不断提炼优化,形成成熟的教学策略,才能充分发挥思维模型建构的教学魅力,实现化学核心素养的全面发展!
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