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摘要:化学核心素养培养是深化化学教学改革的关键,研究化学核心素养内涵具有重要的理论及现实价值。化学核心素养凸显化学智慧,从教育功能和学科价值看,化学核心素养包含符号表征技能、“宏微符”结合视角、变化守恒观念、化学解释思维、科学探究精神五大要素。
关键词:化学核心素养;五大要素
核心素养研究一直是国际教育界关注的重点,2016年9月《中国学生发展核心素养》明确了核心素养概念,强化了个体与社会的双重属性,通过对必备品格和关键能力的重点培养,塑造核心价值,促进全面发展。学科核心素养既是素养教育的着力点,同时也是素质教育的拓展和深化的基础,如何落实学科核心素养是深化基础教育、培养创新人才的重点和难点。
一、化学核心素养的内涵和特点
核心素养教育是对培养创新型人才的聚焦和精细,是建构学习共同体的一种重要动力。钟启泉先生认为“核心素养是作为客体侧面的教育内容与作为主体侧面的学习者关键能力的统一体而表现出来的。”宏观揭示了核心素养教育的本质体现。[1] 而李艺等人则从微观角度分析了核心素养教育应该从“双基指向→问题解决指向→科学(广义)指向”[2] 三个层次把握,三个层次逐步递进,符合学生的认知规律,具有成长性、发展性特点。学科核心素养是核心素养教育的重要内容,它注重从学科课程教学角度,进行顶层思维设计,将外显的动态实践内化为静态稳定的人格素养,追寻推动个体成长及社会发展所必需的品格及能力的场域建设,从而由点及面顺应个体成长发展,进而创造社会价值。
化学核心素养教育首先强调关键能力的培养,能力是解决具体问题的综合体现。隐性能力资本需要广博的知识储蓄、熟练的基本技能及丰富的活动经验,对学生的思维方式具有极高的要求,关键的化学学科能力也必须具有学科特色。二是从培养必备品格出发,化学作为一门科学,科学素养的培养当然放在首要,科学素养包括科学态度、科学方法以及探究创新能力,严谨的科学态度、求实的创新精神,对树立学生的价值观具有重要的引领作用。一些学者认为化学核心素养主要包括化学信息素养;化学思维素养;创新素养;正确的情感、态度和价值观等。[3] 不难看出,其实更多带有基本素养的指向和概括,没有突出“核心”二字。部分专家则认为化学核心素养包括了“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”[4] [5] 方面。突出了学科特色,分析了化学核心素养的具体内涵,具有一定的参考价值。
化学素养,既要强调教育的价值,又要突出学科特色,具体包括了化学学科在知识、技能、方法和思想观念层面的内容,主要表现在掌握化学基础知识技能,能运用科学方法分析问题,对化学信息结构重组并能有效解决具体化学问题,从而建立起认识化学事物、分析化学问题的科学的世界观和方法论。化学核心素养则以问题为导向,在认知整合、分析探究、实践反思的经验积累中,提升学科专业素养,开发学科育人价值,结合学科发展和学生已有经验建构最基础的、学生发展最需要的化学学科智慧,创新化学学科教学理论与实践,以提高学生的整体素养。化学学科核心素养应充分体现化学学科的教育功能,主要包含符号表征技能、“宏微符”结合视角、变化守恒观念、化学解释思维、科学探究精神五大要素。其具体关系如图1:
化学核心素养的五大要素相互关联,彼此渗透。五大要素表现为三大技能:职业技能体现专业性,具有化学学科显著特色,突出学理价值;信息技能注重发展性,在专业技能上强调解决问题的能力,彰显实践价值;创新技能以两者为基础,对个体的综合素养的重塑和拔高,探究创新强化对能力和品格的双重培养,也是对新时代人才培养的高标准严要求。
二、化学核心素养的五大要素
五大要素的出发点是通过系统的化学学科课程学习,培养学生的关键的职业技能、信息技能和创新技能及创新探究精神,促进学生的身心发展,激发潜能,立足专业谋求发展创新,从而实现最大化的个人价值和社会价值。其价值取向是从精英专业到发展创新,是基础同时也是核心。五大要素具有专业性、发展性和创新性特点。
(一)符号表征技能
化学符号是化学研究和交流的工具,“是化学学科的通用语言,既可以从微观水平上解释物质的组成和变化,又可以从宏观水平上描述物质的状态和性质,可以说是联系宏观和微观的桥梁和中介,是学习化学必须掌握的语言”[6] 是经过长期的化学知识积累和化学问题实践过程中,形成的具有学科特色的对化学信息进行表征的一种交流工具,为国际通用。通过化学符号表征,化学信息的传达更为直接准确,缩短了交流距离,为不同国家的化学学科文化互动提供了坚实的基础保障。
化学符号具有诱导性,在思维逻辑的重构中,以化学符号代表具体的化学事物,将其抽象的内涵概念具体化,同时也是对化学问题处理过程中化学信息梳理整合的重要载体,这不仅契合了国际经济合作与发展组织(OECD)提出的“互动地使用语言、符号和文本”素养,还体现了化学学科的科学性特征,更是成为衡量学生化学学习能力强弱的重要指标。其化学符号语言的组成如图2所示[7]:
符号语言形象直观、言简意赅,在世界范围内形成了通用的化学语言系统,符号表征技能是進入化学世界,打开化学之门的一把重要钥匙,学会符号表征的运用规则和方法,对自身的发展也具有重要价值。
(二)“宏微符”结合视角
“宏微符”三重表征是化学本质的直接体现,基础是对符号表征技能的理解和掌握。物质有宏观性质、微观结构和符号表达三重表征,体现化学理念“用途—性质—结构”的互相影响和作用。[8] 《义务教育化学课程标准(2011年版)》明确提出:“形成一些最基本的化学概念,初步认识物质的微观构成,了解化学变化的基本特征,初步认识物质的性质与用途之间的关系。”这种习惯更加贴近化学家的思维方式,也为更好地理解化学家的语言作好准备。中学主要学习有机化学和无机化学,“宏微符”是学习有机化学的基础和关键。 具体内涵:大量宏观的化学实验现象及生活中的化学反应事实是理论的支撑,是丰富的感性直观的材料,体现“宏观表征”。而物质微观结构是解释物质多样性的基础,化学教育从某种程度上来说就是微观教育,原子、分子是起点,解释物质存在的客观性和多样性,形成科学的逻辑思维,建立化学概念。进行原理分析揭示微观结构变化,是“微观表征”,反应方程式的正确书写,将静态反应的动态演绎,是“符号表征”与“微观表征”的双重体现,理性科学的分析是本质表述,加之实验事实的支撑,实现了“宏观—微观—符号”的三重表征。“宏微符”看似相互独立,其实联结通融,宏观表现象事实,指用途;微观表性质原理,体现在结构;符号则是组成的具体表现,包含丰富表征的化学概念信息,这就是化学学科思维的方法特征“你中有我,我中有你,以小窥大”。
(三)变化守恒观念
变化守恒观念是辩证唯物主义在化学学科中的重要体现。新物质的产生离不开对旧键新键的分析以及反应机理的梳理,而变化过程中的守恒关系也是最不可忽视的重构逻辑。《义务教育化学课程标准(2011年版)》提出:“了解化学变化的基本特征,初步认识物质的性质与用途之间的关系。”变化守恒观念对于化学观念的形成十分重要。探寻宏观的变化现象所蕴含的反应机理,不仅能加强化学与人们生产、生活之间的关联性,更能促进人们对化学学科的价值认同感。
变化守恒观念是一個整体的观念,不能分开,在认识和解决化学问题时候,强调始态和终态两个点,重视物理量与化学量的参与,忽略变化的具体细节和方式,优点是简化过程,将抽象的反应形式具体化,化繁为简,透过现象抓本质从而有效解决问题,符合科学教育的规律和属性。变化守恒观念是科学的思维观念,体现了哲学思想中的辩证统一,也是认识客观世界的方法论。观念的渗透培养,不是知识的积累,技能的训练,而需要在长时间的磨砺,在日常教学中,无论新授课、实验课还是复习课,重视化学变化的条件、现象,强化守恒观念辩证分析,对化学反应本质的把握具有重要意义。
(四)化学解释思维
化学解释思维是化学教育价值的充分体现。能用化学语言对日常生活中的现象和问题进行针对性说明解释,既有对原理本质的理解表达,也有对个体价值的锻炼和培养。对教育主体来说是教育功能和价值的体现,对教育者来说,则是对学生化学能力的判断和表达,是教育评价的重要指标和参考。《普通高中化学课程标准(实验)》指出:“在化学学习中,学会运用观察、实验、查阅资料等多种手段获取信息,并运用比较、分类、归纳、概括等方法对信息进行加工。”“了解化学科学发展的主要线索,理解基本的化学概念和原理,认识化学现象的本质,理解化学变化的基本规律,形成有关化学科学的基本观念。”
化学解释,主要是指对化学信息的搜集、分析、表达及应用。搜集过程中,对关键信息用化学概念和逻辑思维进行理论处理,形成具体清晰的概念脉络,纳入已有的知识系统中补充完善理论结构,同时反作用于已有经验的积累,对知识、技能和方法进行更新创造。化学解释思维,偏重于在对待日常问题,能从化学视角分析问题的性质,用化学方法去处理问题,有较强的专业性和发展性,在处理知识“博”“约”关系的时候,创新思维方式,探究科学方法,达到对信息的搜集、处理以及科学解释的综合能力的掌握和培养。将最有用的信息进行价值性表达,既是对学科能力的锻炼,又能促进终身学习同时提高对创造性思维的开发和挖掘。
(五)科学探究精神
科学素养的培养是素质教育的重要组成部分,也是核心素养教育中的上层教育理念,创新是终极追求。科学素养包括科学态度、科学方法及科学探究精神。科学态度,就是实事求是的态度;科学方法是分析解决问题的思维逻辑;科学探究精神,则是在实验探究过程中,经过长期的经验积累养成的一种优秀的思维方式和人格品质。科学探究精神的培养对于完善和激发学生的创新能力具有重要的指导作用。
化学是一门以实验为基础的科学。我国著名化学家戴安邦先生说:“在化学教育中强调化学实验,无论如何不会过分”。实验是直观教学,表现化学知识原理,锻炼化学技能,包括操作仪器和化学解释,运用科学方法进行创新探究,贯穿提出问题—形成假设—合理解释,发挥学生的主体能动性,在实践中追求和验证科学。而英国著名化学家波义耳也强调:“只有实验和观察才是形成科学思维的基础。”科学探究过程既强调方法论,又重视价值观,科学假设设立、科学模型构建是方法论的体现,科学观察实施和科学结果反思更强调科学精神的价值弘扬,贯穿于整个实验探究过程的还有思维能力、实验能力培养,促进探究精神的生长性和发展性,这是个体终身发展的关键能力素养,更是对“科教兴国”战略理念的重要体现,是学生培养创造性思维和进行创新性活动的必备品格。
把握和落实学科核心素养,不仅丰富和延拓了素质教育理念,对新时代创新性人才的培养也具有重要的价值意义。
参考文献:
[1] 钟启泉,核心素养的“核心”在哪里[N].中国教育报,2015,4.
[2] 李艺,钟柏昌.谈“核心素养”[J].教育研究,2015,9.
[3] 林小驹,李跃,沈晓红.高中化学学科核心素养体系的构成和特点[J].教育导刊,2015,5.
[4] 程遇玲.浅谈高中化学学科核心素养的培养[J],中学化学教学参考,2017,7.
[5] 吴星.对高中化学核心素养的认识[J].化学教学,2017,5.
[6] 张丙香,毕华林.化学三重表征的界定及其关系分析[J].化学教育,2013,34(3).
[7] 阎立泽、韩庆奎等.化学教学论[M].北京:科学出版社,2004.
[8] 张丙香,毕华林.化学三重表征的界定及其关系分析[J].化学教育,2013,34(3).
作者简介:
唐仁娟(1992.08-),女,汉族,重庆人,硕士,重庆青年职业技术学院,研究方向:中国近现代教育史,化学课程与教学论。
(作者单位:重庆青年职业技术学院)
关键词:化学核心素养;五大要素
核心素养研究一直是国际教育界关注的重点,2016年9月《中国学生发展核心素养》明确了核心素养概念,强化了个体与社会的双重属性,通过对必备品格和关键能力的重点培养,塑造核心价值,促进全面发展。学科核心素养既是素养教育的着力点,同时也是素质教育的拓展和深化的基础,如何落实学科核心素养是深化基础教育、培养创新人才的重点和难点。
一、化学核心素养的内涵和特点
核心素养教育是对培养创新型人才的聚焦和精细,是建构学习共同体的一种重要动力。钟启泉先生认为“核心素养是作为客体侧面的教育内容与作为主体侧面的学习者关键能力的统一体而表现出来的。”宏观揭示了核心素养教育的本质体现。[1] 而李艺等人则从微观角度分析了核心素养教育应该从“双基指向→问题解决指向→科学(广义)指向”[2] 三个层次把握,三个层次逐步递进,符合学生的认知规律,具有成长性、发展性特点。学科核心素养是核心素养教育的重要内容,它注重从学科课程教学角度,进行顶层思维设计,将外显的动态实践内化为静态稳定的人格素养,追寻推动个体成长及社会发展所必需的品格及能力的场域建设,从而由点及面顺应个体成长发展,进而创造社会价值。
化学核心素养教育首先强调关键能力的培养,能力是解决具体问题的综合体现。隐性能力资本需要广博的知识储蓄、熟练的基本技能及丰富的活动经验,对学生的思维方式具有极高的要求,关键的化学学科能力也必须具有学科特色。二是从培养必备品格出发,化学作为一门科学,科学素养的培养当然放在首要,科学素养包括科学态度、科学方法以及探究创新能力,严谨的科学态度、求实的创新精神,对树立学生的价值观具有重要的引领作用。一些学者认为化学核心素养主要包括化学信息素养;化学思维素养;创新素养;正确的情感、态度和价值观等。[3] 不难看出,其实更多带有基本素养的指向和概括,没有突出“核心”二字。部分专家则认为化学核心素养包括了“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”[4] [5] 方面。突出了学科特色,分析了化学核心素养的具体内涵,具有一定的参考价值。
化学素养,既要强调教育的价值,又要突出学科特色,具体包括了化学学科在知识、技能、方法和思想观念层面的内容,主要表现在掌握化学基础知识技能,能运用科学方法分析问题,对化学信息结构重组并能有效解决具体化学问题,从而建立起认识化学事物、分析化学问题的科学的世界观和方法论。化学核心素养则以问题为导向,在认知整合、分析探究、实践反思的经验积累中,提升学科专业素养,开发学科育人价值,结合学科发展和学生已有经验建构最基础的、学生发展最需要的化学学科智慧,创新化学学科教学理论与实践,以提高学生的整体素养。化学学科核心素养应充分体现化学学科的教育功能,主要包含符号表征技能、“宏微符”结合视角、变化守恒观念、化学解释思维、科学探究精神五大要素。其具体关系如图1:
化学核心素养的五大要素相互关联,彼此渗透。五大要素表现为三大技能:职业技能体现专业性,具有化学学科显著特色,突出学理价值;信息技能注重发展性,在专业技能上强调解决问题的能力,彰显实践价值;创新技能以两者为基础,对个体的综合素养的重塑和拔高,探究创新强化对能力和品格的双重培养,也是对新时代人才培养的高标准严要求。
二、化学核心素养的五大要素
五大要素的出发点是通过系统的化学学科课程学习,培养学生的关键的职业技能、信息技能和创新技能及创新探究精神,促进学生的身心发展,激发潜能,立足专业谋求发展创新,从而实现最大化的个人价值和社会价值。其价值取向是从精英专业到发展创新,是基础同时也是核心。五大要素具有专业性、发展性和创新性特点。
(一)符号表征技能
化学符号是化学研究和交流的工具,“是化学学科的通用语言,既可以从微观水平上解释物质的组成和变化,又可以从宏观水平上描述物质的状态和性质,可以说是联系宏观和微观的桥梁和中介,是学习化学必须掌握的语言”[6] 是经过长期的化学知识积累和化学问题实践过程中,形成的具有学科特色的对化学信息进行表征的一种交流工具,为国际通用。通过化学符号表征,化学信息的传达更为直接准确,缩短了交流距离,为不同国家的化学学科文化互动提供了坚实的基础保障。
化学符号具有诱导性,在思维逻辑的重构中,以化学符号代表具体的化学事物,将其抽象的内涵概念具体化,同时也是对化学问题处理过程中化学信息梳理整合的重要载体,这不仅契合了国际经济合作与发展组织(OECD)提出的“互动地使用语言、符号和文本”素养,还体现了化学学科的科学性特征,更是成为衡量学生化学学习能力强弱的重要指标。其化学符号语言的组成如图2所示[7]:
符号语言形象直观、言简意赅,在世界范围内形成了通用的化学语言系统,符号表征技能是進入化学世界,打开化学之门的一把重要钥匙,学会符号表征的运用规则和方法,对自身的发展也具有重要价值。
(二)“宏微符”结合视角
“宏微符”三重表征是化学本质的直接体现,基础是对符号表征技能的理解和掌握。物质有宏观性质、微观结构和符号表达三重表征,体现化学理念“用途—性质—结构”的互相影响和作用。[8] 《义务教育化学课程标准(2011年版)》明确提出:“形成一些最基本的化学概念,初步认识物质的微观构成,了解化学变化的基本特征,初步认识物质的性质与用途之间的关系。”这种习惯更加贴近化学家的思维方式,也为更好地理解化学家的语言作好准备。中学主要学习有机化学和无机化学,“宏微符”是学习有机化学的基础和关键。 具体内涵:大量宏观的化学实验现象及生活中的化学反应事实是理论的支撑,是丰富的感性直观的材料,体现“宏观表征”。而物质微观结构是解释物质多样性的基础,化学教育从某种程度上来说就是微观教育,原子、分子是起点,解释物质存在的客观性和多样性,形成科学的逻辑思维,建立化学概念。进行原理分析揭示微观结构变化,是“微观表征”,反应方程式的正确书写,将静态反应的动态演绎,是“符号表征”与“微观表征”的双重体现,理性科学的分析是本质表述,加之实验事实的支撑,实现了“宏观—微观—符号”的三重表征。“宏微符”看似相互独立,其实联结通融,宏观表现象事实,指用途;微观表性质原理,体现在结构;符号则是组成的具体表现,包含丰富表征的化学概念信息,这就是化学学科思维的方法特征“你中有我,我中有你,以小窥大”。
(三)变化守恒观念
变化守恒观念是辩证唯物主义在化学学科中的重要体现。新物质的产生离不开对旧键新键的分析以及反应机理的梳理,而变化过程中的守恒关系也是最不可忽视的重构逻辑。《义务教育化学课程标准(2011年版)》提出:“了解化学变化的基本特征,初步认识物质的性质与用途之间的关系。”变化守恒观念对于化学观念的形成十分重要。探寻宏观的变化现象所蕴含的反应机理,不仅能加强化学与人们生产、生活之间的关联性,更能促进人们对化学学科的价值认同感。
变化守恒观念是一個整体的观念,不能分开,在认识和解决化学问题时候,强调始态和终态两个点,重视物理量与化学量的参与,忽略变化的具体细节和方式,优点是简化过程,将抽象的反应形式具体化,化繁为简,透过现象抓本质从而有效解决问题,符合科学教育的规律和属性。变化守恒观念是科学的思维观念,体现了哲学思想中的辩证统一,也是认识客观世界的方法论。观念的渗透培养,不是知识的积累,技能的训练,而需要在长时间的磨砺,在日常教学中,无论新授课、实验课还是复习课,重视化学变化的条件、现象,强化守恒观念辩证分析,对化学反应本质的把握具有重要意义。
(四)化学解释思维
化学解释思维是化学教育价值的充分体现。能用化学语言对日常生活中的现象和问题进行针对性说明解释,既有对原理本质的理解表达,也有对个体价值的锻炼和培养。对教育主体来说是教育功能和价值的体现,对教育者来说,则是对学生化学能力的判断和表达,是教育评价的重要指标和参考。《普通高中化学课程标准(实验)》指出:“在化学学习中,学会运用观察、实验、查阅资料等多种手段获取信息,并运用比较、分类、归纳、概括等方法对信息进行加工。”“了解化学科学发展的主要线索,理解基本的化学概念和原理,认识化学现象的本质,理解化学变化的基本规律,形成有关化学科学的基本观念。”
化学解释,主要是指对化学信息的搜集、分析、表达及应用。搜集过程中,对关键信息用化学概念和逻辑思维进行理论处理,形成具体清晰的概念脉络,纳入已有的知识系统中补充完善理论结构,同时反作用于已有经验的积累,对知识、技能和方法进行更新创造。化学解释思维,偏重于在对待日常问题,能从化学视角分析问题的性质,用化学方法去处理问题,有较强的专业性和发展性,在处理知识“博”“约”关系的时候,创新思维方式,探究科学方法,达到对信息的搜集、处理以及科学解释的综合能力的掌握和培养。将最有用的信息进行价值性表达,既是对学科能力的锻炼,又能促进终身学习同时提高对创造性思维的开发和挖掘。
(五)科学探究精神
科学素养的培养是素质教育的重要组成部分,也是核心素养教育中的上层教育理念,创新是终极追求。科学素养包括科学态度、科学方法及科学探究精神。科学态度,就是实事求是的态度;科学方法是分析解决问题的思维逻辑;科学探究精神,则是在实验探究过程中,经过长期的经验积累养成的一种优秀的思维方式和人格品质。科学探究精神的培养对于完善和激发学生的创新能力具有重要的指导作用。
化学是一门以实验为基础的科学。我国著名化学家戴安邦先生说:“在化学教育中强调化学实验,无论如何不会过分”。实验是直观教学,表现化学知识原理,锻炼化学技能,包括操作仪器和化学解释,运用科学方法进行创新探究,贯穿提出问题—形成假设—合理解释,发挥学生的主体能动性,在实践中追求和验证科学。而英国著名化学家波义耳也强调:“只有实验和观察才是形成科学思维的基础。”科学探究过程既强调方法论,又重视价值观,科学假设设立、科学模型构建是方法论的体现,科学观察实施和科学结果反思更强调科学精神的价值弘扬,贯穿于整个实验探究过程的还有思维能力、实验能力培养,促进探究精神的生长性和发展性,这是个体终身发展的关键能力素养,更是对“科教兴国”战略理念的重要体现,是学生培养创造性思维和进行创新性活动的必备品格。
把握和落实学科核心素养,不仅丰富和延拓了素质教育理念,对新时代创新性人才的培养也具有重要的价值意义。
参考文献:
[1] 钟启泉,核心素养的“核心”在哪里[N].中国教育报,2015,4.
[2] 李艺,钟柏昌.谈“核心素养”[J].教育研究,2015,9.
[3] 林小驹,李跃,沈晓红.高中化学学科核心素养体系的构成和特点[J].教育导刊,2015,5.
[4] 程遇玲.浅谈高中化学学科核心素养的培养[J],中学化学教学参考,2017,7.
[5] 吴星.对高中化学核心素养的认识[J].化学教学,2017,5.
[6] 张丙香,毕华林.化学三重表征的界定及其关系分析[J].化学教育,2013,34(3).
[7] 阎立泽、韩庆奎等.化学教学论[M].北京:科学出版社,2004.
[8] 张丙香,毕华林.化学三重表征的界定及其关系分析[J].化学教育,2013,34(3).
作者简介:
唐仁娟(1992.08-),女,汉族,重庆人,硕士,重庆青年职业技术学院,研究方向:中国近现代教育史,化学课程与教学论。
(作者单位:重庆青年职业技术学院)