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摘要:课程标准中的化学学科基本观念已被作为一种教育理念予以倡导,化学反应原理的教学必须摆脱以学科知识为中心的传统,突出学科基本观念、基本方法在学生终身发展中的引领作用和化学知识在社会生活中的应用。
关键词:化学学科;化学教育;化学反应原理;学科观念;培养
观念是行为的先导,若没有形成正确的学科观念,该学科就难以指导人们的行为及生活。中学化学教学能够使学生终身受益的就是影响他们世界观、人生观和价值观的化学思想观念。大多数高中生毕业后不太可能从事与化学相关的事业,他们只需要对待这个物质世界的正确态度、观念和方法。化学教学的重心应从过分注重事实性知识转变为事实性知识和观念两者并重,这已是时代的需求。本文以苏教版选修教材《化学反应原理》为载体,突出“观念建构为本”的教学理念,结合笔者的化学新课程实践,就培养学生的学科基本观念作一探讨,力求把新课程理念转化为具体的运作。
一、学科观念在《化学反应原理》中的组织和呈现
1.学科知识类观念的集中体现。
化学反应原理是人类在研究大量化学反应本质的基础上,总结得到的关于化学反应的一般规律,《化学反应原理》中设置了“化学反应与能量”“化学反应速率和化学平衡”“溶液中的离子平衡”三大主题,这种大章大节式的编排体系,清晰地形成了一个利于学生接受的知识网络,突显学科内涵、学科知识体系的逻辑性和系统性,学科知识类观念在各主题中得到集中体现,且呈螺旋上升的趋势。教材通过介绍能量变化的基本原理、化学平衡基本理论、离子反应基本规律,使学生能适应从宏观与微观、定性与定量、快慢与限度、本质与现象、积极应用与负面影响、能量转化等方面认识化学反应。这样的编排体系无疑对教师的教学设计方式和意识的转变产生巨大的推动作用,教师应该理解这样一种编排意图,不断概括提炼出“具有持久价值和迁移价值的化学观念”,并落实到课堂教学中。
2.学科价值类观念的分散渗透。
作为理论性较强的选修课程,《化学反应原理》没有像必修模块那样,开设相对独立的主题学习学科价值,但是挖掘教材,处处都有渗透科学精神的好素材。苏教版教材非常重视理论与生产生活相结合,是目前被审查通过的教材版本中最贴近实际的一个,STS 教育渗透较深。教材关注核心观念的建构过程,改变原来过分强调事实性知识的内在逻辑结构,课程内容的选择在化学分析方法的定量化和实验手段的现代化方面,同以往的化学课程相比,大大地向前迈进了一步。如专题2“化学反应速率和化学平衡”就通过一系列定量实验活动来强化“实验观”,使学生深刻认识到实验是研究化学的方法之一,条件的控制是实验研究的灵魂。教材用大量的图片和语言的描述展示了化学在工农业生产、科学前沿、日常生活中的广泛运用,使学生通过化学的学习更加了解周围的世界和自己的生活,增进对化学学习的兴趣和对化学学科的创造性与实用性的赞赏,不断提升“化学价值观”。
《化学反应原理》是为学习理科的学生所设计的,学习该模块,不仅能完善中学化学基本概念和原理的知识体系,而且能使这些对化学感兴趣的学生了解化学反应原理在生产、生活和科学研究中的应用,认识化学在不断丰富社会物质财富,提高人类生活质量,推动社会发展过程所起到的作用,树立研究化学的志向。《化学反应原理》所蕴含的学科观念是丰富的、多元的,教师只要选择出最适宜渗透的观念进行教学设计,一定能在有效地帮助学生掌握相关化学基本概念和原理的同时,强烈感受并建立相应的观念。
二、促进观念建构的教学策略
1.单元整体教学设计。
观念建构为本的教学不能立足在一小节、一课时上,而应就相关内容进行整体的单元设计,通过一个相对连续的阶段来建构观念。教师对教材本身要有整体的把握,在此基础上选择一个统领课程单元的观念,以此为核心进行单元整体教学设计,并根据学生的知识经验和心理发展水平,将贯穿于教学单元的化学观念随教学进度分解为不同的层次,然后结合每节课的教学内容逐一建构。这样既保证了每一教学单元有一个整体的、宏观的化学观念作为起导向作用的单元目标,每一节课又有不同层次的、具体的、易操作的基本理解作为起执行作用的课时目标,使化学观念的培养贯穿于教学的每一个环节。
苏教版《化学反应原理》采用“专题—单元”式结构,共设 3 个专题 10个单元,内容基本按照课程标准的3个主题顺序安排。课程主题是课程内容的“脉络”,学科观念是课程内容的“浓缩和提炼”。审视各课程单元,观念的连续性可以清晰地识别出来。由于观念的整合作用,能很好地把原来孤立和零散的知识联系起来,形成一个有意义的整体。教师对整个单元知识体系做深入的思考与统筹的安排,并以对学生观念层面的理解为目标来统整相关的问题及活动程序。以专题3“溶液中的离子平衡”为例,围绕化学平衡常数,建立了水的离子积常数、电离平衡常数、沉淀溶解平衡常数等概念;利用化学平衡移动规律分析了外界条件对水及弱电解质的电离平衡、盐的水解平衡、沉淀溶解平衡的影响。这种从单一到复杂的内容体系,联系紧密、层层深入,除了能使学生获得一些具体的知识外,更重要的是引导学生综合运用微粒观、平衡观、定量观系统地分析问题,一步步揭示溶液中离子平衡的实质。
2.创设以观念建构为核心的多样化活动。
学科观念的形成是在活动中发生、在交流合作中激荡、在反思实践中生成的。以观念建构为核心的多样化活动,不仅是促进知识向深层次观念发展的主要途径,也使学生有机会实践复杂的行为表现。活动的方式是多样化的,可以是观察思考、交流讨论、或是实验探究结合数据处理分析,也可以是课后的调查类活动。教师要及时把握实际教学中的活动方式,观察学生对化学课堂教学的适应性和认同度,观察学生在活动中的表现来推测其观念的建构情况,根据学生的反馈及时调整。
例如实验活动是过程方法教学的重点,教师可设置“认识盐溶液的酸碱性”“探究影响盐类水解的因素”“中和滴定法测定未知溶液的浓度”等实验活动,通过设计并实施这些实验活动,学生不仅获取了知识,还学会了很多具体的实验方法,如实验数据的测定、实验条件的控制、实验观察、实验记录、实验数据的表格化和线图化处理等,提升了学生对于实验作为一种科学研究方法的认识。教材为化学反应原理的研究提供了大量数据信息,如反应方向的判断、化学平衡常数都是结合数据分析呈现;设置了定量研究实验,如化学反应速率的测定,浓度、温度对化学平衡的影响等。这些探究活动不仅仅是培养学生的实验能力,更是学生个体理解、感受事实及其概念形成过程的质的转变。
3.结合学生已有经验进行情境设计。
情境教学所选择的材料信息应以一定的化学知识点为依托,可以是日常生活常识,或是与社会事件相关内容,或是一段化学小史。主要目的是引起学生观念上的冲突并能促使学生主动进入分析问题和解决问题的活动中,让学生在应用观念的情境中认识观念的功能和价值。教师要根据学生的原有知识水平和观念水平设计情境,分析学生原有观念与将要建构的新观念间的关系,让学生主动地、富有个性地学习,使学习效果最大化。
《化学反应原理》通过对纷繁复杂的化学现象背后的共同规律、普遍原理的认识让学生认识到不同化学现象后面的统一性,教学的结果是学生无论作为未来社会的普通公民还是化学专业人员,在思考化学与技术、自然、社会关系的问题时都能够自觉地根据化学基本原理乃至由此抽象出的哲学原则做出理智的决策,而不是简单重复别人的东西。
【参考文献】
[1] 王磊,胡久华.高中新课程选修课教与学·化学[M].北京:北京大学出版社,2006:6-15.
[2] 张毅强.观念建构为本的化学教学设计的理论与实验研究[D].北京:北京师范大学,2007:10.
[3] 董淑莉.《化学反应原理》情境教学的研究与实践[D].长春:东北师范大学,2009:11-15.
【作者简介】马洁,苏州大学材料与化学化工学部2007级化学学科教育硕士。
关键词:化学学科;化学教育;化学反应原理;学科观念;培养
观念是行为的先导,若没有形成正确的学科观念,该学科就难以指导人们的行为及生活。中学化学教学能够使学生终身受益的就是影响他们世界观、人生观和价值观的化学思想观念。大多数高中生毕业后不太可能从事与化学相关的事业,他们只需要对待这个物质世界的正确态度、观念和方法。化学教学的重心应从过分注重事实性知识转变为事实性知识和观念两者并重,这已是时代的需求。本文以苏教版选修教材《化学反应原理》为载体,突出“观念建构为本”的教学理念,结合笔者的化学新课程实践,就培养学生的学科基本观念作一探讨,力求把新课程理念转化为具体的运作。
一、学科观念在《化学反应原理》中的组织和呈现
1.学科知识类观念的集中体现。
化学反应原理是人类在研究大量化学反应本质的基础上,总结得到的关于化学反应的一般规律,《化学反应原理》中设置了“化学反应与能量”“化学反应速率和化学平衡”“溶液中的离子平衡”三大主题,这种大章大节式的编排体系,清晰地形成了一个利于学生接受的知识网络,突显学科内涵、学科知识体系的逻辑性和系统性,学科知识类观念在各主题中得到集中体现,且呈螺旋上升的趋势。教材通过介绍能量变化的基本原理、化学平衡基本理论、离子反应基本规律,使学生能适应从宏观与微观、定性与定量、快慢与限度、本质与现象、积极应用与负面影响、能量转化等方面认识化学反应。这样的编排体系无疑对教师的教学设计方式和意识的转变产生巨大的推动作用,教师应该理解这样一种编排意图,不断概括提炼出“具有持久价值和迁移价值的化学观念”,并落实到课堂教学中。
2.学科价值类观念的分散渗透。
作为理论性较强的选修课程,《化学反应原理》没有像必修模块那样,开设相对独立的主题学习学科价值,但是挖掘教材,处处都有渗透科学精神的好素材。苏教版教材非常重视理论与生产生活相结合,是目前被审查通过的教材版本中最贴近实际的一个,STS 教育渗透较深。教材关注核心观念的建构过程,改变原来过分强调事实性知识的内在逻辑结构,课程内容的选择在化学分析方法的定量化和实验手段的现代化方面,同以往的化学课程相比,大大地向前迈进了一步。如专题2“化学反应速率和化学平衡”就通过一系列定量实验活动来强化“实验观”,使学生深刻认识到实验是研究化学的方法之一,条件的控制是实验研究的灵魂。教材用大量的图片和语言的描述展示了化学在工农业生产、科学前沿、日常生活中的广泛运用,使学生通过化学的学习更加了解周围的世界和自己的生活,增进对化学学习的兴趣和对化学学科的创造性与实用性的赞赏,不断提升“化学价值观”。
《化学反应原理》是为学习理科的学生所设计的,学习该模块,不仅能完善中学化学基本概念和原理的知识体系,而且能使这些对化学感兴趣的学生了解化学反应原理在生产、生活和科学研究中的应用,认识化学在不断丰富社会物质财富,提高人类生活质量,推动社会发展过程所起到的作用,树立研究化学的志向。《化学反应原理》所蕴含的学科观念是丰富的、多元的,教师只要选择出最适宜渗透的观念进行教学设计,一定能在有效地帮助学生掌握相关化学基本概念和原理的同时,强烈感受并建立相应的观念。
二、促进观念建构的教学策略
1.单元整体教学设计。
观念建构为本的教学不能立足在一小节、一课时上,而应就相关内容进行整体的单元设计,通过一个相对连续的阶段来建构观念。教师对教材本身要有整体的把握,在此基础上选择一个统领课程单元的观念,以此为核心进行单元整体教学设计,并根据学生的知识经验和心理发展水平,将贯穿于教学单元的化学观念随教学进度分解为不同的层次,然后结合每节课的教学内容逐一建构。这样既保证了每一教学单元有一个整体的、宏观的化学观念作为起导向作用的单元目标,每一节课又有不同层次的、具体的、易操作的基本理解作为起执行作用的课时目标,使化学观念的培养贯穿于教学的每一个环节。
苏教版《化学反应原理》采用“专题—单元”式结构,共设 3 个专题 10个单元,内容基本按照课程标准的3个主题顺序安排。课程主题是课程内容的“脉络”,学科观念是课程内容的“浓缩和提炼”。审视各课程单元,观念的连续性可以清晰地识别出来。由于观念的整合作用,能很好地把原来孤立和零散的知识联系起来,形成一个有意义的整体。教师对整个单元知识体系做深入的思考与统筹的安排,并以对学生观念层面的理解为目标来统整相关的问题及活动程序。以专题3“溶液中的离子平衡”为例,围绕化学平衡常数,建立了水的离子积常数、电离平衡常数、沉淀溶解平衡常数等概念;利用化学平衡移动规律分析了外界条件对水及弱电解质的电离平衡、盐的水解平衡、沉淀溶解平衡的影响。这种从单一到复杂的内容体系,联系紧密、层层深入,除了能使学生获得一些具体的知识外,更重要的是引导学生综合运用微粒观、平衡观、定量观系统地分析问题,一步步揭示溶液中离子平衡的实质。
2.创设以观念建构为核心的多样化活动。
学科观念的形成是在活动中发生、在交流合作中激荡、在反思实践中生成的。以观念建构为核心的多样化活动,不仅是促进知识向深层次观念发展的主要途径,也使学生有机会实践复杂的行为表现。活动的方式是多样化的,可以是观察思考、交流讨论、或是实验探究结合数据处理分析,也可以是课后的调查类活动。教师要及时把握实际教学中的活动方式,观察学生对化学课堂教学的适应性和认同度,观察学生在活动中的表现来推测其观念的建构情况,根据学生的反馈及时调整。
例如实验活动是过程方法教学的重点,教师可设置“认识盐溶液的酸碱性”“探究影响盐类水解的因素”“中和滴定法测定未知溶液的浓度”等实验活动,通过设计并实施这些实验活动,学生不仅获取了知识,还学会了很多具体的实验方法,如实验数据的测定、实验条件的控制、实验观察、实验记录、实验数据的表格化和线图化处理等,提升了学生对于实验作为一种科学研究方法的认识。教材为化学反应原理的研究提供了大量数据信息,如反应方向的判断、化学平衡常数都是结合数据分析呈现;设置了定量研究实验,如化学反应速率的测定,浓度、温度对化学平衡的影响等。这些探究活动不仅仅是培养学生的实验能力,更是学生个体理解、感受事实及其概念形成过程的质的转变。
3.结合学生已有经验进行情境设计。
情境教学所选择的材料信息应以一定的化学知识点为依托,可以是日常生活常识,或是与社会事件相关内容,或是一段化学小史。主要目的是引起学生观念上的冲突并能促使学生主动进入分析问题和解决问题的活动中,让学生在应用观念的情境中认识观念的功能和价值。教师要根据学生的原有知识水平和观念水平设计情境,分析学生原有观念与将要建构的新观念间的关系,让学生主动地、富有个性地学习,使学习效果最大化。
《化学反应原理》通过对纷繁复杂的化学现象背后的共同规律、普遍原理的认识让学生认识到不同化学现象后面的统一性,教学的结果是学生无论作为未来社会的普通公民还是化学专业人员,在思考化学与技术、自然、社会关系的问题时都能够自觉地根据化学基本原理乃至由此抽象出的哲学原则做出理智的决策,而不是简单重复别人的东西。
【参考文献】
[1] 王磊,胡久华.高中新课程选修课教与学·化学[M].北京:北京大学出版社,2006:6-15.
[2] 张毅强.观念建构为本的化学教学设计的理论与实验研究[D].北京:北京师范大学,2007:10.
[3] 董淑莉.《化学反应原理》情境教学的研究与实践[D].长春:东北师范大学,2009:11-15.
【作者简介】马洁,苏州大学材料与化学化工学部2007级化学学科教育硕士。