前言:我們精心挑選了數篇優質化學觀念的內涵文章,供您閱讀參考。期待這些文章能為您帶來啟發,助您在寫作的道路上更上一層樓。
一、義務教育化學課程標準的立意解讀
《修訂稿》結合十年來課堂教學中存在的主要問題,將《實驗稿》中的7條建議整合為4條,突出了重點,增強了建議的針對性。其一,在課程性質的描述上作了修改,著眼整體提高學生科學素養,彰顯學科性質,便于教師理解把握。其二,《修訂稿》“目標要求”的水平劃分、操作性、層次性等問題得到進一步明確,關注到知識的系統性和階段間銜接,具體界定化學實驗技能和實驗內容的要求,確定了學生必做的化學實驗,重寫了“教學情景”素材、增加了11個教學案例;“活動與探究建議”中某些活動任務的設計考慮各地的實驗資源,在操作性上得到加強,較好地回應了化學教學實踐中的突出問題,提出的實施建議更有針對性。其三,增刪了某些知識點,適當調整某些核心知識的學習水平層次等,落實減負精神。
對于我們一線教學實踐工作者而言,推進《修訂稿》的實施,需要在關注具體變化內容、強化評價改革的同時,更多地發掘《修訂稿》變化內容背后的立意。統觀變化,《修訂稿》在“立足科學素養、彰顯學科性質、突出科學探究”三個方面的立意十分明顯。
二、義務教育化學課程標準的教學期待
“立足科學素養、彰顯學科性質、突出科學探究”這三個方面內涵的理解與把握,需要我們作深入的理論與實踐研究,才有望把頂層設計思想轉變為實踐層面的改進。
(一)立足科學素養:需要基于課標的教學
研讀《修訂稿》,不論是從前言部分的課程性質到課程設計思路的修訂,從主體部分的課程目標到課程內容的微調,還是實施建議部分大刀闊斧的重寫與不惜筆墨的鋪陳,都立足于對科學素養內涵的把握,追求科學素養目標的全面達成。立足科學素養的課堂教學,需要我們一線教師加深對科學素養內涵的理解。在英文中,科學素養(scientific literacy)通常和另一說法“公眾理解科學”(public understanding of science)同義。它強調的是一種長期積淀下來的習慣、素養,是一種內在品質,其重點在于對科學的態度,觀察和思考問題的科學性以及批判精神,應當是指非專業人員對科學的理解程度,強調方法、觀念和態度(Maienschein et al., 1999),而不僅僅指一種短期的實用技能、解決實際問題的具體知識和辦法這樣的“科學專業素養”。
《修訂稿》強調的是立足科學素養,把它落實到義務段化學教學實踐中去,筆者以為應強化以下三個教學觀念:一是淡化學科界限,提倡學科內及學科間的綜合化。二是增強化學教學與社會的聯系,貼近學生的生活實際,即化學課程的生活化,在操作策略上提倡創設豐富多樣的基于學科觀念的教學情景等。三是加強科學與人文的融合,注重科學的人文化,具體通過改變學生的學習方式,如加強化學史、化學哲學與化學社會學對化學學科教學的指導作用,加強基于化學實驗的、有助于理解科學本質的科學探究內容和學習方式。因為,立足科學素養意味著要讓學生不僅知道知識的應用,而且了解知識“可能產生的影響”;不僅“知道科學技術在生活、生產中的應用”,還理解科學“在社會發展中的應用”,更加關注科學技術與社會的關系。在能力要求方面,更加強調“科學探究過程的一般方法”,分析“科學探究”的內涵,強調收集、整理、分析和運用信息的能力等。強調開展實驗研究,在實驗過程中提出發展交流、合作,使學科能力要求進一步具體化和結構化。在情意方面,更加強調質疑與創新、謙虛與合作精神等等。
以上分析可見,以“立足科學素養”統攝修改內容的《修訂稿》的實施,其實是新一輪初中化學課程改革征程的開始,它再一次要求我們在學習研究《修訂稿》的同時,一定要推進基于課程標準的初中化學教學實踐。要求我們以“用課標教”來取代“用教材教”和“為考而教”的教學習慣,初中化學教學與評價皆要遵從于標準,確保學生提高科學素養,促進在拓展質量內涵基礎上的達標,促進學生自由全面發展。與西方國家的具體實踐相比,基于標準的評價、問責方面的研究與實踐還未全面展開,有待拓展和深化。要使《修訂稿》由文本轉為教學實踐,教師在教學設計中應該始終基于標準,堅持以提高學生的科學素養為主旨設計教學方案,從制訂學期總體的教學方案到每一課時的教學設計,教師必須一以貫之地思考如何落實科學素養的目標,特別要注意挖掘化學知識所蘊含的科學方法以及價值觀目標要素,在實踐中能結合具體的學習內容將三維目標融為一體。
(二)彰顯學科性質:提倡基于觀念的教學
關鍵詞:化學學科觀念;教學策略;優秀課
文章編號:1005—6629(2013)5—0004—03 中圖分類號:G633.8 文獻標識碼:B
于2012年12月舉行的江蘇省高中化學優秀課評比活動,以“基于培養學生學科觀念的高中化學課堂教學”為主題,以“碳酸鈉的性質與應用”、“鎂的提取及應用”、“鋁的氧化物和氫氧化物”、“鐵、銅及其化合物的應用”4個金屬及其化合物的教學課題為載體。本次教研活動對于高中化學教學中進一步落實學生學科觀念的培養目標具有積極意義。
1 中學化學學科觀念的主要內涵及其教學價值
自“形成有關化學科學的基本觀念”列為中學化學課程目標以來,如何實施基于觀念建構的課堂教學成了化學教育的熱點問題。一般認為,化學學科觀念不是具體的化學知識,也不是化學知識的簡單組合,而是學生通過化學學習后在頭腦中建立起來的概括性認識,也就是在深入理解化學學科特征的基礎上所獲得的對化學的總括性認識。具體表現為個體主動運用化學思維方法認識身邊事物或處理問題的自覺意識和思維習慣。
關于化學學科觀念的內涵,國內外學者從多種不同角度展開研究。其中最為簡明的表述是將化學基本觀念分為知識類觀念、方法類觀念和情意類觀念3個維度,繼而又分為元素觀、微粒觀、變化觀、實驗觀、分類觀和化學價值觀6個方面。由此建構的化學學科基本觀念體系如圖1所示。
中學化學學科觀念的教學價值主要表現在以下3個方面:(1)有利于激發學生對化學學習的持久興趣。注重化學學科基本觀念的教學,促使學生不斷形成和鞏固必備的學科基本觀念。學生就會嘗試運用這些基本觀念進行新的學習活動與實踐活動,當他們運用自身觀念在實踐中獲得成功體驗的時候,就能深化他們對化學知識價值的認識,從而更加樂于探究物質變化的奧秘,體驗科學探究的艱辛和喜悅,并感受化學世界的奇妙與和諧。(2)有利于增進學生對化學知識的深入理解。化學學科觀念是以化學知識為載體而存在的,它的形成以對具體化學知識的深入理解為前提,同時化學學科觀念又“具有超越事實的持久價值和遷移價值”,能促進學生在后續的學習中進一步深入理解化學知識。例如,學生在初步形成元素觀和微粒觀之后,就容易發現有關元素化合物知識中的內在規律,能從微觀的層面理解物質的性質、反應的現象以及物質之間的轉化關系。(3)有利于促進學生化學學科素養的全面發展。化學基本觀念的形成既是認知性的,也是體驗性的。教師全面把握化學課程中的學科觀念體系,并進行基于觀念建構的學科教學,能夠使學生親身體驗化學知識的發現過程和應用價值,感悟化學知識中蘊含的思想、觀點和方法,從而實現化學學科素養的全面提升。
2 金屬及其化合物教學中學科觀念的培養策略
縱觀27位選手的教學設計可以發現,金屬及其化合物的教學為實現化學學科基本觀念的教育功能,主要的教學策略包括以下4個方面。
2.1通過分析物質的構成,讓學生從微觀層面理解物質的性質
“化學是在原子、分子水平上研究物質的組成、結構、性質及其應用的一門基礎自然科學”,微粒觀是化學學科基本觀念的重要組成部分。在中學化學課程范疇內,微粒觀主要包括物質是由分子、原子、離子等不同種類的微粒構成的,物質的微觀結構決定了物質的宏觀性質,化學反應是微粒間按照一定方式相互作用的結果等幾個方面的內涵。
對于碳酸鈉和碳酸氫鈉的教學,一位教師從以下兩個方面關注學生微粒觀的培養:一是在引入新課之后,先讓學生分析碳酸鈉和碳酸氫鈉的組成,讓學生從中發現“碳酸鈉和碳酸氫鈉的陽離子相同,陰離子的組成上相差一個氫原子”,再引導學生依據“物質的組成決定物質的性質”的已有認識,探究碳酸鈉和碳酸氫鈉性質的相似性和差異性。二是在比較碳酸鈉和碳酸氫鈉與酸反應的教學環節中,先讓學生“在2個小藥瓶中分別放入等質量的Na2CO3和NaHCO3固體,再通過針筒注入等體積等濃度的鹽酸,觀察針筒的變化”,以獲得“NaHCO3與鹽酸反應更劇烈,生成氣體的體積更大”的實驗現象。在學生思考其中的原因時,再進行演示實驗,“向加有酚酞試劑的Na2CO3溶液中逐滴加入鹽酸’’,并設問“在向Na2CO3溶液中滴加鹽酸時會產生少量氣泡,經過振蕩氣泡會消失,這又是為什么?”然后繼續演示“在充滿二氧化碳的飲料瓶中加入碳酸鈉溶液,飲料瓶變癟”的實驗,同時播放模擬溶液中粒子結合方式的動畫,以說明碳酸根與酸反應是分步的,先結合一個氫離子生成碳酸氫根,再結合氫離子生成二氧化碳,從而解釋“NaHCO3與鹽酸反應更劇烈,生成氣體的體積更大”的實驗現象。
上述案例中,教師主要從對物質微粒構成的分析入手,用“結構決定性質”的觀念指明探究物質性質的方向,并在促進學生認識物質性質的同時,形成從微觀層面理解物質性質和變化的思維方式。
2.2通過探究多樣的轉化反應,讓學生在實驗中發現物質的性質
物質是不斷變化的,變化是有層次的,物質變化的層次性隨外界條件的不同而不同,其中化學變化是化學研究的重要內容,而且化學變化也是有—定規律可循的。按照化學變化的規律可以實現物質之間的轉化并合成所需要的新物質,同時根據物質在化學變化中的表現也可能發現物質的某些性質,完善物質的有關知識體系。
在鋁的氧化物和氫氧化物的教學中,一位教師通過兩個不同思維方向的實驗室制備氫氧化鋁方法的探究,使學生充分認識氫氧化鋁的兩性。教學過程中,首先引導學生由胃藥選擇氫氧化鋁作為中和胃酸過多的試劑,而不選擇氫氧化鈉或氫氧化鈣的事實,形成氫氧化鋁是一種弱堿的猜想。然后引導學生通過堿與可溶性鋁鹽反應制備氫氧化鋁實驗的探究,發現氫氧化鋁能溶于過量氫氧化鈉溶液而不溶于過量氨水的現象,認識氫氧化鋁的弱酸性以及氫氧化鈉、氨水、氫氧化鋁堿性由強到弱的變化規律,得出制備氫氧化鋁的較好方案之_是“可溶性鋁鹽和弱堿反應”。進而引導學生通過酸與可溶性偏鋁酸鹽反應制備氫氧化鋁實驗的探究,發現氫氧化鋁能溶于過量鹽酸而不溶于過量碳酸的現象,認識氫氧化鋁的弱堿性以及鹽酸、碳酸、氫氧化鋁酸性由強到弱的變化規律,得出制備氫氧化鋁的又_較好方案是“可溶性偏鋁酸鹽和弱酸反應”。這一對實驗室制備氫氧化鋁方法的探究過程,不僅幫助學生認識了氫氧化鋁的兩性,同時還有利于學生完善認知結構中物質分類的知識體系。
在上述案例中,教師注意從引導學生實現有關物質之間的轉化人手,讓學生根據物質在變化中的表現認識新物質的性質,形成從轉化的角度認識物質性質的思維方式。
2.3通過分析物質的歸類,讓學生在比較中認識物質的性質
“分”、“別”、“類”等觀念,是隨著社會分工的出現而自然產生的重要觀念。分類是“根據對象的共同點和差異點,將對象區分為不同的種類,而且形成一定從屬關系的不同等級的系統的邏輯方法”。運用分類觀念不僅能使有關化學物質及其變化的知識系統化,還可以通過分門別類的研究,發現物質及其變化的規律。
關于氧化鋁的教學,一位教師從物質的類別人手,引導學生經歷了對氧化鋁的分類提出猜想、設計驗證和得出結論的探究過程。首先,通過“毛刷實驗”的視頻引入新課,并指導學生進行“毛刷實驗”制得少量氧化鋁,在引導學生回憶氧化物分類的基礎上,讓學生對氧化鋁是屬于堿性氧化物還是酸性氧化物提出猜想。然后,設問“能否嘗試設計出一個實驗,去探究這種由你們親手制出的白色固體究竟屬于酸性氧化物還是堿性氧化物?”在對學生設計的實驗方案進行評價和調整之后,讓學生進行氧化鋁分別與鹽酸和氫氧化鈉溶液反應的實驗,發現氧化鋁既溶于鹽酸又溶于氫氧化鈉溶液的性質。最后結合有關反應的化學方程式,使學生認識到氧化鋁既可以和強酸反應生成鋁鹽,又可以和強堿反應生成偏鋁酸鹽,從而認識到氧化鋁屬于兩性氧化物。
在上述案例中,教師注意從引導學生對物質進行歸類分析入手,讓學生通過與同類已知物質的比較認識新物質的性質,同時形成從分類的角度認識物質性質和變化的思維方式。
2.4通過將學科知識聯系社會生活,讓學生真實感受化學學科的價值
本次優秀課評比活動所安排的4個關于金屬及其化合物的教學課題,都與生產、生活具有緊密的聯系。授課教師在教學設計中都注意了利用這些知識對學生進行化學價值觀的培養,像膨松劑、鎂合金汽車、神舟飛行器、紅寶石、藍寶石、阿爾茨海默癥、斯達舒、速菲力、青磚紅磚等是本次優秀課評比活動中的高頻詞語。正如多位教師在反思自己的教學設計時所說的,化學教學要讓學生”從生活走進化學、用實驗探究化學、從化學走向社會”,或要讓學生感受到“生活中充滿化學,用化學看懂生活”。
隨著化學科學的發展,人們已經逐漸體會到“迅猛發展的化學已成為生命科學、材料科學、環境科學、能源科學、信息科學等領域的重要基礎,它在解決人類社會發展過程中面臨的有關問題、提高人類的生活質量、促使人與自然和諧相處等方面發揮著重要的作用。”中學化學教學為了讓學生深切地體會到學科的這一特點,就應該使化學教學貼近生產和生活實際,讓學生感受到化學知識的實用價值。
3 基于學科觀念建構的化學教學應注意的幾個問題
相對于學科知識而言,中學化學課程中的學科基本觀念,除了與有關概念和原理相對應的內容以外,大多具有一定的隱蔽性,而且學科觀念的培養不是一蹴而就的。結合本次優秀課評比活動可以看出,基于觀念建構的化學教學應該注意以下幾個問題:
首先,教師要善于發現課程或教材中的學科觀念體系。早在1995年就有學者指出,“對于教師來說,更重要的是發現教材中的科學觀念體系”。因為只有這樣,教師才能全面把握學科觀念的基本內容,明確學科觀念與學科知識的主要結合點,并有的放矢地進行系統的教學設計在引導學生理解化學核心概念和基本原理的基礎上,逐步習得化學學科的有關基本觀念。
關鍵詞:PCK;類觀念;構建
教師的專業發展十分重要,會影響到教師的教學水平和學生的發展程度,教師需要不斷成長才能逐漸提升素養,尤其是新手教師更是有極大的發展空間,究其根本,專業發展的核心問題就是發展教師的PCK。對于化學教師而言,專業發展的核心問題就是發展化學教師的PCK。
新課改的大背景下,課程標準明確對學生的知識與技能提出了要求,要求學生形成有關化學學科的基本觀念,這是創新之處,也是課改重點。在高中化學課程中,以進一步提高學生的科學素養為宗旨,著眼于學生未來的發展,改變了傳統的以物質結構為基礎、以元素周期律為主線的課程體系,在內容選擇上充分反映了現代化學發展和應用的趨勢,突出“物質”“結構”和“反應”三大核心主題,引領學生形成基本的化學觀念。其中,“類觀念”的引入有利于學生對物質世界形成有序認識、形成化學思維方法,還有利于把知識理論化、類化、有序化,便于學生掌握事物的精髓。
為了探尋化學教師PCK發展的有效策略,貫徹新課標對觀念的要求,促進學生的發展,本文對PCK和類觀念兩個基本理論進行梳理,以期為類觀念促進PCK發展提供理論依據。
一、PCK的提出及內涵發展
舒爾曼于1986年提出學科教學知識(PCK),使教師知識的問題引起學者們的廣泛關注,他將其定義為“教師個人教學經驗、教師學科內容知識和教育學的特殊整合”。
人們對舒爾曼的說法一直都有爭執,對于PCK的內涵有了更多的提法,如K.F.Cochran等學者對PCK進行了修正,提出學科教學認知(PCKg),Mishra等學者提出了整合技術的學科教學知識(TPCK)的概念,將技術補充到PCK中,C. Ang eli等人則在TPCK基礎上提出了ICT―TPCK,指出它由TPCK中的3種知識再加兩種新的知識構成,即學科知識、教學知識、技術知識,關于學生的知識和關于學習環境的知識。
此外,還有很多種研究,針對國內筆者比較認同的是梁永平教授的觀點,他基于化學學科把PCK分為四個維度,即基于化學科學理解的化學學科知識、關于學生理解化學的知識、關于化學課程的知識、化學特定課題的教學策略及表征的知識。
二、類觀念
類觀念作為中學化學的核心觀念,其形成過程需要深層研究,以便指導教學,培養學生的思維能力。
1.類思維。類思維是指人們在人類實踐活動的基礎上,借助于類概念不斷反思、設計、實現和評價自身類本質的程式和方法。其中,類思維的關鍵就是類觀念。
2.化學中類思維的演化。物質分類思想是化學學科的核心思想,門捷列夫的周期律和周期表就是運用了分類思想。化學中無處不存在分類思想,例如,按元素種類可以把物質分為單質和化合物,對物質的轉化進行分類,會有氧化還原反應、離子反應等。
艾里克森提出了以“觀念為本的課程與教學”,強調觀念形成的重要性,有利于加深對知識的深層理解,培養和發展學生的思維能力。
結合類思維和觀念教學,畢華林教授對分類觀做了深入研究,認為分類觀是方法類的基本觀念,指出應包含四點:分類是一種科學的思維方式,是認識事物的手段;分類依據標準不同,分類結果不同,通過分類可以更好地認識和把握同類事物的本質;對化學物質可從多角度分類;對化學反應可從得失電子、元素組成等角度分類。
梁永平教授首先提出化學“類觀念”這一概念,指出類觀念內涵有兩條思維主線,一條是類別思維方式,主要以元素觀為基本,物質按元素組成進行分類,組成相似的物質性質相似;還有一條是氧化還原思維方式,運用核心元素法進行分類。他對各“類”物質的性質研究都模型化,指出類觀念形成的基礎是理解,標志是表現出遷移性學習指導。
三、類觀念的建構及其對PCK發展的影響
教師需在教學實踐中建構類觀念,比如,在教學設計和教學行為中滲透,將其顯性化,或讓學生探究、歸納總結規律,并讓學生遷移性進行推導,使學生從中體會、建構類觀念,加深印象,提升應用能力等。
類觀念的建構可以促進PCK的發展,大致可分為以下幾點:
1.將各種知識歸類組合,建構知識類體系,指導教學實踐。
2.反思課堂,不斷改進類化,有利于教師迅速提升能力。
3.教師之間加強交流與合作,吸取他人經驗,指導自身的類觀念建構完善。
4.教師進行有針對性的培訓,使教師建構類觀念,習得類化知識的思維與能力,從而提升教學能力,促進專業成長。
參考文獻:
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