基于核心素养的高中化学课程资源开发与利用
摘要
关键词
核心素养;高中化学;课程资源;开发;利用
正文
一、引言
开发与利用要紧跟时代步伐,打破传统的教学资源局限,整合多元化的素材,创设丰富多样的教学情境,让学生在真实的问题解决中提升化学学科素养。
有效的课程资源开发与利用,能够紧密围绕新课标所提出的化学学科核心素养,如“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”“科学态度与社会责任”,为学生提供更具深度和广度的学习体验,助力学生在化学学习中实现知识与能力的协同发展,真正落实新课标对人才培养的目标要求。
二、核心素养在高中化学课程中的体现
(一)宏观辨识与微观探析
宏观辨识与微观探析是高中化学核心素养的重要组成部分。学生不仅要能够从宏观上观察和描述物质的性质、变化及其现象,还需从微观角度理解其本质,包括原子、分子、离子等微粒的结构和相互作用。
例如在学习有机物的结构时,学生通过分析分子的微观结构,如碳原子的成键方式、官能团的特性,来解释有机物宏观的物理性质(如熔沸点、溶解性)和化学性质(如可燃性、氧化反应)。以乙醇为例,从微观上理解乙醇分子中羟基的存在,使得乙醇能与钠反应产生氢气,这一宏观现象。
在研究化学反应速率和平衡时,学生需从微观粒子的碰撞和相互作用来理解宏观现象。比如,当增加反应物浓度时,单位体积内的粒子数增多,粒子间有效碰撞的几率增大,从而导致反应速率加快。而在化学平衡状态下,正反应和逆反应的速率相等,这是由于微观粒子的生成和消耗达到动态平衡。
(二)变化观念与平衡思想
变化观念与平衡思想要求学生认识到物质是不断变化的,并且在一定条件下可以达到平衡状态。
在化学平衡的教学中,通过实验让学生直观地观察到反应物和生成物浓度的变化。例如,在二氧化硫与氧气生成三氧化硫的可逆反应中,利用浓度传感器实时监测各物质的浓度变化,学生能够清晰地看到反应进行过程中浓度的改变,直至最终达到平衡。在探讨钢铁的腐蚀与防护时,学生要理解腐蚀过程中的化学变化,如铁失去电子被氧化,以及通过采取防护措施,如涂漆、镀锌等,来打破原有的腐蚀平衡,维持钢铁的稳定。
(三)证据推理与模型认知
证据推理与模型认知是化学学习和研究中不可或缺的能力。学生需要能够基于证据进行推理,构建和理解化学模型,并运用这些模型解决问题。
在元素周期律的学习中,学生根据元素的性质(如原子半径、化合价、金属性和非金属性)和原子结构(如核电荷数、电子层数、最外层电子数)等证据,推理出元素周期表的规律,并构建相关模型。例如,通过对同一周期元素从左到右性质的递变规律的总结,构建出原子结构与元素性质的关系模型。在解决化学计算题时,学生能够熟练运用化学方程式等模型进行推理和计算。比如,在酸碱中和反应的计算中,根据化学方程式中各物质的计量关系,准确计算出所需溶液的体积或浓度。
(四)科学探究与创新意识
科学探究与创新意识的培养旨在激发学生的探究欲望和创新精神,使他们具备提出问题、设计实验、解决问题的能力。
教师可以组织学生进行探究影响化学反应速率的因素的实验。学生自主设计实验方案,如改变反应物浓度、温度、催化剂等条件,然后进行实验操作,观察现象,收集数据,并通过数据分析得出结论。此外,鼓励学生对新型材料的化学性质进行探究和创新应用。比如,探究纳米材料在催化反应中的独特性能,尝试开发新的合成方法或应用途径,培养学生的创新思维和实践能力。
(五)科学态度与社会责任
科学态度与社会责任的培养,使学生在化学学习中具备严谨的科学态度,同时认识到化学对社会发展的贡献以及可能带来的影响。
在学习化学工业时,学生深入了解绿色化学的理念,以及如何通过优化工艺、减少废弃物排放等措施来减少化学污染。例如,在合成氨工业中,研究如何提高原料利用率、降低能耗,实现可持续发展。在探讨药物合成时,不仅关注药物的疗效,还重视药物的安全性和对人类健康的潜在影响。比如,在研发新型抗癌药物时,要进行严格的临床试验,评估其副作用和长期效果,以保障患者的健康和安全。
三、高中化学课程资源开发的途径
(一)教材资源的深度挖掘
教材是高中化学教学的重要依据,但不应局限于其表面内容。教师应深入挖掘教材中的潜在资源,以更好地服务教学。
一方面,对教材中的实验进行拓展和改进,增强实验的探究性和趣味性。例如,在“原电池”的实验中,教材可能仅展示了简单的铜锌原电池,教师可以引导学生探究不同金属组合、电解质溶液对电池性能的影响,或者让学生设计并制作水果电池,增加实验的趣味性和探究深度。
另一方面,对教材中的知识点进行整合和拓展,形成知识网络。比如,在学习“有机化学”部分时,将各类有机物的性质、反应类型、相互转化关系进行系统整合,构建清晰的知识框架。同时,可以拓展介绍有机化学在新材料、医药、环保等领域的最新应用,激发学生的学习兴趣和创新思维。
(二)实验室资源的充分利用
实验室是学生进行实践操作和科学探究的重要场所,充分利用实验室资源对于培养学生的动手能力和科学素养至关重要。
首先,开放实验室,让学生有更多自主实验的机会。学校可以制定相关制度,在课余时间或特定时间段开放实验室,学生可以根据自己的兴趣和疑问,选择实验项目进行探究。例如,学生对某个化学反应的条件有疑问,可以自主设计实验来验证自己的假设。
其次,引入先进的实验设备和技术,提升实验的科学性和准确性。如使用数字化实验仪器,如压强传感器、温度传感器等,可以更精确地测量实验数据,帮助学生更直观地理解化学原理。同时,引入微型实验技术,减少试剂用量,降低实验成本,同时减少环境污染。
(三)网络资源的合理筛选
在信息时代,网络为化学教学提供了丰富的资源,但需要合理筛选和利用。
利用在线课程平台,获取优质的教学视频和资料。如“中国大学 MOOC”“学堂在线”等平台上有许多知名高校的化学课程,教师可以根据教学需要选取相关片段作为补充教学材料,或者推荐给学生进行自主学习。此外,一些专业的化学教育网站,如“化学教育网”“学科网”等,提供了大量的教案、试题、课件等资源,教师可以根据学生的实际情况进行筛选和整合。
同时,参与化学学科的网络论坛和社群,与同行交流和分享资源。在这些平台上,教师可以了解到最新的教学理念和方法,分享自己的教学经验和心得,还可以就教学中遇到的问题向同行请教,共同探讨解决方案。
(四)社会资源的积极引入
化学与社会生活息息相关,积极引入社会资源可以让学生更好地感受化学的实用性和魅力。
邀请化学专家和学者到校举办讲座,介绍化学领域的前沿研究成果、应用前景以及职业发展方向。例如,请从事新能源研究的专家讲解燃料电池、太阳能电池的最新进展,激发学生对化学科研的兴趣。
组织学生参观化工厂、科技馆等,让学生亲身感受化学在实际生活中的应用。在化工厂,学生可以看到化学工艺流程的实际运作,了解化学产品的生产过程和质量控制;在科技馆,通过各种互动展示和实验装置,学生可以更直观地体验化学原理和现象。
四、高中化学课程资源利用的策略
(一)因材施教
因材施教是实现有效教学的重要原则。在高中化学课程资源的利用中,要充分考虑学生的个体差异,包括他们的知识水平、学习能力和兴趣爱好等。
对于基础知识较为薄弱的学生,可以选择侧重于基础知识讲解和巩固的课程资源,例如详细的知识点讲解视频、基础练习题集等。比如,对于刚刚接触化学平衡概念理解困难的学生,提供一些通过形象比喻和简单案例来解释平衡原理的教学资料。
对于学习能力较强、对化学有浓厚兴趣的学生,则可以提供更具挑战性和拓展性的资源,如化学科研论文、前沿研究报告等,以满足他们对知识的深入探索需求。比如,为对有机化学合成感兴趣的学生,推荐一些关于新型有机材料合成方法的研究文献。
(二)多样化教学方法
结合讲授、实验、讨论、项目学习等多种教学方法,能够充分发挥课程资源的作用,提高教学效果。
讲授法可以用于系统地传授化学知识的基本概念和原理。例如,在讲解元素周期表的规律时,通过教师的详细讲解,让学生建立起初步的认识。
实验教学能够让学生亲身体验化学变化的过程,增强实践操作能力和观察分析能力。例如,进行酸碱中和滴定实验,让学生通过实际操作掌握滴定的步骤和数据处理方法。
讨论法可以激发学生的思维碰撞,培养他们的合作交流和表达能力。比如,在探讨环境保护中的化学问题时,组织学生分组讨论,分享各自的观点和想法。
项目学习则能培养学生综合运用知识解决实际问题的能力。例如,让学生以“设计一个绿色化学工厂”为项目主题,学生需要整合化学原理、工艺流程、环保措施等多方面的知识来完成项目。
(三)评价与反馈
通过学生的学习表现和反馈,不断调整和优化课程资源的利用方式是提升教学质量的关键。
教师可以通过课堂提问、作业批改、测验考试等方式了解学生的学习情况。例如,发现学生在某一知识点的作业中普遍出现错误,说明该知识点的讲解不够清晰,需要重新调整教学资源和方法。
同时,鼓励学生积极反馈他们对课程资源的感受和建议。比如,学生反映某个实验视频不够清晰或难以理解,教师可以寻找更优质的资源进行替换。
根据学生的评价和反馈,及时调整课程资源的选择和运用策略,删除效果不佳的资源,补充更符合学生需求的内容,使教学更加贴合学生的实际情况,提高教学效果。五、结论
基于核心素养的高中化学课程资源开发与利用绝非一蹴而就,而是一项涉及众多方面的系统工程。
这一过程中,教师扮演着至关重要的角色。他们需要不断更新教育理念,敏锐捕捉教育领域的前沿动态和先进理念,摒弃陈旧的教学思维和方法。积极探索创新教学模式和策略,勇于尝试新的课程资源开发途径和利用方式,不拘泥于传统的教学框架。
同时,充分整合各种资源是关键所在。这包括对教材资源的深度挖掘与优化,将教材中的知识点以更具逻辑性和吸引力的方式呈现给学生;对实验室资源的高效利用,为学生提供更多亲自动手实践的机会,培养其实践能力和科学精神;对网络资源的精准筛选,选取最具价值和适应性的在线课程、教学资料等;对社会资源的巧妙引入,邀请专家讲座、组织实地参观,让学生在真实的社会场景中感受化学的魅力和应用。
通过以上努力,为学生创造一个更加丰富、生动、有效的学习环境。这个环境不再是枯燥的知识灌输,而是充满趣味和挑战的探索之旅。让学生在化学的世界里自由翱翔,不仅掌握扎实的学科知识,更能提升自身的综合能力和核心素养,实现全面发展。
参考文献
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[2]吴华敏.基于课程思政的高中化学课程资源的开发与实践[D].福建师范大学,2023.
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本文系陕西省教育科学规划领导小组办公室课题“信息技术环境下绿色化学的实验与研究”(课题编号:SGH23Y1408)研究成果
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