学科思想在化学教学中的应用

2020-09-14 12:23:19 《中学理科园地》 2020年4期

韩雅娟

摘   要:化学学科思想是化学学科的重要组成部分之一,在学生的化学学科核心素养的发展与提升中发挥着关键性的作用。通过对学科思想进行概述,从知识构建、知识形成、原理学习、实验探究及知识应用五个方面探讨了基于学科思想的教学策略,以期促进学生核心素养的发展。

关键词:化学学科思想;教学策略;能力发展

引言

随着课程改革的持续深入,众多一线教师不断实践在课堂教学过程中落实核心素养的培养,达到国家提出的“立德树人”的目标。除了学科知识与学科能力,学科思想也是一个学科的重要组成部分。化学学科思想是化学的灵魂,对化学的特性以及价值有着根本的认识,并且在学生的化学学科核心素养的发展与提升中发挥着关键性的作用。如何在教学过程中渗透学科思想的教学,更好地理解化学的本质,帮助学生增强学习化学的能力,提高学生的化学核心素养,值得探索。

1  学科思想概述

学科思想是学科及分支学科发展的核心思想,是学科的精髓,学科方法是学科思想的具体体现,学科思想方法对学科的发展起着关键性的作用。学科思想与学科方法相辅相成,但却没有明确的区分界限。因此为了明晰学科思想和学科方法两者的关系,体现化学学科的本质以及化学学科的思维和学科规律,通常将两者合二为一,统称为学科思想方法[ 1 ]。因此在化学教学过程中,教师应当抓住每个阶段学生的不同特性,进行有目的,有组织的教学,来渗透并培养学生的学科思想方法。采用学科思想方法来进行教学,可以将教材中的基础知识与基础技能在课堂上更加完美的结合与展现,可以更好的使学生夯实“双基”,发展能力,形成素养。

化学学科思想包括以下几个方面:物质守恒与分类的思想、动态平衡的思想、建构模型的思想、内在联系的思想、量变与质变的思想、一般与特殊的思想、宏观与微观的思想、定性与定量的思想、绿色化学的思想等[ 2 ]。化学学科思想方法是基于一定的学科知识和方法技能的基础上所形成的,对解决化学问题起到一定的促进以及深化的作用。化学学科的思想方法主要包括现象与本质的思想方法、分类思想方法、守恒思想方法、量变到质变的思想方法、一般与特殊的思想方法、定性分析与定量分析的思想方法、控制变量思想方法等。

化学学科思想的形成是化学学科发展过程中的必要条件,具有核心价值作用。化学学科教学的核心知识点无一例外都体现化学学科思想,化学学科教学的基础理念也同样是围绕着化学学科思想。化学教师根据高中新课标进行教学的过程中,通过向学生渗透学科思想,有助于学生创新思维的发展,有利于提高学生解决实际问题能力并且提升课堂的整体教学效率,达到真正意义上的高效课堂。

2  基于学科思想的化学教学策略

2.1  知识建构中激活分类思想

世界上存在的化学物质极其繁多,通过人工合成,每年又以一定的数量增加。如何认识这些丰富的化学物质及物质变化?分类是一种重要的化学思想。学生在不断的深入学习中,对化学反应建立不同的分类角度。学生在初中依据反应前后物质种类和数量的变化将反应分为置换反应、化合反应、分解反应和复分解反应。同时,还从得氧失氧的角度初步认识了氧化还原反应。在高中的学习中,依据反应前后元素化合价是否发生变化,将化学反应分为氧化还原反应和非氧化还原反应,再从电子转移的角度深入理解氧化还原反应的本质。最终通过概念图归纳分析两种角度对反应分类的关系。在这个过程中,通过激活分类思想,运用概念同化策略,进行知识迁移,建构知识学习模型。

2.2  知识形成中渗透宏观与微观思想

化学是在分子、原子层次上研究物质的组成、性质、结构与变化规律的一门自然科学。通过宏观现象,学生才能具体感知物质。宏观物质都是由微观粒子构成的。通过微观的分析,才能找到宏观物质变化的原因。宏观与微观的思想渗透在学生的化学学习过程始终。以氯水的性质为例,干燥的氯气不能使干燥的有色布条褪色,而湿润的氯气却可以使干燥的有色布条褪色,通过这两个对比试验,学生感知了氯气与水发生了反应,生成了新物质使有色布条褪色。再通过观察氯水的颜色,氯水与紫色石蕊试液,硝酸银溶液的反应等,认识了氯气与水发生了反应。该反应的特点是不能完全进行,是可逆反应,新制氯水中含有Cl2、H2O、HClO、H+、ClO-、Cl-、OH-等微粒,进而认识HClO的漂白性。宏观现象为学生研究物质提供了感性材料,微观分析为学生寻找原因提供了理性分析,提升学生宏观辨识与微观探析的素养。

2.3  原理学习中建立动态平衡思想

学生在学习了元素化合物知识的感性认识的基础上,进一步学习化学反应原理。化学理论揭示了化学现象的规律及本质,学生通过对化学反应原理的学习,对物质变化的学习就不是停留在描述性水平,而是能通过宏观的化学实验现象,解释其原因及内在联系。动态平衡的思想贯穿在化学原理的学习中,是一个螺旋式上升的过程。以苏教版为例,学生在高中必修1知道了可逆反应,在必修2学习了平衡状态,初步建立动态平衡思想,为选修4中进一步深入学习奠定基础。在选修4“化学反应原理”中深入学习了化学反应速率与化学平衡,进一步构建了动态平衡思想。在专题3四个单元的学习中,弱电解质的电离平衡,溶液的酸碱性、盐类的水解、难溶电解质的沉淀溶解平衡则是以专题2的化学平衡为基础,更加深刻理解了动态平衡思想在化學反应中的应用。

2.4  实验探究中领悟量变与质变的思想

化学是一门是实验为基础的自然学科。学生在实验探究过程中,可以找到学习的乐趣,化学意识也在不自觉中逐渐被激发并形成。量变与质变的规律揭示了事物发展的特点及过程。事物总是由量变开始,量变是质变的前提,以质变结束,质变是量变的结果。量变与质变是相互依存的关系。在高中的化学实验中,由于溶液的浓度不同造成物质性质的差异很大,可以让学生很好地领悟量变与质变的思想。如实验室制取氯气,采用的方法是二氧化锰和浓盐酸共热。随着反应的进行,盐酸浓度变稀,反应停止,说明浓盐酸还原性较强。还有金属与浓硫酸和稀硫酸的反应的不同,是因为浓硫酸中除了部分电离出氢离子和硫酸根离子外,大部分以硫酸分子存在,因此浓硫酸具有强氧化性。再如浓、稀硝酸与铜反应生成的气体产物不同,也体现它们氧化性的不同。在这些实验探究过程中,通过实验现象的观察与分析,学生不断领悟量变与质变思想在化学中的重要作用。也可由此帮助学生树立定量意识及辩证看待物质的观点,如二氧化硫可以作为食品添加剂,只要控制在合理的剂量范围内,不会对人体造成伤害。

2.5  知识应用中形成绿色化学思想

化学在人类社会可持续发展中起着至关重要的作用。但是现代化学工业也存在负面影响,如环境污染。绿色化学指的是对环境友好,符合可持续发展原则的化学产品和生产工艺。绿色化学是化学科学今后重要的发展方向之一[ 3 ]。在教学过程中,通过对知识的应用,帮助学生逐步形成绿色化学思想,培养学生的社会责任感。在苏教版化学1专题四第一单元的学习中,了解酸雨的形成过程后,通过介绍煤的脱硫处理,培养学生树立预防为主的观念,从源头上切断污染源,实现绿色化学目标。还有硫酸工业生产产生的尾气,合理设计工业流程,进行资源化处理,变废为宝,也是绿色化的关键。

3  启示

3.1  学科思想的形成,日积月累

教育本身就是一个短期隐形成果的活动,化学学科思想的形成是一个日积月累的教育过程,要注重在日常课堂教学中对学生进行潜移默化。化学教育者在培养学生学科思想时,要善于借助中学教材内容,创设真实问题情境,精心设计教学案例,培养学生解决实际问题的能力。在此过程中,使学生深刻理解与感悟学科思想,掌握化学规律与本质,最终掌握化学思维方法。

3.2  思想与知识结合,事半功倍

化学学科思想是通过一些具体的化学事实及化学活动中所提取的升华的化学观念,对化学的本质、特性以及价值形成根本的认识。因此,化学教师在教学时,要善于总结与归纳学科思想方法与学科知识的关联,构建化学学科知识体系,将教材中的基础知识与基础技能在课堂上更加完美的结合与展现,让学生从本质上理解与掌握学科思想方法,将学科思想方法与学科知识完美结合达到事半功倍的效果。

3.3  学科思想贯穿教学,促进发展

教师在课堂教学过程中,要将学科思想贯穿始终。此教学形式,一方面能使学生学习知识更加轻松,另一方面还能提升学生的学科素养。学生通过系统的学习过程,获得学科核心知识,进而掌握该学科所特有的学科思想,并将获得的学科思想运用于现在或是将来的個人学习,促进个人的发展。

参考文献:

[1]李松林,杨静.基于学科思想方法的整合性教学研究[J].中国教育学刊,2011(1):43-46.

[2]朱立峰.论中学化学的学科思想[J].中小学教师培训,2012(4):53-55.

[3]沈玉龙,魏利滨,曹文华,等.绿色化学[M].北京:中国环境科学出版社,2004.