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[關鍵詞]學科核心素養 苯酚 教學設計
一、指導思想
《中國學生發展核心素養(征求意見稿)》指出,我國學生的核心素養主要有素養,具體為社會責任、國家認同、國際理解、人文底蘊、科學精神、審美情趣、學會學習、實踐創新。學科核心素養是通過某學科的知識、技能和方法而得到的觀念、能力和品格。從學生核心素養到課程標準的轉化需要學科核心素養這個橋梁。化學學科核心素養是指從化學學科的角度促進學生的終身發展,以化學知識、化學思維、化學觀念為基礎而形成的具有化學學科特征的素養,是三維目標的整合,化學核心素養能夠促進學生的終身學習和發展。
化學學科核心素養的內涵包括:一是化學觀念,通過對化學學科發展中核心概念、原理、觀念、規律等知識的學習與理解,形成從化學的視角認識事物和解決問題的思想、方法和觀點,如化學元素觀、物質微粒觀、化學能量觀、化學史觀、物質轉化觀、物質變化觀等;二是化學思維和方法,這方面的核心素養表現為了解并掌握研究物質世界的基本思想和方法,如從宏觀到微觀、結構決定性質、物質變化守恒等,形成分析、判斷、綜合、抽象和推理等化學學科思維形式;三是實踐創新,該方面的核心素養表現為通過具體的探究活動形成應用所學知識與方法解決現實問題的意識和能力;四是科學精神,這方面的核心素B表現為具有學習化學科學的好奇心,樂于探究物質世界的奧秘,正確認識科學和技術的本質,對與社會和生活有關的化學問題做出正確的分析和判斷。
二、基于核心素養的教學方式
教師在設計和組織教學時,要將傳統的“以知識點為核心”的教學觀念轉變為“以核心素養為導向”的教學觀點。一是由“抽象知識”轉向“具體情境”,注重營造學習情境的真實性。核心素養著力提高學生面對復雜情境下的問題解決能力。真實世界中的問題情境往往更加復雜多元,教師在教學中要注意把抽象問題與真實情境相結合,為學生創設能夠利用所學知識解決真實問題的機會。二是由“知識中心”轉向“能力(素養)中心”,培養學生高于學科知識的學科素養。學科知識在學生學習和成長當中扮演著重要角色。通過學習學科知識,學生的智能、品德、價值觀都打上了學科的烙印,這個過程就是學科素養形成的過程。教師需要確立“通過知識獲得教育”而不是“為了知識的教育”的教育思想。學科學習的最終目的應該是形成高于學科知識的學科素養。三是由“教師中心”轉向“學生中心”,促進學生主動學習和合作學習的意識與能力。提高學生學習的主動性就是要把教學中心由“教”轉向“學”。教師的重要作用體現在激發學生的學習興趣、引導學生自主學習和培養學生合作學習意識上,從而實現教育的最終目標――培養學生終身學習的能力。開展“以學生自主活動為主”的課堂教學,主要以學生的學習為主線,關注學生問題生成、實踐、操作、思維轉化、問題解決的全過程。
教師是教學的具體實施者,促進教師理解核心素養是關鍵。教師在學生核心素養的發展過程中扮演著轉化者的重要角色。為了在實際的教學過程中滲透核心素養,需要加強對教師專業發展的引領。現以《苯酚》一課為例,談如何在有機化合物教學設計中滲透學科核心素養。
三、教材分析
《苯酚》安排在蘇教版選修5專題四第二單元第2課時,與已學且具有相同官能團的《醇》安排在同一節,為結構、性質的對比學習提供了極佳的素材,可以幫助學生更好地理解有機物基團間的相互影響,進一步凸顯“結構決定性質、性質反映結構”的核心化學思想,為后續的有機化學的學習提供了很好的學習方法。本節課主要認識醇和酚的異同點;了解酚的命名及物理性質;掌握酚的結構及化學性質;了解含酚廢水的污染情況及含酚廢水的處理;通過對乙醇與苯酚以及苯與苯酚化學性質存在差別的原因進行分析,感悟基團之間存在相互影響;認識苯酚的危害性及處理策略。
關鍵詞:初中化學教學;學科素養
文章編號:1008-0546(2013)01-0002-03
中圖分類號:G633.8
文獻標識碼:B
doi:10.3969/j.issn.1008-0546.2013.01.001
在一次初中化學青年教師基本功比賽的即興演講的環節中,評委老師出了一個大膽的命題:如果化學不再中考,你會如何教?選手們基本上是統一的回答,即如果化學不參加中考將會如何注意激發學生興趣,注重實驗,開展探究,聯系實際和啟迪思維。言外之意,中考束縛了他們化學教學的手腳。最近,在一個大規模初中化學新教材培訓會上,一位資深教師向教材主編發問說,教材習題中“鐵生銹”不應該算作化學性質,應該加一個“能”字或“會”字,即“鐵能生銹”或“鐵會生銹”。教材主編解釋說,這不是一個問題,并告誡初中化學不要教得這樣死,也不要揪得這樣細。這位教師還不依不饒地說,萬一考到了是算錯還是算對呢?絕大多數與會教師紛紛贊同這位教師的憂慮。
這兩個事例很大程度上反映了當前初中化學教學的現狀,即片面地放大了化學的中考功能,弱化了化學自身的學科功能。常常表現出教學的知識密密匝匝、面面俱到,不能使學生確立清晰的學科知識體系和穩固的核心概念;片面地加快教學進度,追求效率,即壓縮知識形成的過程,拉長結果或結論的訓練,壓縮新授課課時,延長復習課長度等;只能看到顯形的知識,不能看到知識背后的觀念、思想與方法,知識抵達不到價值的層次。如此等等,初中化學教學很難上升到學科啟蒙的高度。其主要原因:一是年級的特殊性。由于初中化學開設在初三,對化學學科的定位常常是中考學科而不是啟蒙學科,中考成了化學教學的主要目標;二是教師學科素養的制約。初中化學教師的教學經歷和教學視野長期囿于初中一年的化學教學上,教材中具體形態的知識不斷清晰,而學科整體上的學科價值、學科思想方法和學科知識體系卻不斷模糊。
為此,筆者以為初中化學要回歸學科啟蒙性這一基本性質,從學科素養的角度出發,從學科本源和學科本質的高度立意,追求有學科品質的教學。以下具體論述初中化學回歸學科素養,追求有學科品質的教學實踐與思考。
一、 回歸學科興趣——多一點實驗和多一些情境
初中化學是化學啟蒙學科,興趣理應是教學長期關注的基本目標,但是不少老師片面地追求進度和所謂的課堂效率,常常對培養學生化學學科興趣缺乏設計和缺少耐心,使得教學遠離了初中化學還是一門新學科的客觀事實,化學學科興趣的缺失成了化學教學中一個突出的問題。
針對當前化學教學的現狀,化學學科興趣培養尤其要注意這樣兩點:一是重視實驗。實驗是激發和維持學生化學學習興趣的重要手段。雖然實驗會增加教學成本,如教師準備的經歷、課堂教學時間等,也增加了教師課堂組織管理的難度,而且有時候從知識的接受效率上來看,實驗比不實驗并沒有明顯的優勢,但是實驗可以產生很多教育附加值,如感知學科特點,增強學科興趣,體會學科思想與方法等,更何況這些附加值會反哺學業成績的提高。二是教學中少一些題多一些情境。現在很多學校實行的學案或導學案中把知識轉化為了題目,教學過程演化成了做題、講題的過程,學生學習變得沒有興趣。課堂作為學生體驗學習的主要場所,要多一些情境少一些題,因為情境是指向學生內在的,而題往往是固著在知識上外在指令于學生的。情境可以是實驗性的,可以是聯系生活生產實際的,可以是科學史料或前沿科技的。的確需要的題尤其是作為教學過程中的題也要盡量設計為問題情境,避免生硬和簡單化訓練。
二、回歸學科之基——凸顯學科重要知識、核心概念和基本觀念
化學重要知識、核心概念和基本觀念是化學學科之基,也是教學中處理化學學科性與社會性的關系以及教學內容上多和少的關系的根本憑據。
1.要知道學科重要知識、核心概念和基本觀念的內容范疇
就初中化學而言,氧氣性質和實驗室制取,碳及其氧化物的性質和二氧化碳實驗室制取,鐵、鋁等金屬的化學性質,常見酸堿鹽的性質都是重要知識。化學反應、化學性質、分子、原子、離子、元素等是初中化學的核心概念。化學物質的多樣性與元素的有限性的觀點,物質是由粒子構成的觀點,物質是由化學元素組成的觀點,物質的結構、性質與用途相互聯系的觀點,化學變化中物質變化、能量變化與質量守恒的觀點,化學與社會可持續發展是相互作用和影響的觀點等是初中化學教學中應該形成的基本學科觀念。
2.要清楚學科重要知識、核心概念和基本觀念產生和發展的過程
這一點特別是對于核心概念和基本觀念的教學尤其關鍵。比如元素概念的教學,如果僅僅局限在“元素是具有相同質子數(即核電荷數)一類原子的總稱”上,學生一定會感到突然和抽象難懂。其實元素的本義是組成物質的基本成分之意,而“元素是具有相同質子數(即核電荷數)一類原子的總稱”是化學上對于元素的定義,即化學元素的定義,但它仍然服從于物質基本成分的元素本義。元素概念的教學可以沿著元素本義、化學元素和科學元素觀的線索,分三段進行。第一段是導入部分:自古以來,人們一直在探詢組成千千萬萬的物質的基本成分,即元素,在中國古代哲人們就提出了萬物是由金、木、水、火、土組成的,即“五行學說“,其實這五行就是五種元素。當然現在看來這是不科學的,到底組成世界的基本元素是什么呢?(從元素的本義引出概念);第二部分是形成概念部分:近代化學家波義耳認為通過化學方法不能再分的成分就是組成物質的基本成分,即元素,這一觀點得到了人們的普遍認同。例如水電解中水分成了氫氣和氧氣,所以水不是元素,而其中的氫原子和氧原子沒有分,所以水是由氫元素和氧元素組成的。然后給出元素的化學定義即元素是具有相同質子數(即核電荷數)一類原子的總稱,并結合事例進行說明;第三部分是確立物質組成和化學變化中科學的元素觀念,以深化概念。出示地殼中、海水中、生物細胞中、月球中、來自外星球隕石中元素分布,讓學生體會到化學元素是組成宇宙萬物的基本成分。通過對具體反應的討論,明確世界萬物雖發生化學變化而元素是不變,從而升華和回歸元素的概念。
3.就學科重要知識、核心概念和基本觀念進行有效的教學
就目前教學現狀來看,學科重要知識的教學進行較好而核心概念和基本觀念的教學問題突出,集中反映在把核心概念和基本觀念當作靜態的知識來教,采用的方式以說教和訓練為主,不能上升到建立認識和確立觀念的層次上。例如,“物質是由粒子構成的”教學,如果通過簡單的現象和科學事實告訴學生物質是由粒子構成的,粒子很小、運動和有間隔,然后進行大量的練習強化,這樣的教學就是把“物質是由粒子構成”僅僅作為知識來教學。如果作為觀念來教學,那就要讓學生能確信物質是由粒子構成的并能用以看待和解釋生活中的現象,也就是要持有物質是由粒子構成的基本觀點。這樣,以上的教學要作較大的改造,即通過生活中一杯水變少等現象引起學生關于物質構成的思考并顯現學生已有的看法,隨之提供一些典型現象和科學事實讓學生假說、解釋或獲得科學證據,以不斷檢驗和修正原有看法,從而初步形成物質是由粒子構成的觀念。可見,核心概念和基本觀念的形成是內生性的、建構性的,而不是外部的、強制性的。
核心概念和基本觀念的形成往往還需要逐步的、持續的教學過程來加以深化。還是上例,隨后“分子、原子、離子、電離”的教學就是在認識廣度和深度上對物質是由粒子構成的觀念上的豐富,教學時要注意與之前形成的粒子觀念相呼應,在階段性復習時還要進一步總結提升。
三、 回歸學科思想方法——觀察、比較與分類、假說
觀察與實驗、比較與分類、假說和模型是重要的化學思想方法。實驗的方法前面已經提及,模型法在初中化學中體現不明顯,這里就主要說明觀察、分類和假說。
1.觀察——科學探究的基本功
觀察是科學探究的基本功。無論什么版本的初中化學教材,都把觀察作為化學啟蒙學習的內容,但是在實際教學中教師往往并不重視,不但在教學前期沒有明確觀察的內容和方法,而且在以后的實驗中也不重視訓練學生觀察,使得學生缺乏觀察的能力和耐心,以至實驗課上學生常常是動手時熱熱鬧鬧而動腦時冷冷清清。化學教學中要通過明確實驗目的來引起觀察的動機;要通過清晰實驗過程來明確觀察的內容,觀察的程序和觀察的手段;要通過良好的教學組織讓學生在實驗中有充分觀察的時間和安靜觀察的氛圍,從而形成觀察的良好行為習慣和心理習慣。
2.比較與分類——化學研究和學習的基本邏輯方法
在化學研究中,由觀察、實驗獲得的大量化學方面的感性材料,必須經過比較和分類,才能夠進一步進行歸納、分析等邏輯思維與科學抽象,才有可能形成基本概念,提出各種化學假說,發展化學理論。因此,比較和分類是化學研究的基本邏輯方法。比較是區分事物之間的相同點和不同點的邏輯方法。在初中教材中有很多體現,可以在教學上進行很好的實踐。如分子與原子的比較,原子與元素的比較,物質組成與構成的比較,碳的幾種單質性質的比較,二氧化碳與一氧化碳性質的比較,二氧化碳與氧氣實驗室制法的比較,幾種金屬性質的比較,常見的酸、堿、鹽性質的比較等等。分類是根據事物之間的共同點和差異點,把研究對象區分為不同種類的邏輯方法。初中化學既在具體內容上體現了分類的方法,如物質變化的分類、物質性質的分類、物質的分類、元素的分類等等,而且在章節編排上也逐步體現了分類研究的思想,如第六單元標題是碳和碳的氧化物,第八單元標題是金屬和金屬材料,第九單元溶液,第十、十一單元常見的酸堿鹽等。
3.假說——科學發展的推動力
科學的本質是探究,而假說賦予探究魅力和促進科學發展。在一定程度上看,化學科學發展過程就是不斷假說和檢驗的過程,假說推動了化學新理論的形成。例如元素周期律發現過程就是一個不斷假說和求證的過程:紐蘭茲提出的“八音律”——門捷列夫根據相對原子質量排列的第一張元素周期表,同時預言了鎵、鈧、鍺三種未知元素的存在——預言被證實,周期表的假說被人們接受——氬元素的發現修正了元素排列依據(即按原子序數排列),確立了元素周期表的現代形式。
基于假說對于化學學科發展的重要性,在教學中要充分體現假說,讓學生深刻體會科學的魅力。其教學方式主要有:其一,滲透式地體現假說。例如,在進行元素周期表教學時,就可以適度介紹元素周期表的發展史,讓學生體會到假說的科學魅力;其二,圍繞假說開展探究性教學。例如,質量守恒定律的教學,可以放在科學史的背景下,由拉瓦錫從“45.0份質量的氧化汞加熱分解,恰好得到41.5份質量的汞和3.5份質量的氧氣”的實驗提出了化學變化前后物質質量相等的假說切入,把白磷燃燒和鐵釘與硫酸銅實驗作為驗證假說的角度展開教學,從而讓整個教學因圍繞假說而具有濃厚的探究性和科學人文性;其三,把假說作為一種教學過程,讓學生象科學家一樣去思考問題,體驗科學的本質。例如,物質是由粒子構成的教學中讓學生面對生活中的典型現象提出物質構成的一些假說,然后用這種假說再去解釋一些現象,從而確立粒子的觀念。再如,核外電子排布中“元素的性質與最外層電子數密切相關”的教學,先通過觀察稀有氣體最外層電子排布,提出穩定結構的假說,接著利用穩定結構的假說推測金屬元素和非金屬元素的活潑性,隨后提供印證推測的客觀事實,如氧氣化學性質比較活潑,常溫下和很多物質發生反應,氟的化學性質比氧氣更活潑,在低溫和黑暗的情況下也能同很多物質反應,從而把假說變成“元素性質與最外層電子數密切相關”、“結構決定性質”的科學認識。
四、回歸學科基本技能的本質內涵——從怎么做到為什么這樣做
化學實驗基本操作、化學用語書寫、化學基本計算是初中化學學科基本技能。這些技能需要一定量的強化訓練來掌握,也需要通過內涵理解來體會。
1.有些技能可以進行理解性地教
例如,實驗操作中的液體傾倒,可以讓學生分析討論為什么細口瓶的瓶塞要倒放在桌子上,為什么傾倒時瓶口要緊挨著試管口,為什么拿瓶子時標簽要正對手心等等操作要求,這樣理解性地教既使得教學深刻,而且又便于技能掌握。
2.有些技能要充分彰顯其意義內涵,喚起技能學習的動機和領會技能所承載的價值
例如,化學式的書寫,可以通過對“為什么用‘H2O’來表示水,而不用‘水’或‘water’”的討論,來體會化學式是一種形式簡潔而內涵豐富的符號,從而加深對化學式的理解和引起書寫化學式的內在渴望。再如溶質質量分數的計算教學,先討論“如何定量說明2g蔗糖完全溶于8g水與5g蔗糖完全溶于20g水哪一杯更甜”,概括出一定量溶劑中比較溶質、一定量溶質中比較溶劑、一定量溶液中比較溶質等基本思路,然后再從一定量溶液中比較溶質這種思路中引出溶質質量分數及計算。這種從技能的意義背景切入讓學生體會到技能本質內涵的教學既促進了技能的有效掌握又突出了學科價值。
3.有些技能的教學要從基本原理出發,讓學生知其所以然
例如,利用化學方程式進行計算的技能教學,首先并不要急于對列關系式及計算的基本格式進行教學,而是通過“2g氫氣和8g氧氣生成10g水”的深度辨析,讓學生體會到化學方程式中各物質是相互制衡的,即一種物質的質量確定其它物質的質量也就被確定,這就是化學方程式計算的基本原理。體會到這一點,根據已知量列關系式也就不是一個問題。所以,技能教學不能單純化和單一化,要從其內涵的角度豐富教學內容和提升教學目標,讓技能教學變得有效和厚重。
初三化學是化學學科的起點,雖然從學科整體上看內容容量和難度相對較低,但是從學科啟蒙的地位上看教學要求很高,而且現實存在的問題也很突出。學科素養是學科啟蒙的主要內容,回歸學科素養應該成為初中化學教學的主旋律。
參考文獻
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教育部《基礎教育課程》編輯部組織. 中學新課標資源庫:化學卷 [M]. 北京:北京工業大學出版社,2004:6-12
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:高考化學試題;能力測試;化學學科素養;教學導向功能
文章編號:1005C6629(2016)10C0063C06 中圖分類號:G633.8 文獻標識碼:B
2016年國家考試中心化學考試大綱指出,“化學科考試,為了有利于選拔具有學習潛能和創新精神的考生,以能力測試為主導,將在測試考生進一步學習所必需的知識、技能和方法的基礎上,全面檢測考生的化學學科素養”;“化學科命題注重測量自主學習的能力,重視理論聯系實際,關注與化學有關的科學技術、社會經濟和生態環境的協調發展,以促進學生在知識和技能、過程和方法、情感態度和價值觀等方面的全面發展”[1];考試“既要重視考查考生對中學化學知識的掌握程度,又要注意考查考生進入高等學校繼續學習的潛能;既要符合《普通高中化學課程標準(實驗)》和《普通高中課程方案(實驗)》的要求,符合教育部考試中心考試大綱的要求,符合普通高中課程改革實驗的實際情況,又要利用高考命題的導向功能,推動新課程的課堂教學改革”[2]。這些論述是解讀 2016年國家考試中心化學高考試題的指導。
2016年高考全國卷的化學試題,較好地體現了高考大綱、考試說明規定的考試要求,具有下列特點。
1 試卷注重難度和區分度的控制
分析2016年三套全國理綜測試卷的化學試題的考查內容,可以看到試題的考查內容幾乎涵蓋了化學課程標準規定學習的所有核心內容,包括化學基礎知識、基本技能和化學方法基礎。三套全國卷各有13道化學試題,多數試題屬于低、中難度題(7道選擇題中容易題占4~5道,必做非選擇題中容易題約占考分的40%左右)。試卷也命制了少量情景較復雜、難度較大的試題。三套試卷在《物質結構和性質》《有機化學基礎》選考題中各有若干考點及考查內容略高于課程標準學習要求(如有關晶胞結構、晶胞參數和晶體密度的分析或計算;利用有機化合物核磁共振氫譜分析有機分子中不同化學環境氫原子種類和數目)。涉及的內容是高中選修模塊中某些核心內容的延伸和擴展(這些考試內容在考試說明中都有明確的說明)。
試卷十分注重難度、區分度的控制,試卷體現了對最基礎的化學核心內容的理解和掌握程度、學習能力和化學素養的考查要求。這些處理方式有利于控制試卷的難度,提高試卷的區分度,能更好地檢測考生化學核心素養的水平,有利于選拔具有學習潛能和創新精神的考生。這與我國高等教育規模不斷發展、高校錄取率不斷提高是相適應的,也有利于發揮高考對高中教學的導向作用。
2016年高考化學試題的考試內容以及難度、區分度的控制說明了高考復習應該從大多數學生的基礎和發展要求出發,以最基礎的化學核心知識為重點,幫助學生深刻理解、牢固掌握結構化的知識體系,以期能靈活運用。在此基礎上,再依據學生所選擇的選考模塊或興趣愛好,在復習中安排一定的時間復習考試說明中規定的要求較高的學習內容。平時教學和高考復習,要防止浮躁心態,不要急于進行大難度、高速度的訓練而導致基礎弱化、能力低下。
2 試題突顯在新情景中考查學生自主學習的能力和學科素養的要求
考試說明指出“化學科命題注重測量自主學習的能力”“全面檢測考生的化學學科素養”,還進一步說明“對化學學習能力的要求”包括“接受、吸收、整合化學信息的能力;分析問題和解決(解答)化學問題的能力;化學實驗與探究能力”[3]。
三套全國卷的化學試題突顯了三項化學學習能力的考查要求。試題以考試中心的考試說明規定的內容為載體,以真實的與生產生活實際相聯系的化學實際問題為背景,創設考生比較不熟悉或陌生的情景,考查考生能否正確理解和把握問題,從化學視角獲取試題的有用信息,并和已學知識融合、重組,解答問題,有效地考查了考生對化學核心知識、基本技能的理解和掌握程度,靈活運用化學核心知識和研究方法分析解答問題的能力。
有些非選擇題設置的問題情景較為復雜,各大題的小題中還設置了不同層次要求和難度的問題,能檢測考生學習能力達到的水平和化學核心素養的發展水平。
幾年來,三道必做非選擇題在考試內容范圍上各有所側重,分別從實驗和探究能力、化學反應原理的理解運用、物質性質與轉化規律知識的學習等三個方面考查考生對化學核心知識、技能和方法的掌握程度。今年,三道題在情景和問題設置上既有分工,又注意把物質性質與轉化知識、反應原理與化學規律性知識、化學實驗與探究能力三方面內容融合起來,完整地考查了考生能否運用化學基本觀念、思想、思維方式和化學方法來分析研究物質及其變化,具體見表1。
側重考查化學實驗和實驗探究能力的試題比較全面地考查考生能否運用化學反應有關原理和實驗基礎知識、基本技能,定性、定量相結合,通過實驗探究物質的性質和變化規律。考查考生能否從化學實驗現象的觀察分析來辨析化學變化的宏觀現象及其發生條件,在微觀層面上做探析,把宏觀的實驗現象和化學反應中微觀變化的規律聯系起來,有效地考查了考生從原子、分子水平上探析物質變化本質的能力。
如甲卷26題的第1題是容易題,著重考查實驗基礎知識、基本技能的掌握程度和運用能力:(1)氨氣的制備 ①氨氣的發生裝置可以選擇上圖中的 ,反應的化學方程式為 。②欲收集一瓶干燥的氨氣,選擇上圖中的裝置,其連接順序為:發生裝置 )。在此基礎上,第2題用新實驗情景,從實驗現象預測和解釋兩方面考查實驗探究能力:(2)氨氣與二氧化氮的反應。將上述收集到的NH3充入注射器X中,硬質玻璃管Y中加入少量催化劑,充入NO2(兩端用夾子K1、K2夾好)。在一定溫度下按圖示裝置進行實驗。
又如,乙卷28題:某班同學用如下實驗探究Fe2+、Fe3+的性質。回答下列問題:
(1)分別取一定量氯化鐵、氯化亞鐵固體,均配制成0.1 mol?L-1的溶液。在FeCl2溶液中需加入少量鐵屑,其目的是 。
(2)甲組同學取2mL FeCl2溶液,加入幾滴氯水,再加入1滴KSCN溶液,溶液變紅,說明Cl2可將Fe2+氧化。FeCl2溶液與氯水反應的離子方程式為 。
(3)乙組同學認為甲組的實驗不夠嚴謹,該組同學在2mL FeCl2溶液中先加入0.5mL煤油,再于液面下依次加入幾滴氯水和1滴KSCN溶液,溶液變紅,煤油的作用是 。
(4)丙組同學取10mL 0.1 mol?L-1 KI溶液,加入6mL 0.1 mol?L-1 FeCl3溶液混合。分別取2mL此溶液于3支試管中進行如下實驗:
①第一支試管中加入1mL CCl4充分振蕩、靜置,CCl4層顯紫色;
②第二支試管中加入1滴K3[Fe(CN)6]溶液,生成藍色沉淀;
③第三支試管中加入1滴KSCN溶液,溶液變紅。
實驗②檢驗的離子是 (填離子符號);實驗①和③說明:在I-過量的情況下,溶液中仍含有 (填離子符號),由此可以證明該氧化還原反應為 。
(5)丁組同學向盛有H2O2溶液的試管中加入幾滴酸化的FeCl2溶液,溶液變成棕黃色,發生反應的離子方程式為 ;一段時間后,溶液中有氣泡出現,并放熱,隨后有紅褐色沉淀生成,產生氣泡的原因是 ,生成沉淀的原因是 (用平衡移動原理解釋)。
試題用學生探究Fe2+、Fe3+的性質實驗為情景,考查考生對Fe2+、Fe3+的性質及其相互轉化知識的理解和掌握程度。實驗情景既有考生熟悉的,也有不熟悉的。要求考生對探究實驗中觀察到的現象做分析,得出合理的結論并做必要的說明解釋。考查內容豐富,有亞鐵鹽溶液的配制,Fe2+與Fe3+的檢驗和轉化等實驗基礎知識、技能,也有探究Fe3+與I-反應的可逆性、Fe3+催化雙氧水分解的原理、溫度對Fe3+水解平衡移動的影響等反應原理的理解應用。試題設置的實驗情景和問題,能幫助學生認識要從實驗獲取說明、解釋問題的證據,必須嚴格控制反應條件。考查要求體現了讓考生通過經歷對化學物質及其變化進行探究的過程,進一步理解科學探究的意義、學習科學探究的基本方法、提高科學探究的能力;體現了化學實驗可以通過嚴格和定量的化學實驗來揭示或證明化合物的組成和性質。
側重化學反應原理的試題十分注意考查考生能否從化學視角,運用化學基本觀念來分析看待化學反應的實際問題。試題的問題情景大多是學生不太熟悉的化工實際生產工藝,用文字、數據、圖表和工藝流程給出必要的信息。能有效考查學生依據試題情景、運用已學的知識和已有的經驗理解題意,提取解題有用信息,融合重組、分析、解答試題的能力。試題考查內容涉及離子反應、氧化還原反應、可逆反應的化學平衡、反應轉化率、反應速率影響因素、反應熱、蓋斯定律、溶液的酸堿性、pH等等,考查面廣。試題各小題的難度控制較好,難度層次拉得開,保證了試題的區分度。
如乙卷27題:丙烯腈(CH2=CHCN)是一種重要的化工原料,工業上可用“丙烯氨氧化法”生產。主要副產物有丙烯醛(CH2=CHCHO)和乙腈(CH3CN)等。回答下列問題:
(1)以丙烯、氨、氧氣為原料,在催化劑存在下生成丙烯腈(C3H3N)和副產物丙烯醛(C3H4O)的熱化學方程式如下:
兩個反應在熱力學上趨勢均很大,其原因是
;有利于提高丙烯腈平衡產率的反應條件是 ;提高丙烯腈反應選擇性的關鍵因素是 。
(2)圖(a)為丙烯腈產率與反應溫度的關系曲線,最高產率對應的溫度為460℃。低于460℃時,丙烯腈的產率 (填“是”或“不是”)對應溫度下的平衡轉化率,判斷理由是 ;高于460℃時,丙烯腈產率降低的可能原因是
A.催化劑活性降低 B.平衡常數變大
C.副反應增多 D.反應活化能增大
(3)丙烯腈和丙烯醛的產率與n(氨)/n(丙烯)的關系如圖(b)所示。由圖可知,最佳n(氨)/n(丙烯)約為 ,理由是 。進料氣氨、空氣、丙烯的理論體積比約為 。
試題要求考生運用已學知識和題示的信息,用反應焓變說明反應在熱力學上的趨勢大小;依據該反應特征判斷提高丙烯腈平衡產率的反應條件、提高丙烯腈反應選擇性的關鍵因素;解釋說明丙烯腈產率隨溫度發生的變化;說明反應物(氨、丙烯)最佳物質的量比,進料氣氨、空氣、丙烯的理論體積比。解答這些問題,要理解掌握反應熱、反應方向、化學平衡原理等核心知識,具備分析、判斷影響反應方向、平衡轉化率因素的能力。
側重于考查元素化合物性質、反應和轉化的試題,要求考生從物質組成、結構分析和解釋物質的性質和反應,預測物質的性質和可能發生的反應,解釋物質的轉化和實際應用;要求考生能運用物質性質、反應知識印證化學原理知識,并運用化學原理、反應規律知識解釋或預測物質的性質、反應、轉化及其必要條件。
如丙卷28題:以硅藻土為載體的五氧化二釩(V2O5)是接觸法生產硫酸的催化劑。從廢釩催化劑中回收V2O5既避免污染環境又有利于資源綜合利用。廢釩催化劑的主要成分為:
有機化學選考試題要求考生能依據試題信息,分析某種陌生的有機化合物的合成路線,分析有機物碳原子數、碳骨架、官能團等的變化,確定合成中間產物的結構、指定反應的反應類型、書寫反應方程式;推測某種中間產物或生成物的同分異構體種類或結構特點。據此考查考生對有機化學核心知識的掌握和運用能力,測量考生有機化學方面的學習能力、邏輯推理能力和綜合能力。
例如,甲卷38題(試題略)利用以秸稈為原料合成聚酯類高分子化合物的合成路線與反應為背景,創設問題情景,考查考生對糖類組成、屬類、性質的了解程度,解讀合成路線中有關反應和中間產物信息的能力、遷移應用有關知識和信息設計一種新物質的合成路線的能力。通過分析確定有機化合物結構、判斷同分異構體種類的問題來考查考生的分析、推理能力和思維的統攝性、條理性和敏捷性。該題第5小題的前一個半題(“具有一種官能團的二取代芳香化合物W是E的同分異構體,0.5mol W與足量碳酸氫鈉溶液反應生成44gCO2,W共有 種”)的解答,需要考生從題設信息,判斷化合物W的苯環上的兩個取代基都是羧基官能團,兩個取代基總共含有4個碳原子、6個氫原子、4個氧原子,因此兩個取代基只能是下列4種組合:-CH2COOH、-CH2COOH,-COOH、-CH2CH2COOH,-COOH、-CH(CH3)COOH,-CH3、-CH(COOH)2。結合兩個取代基在苯環上的可能位置(對位、鄰位、間位共3種)。斷定共有4×3= 12(種)同分異構體。乙卷題38,以某種氰基丙烯酸酯(G)的合成路線為背景,考查考生利用物質組成分析計算方法、核磁共振氫譜分析方法,利用化學反應來確定有機化合物組成結構的能力,以及運用消去、取代(鹵代)、水解、氧化、酯化反應的原理和試題提示的新的有機反應信息,對完全陌生的有機合成路線進行解讀的能力。這道有機試題,比較全面地考查了考生對有機化學核心知識的理解、遷移和綜合應用能力。
結構選考題,在考查物質結構和性質的核心基礎知識的基礎上,側重考查考生對模型化學習研究方法的了解、空間想象能力、跨學科知識的把握和運用能力。
化學信息能力、分析問題和解決(解答)化學問題的能力、化學實驗與探究能力,離不開思維能力。2016年全國卷突出了考生思維能力、思維品質的考查。一些考題的正確解答,需要較強的邏輯推理、判斷能力和評價能力,有良好的思維品質,能運用有關的原理、規律,通過分析推理,對問題作出有理有據的評判。
例如甲卷選擇題第13題:短周期元素W、X、Y、Z的原子序數依次增加。m、p、r是由這些元素組成的二元化合物,n是元素Z的單質,通常為黃綠色氣體,q的水溶液具有漂白性,0.01 mol?L-1 r溶液的pH為2,s通常是難溶于水的混合物。上述物質的轉化關系如圖(圖略)所示。下列說法正確的是
A.原子半徑的大小W
B.元素的非金屬性Z>X>Y
C. Y的氫化物常溫常壓下為液態
D. X的最高價氧化物的水化物為強酸
試題為考生提供了6種物質的轉化關系圖和必要的補充說明。提供的信息涉及4種短周期元素以及它們形成的3種二元化合物、1種單質、2種溶液、1種混合物,還有它們之間發生的兩種化學反應。要求考生據此判斷論述這些元素及其化合物性質的4個選項正確與否。題干和4個選項信息量大、頭緒多、關系繁復。需要考生有較強的邏輯思維能力,能熟練利用元素周期表和元素周期律的知識、常見元素化合物的知識做分析判斷。如果考生分析推理和綜合能力不強,缺乏思維統攝性與嚴密性,將難以快捷、順利地解答。
又如,上述乙卷27題第2小題,要求考生從給出的丙烯腈產率與反應溫度的關系曲線,判斷說明(1)低于460℃時丙烯腈的產率是否對應此溫度下的平衡轉化率,并說明理由;(2)從題設的4個選項中,判斷哪些選項能正確說明“高于460℃時,丙烯腈產率降低的原因”。解答題(1),要從試題給出的生成丙烯腈的熱化學方程式判斷該反應是放熱反應,平衡轉化率會隨溫度升高而降低,但圖示的信息與此相反,由此做出否定的判斷和說明。解答題(2),要依據有關反應活化能的概念、溫度對平衡常數的影響等知識,運用逆向思維,推斷出論述錯誤的選項,判定正確的選項。
3 試題重視化學學科獨特的語言系統的解讀和運用能力的考查
運用化學學科獨特的語言(包括化學術語、化學符號、化學用語、物質組成結構模型以及圖表,下文姑且用“化學語言系統”表示之)來表述、說明、傳遞化學信息和問題,是化學學科的重要特征,是必備的化學學科素養。分析問題和解決(解答)化學問題的能力、化學實驗與探究能力,無不需要有正確解讀和運用化學語言系統表述化學信息的能力。
2016年全國卷化學試題和歷年的化學試題一樣十分重視考查考生化學語言解讀和運用能力。2016年的試題運用化學語言描述問題情景、要求運用化學語言簡潔地表述答案或對答案解釋說明理由或依據的要求更多。不少試題用化學術語、化學用語簡潔地描述化學情景或化學問題。考生要“審”好題,正確理解題意,必須正確解讀這些化學術語或化學用語。例如,丙卷28題,在題設情景(從廢釩催化劑中回收V2O5的工藝路線)說明中使用了學生不熟悉的工藝過程術語(如脫硝、脫硫、酸浸、離子交換、洗脫),還用到學生不太熟悉的數據表達方式[如-lg(Pc/Pa)],考生必須運用已有知識,結合工藝流程理解它們的含義才能解答。甲卷27題中用“Cr3+與Al3+的化學性質相似”的語句,提示學生運用類比方法,對照鋁鹽和強堿溶液的反應來分析Cr2(SO4)3和NaOH溶液的作用。若不能完整理解“Cr3+與Al3+的化學性質相似”的內涵、外延,就難以捕捉住“Cr(OH)3也具有兩性”的信息,聯系題設信息回答Cr2(SO4)3和過量NaOH溶液反應的現象。
今年全國卷中要求用化學式、電子式、結構式、電子排布式、化學方程式、離子方程式等化學符號、化學用語,用數學計算式回答的答案,在甲卷中就有20處。乙卷試題中,要求用化學術語說明“理由”“原因”的有12處。丙卷的答案中,要求用化學式、化學方程式(或離子方程式)、結構式、電子排布式、數學表達式表示的,要求運用化學術語簡答的有近30處。
正確解讀并能規范運用化學術語,不單純是文字、符號的運用技能,并非簡單地通過多讀、多寫,由訓練就能獲得。正確理解和掌握各個化學術語、化學用語所表達的化學概念的內涵、外延,認識各個化學術語、化學用語的使用范疇,是形成和提高化學術語、化學用語的運用能力的必不可少的前提。不能僅僅把它視之為表達的技巧,企盼不用深刻理解,靠大量練習就能“熟能生巧”。在平時教學中,要把化學術語、化學符號或化學用語作為學習化學的工具,融入相關概念、原理和元素化合物的教學中,在學習和運用過程中理解、掌握化學術語、化學符號或化學用語的內涵、外延,提高運用能力。
以高中課程標準、高考大綱和考試說明為指導,分析高考題對于正確解讀高考試題的要求,正確認識高考命題的導向功能,推動新課程的課堂教學改革是高中平時教學和高考復習備考的重要工作,也是推動新課程的課堂教學改革的重要工作,值得一線教師花力氣、下功夫。
參考文獻:
關鍵詞:小學數學;核心素養;解決問題;教學實踐
所謂數學核心素養,是在新的數學教學要求上形成的新的數學教學理念,旨在對學生的教學培養方面要體現出整體性、基礎性以及前瞻性。在教育部出臺的深化教育改革文件中,對核心素養這一關鍵問題提出了新的要求。尤其是數學,數學學科對于學生的全面發展具有重要的培養意義,要打造數學教學的核心素養,加強核心素養在數學教學的各個階段的體現。核心素養是什么,核心素養的結構體系如何,核心素養在數學教學中應當怎樣具體落實,以上便是本文需要解決的三個問題。
一、體現教育本質訴求
小學數學是義務教學階段重要的發展性科目,是促進學生全面發展的基礎性科目和拓展性科目。在素質教育日益被重視的當代教育中,將核心素養體現在小學數學教學中,不僅能夠促進學生解決問題能力、個性發展以及數學思維能力,更是體現了現代教育的本質要求。在新課標中明確指出數學教學應當適應于學生的發展需要,因材施教。好的數學教育不僅要傳授給學生數學基礎知識,比如數學的相關概念、解題技巧、計算公式等,更要引導學生形成良好的數學思想,提升學生解決實際問題的能力,全面掌握數學思想和數學方法。而數學核心思想的培養重視正好體現了新課程標準對數學教學的多層次要求。因此而言,強化學生核心素養培養,是現代數學教學中的重要教學方式,是促進學生全面發展的必然途徑。
二、以聯系的觀點整體把握數學核心素養
關于核心素養,我國著名的數學特級教師曹培英對此有明確的解釋。他將此分為兩個方面的層次,即數學整體視角以及關聯數學內容,和六個具體的核心,分別是推理能力、抽象觀念、模型構建能力、空間觀念、數據分析觀念以及基本的運算能力。
(一)立足數學整體視角
從數學這門學科的整體角度去把握數學的核心素養,首先要了解數學的本質和數學學科在教育人這一塊的意義。能夠滿足數學本質及價值的基本核心素養使數學當中的推理能力、抽象能力以及模型的構建能力。數學的推理能力是解決數學問題的思維過程,在兩個命題判斷中進行進階性的轉化,推理過程需要應用到數學知識中的諸多定理、命題以及運算公式,很大程度上促進了數學的嚴謹性;數學的抽象能力,主要是與現實世界的對立,在數學學科中,能夠將數學某些具體聯系轉化為抽象的概念,以概念形式把握數學方面的知識;數學模型的構建能力,在問題的解決方面主要是針對一些與圖形和數字有關的問題,通過構建基本數學模型,使問題變得更為清晰和明確,從而更好地解決現實中的真實問題。以上數學中的三大能力是基本的數學核心素養,在數學教學中,能夠體現數學科學的嚴謹性、抽象性以及應用性。在數學整體學科視角上,這三個基本核心素養在數學中又繼續表現為數學交流、數學思維以及問題解決。
(二)關聯數學內容
這是數學核心內容的第二個層次。在這個層次中,主要體現出來的核心素養比上一層次更為復雜,如空間觀念、幾何直觀以及數據分析、運算能力等等。而這些數學核心素養,其實與數學是分不開聯系的。在小學數學中,以上核心素養明確表現課本內容中的認識圖形、概率問題、數學基本運算問題。小學生階段,需要注重掌握的核心素養是運算能力,這是解決一切問題的基礎,也是培養學生數學思維能力的基礎。在此基礎上,小學學生能夠逐漸試著將數和形進行結合,樹立數形結合的數學核心思想。除此之外,小學數學學科中所體現出來的核心思想還有創新思想,創新思想也可以說是所有學科皆有的核心思想。所以說,數學核心思想與數學教學內容是相互聯系互為表里的關系,掌握數學核心思想,要對數學教材進行深刻的研讀。
三、注重教學實踐的具體落實
數學核心思想在小學階段的培養,還需要教師將此不斷進行實踐應用。要以小學的理解能力為基礎,進行教學實踐的路徑探索。
(一)深入解讀教材,挖掘教材中的核心素養
以解決問題為例,小學數學核心素養的養成與教材是離不開的。教材當中的問題和知識是數學教學的精華部分。數學教材中的每一個公式、每一個概念、每一道例題,都需要進行具體的分析和把握。于此同時,對于教材的解讀還應該不斷挖掘其中的核心素養,根據教學內容實質,明確教材中的核心素養,并在教學過程中得以落實。比如在解決平行四邊形的面積計算問題時。首先要對其面積計算公司有一個熟悉的了解,能夠準確地應用計算公式,并且相應地,能夠將該問題當做解決生活中實際問題的模板。在解決這個問題當中,存在諸多的數學核心素養,如推理、空間觀念以及數學模型構建能力等等。不管怎樣,多參與數學問題的解決實踐,是一種經驗的積累,也是一種數學思想意識能力的提升。
(二)在知識和技能形成過程中融入數學核心素養
小學是數學學習的基本解決,重在形成小學生的數學知識,促進小學數學的發展應用。這個過程中,也要進行數學核心思想的融入。通過數學核心思想的各個方面,使學生獲得良好的數學思想和解決數學問題的方法,逐漸建立起完整的知識結構,舉一反三。比如在小學數學教學中,講到乘法這一章,出現許多乘法運算方面的問題,那么課堂上可以不單單限制于引導學生運用公式運算,可以為學生創設一個問題的情境,在情境中,引導學生的抽象問題具體化意識,增強學生的符號化思想,促進學生模型構建與現實問題的緊密聯系感。
(三)在解決問題過程中體現數學核心素養
在小學數學學習的整個過程中,都離不開數學核心素養的培養,特別是在解決一般數學問題時,都需要運用數學核心素養從多方面去分析解決數學問題。并在解決問題的過程中,具體體現數學核心思想。比如在學習小數的乘除時,可以給學生創造一些與實際生活緊密聯系的題目,如自來水的收費問題等等。
(四)核心素養的培養重在堅持
任何一種素養的培養都要形成習慣才能體現其真正的意義。要想形成習慣,堅持應用是極為必要的。數學核心素養的養成,不是一朝一夕就能完成的,這是一個不斷積累歷練的過程。因此,教師可以在每一節課中,強調數學核心思想的應用,并在數學問題具體解決過程中,融入數學核心思想。除此之外,在課堂以外,也不能放松數學核心思想的培養,可以適當引導學生進行數學的實踐,鼓勵學生參與數學實踐活動,讓學生將理念和概念應用于現實,積累實踐經驗,并意識到自身的不足之處,堅持不懈,落實核心素養的實踐培養。
結束語:總而言之,數學核心素養的養成,首先要掌握數學核心素養的基本內涵和價值,在解決問題實際中不斷體現和融入數學核心思想,并堅持不懈,促進數學核心素養培養的落實,最終養成良好的數學核心素養。
參考文獻:
[1]陳六一,張浩.可見的小學數學核心素養――以“埃及分數”教學為例[J].中小學教師培訓,2016,08:64-66.