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核心素养下如何教学范文1
关键词:数学史现状;人文素养;科学精神
数学史是数学的重要组成部分,学习数学史对于学生学习数学,发展数学思维,提升数学人文底蕴都有着积极的作用。数学家波里亚(polya1887-1985)认为学生接触数学史的内容可以使学生加深对数学的理解,学生在学习数学时学习到数学的产生,按照数学发展的历史顺序,或者是亲身经历从事数学的发现时,才能更好的理解数学。①《全日制义务教育数学课程标准》(2011版)指出:数学史是人类文化的重要组成部分,数学史应该渗透到整个教材中。数学课程教学内容不仅仅包括数学知识,也包括数学知识的生成过程和其中蕴含的数学思想方法。②
一、数学史融入数学教学的现状
自课改以来,数学史在不同版本的数学教材中均涉及,并且有越来越繁荣的趋势。数学史融入数学教材基本可以分为两种途径:一种是将数学史以信息超链接的形式插入到教材当中。以苏教版一年级下册为例,在学生认识完“>”、“<”的符号后,教材在本课的最后插入了“你知道吗”环节,向学生介绍“>”、“<”的来历;在学生学习了两位数加两位数的笔算后,“你知道吗”环节向学生介绍了“+”和“—”的来历。和苏教版一样,类似这样的超链接插入式的数学史渗透在其他版的教材中也有不少。超链接式渗透数学史虽然简单,但由于超链接内容是对相关内容的补充和教材有一定的承接性,与此同时又有一定的趣味性,所以在熏陶学生人文素养,培养科学精神,激发数学思维中也起到了一定作用。第二种是教材编著者经过精心设计将数学史与教学过程相结合,使得学生学习的过程就相当于浓缩了经历知识发展的过程。老师们在数学史料的获得途径,数学史融入课堂的方式方法,数学史的选择方面都存在着不小的疑惑。
二、数学史对发展学生人文素养的重要性
数学学科具有很强的科学性,正因为数学的学科内部特点,长期以来我们的数学教学也特别重视数学公式、定理的推理、演绎,重点训练学生数学计算、强调数量关系之间的逻辑性,而忽视了数学的文化内涵和美学价值。德国数学家魏尔德在全美数学教师大会中讲到:“学生在数学学习中遇到困难问题,学生会认为学习数学是没有任何必要的,这是一种被迫学习的状态。”③在发展学生核心素养的大背景下,让学生掌握必要的数学知识和技能是第一步,我们同样要在数学课堂中教会学生必要的伦理道德,培养学生的人文素养,让数学也具备育人的作用。
张奠宙教授曾说过:“数学的进步时人类社会文明的火车头,在人类文明的几个高峰中,数学的进步是突出的标志。”③数学伴随着人类的生活而不断发展,数学文化是人类文化的重要组成部分,数学的发展在推动人类文化进步中起着极为重要的作用。数学课中融入数学史,数学课堂从数学家的故事说起,从数学趣闻展开教学根据知识的发展设计……数学史增加了教学的趣味性,丰富数学课堂的人文性,这样的数学教学有血有肉,贴近会学生的生活。同时让学生经历数学知识形成和发展的过程,让学生以宏观的视角认识数学感受、体验不同时代、不同地区、不同民族的数学文化多样性。
三、数学史对学生培养科学精神的重要性
培根曾说过:“数学是所有学科的基础。”从概念上讲数学是一门研究数与形的学科,就学科本身来说数学学科具有极高的学科性。数学学科起源于人类的日常实践中,从最初的数学萌芽到现在,数学的发展可以分为三个阶段:初等数学阶段,数学时期,现在数学时期。④在数学发展的满满长河中,有无数数学家的不断探索,有数学定理确定的曲折,有数学公式修正的坎坷。透过这些数学史我们可以看见的是数学的严谨性、逻辑性和科学性,数学史融入数学教学,用最自然的方式让学生学生在潜移默化中获得科学精神的提升。
Schubring(1998)指出,学生在学习过程中遇到的困难,和数学历史发展中的问题是相同的。M.kline(1970)指出,历史中的大数学家们所遇到的困难正學生在学习数学中所遇到的困难,所以历史的学习为学生的学习提供方向。⑤以圆的面积发展为例,古人因测量土地需要而发现了如何计算圆的面积问题。因需要而去探索,这也是我们数学教学的一个重要思路。在此后的日子里,为了求出圆的面积的精确公式古埃及人、古希腊人和中国人都做出了不懈的努力。阿基米德采用“化圆为方”的思想,利用圆的内接三角形无限逼近圆来求解。中国汉代的《九章算术》提出了:“半周半径相乘、得积步”的面积计算方法,后来刘徽将正2n边形来无限逼近圆,来证明了《九章算术》中的圆面积计算方法。学史可以明智,学习数学史更是。假使把圆的面积公式的发展历程融入到数学教学过程中,学生在学习中不仅能获得学知识和技能,更从数学史的学习中获得了数学的思维方式、理性思维,体验数学的严密性和科学性,学会多角度、辩证的看待问题,分析问题。同时一代又一代的数学家不断探索,坚持不懈的故事也会激励学生不惧困难,勇于探索,追求真理的科学精神。
综上所述,在核心素养的大背景下,数学史融入小学数学教学是一个必然的趋势。同时这也是我们小学数学教师应该努力尝试的创新的一个方向。同时也希望越来越多的小学数学教师能意识到数学史的重要作用和地位,加入到数学史融入数学教学的研究中来,让数学课堂充满魅力,让数学知识的延伸有迹可循,让学生的核心素养得到提升。
参考文献:
[1]沈佳薪.数学史融入初中数学教科书的现状研究[D].延边大学.2013.05.
[2]王颖.高中数学教学中数学史教育现状的调查与分析[M].州大学.2005.
[3]袁小明.论数学教育中历史材料的应用数学教育学报[M].992.03.第8-10页.
[4]张奠宙.《关于数学史和数学文化》[J].高等数学研究.2008.01.11.
核心素养下如何教学范文2
1.具有良好的思想道德素质
作为教师应首先具有师范人格,即具有健康的心理素质,良好的性格修养及规范的行为方式,强烈的责任感和使命感,顽强的毅力和坚强的意志,积极、稳定的情绪,较强的适应性,活泼开朗的性格和无私奉献的精神。师德是教师最基本的,也是最重要的素质,要想成功地对学生进行教育,我们首先要加强自身的道德修养,使之成为学生的表率。因为师德在整个教师素质中处于统帅地位,是灵魂。同时,教师应具有爱好广泛和丰富的知识结构,树立起良好的教师形象,给人以美感,这种人格魅力将受到学生的仰慕和赏识。我们教师的作用应该在"传道、授业、解惑"的基础上,再加上"关心、启发、鼓励",使教师的主导作用和学生的主体得到有机结合,并充分发挥。
2.具有良好的心理教育素质
现在的学生,无论是差生还是成绩优秀的学生都或多或少的存在着一定的心理障碍,其根源来自于学习压力,特别是升学压力;来自于教师、家长、亲友以及学生群体对他(她)有意无意的看法;来自于社会风气的耳濡目染,这些都从不同的侧面影响了他们的心理健康。所以教师要对学生真正起到心理咨询和心理治疗的作用,要以学生为中心,从学生看待事物的角度去理解学习情境和看待社会。以真情、坦诚的态度对待学生,心理教育要求教师应当是促进者、鼓励者、帮助者的角色。坎姆勃斯精辟地论述了优秀教师的六大品质:⑴良好的知识结构;⑵对学生和同事极强的感受力;⑶他们坚信学生能学习;⑷他们有积极的自我概念;⑸他们坚持能帮助所有的学生各尽所能的发展;⑹他们运用许多不同的指导方法,这是现代教师所必须具备的基本素质。教师在课堂教学中应注意经常灌输心理教育思想,以促进学生健康心理和完美人格的形成以及个性的全面发展,进而培养学生的主体意识和创新意识。
3.具有较深厚的专业知识素质
加强语言学习理论的研究,对于一个外语教师来说,研究语言学习理论、正确认识语言习得与外语学习的概念以及了解一些教学法流派的发展,对语言教学有着重要的指导意义。并且了解一些常识,有关专家研究表明:学习外语时,语法方面学习的步骤不受年龄的制约,而学习语言的过程会受年龄因素的影响;年龄小的学习者较成人更容易获得地道的语言能力;年龄大的学习者在词法和句法方面会学的更好一些。
4.具有较好的"人文教育"素质
外语教师应是科学教育与人文教育的整合者。有些教师教育出来的学生只是一些技艺超群而缺乏精神生活和情感生活的"单面人",成为不懂哲学、不懂历史、不懂文学、不讲奉献的利己主义者。为此,我们必须把人文教育和科学教育结合起来,实现科学教育人文化,以促进人文精神的弘扬。英语既是一门厚重的知识科学,又是一种蕴含丰富的文化载体,英语学科是进行人文教育的学科。我们在进行英语知识教学的同时,应加强人文教育的力度,将英美文化与中国文化进行比较和融合,努力挖掘出教材中人与自然、人与人、人与社会等知识中的人文教育思想,让英语知识的传授与人文教育融为一体,使学生受到人文素养的熏陶,进而培养出既具有人文气质,又具有科学精神的人,既具有丰富的中国文化知识又能解读西方文化的人。所以,英语教师应特别重视加强人文知识的学习与研究,使之成为西方文化的研究者和高尚文化的传播者,并成为真正的科学教育与人文教育的整合者。
5.提高课堂组织教学能力
核心素养下如何教学范文3
[关键词]高中生物;核心素养;教学思考
所谓核心素养,就是指学生应具备的能够适应社会发展和终身发展需求的必备品格与关键能力。在这一宏观视角下,高中生物教学应当做哪些改变?本文试从三个方面来回答。
一、核心素养背景下的目标预设与达成
核心素养背景下高中生物的教学目标应如何确定呢?又该如何判断其是否达成了呢?笔者的观点是:预设教学目标的时候,要放在核心素养理论下观照,而判断其是否达成时,要看学生是否形成了相应的品格与关键能力。以“特异性免疫”这部分知识的教学为例,如果从三维目标角度来界定,本课的教学目标是:能够概述细胞免疫与体液免疫的过程,能够说明特异性免疫的特点;通过小组合作等方式,制定特异性免疫过程的概念图并能够利用相关知识解决实际问题;能够认识到特异性免疫与生活的联系,并了解特异性免疫是生物体适应性的表现,而免疫调节是人体与病原体共同进化的结果等。核心素养特别强调学生的主体地位,特别强调必备品格与关键能力是“学生应具备的”,因此,教学目标预设可以描述为:学生能够通过自主、合作的学习方式,认识特异性免疫的过程并说明其特点;学生能够在认同免疫调节是人体与各种病原体共同进化的结果的基础上,认同特异性免疫是生物体适应性的体现,并认识到其与生活的密切联系。在教学实施过程中,要多关注学生而不只是教师的教学流程是否完成,更要从学生学习结果的角度判断这些目标是否达成。“免疫系统如何抵抗甲流病毒”是一个实际问题,此问题的分析与解决,指向核心素养中的“必备品格”与“关键能力”,也是判断学生能否将生物知识与生活联系起来的重要标准。
二、核心素养背景下的教学内容重组织
核心素养背景下,在重新组织教学内容时,更多的要围绕问题解决的思路来进行,这样更有助于学生在形成“关键能力”的过程中生成“必备品格”。笔者设计本课从“甲流”开始:甲流来袭,人们采取的措施是什么?学生自然知道是接种甲流疫苗。接着提出问题:为什么甲流疫苗可以防治甲流呢?当学生以为是“抗体”在起作用的时候,教师要告诉学生:长期保护人体的并不是抗体。而当学生的认知开始失衡的时候,教师再抛出探究性问题:是什么在长期保护着人体?其后的探究过程,可以从研究甲流病毒(图片)开始,从病毒侵入人体内,到其利用自身表面的蛋白质与宿主细胞表面特定的蛋白质相结合,进而完成对宿主细胞的侵入,然后在宿主细胞内大量繁殖;同时研究此过程中人体的抵抗过程,如甲流病毒在呼吸道中遇到的呼吸道黏膜,再后来遇到巨噬细胞、抗体(在体液中起作用,即对应着体液免疫)、T细胞(细胞免疫)等。学生在理解这一过程的时候,经常会自发地进行小组讨论。学生在讨论的过程中还会自发地打比方,例如:把巨噬细胞比喻为快速反应部队,速度虽然快但数量不够等,又比如说病毒所隐藏的宿主细胞相当于一个碉堡等,通过这样的比喻,学生就能够对甲流病毒与人体的免疫过程有更深刻的了解,进而对细胞免疫与体液免疫也有比较深入的理解。
核心素养下如何教学范文4
探讨与研究学科素养的相关内容,首先要对学科素养的概念界定清楚,包括宏观层面上要对素质、PISA、教学实践以及学科基础等进行界定,还要从具体学科素养的内涵与构成要素上加深理解[2]。
1.宏观层面学科素养的概念界定
宏观层面学科素养的概念界定可以通过以下四种途径来进一步明晰:首先,要明确“素质”的内涵,培养学生的学科基本素养是素质教育的核心点,其中学科素养指的是“关于各个不同学科相对应的‘四基’、‘四能’与基本思维形式和方法”。其次,学科素养所体现出的教育思想可以通过分析PISA2006、PISA2015对科学素养的定义重新进行归纳总结和升华。进一步可以得出,他们所侧重和关注的是如何应用知识,关注学生对于各个学科的投入状态和感兴趣程度。再次,要学会分析学生的学习心理并结合教师的实际教学,总结出学科素养指的是作为一名学习者在整个教学过程中逐渐培养并表现出的相对稳定的心理素质。最后,分析探讨学科本身的发展,归纳出学科素养指的是学生通过教师的教学习得的专业知识、专业能力以及培养出的综合素质,其中包括学科基础知识、学科思维方法、学科素质等。以上四种研究尽管从不同的视角分析,但仍属于理论上的判断,不免带有主观性,最终都没有正式总结出学科素养的定义,其中须强调的是学科素养中的学科能力更加注重运用本学科知识解决实际问题的能力[3]。
2.具体学科的学科素养概念界定与解释
其一,我们可以通过研究各个不同学科的特点,分门别类进行探讨。探讨不同学科的学科素养内涵主要包括能力说、素质说以及心理品格说。能力说即是指PISA对某些学科素养的定义;素质说即是指它主张素养是通过后天习得和培养出的;心理品格说即是指提出某个学科素养是学生经过长时间学习之后形成的相对稳定的心理品格。其二,研究不同学科素养的构成要素。不同学科素养的构成要素大致包括学科知识、技能、方法、情感这四个维度。有学者提出每个学科素养都包括相对应的基本素养和核心素养。基本素养是对某个学科的知识、方法、技能、情感的综合体现,核心素养则是对这个学科的认识、理解与运用,两者是相互影响、不可分割的。
二、学科素养与课程设计的内在关联
要深入研究学科素养,首先需要对学科素养这一概念进行系统性的基本理解,其中包括学科素养的基本性质、逻辑起点、多样化的表现形式以及针对学科素养而构建的课程设计等方面,只有厘清本问题才能够顺利进入下一步深入研究和探讨中。
1.学科素养的基本性质
首先,学科素养通常是学科目标之一。最近几年进行了关于学科素养的教育改革,强调学科素养的重要性并把学科素养作为学科目标。其次,学科素养具有综合性和广泛性。某个学科的知识和技能相较于学科素养显得相对零碎,但学科素养覆盖面相对较广,不仅仅包括相对应学科的知识、技能,还包括其方法、思维、情感等。学科素养的综合性还体现在解决问题方面,它表现出来的是一种综合能力,这也成为在进行教学评估时的侧重考查方面。最后,学科素养具有可教性和可学性。具体来讲就是教师通过不同学科的教学,在教学活动中不断传授学生知识方法、调动学生积极性,逐渐培养学生不同学科的学科素养。这些素养也会为之后其他学科的素养打下学习基础,因此,这是一个循序渐进、相互促进、相互影响的过程。
2.学科素养的逻辑起点
学科素养在传统学科的课程设计中通常被局限于学科立场,其一般性操作包括以下几点:探讨和总结不同学科的特点、相关学科的专家和学者聚集起来讨论并发表意见、专门组织一次关于学科素养的研讨会、对研究结论进行下一步验证并在不足之处加以调整和改善等。美国国家教育进展评估(NAEP)针对学科素养重新制定,这反映出的问题是单纯站在单个学科的立场上来探讨学科素养是远远不够的,研究学科素养应该具有大局观,这种大局观指的是把教育的培养目标作为一个整体来认真对待,教育的最终目的就是使学习者通过教师的教、学生的学最终成为一个完整的人,这需要不同学科之间相互整合、相互联系。近年来各个国家和地区通常以核心素养为出发点来制定确立教育标准,核心素养成为学科素养的逻辑起点[4]。
3.学科素养的表现形式
在界定学科素养概念及明晰学科素养的逻辑起点之后,还须了解学科素养的模型。通过文献查阅及研读发现,学科素养模型在当下分为五大类型。第一种学科素养模型由学科主题和学科素养构成。比如数学素养包括数学推理、数学论证、数学问题解决能力等等。第二种学科素养模型由学科主题、学科素养及认知要求三方面构成。譬如语文素养就通过语文主题、语文素养及解决语文方面问题的认知要求来综合描述语文素养模型。第三种学科素养模型由学科主题、学科素养及表现水平共同构成。第三种类型与第二种类型有很大程度上的相似性,共同包括学科主题和学科素养,且表现水平和认知要求都是关于解决问题的,区别则在于认知要求是内在的,而表现水平是外在的。第四种学科素养模型由学科主题、学科素养及问题情境构成。此类模型中的科学素养包含转化、推理和探究。第五种学科素养模型由学科主题、学科素养、认知要求及问题情境共同构成。以上五种学科素养模型有相通的地方,也有些许区别,通过综合认识并分析各种模型的特点能够加深对其的理解,以便进行下一步深入研究和探讨。
4.转向学科素养的课程设计
课程是一个相对宽泛的概念,包含着很多方面,其中一个重要组成部分就是不同的学科课程。在不同的阶段人们关于学科课程的理解不同,大致可以分为两个目标,第一是学科知识与技能。在工业程度不高的时期,工作岗位需要的工人仅具备简单的知识与技能即可,这一要求反映在学校便是学校要以各个不同的学科课程为主,学生要能够掌握专业知识并提高专业技能。第二是学科素养。随着时代的发展,众多职业也相应提出了更高的要求,需要的不仅是简单的单科知识与技能,而是需要职员对所学的学科进行综合整理以便面对日益复杂的问题。这一要求使得学校对学科课程目标作出一定程度上的调整。学科素养成为确立学科课程标准的重要依据,学科课程目标也在回应着社会的需要。这种转变不仅具有学术性,同时也具有一定的现实意义。
三、基于学科素养的课程改革
核心素养的培养要通过具体不同学科的教学来展开,因为学科教学是提升学生能力、传授学生知识与技能的最基本途径。由此看出,核心素养与学科核心素养在课程改革的进程中发挥着关键性的作用,两者是不可分割、相互紧密联系的。
1.明晰核心素养与学科素养的关系,发挥现有课程标准的作用
培养学生的核心素养须通过培养不同学科素养来实现,而上文指出不同学科素养的逻辑起点又是核心素养,因此需要将两者的关系进一步明晰,其中包括各自的内涵和外延以及两者是如何相互作用的。构建不同学科素养也同样须考虑多方面因素,诸如国际教育背景、国内教育背景和趋势、课程实施过程以及课程标准等方面的因素。由此产生的一个重要问题便是如何发挥课程标准的作用或者说如何使课程标准的作用最大化。笔者认为有以下几种方式:第一种方式是将不同学科的课程标准存在的隐性的学科素养显性化,使教师和学生都能够在教学实践之前明晰须培养的学科素养有哪些具体内容,而不是仅仅依靠意会来领悟。第二种方式是整合所有学科的课程标准,并总结归纳出相同的学科素养,有些课程标准能够明确对应到学科素养,但有些相对模糊,相同的课程标准可能指的不是单一的学科素养,因此需要重整使得其能够一一对应。
2.学科核心素养体系的构架必须以系统科学理论为指导思想
目前我国的学生核心素养包括自主发展、社会参与、文化修养三大类素养,其中每一类素养又包含其他相关指标,比如自主发展素养包含自我学习、自我审视、自我提升和自我创造这几方面的指标。尽管每一项具体指标不同,但在本质上不外乎知识、技能、情感这三个方面,但需要注意的是,核心素养并不是简单各项指标的叠加,而是所有指标相互作用、相互联系形成的综合素养,最终实现“1+12”的效果。随着社会的发展和进步,不再需要单一素养和能力的人,需要的是能够将各种素养与能力综合起来发挥作用的人。各个不同的学科之间必然存在着一定的差异性,因为不同学科的构成要素不同,但在本质上是相同的或者说是极为相似的。由此可以得出,核心素养是包括知识、技能、态度、情感等各个要素相互作用而形成的一个复杂的、多元化的系统。
3.建构本土化的学科素养模型
在借鉴和学习国外先进经验的基础上,我国要在目前教育现状和教育发展基础上建构出本土化的学科素养模型,以便适合我国学生的发展。在此过程中须考虑众多因素,诸如如何描述学科素养、能否用具体的问题情境来描述学科素养、目前我国的教学忽视学生解决问题的能力该如何在学科素养中改善等等相关问题。要使学科素养本土化须考虑现有的课程标准、教师的学科专业知识与专业能力、学生的发展水平,这些都是本土化学科素养模型必不可少的影响因素[6]。在有了学科素养模型之后便能够在今后的实际教学中提供范式,使教师和学生都不至于茫然无措,教师能够明白在教学过程中侧重讲授什么、着重培养学生什么素养和能力。上文中提到学科素养目前存在五种类型,我国可以通过对这不同视角的五种类型进行深入的研讨,总结出共性和个性,分析出各自的优势与不足,再依据现有教师水平、学生发展水平制定出我国的学科素养模型。
核心素养下如何教学范文5
上午,由邱老师做了题为《新课标指导下的技术学科教学策略》研究报告。
首先,邱老师带领本溪和沈阳的参训教师,一起回顾了信息技术学科发展的历史,理清学科发展脉络。重点讲述了学科核心素养的双基层、问题解决层、学科思维层三个层次,以及学科素养的表现,从信息技术的操作能力和信息活动的参与能力到信息技术的应用能力与信息活动的组织策划能力,再到综合运用信息技术解决问题与评价信息技术应用价值的能力,最后到信息社会所必须的思维能力。
然后,邱老师介绍了如何立足当下,探寻教学策略。重点讲述了核心素养落地的三个思路:侧重不同素养,立足学科概念,从任务到项目。邱老师从信息意识的强化、计算思维的启迪讲起,到聚焦学科核心素养的培育,最后着眼到基于项目的学习。既有深厚的理论,又有丰富的实践指导,更有具体的参考样例。即激起大家对学科教学的深层研究,又唤醒大家对教学方式的转变。
最后,邱老师对学科教学未来的关注点做了指引,对移动设备的普及、游戏化学习和人机交互的影响做了畅想,并激起大家对教师专业素养,尤其是专业情意的思考。
核心素养下如何教学范文6
2016年9月,普通高中课程标准修订组了《普通高中化学课程标准(征求意见稿)》。在此背景下,宁波市教育局教研室开展了主题为“基于化学核心素养的课堂教学研究”教学研讨活动,笔者执教了“铁及其化合物的应用”这一示范课,受到了与会专家和教师的好评。
1 基于化学核心素养的教学内涵
《中国学生发展核心素养》认为核心素养是“学生应具备的,能够适应终身发展和社会发展需要的必备品格和关键能力”[1]。高中化学学科核心素养是学生发展核心素养的重要组成部分,包括“宏观辨识与微观探析”、“变化观念和平衡思想”、“证据推理和模型认知”、“科学探究与创新意识”和“科学精神与社会责任”5个维度,全面展现了学生通过化学课程学习形成的关键能力和必备品格[2]。基于化学核心素养的教学是指教学目标的确定、教学内容的组织、教学过程的实施、教学结果的改进、教学评价的设计等一系列教学环节均以化学核心素养的发展作为衡量准则,培养学生的关键能力和必?淦犯瘛>咛謇此担?教学目标源于化学学科核心素养、教学内容基于真实情境、教学过程的实施(教学方法)有利于素养的内化,关注“教、学、评”一致性,有效开展化学日常学习评价,促进学生化学学科核心素养的提升。
2 基于化学核心素养的教学设计程序
基于核心素养的教学设计程序应把握以下几个方面:
2.1 解构核心素养目标
在此次深化课程改革中,各学科核心素养作为统领课程标准研制与修订的灵魂,教学目标的确定理应依据学科核心素养。相对于三维目标,核心素养的超越更多体现在“操作性上”,因为素养是可测的、有阶段性的、有水平层次差异的。因此,在确定教学目标时,需将对学生总体的素养期望具体化为课时教学目标,并以此来确定教学内容,选择教学活动方式。据此,“铁及其化合物的应用”教学目标定位如图1所示。
2.2 创设真实问题境脉
张华认为,素养是人在特定情境中综合运用知识、技能和态度解决问题的高级能力与人性能力[3]。离开情境谈素养,素养就成为了无源之水、无本之木。因此,基于核心素养的教学要求教师为学生创设“未知”的、“原始”的、“实际”的问题情境,并以此为主线,将整个教学内容融合其中,从而统领整个教学过程,这就是“问题境脉”。它的核心内涵在于情境中蕴含的真实问题是学生知识建构的载体,在整个学习过程中都能激发、推动、维持、强化和调整学生的认知活动、情感活动和实践活动等,让学生的思维不断地走向深入,建构有意义的知识体系[4]。
据此,“铁及其化合物的应用”以燕麦片含有铁粉引起大众惊慌这一新闻事件作为教学情境主体,以是否含有铁――为何添加铁――如何促吸收――能做质检员作为教学主线,将铁的物理性质、化学性质、相互转化、实际应用等内容融合其中。
2.3 诊断素养达成情况
基于核心素养的教学要求将评价融入到平时的教学中,设计与目标相匹配的评价任务(提问、实验探究、练习等活动),为学生提供解决真实情境下不同复杂程度化学问题的素养表现机会,获取与目标达成相关的学习信息,基于这些证据诊断学生的发展水平并做出反馈或进行指导。“铁及其化合物的应用”教学诊断任务如下:
通过对“燕麦片中是否含有铁粉”的实验探究和还原铁粉作用的判断与分析,诊断并发展学生对铁的性质认识水平;
通过对“Fe2+与Fe3+相互转化”条件探讨和实验方案设计,诊断并发展学生氧化还原反应认识结构化水平及科学探究水平;
通过对“补铁剂是否变质”的实验方案设计与操作,综合评价并巩固提升学生的化学核心素养。
3 基于化学核心素养的教学实施
3.1 是否含有铁
[PPT]麦片中添加还原铁粉引起公众惊慌的新闻事件。
[教师]今年早些时候,有这样一则新闻引起公众惊慌:一些麦片中添加了还原铁粉。是否真的如此呢?
[实物展示]雀巢牌麦脆片配料表。
[教师]我从超市买了雀巢牌麦脆片,配料表显示添加了还原铁粉,请你根据已学知识设计简单实验判断麦脆片是否真的添加了还原铁粉?
[学生]利用铁具有铁磁性这一性质,如果有黑色粉末能被磁石吸引,可判断含有铁粉,我曾在网上看到过这一实验。
[教师]现场打磨麦脆片并装入保鲜袋。
[学生]上台做实验。
[教师]有没有观察到被磁铁吸引的黑色粉末?
[学生]有。
[教师]说明配料表中标注有还原铁粉没有问题。刚才实验我们是利用铁具有铁磁性这一特殊的物理性质,铁是生活中应用最广泛、用量最大的一种金属元素,具有典型的金属通性,那它还具有哪些物理性质呢?
[学生]银白色金属光泽,导电性、导热性、延展性。
设计意图:基于核心素养的教学一个显著的特征是问题来源于真实情境、是原生态的。本节课以麦片中添加还原铁粉引起公众惊慌的新闻事件作为引入,一下子吸引了学生的兴趣,让学生明白本节课在社会生活中的价值。此外,这一环节让学生设计简单的实验方案判断“燕麦片是否真的含有铁”,目的在于诊断学生对铁的物理性质认识发展水平以及提升以下化学核心素养:素养3,依据证据推出合理的结论;素养4,设计简单的实验方案,根据现象作出解释;素养5,运用所学知识解决生活中简单的化学问题。
3.2 为何添加铁
[教师]很好,接下来我们要思考的一个问题是麦片中为何要添加还原铁?
[学生]补铁,血红蛋白中含有二价铁,还原铁粉吃下去后能和胃酸中的盐酸反应,生成二价铁。
[教师]还有其他作用吗?提示:铁露置在空气中最终会生成什么?形成铁锈的条件?从另一个角度说明铁还具有哪些作用?
[学生]吸收空气中的氧气和水。
[教师]正因为如此,还原铁粉又被称为“双吸收剂”,糕点中通常会放一小包黑色粉末,其实就是还原铁粉。通过刚才的问题我们发现,铁可被盐酸氧化到+2价,被氧气氧化到+3价,还有哪些物质分别可将铁氧化到+2价、+3价?请举例。
[学生]铁与稀硫酸、硫酸铜、硝酸银等反应生成二价铁,被氯气、溴、双氧水等物质氧化为三价铁。
[教师]下面请同学们概括,铁单质在什么条件下转化为+2价,什么条件下转化为+3价?
[学生]与弱氧化剂反应生成+2价铁,与强氧化剂反应生成+3价的铁。
[教师]这位同学回答一针见血。
设计意图:铁的化学性质是学生较为熟悉的内容,本节课在此内容的处理上并不是简单罗列,而是创设真实的问题情境――“麦片中为何要添加还原铁”,目的在于诊断学生对铁的化学性质认知是处于识记水平还是应用水平。此外,“铁单质在什么条件下转化为+2价,什么条件下转化为+3价”这一评价任务的设计,目的在于使学生氧化还原反应理论达到“结构化”水平,实现知识向素养转化。
3.3 如何促吸收
[过渡]还原铁粉易被氧化为Fe(Ⅲ),能否被人体直接吸收利用?
[学生]不能。
[追问]那怎么办?
[学生]将其转化。
[追问]从氧化还原的角度来看,从+3价转化为+2的铁化合价是降低的,需要加入哪类物质才能实现转化?
[学生]还原剂。
[教师]相反,从+2到+3则需要加入(停顿)……
[学生]氧化剂。
[教师]同学功底很扎实。
[过渡]当然,在研究相互转化时,你是如何判断+3价的铁已经转化为+2价的铁了呢?(停顿),这就涉及到+2价、+3价的铁的鉴别与检验的问题。请同学们根据已有的知识思考如何鉴别。
[学生] 1.颜色;2.加碱。
[教师]还有其他方法吗?请你们仔细阅读教材第75页的信息提示。
[学生]滴加KSCN。Fe3+为血红色,Fe2+无色。
[学生]动手实验――用KSCN检验Fe3+。
[教师]巡视,并提示轻轻振荡试管,注意观察颜色。有血红色吗?是血红色溶液还是沉淀?
[教师] Fe3+与KSCN反应非常灵敏,我们只需1滴KSCN就出现了血红色溶液,因此可以用来检验Fe3+的存在。
[过渡]已经知道+2价铁与+3价铁的鉴别,让我们把镜头重新切换到转化。除了氧气之外还有哪些物质能够实现它们之间的相互转化?这是我们接下来要着重解决的问题。
[PPT]活动与探究
设计Fe2+和Fe3+相互转化的实验方案
试剂:FeSO4溶液、FeCl3溶液、KSCN溶液
氯水、双氧水(H+)
铁粉(铜粉)、KI溶液、淀粉溶液
[教师]凡事?A则立不预则废,动手实验之前需要先设计方案,小组展开讨论,请将设计好的方案填在教材第75页的表格中。如果方案设计完成,请将你的方案付诸实践。
[学生]讨论实验方案,动手实验。
[教师]我们先讨论+2价转化到+3价,哪个小组愿意分享你们的成果?请按照取样、操作、现象、结论这一思维程序进行描述。
[学生1]在试管中加入适量FeSO4溶液,滴入1滴KSCN溶液,溶液颜色未明显变化,再加入几滴双氧水或新制氯水,溶液变成血红色,说明双氧水或新制氯水能将Fe2+转化成Fe3+。
[学生2]在试管中加入适量FeSO4溶液,先加入几滴双氧水或新制氯水,再滴入1滴KSCN溶液,溶液变成血红色,说明双氧水或新制氯水能将Fe2+转化成Fe3+。
[教师]现在有两套方案,你认为哪一套更佳?
[学生]方案1,先判别试剂中原先是否存在+3价铁。
[教师]下面我们来看Fe3+转化到Fe2+的相关方案。哪个小组愿意分享你们的成果?
[学生3]在试管中加入适量FeCl3溶液,滴入1滴KSCN溶液,溶液变成血红色,再加入铁粉或铜粉,溶液血红色变浅,说明铁粉或铜粉能将Fe3+转化成Fe2+。
[学生4]在试管中加入适量FeCl3溶液,滴入KI溶液,溶液颜色加深,再滴入淀粉溶液,溶液颜色变蓝,说明I-能将Fe3+转化成Fe2+。
[练习]书写相关离子方程式。
[过渡]如果是日常补铁,我们可以选择诸如添加铁的麦片进行食补;如果是轻度、中度缺铁性贫血呢,你会选择……
[学生]保健品、药品。
[教师]食物展示各种各样补铁剂(亮出说明书),说明书注意事项中有一条引起了我的兴趣:“本品不应与浓茶同服”。为什么一些补铁剂不能与浓茶同服呢,我们来做一个魔术。
[教师]擦亮你们的双眼,演示茶水―墨水―茶水实验。
[PPT]魔术解密:茶水里含有大量的单宁酸(鞣酸),当单宁酸遇到亚铁离子后立刻生成单宁酸亚铁,它的性质不稳定,很快被氧化生成单宁酸铁的络合物而呈蓝黑色,从而使茶水变成了“墨水”。维C具有还原性,将+3价的铁离子还原成+2价的亚铁离子,因此,溶液的蓝黑色又消失了,重新显现出茶水的颜色。
[教师]维C能够把+3价铁还原为+2价的铁,说明维C具有什么性质?
[学生]还原性。
[教师]服用补铁剂时补充维C有利于促进铁的吸收利用。
设计意图:Fe(0)、Fe(Ⅱ)易被氧化为Fe(Ⅲ),如何促进铁的吸收利用,自然而然过渡到Fe2+和Fe3+相互转化。通过相关问题的探讨,强化“变化观念”这一核心素养。《普通高中化学课程标准(征求意见稿)》强调要充分认识化学实验的独特价值,精心设计实验探究活动来学习化学。据此,本课在教材“活动与探究”栏目基础上,增添了双氧水、铜粉、KI等试剂,完全由学生自主设计方案、动手操作实验,在教师引导下进行成果分享、小结,增强了探究活动的开放性,体现了探究活动的本质特点,提升了学生的科学探究素养。此外,教师展示茶水―墨水―茶水魔术实验,阐述“补铁剂不能与茶水同服”的缘由,并提供解决方案,凸显了“Fe2+和Fe3+相互转化”的应用价值。
3.4 能做质检员
[过渡]作为质检人员,最关心的是药品是否含有铁以及含铁量是否达标。补铁剂中的铁应该是什么价态?
[学生] +2价。
[教师]你能设计实验方案来研究补铁剂中是否真的含有二价铁?
[学生]先加KSCN,再加氧化剂。
[学生]动手实验。
[教师]下面请一位同学汇报看到什么现象,有什么结论?
[学生]滴加KSCN溶液的颜色没有明显变化,再滴加酸化的H2O2后溶液变红色,说明朴雪口服液中含有Fe(Ⅱ)。
[设问]这瓶补铁剂有没有被氧化变质?
[学生]没有。
[追问]我这有一瓶?a铁剂露置空气一段时间,你如何设计实验证明它部分被氧化?
[学生]如果是部分被氧化,则需证明补铁剂既含Fe3+、又含Fe2+。取适量补铁剂,加KSCN溶液,若显血红色,则说明有Fe3+;另取部分补铁剂,滴加酸性高锰酸钾溶液,若高锰酸钾溶液褪色,则说明含有Fe2+。
[追问]如果仅有蒸馏水、氯水、KSCN能完成上述实验吗?
[学生]加KSCN,用蒸馏水稀释,再加氯水观察颜色是否加深。
[教师]刚才我们通过实验定性检测到补铁剂中的确含有二价铁,那如何定量检测铁元素的含量呢?请同学们课后阅读讲义上的相关内容,下周活动课时间有兴趣的同学我们一起去实验室做个检测。