核心素养下高中化学微课教学探究

核心素养下高中化学微课教学探究

随着素质教育的深入实施,关于核心素养的研究已经成为国内外学术界研究的热点。发展核心素养离不开学科核心素养的培养。在高中化学教学中,化学核心素养主要包含了五个方面,而化学实验又是高中化学的重头戏,对于“证据推理与模型认知”的要求较高,所以本文主要是基于“证据推理与模型认知”这一核心素养,以微课为载体,就如何实施高中化学的微课教学进行探究,选取的内容以高中化学必修一为例,希望通过本文的探究,更好地发挥微课这一新兴教学资源在促进“证据推理与模型认知”核心素养培养的教学成效提升。“证据推理与模型认知”是高中化学核心素养中的五个维度之一,加强“证据推理与模型认知”核心素养的培养,对于学生化学学科独特思维方式的形成有着十分重要的意义。而微课是互联网时代下新生的一种教学资源,得到了广大师生的认可,所以本研究主要是基于微课对“证据推理与模型认知”核心素养培养的教学策略展开的探究。

1基于核心素养的高中化学微课教学思路分析

1.1切实加强教材分析。为培养学生的“证据推理与模型认知”这一核心素养,教师在微课制作之前,需要切实加强对教材的分析,对教材知识结构进行整理,对重难点与疑点进行梳理,并对教学目标进行明确,从而为微课制作奠定基础。就人教版高中化学必修一的内容而言,其中包含了三个方面的主题:一是认知化学科学;二是化学实验基础;三是常见无机物及其应用。这一部分作为高中化学最为基础的内容,对于高中生的化学学习奠定基础有着十分重要的意义。在教材中涉及了大量与“证据推理与模型认知”这一核心素养相关的内容,但是因为知识理论性较强,且在概念理解时相对晦涩,尤其是知识点复杂和较为分散,使得学生对其的理解和记忆难度较大,因此需要基于“证据推理与模型认知”这一核心素养的培养而将其设计制作为微课,强化学生对其的学习和认知。

1.2以证据推理促进模型认知的教学流程。第一,将疑问提出来,强化学生问题意识培养,并引导学生在问题的导向下进行猜想,促进学生合理猜想与逻辑能力的培养。第二,结合学生的猜想,让学生进行资料查阅和证据收集,通过证据分析推理促进学生证据意识的培养,并对其进行验证,对所得结论进行整合和处理之后,建立模型,使得学生的模型构建能力得到提升;第三,引导学生利用模型强化对物质的结构与性质的理解,使得学生的模型应用能力得到提升。

1.3加强学生学情与教学目标的分析。在对学生学情分析时,主要是在微课设计制作中结合学生的特点,高一学生从初中向高中过渡的关键阶段,高一学生往往有着较强的好奇心,属于具象思维过渡到抽象思维的转变前期,抽象理解能力较强,对教学资源往往倾向于丰富多彩和形象直观。而学生思想则是从被动接受向自主学习转变的阶段,在逻辑推理能力上虽然有一定基础,但是存在较大的提升空间,特别是归纳整合、实验探究、推理与模型认知能力较差,好在有着稳定的学习动机,加上九年级已经学过化学基础思维与基础实验知识。在对教学目标分析时,应始终将教学目标渗透在微课全程,以高中化学2017版新课标在内容标准与学习要求为指导,注重学生“证据推理与模型认知”这一核心素养的培养,以更好地突破化学教学的重难点和疑难点。

1.4切实做好微课录制。紧密结合上述整合分析的现状,选取相应的教学案例开展微课设计和制造。对于微课的PPT制作而言,主要是确保其美观、简洁、大方、突出重点、逻辑清晰;对于实验操作、演示操作要做到准确规范;对于视频录制,应做好旁白编制,并对时间与进度要把握好,为微课教学的实施奠定基础。

2案例分析--以SO2的价类二维图模型教学为例

2.1情境导入。这一环节主要是利用微课展示日常生活中常见的SO2的应用和危害,让学生感受和体验化学与生活之间的紧密联系,将学生的学习兴趣有效激发出来,当学生通过日常生活经验思考后,使得学生更好地认识SO2,SO2属于硫的氧化物,与生活中的关联较多,比如红酒中有SO2,利用SO2来漂白草帽。但是SO2的也不容忽视,比如给空气带来的污染,形成酸雨后,对建筑、树木带来的腐蚀,这样就引导学生掌握本节课的学习就在于探究SO2的化学性质。

2.2提问猜想。Q1:CO2与SO2均属于非金属氧化物,而如果按照物质分类来划分,其属于什么类型的物质?此时教师可以按下暂停键,在微课中只现实问题,再让学生猜想,猜想二者属于酸性氧化物。当学生猜想之后,教师再提出Q2:如何证明SO2属于酸性氧化物?学生通过分析推理,得到SO2在溶入水之后,就形成了酸性溶液,并思考是否结合这一特点对猜想正确与否进行验证。Q3:SO2具有酸性氧化物的性质,那么SO2还有哪些性质?常见化合价有哪些?如何从化合价的视角对SO2的性质进行推导呢?此时学生猜想其常见化合价有-2、0、+4、+6,且SO2的六元素价态位于中间,说明其可能具有氧化性与还原性的性质。为验证学生的猜想,可以把SO2气体接入氧化性溶液与还原性溶液之中,从而对猜想正确与否进行猜想。在这一环节中,采取循序渐进的方式进行提问,从而有效的引导学生思考,促进学生推理分析能力的培育。

2.3实验验证。这一环节主要是利用实验对猜想正确与否,从证据的视角强化学生对证据的应用,达到提升学生分析推理能力的目的。因此,需要教师引导学生结合微课观看视频,并结合教师给出的实验方案,结合实验现象得出相应的实验结论。在猜想性质时,主要是从酸性氧化物、还原性、氧化性三个方面进行,就酸性氧化物实验方案而言,主要是把SO2接入石蕊试液之中,其预测现象为石蕊试液变红。就还原性的实验方案而言,主要是把SO2接入酸性的KMn04溶液之中,其预测现象为褪去紫色,在此基础上,再将SO2接入石蕊试液中和Fecl3溶液之中,其预测的现象主要是溶液从浅黄色变成淡绿色。就氧化性的实验方案而言,主要是把SO2接入石蕊试液致中和Na2S溶液之中,其预测的现象主要是形成黄色沉淀。当微课将这些内容展示给学生之后,再对操作步骤向学生规范展示,然后引导学生结合实验现象得到以下结论:SO2为酸性氧化物,所以具有酸性氧化物的性质。当与水反应时,就会生成算,化学反应式为:3222=+SOHOHSO;当与碱发生反应后,生成了碱和盐,SO2为少量时的化学反应式为:SONaOHOHNaHSO2322+=+,SO2为过量时的化学反应式为:SONaOHOHNaHSO232+=+。当与碱性氧化物发生反应后,生成了盐,其化学反应式为:32SOC=+CaSOaO。就SO2的还原性与氧化性而言,其关键是表现了氧化性,例如:322=+SOOSO、-SO++MnO22542--++SOMnOO++=++425225HMnSOH224242,而氧化性的反应是:OHSSHSO222+=+232。

2.4再次提问、猜想、验证。Q4:SO2除了具有上述性之外,是否还有其他性质呢?因为在之前已经学习了新制氯水具有漂白性的特点,那么SO2是否也具有这一特性呢?以此可以引导学生进行猜想,让学生通过推理分析和实验验证,促进学生养成严谨逻辑推理思维。学生在推理分析之前,主要是利用微课引导学生把SO2接入有色物质,观看其是否会出现褪色的情况。而在实验验证环节,主要是按照微课的导引,把SO2接入品红试液之中,再对其进行加热,发现实验现象是品红溶液先褪色,当完成加热之后,又恢复成红色,而学生通过观看微课的演示视频,根据具体的实验现象得出以下结论:发现SO2还有漂白的特性,但是属于暂时性漂白,可以将有色物质发生反应后形成无色的不稳定化合物,当化合物加热后,出现不稳定分解,而加热后又恢复成原来的颜色。2.5SO2价类二维图建模首先让学生思考是否可以利用一张图,简洁的表达SO2的性质,并思考含硫元素物质有哪些?其次,用视频展示价类二维图建模的过程。采取思考和提问的方式,引导学生学会价类二维图模型的认识,促进学生建模能力的锻炼,尤其是帮助学生形成建模思维。因此,在这一环节中,教师需要引导学生结合物质类型类掌握物质性质的思路,通过核心元素的化合价对物质具有氧化性或还原性与否进行判断,并将物质类型看作横向坐标,而核心元素化合作作为纵向坐标,通过构建二维直角坐标系之后,把相关物质填入相应的为之,这样学生就能对价类二维图的形成有一个基本的认识,再把硫及其化合物推填入价类二维图之中,从而得出基于硫元素的价类二维图。其次是应用模型对具体物质进行分析,主要是让学生通过观看微课视频,从而采用价类二维图强化对物质化学性质的学习和认知。这就需要教师引导学生意识到价类二维图在物质性质研究中的作用,特别是对陌生物质性质的预测,价类二维图有着更多的优势。同样以SO2的性质研究为例,就物质类型而言,其为酸性氧化物,而就核心元素化合价而言,其硫元素为核心元素,化合价为+4价,为硫元素中间价态,意味着其兼具氧化性与还原性,在上述实验的基础上,再结合图1所示的价类二维图,学生就能更好地对物质的转化有一个全面地认识。而在物质类别转化时,同样以SO2的性质为例,只加入盐、酸、碱,核心素养的化合价不会改变,那么要改变核心元素的化合价,就需要添加氧化剂、还原剂,再利用价类二维图将硫及其化合物的转化展示出来。在这样的过程中,学生的思维得到拓展,更好地运用价类二维图模型促进问题的处理。最后是给学生布置作业,比如预测Na2SO3的性质有哪些?在整个过程中,利用微课帮助学生自主感受元素价类二维图的建模过程,在元素价类二维图书写时,有助于学生逻辑思维的强化和完善书写,从而应用价类二维图来预测物质的化学性质。

3结语

本研究的结果认为,借助微课促进学生“证据推理与模型认知”这一核心素养的培养,有助于学生学习兴趣的提升和强化学校效果,使得教学过程在推理和建模过程变得更加细化,强化学生“证据推理与模型认知”这一核心素养的提升,使得学生在掌握化学知识的同时,使得学生基于证据推理的综合性的问题解决能力得到提升。而本研究的不足就在于仅从一个核心素养的视角进行的研究,且选取的内容较为基础,需要在后续的微课教学中,紧密结合教学内容,针对性地强化学生化学核心素养的培养,也是后续教学研究的主要方向和重点所在。

作者:温晓峰 单位:江苏省高邮中学