核心素養(yǎng)理念下的化學(xué)探究教學(xué)功能研究與思考

賈琦媛 趙春艷

(齊齊哈爾大學(xué) 化學(xué)與化學(xué)工程學(xué)院,黑龍江 齊齊哈爾 161006)

化學(xué)核心素養(yǎng)涵蓋了化學(xué)知識與技能、觀念與思想、能力與意識發(fā)展等多方面要素,展現(xiàn)了化學(xué)課程學(xué)習(xí)對學(xué)生未來發(fā)展的重要價值,符合新時代發(fā)展對化學(xué)人才培養(yǎng)提出的要求,但學(xué)生化學(xué)核心素養(yǎng)的培養(yǎng)不僅僅是通過教師的“教”完成的[1]。探究教學(xué)能促進(jìn)學(xué)生發(fā)揮自身主體作用,促使學(xué)生主動思考調(diào)動自身知識以發(fā)現(xiàn)、解決問題,歷經(jīng)探究過程形成必備品格、關(guān)鍵能力以及價值觀念,實(shí)現(xiàn)化學(xué)核心素養(yǎng)發(fā)展。在當(dāng)前應(yīng)試教育影響下,化學(xué)師范生進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)時仍將以往實(shí)驗(yàn)教學(xué)中“教師提供既定實(shí)驗(yàn)方案,學(xué)生動手操作完成教學(xué)活動”的模式作為探究教學(xué)的主要形式,導(dǎo)致探究在發(fā)展核心素養(yǎng)中的作用被削弱[2]。基于上述原因,啟發(fā)師范生以“創(chuàng)設(shè)情境”“提出問題”“猜想假設(shè)”等探究教學(xué)的主要環(huán)節(jié)為切入點(diǎn),以探究教學(xué)形式進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì),由教師和其他同學(xué)對其設(shè)計(jì)進(jìn)行評價,引導(dǎo)師范生主動探討核心素養(yǎng)下的探究教學(xué)的功能。

1 立足真實(shí)情境發(fā)掘驅(qū)動性問題,為素養(yǎng)發(fā)展提供情感支撐

真實(shí)具體的問題情境是實(shí)現(xiàn)富有靈性的教學(xué)的起點(diǎn),而創(chuàng)設(shè)情境是開展探究教學(xué)的起點(diǎn),也是能否成功開展探究教學(xué)的關(guān)鍵。核心素養(yǎng)理念主導(dǎo)下的探究教學(xué)在情境創(chuàng)設(shè)的過程中關(guān)注學(xué)生生活中的實(shí)際問題或社會熱點(diǎn)問題,注重問題的啟發(fā)性、針對性和價值性,將知識內(nèi)容滲透在情境中,以學(xué)生熟悉或感興趣的問題為引,激發(fā)學(xué)生的探究欲,促使學(xué)生發(fā)現(xiàn)埋藏在情境中的問題,為實(shí)現(xiàn)學(xué)生應(yīng)用知識解決問題做鋪墊。

以“影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素”為例,情境創(chuàng)設(shè)之初借助多媒體展示,如食物在保存過程中被氧化而腐敗、氨和硫酸等化工制品的生產(chǎn)過程等生產(chǎn)生活中常見的化學(xué)反應(yīng),讓學(xué)生感受到化學(xué)反應(yīng)速率對人類生活的影響,鼓勵學(xué)生嘗試找到控制化學(xué)反應(yīng)速率的“開關(guān)”,完成情境創(chuàng)設(shè)任務(wù)。

化學(xué)知識是化學(xué)核心素養(yǎng)培植的載體,相較于傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)探究將問題直白地拋給學(xué)生,核心素養(yǎng)理念下的探究教學(xué)通過創(chuàng)設(shè)情境啟發(fā)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題。源于生產(chǎn)生活的情境問題可以讓化學(xué)知識變得鮮活,更能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。教師在日常生活中應(yīng)留心觀察,為開展探究教學(xué)積累豐富的素材,引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注生產(chǎn)生活中的化學(xué)問題,為學(xué)生“科學(xué)精神與社會責(zé)任”等素養(yǎng)的發(fā)展提供情感落腳點(diǎn)。

2 分析信息得出假設(shè)與探究方案,為素養(yǎng)發(fā)展提供科學(xué)依據(jù)

假設(shè)不是空想,更不是胡編亂造,要求學(xué)生在對所得信息進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上作出有一定科學(xué)依據(jù)的判斷或評價。核心素養(yǎng)理念下的探究教學(xué)在關(guān)注教師主導(dǎo)作用的同時也強(qiáng)調(diào)學(xué)生的主體作用,提倡由學(xué)生借助身邊的學(xué)習(xí)資源主動搜集信息,并對所得信息進(jìn)行剖析,實(shí)現(xiàn)“去偽存真”,在此過程中學(xué)生的信息敏感度、自主學(xué)習(xí)意識得到發(fā)展。

核心素養(yǎng)理念下的探究教學(xué)不主張為學(xué)生提供既定或完整的探究方案,需要學(xué)生以小組合作的形式,基于前期的假設(shè)通力合作,發(fā)揮各自的優(yōu)勢和特長完成探究方案的設(shè)計(jì)。在此過程中學(xué)生不斷對探究方案進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化,不僅考查學(xué)生相關(guān)化學(xué)知識掌握及應(yīng)用情況,更對學(xué)生的邏輯思維能力和合作溝通能力提出要求。

以“Fe2+、Fe3+的鑒別與轉(zhuǎn)化”為例,將相關(guān)知識點(diǎn)融入“FeSO4花肥的高效使用”問題中。FeSO4花肥中Fe2+氧化成Fe3+,花肥肥效降低,因此防止Fe2+氧化才能保證肥效。學(xué)生首先要掌握Fe2+、Fe3+的鑒別方法,其次需要從“氧化還原”角度對不同價態(tài)鐵離子的化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行解讀,最后,基于此前學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)得出可應(yīng)用還原劑實(shí)現(xiàn)Fe2+“保鮮”的假設(shè),并基于假設(shè)選擇還原劑完成探究方案設(shè)計(jì)。

傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)探究中的假設(shè)多是學(xué)生基于反應(yīng)現(xiàn)象直接提出的,核心素養(yǎng)理念下的探究教學(xué)倡導(dǎo)讓學(xué)生結(jié)合問題或反應(yīng)現(xiàn)象自主搜集信息,以對信息的綜合分析為前提得到假設(shè),充分的信息基礎(chǔ)更能體現(xiàn)假設(shè)的科學(xué)性。在自主制定探究方案的過程中,學(xué)生在確定最佳探究方案的過程中實(shí)現(xiàn)了對自身化學(xué)知識的綜合應(yīng)用,“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識”等素養(yǎng)也得到發(fā)展。

3 落實(shí)探究方案,溝通現(xiàn)象與本質(zhì),為素養(yǎng)發(fā)展提供思維助力

核心素養(yǎng)理念下的探究教學(xué)除了要求學(xué)生具備依據(jù)探究方案完成操作的實(shí)驗(yàn)技能外,還強(qiáng)調(diào)引導(dǎo)學(xué)生主動思考,分析化學(xué)現(xiàn)象或變化產(chǎn)生的根本原因,即關(guān)注現(xiàn)象和變化之下的微觀本質(zhì),讓學(xué)生建立起可觀測的宏觀的化學(xué)反應(yīng)現(xiàn)象與肉眼不可見的反應(yīng)的微觀本質(zhì)間的聯(lián)系,避免出現(xiàn)學(xué)生僅從宏觀或微觀的單一視角思考問題的情況,構(gòu)建化學(xué)學(xué)習(xí)的學(xué)科思維。形成化學(xué)學(xué)科思維,促進(jìn)學(xué)生構(gòu)建自身知識的內(nèi)在邏輯體系,是建立核心素養(yǎng)培養(yǎng)的思維路徑[3]。

以“堿金屬化學(xué)性質(zhì)的比較”為例, 學(xué)生對元素周期表中元素的位置有所了解,完成了Na元素化學(xué)性質(zhì)的學(xué)習(xí),在此基礎(chǔ)上讓學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn),取綠豆大小的金屬K投入滴有酚酞溶液的水中,觀察反應(yīng)現(xiàn)象并同金屬Na與水反應(yīng)的現(xiàn)象進(jìn)行對比,進(jìn)而啟發(fā)學(xué)生思考金屬K與水反應(yīng)程度更劇烈的原因,最后啟發(fā)學(xué)生從原子結(jié)構(gòu)的角度對其進(jìn)行解釋。實(shí)現(xiàn)學(xué)生在宏觀層面發(fā)現(xiàn)問題,在微觀層面解釋問題。

核心素養(yǎng)理念下的探究教學(xué)注重引導(dǎo)學(xué)生觀察宏觀實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的同時從微觀視角對化學(xué)現(xiàn)象產(chǎn)生的原因進(jìn)行解讀,打破宏觀與微觀、現(xiàn)象與本質(zhì)間的“壁壘”,促進(jìn)其形成“宏微結(jié)合”的思維方式,發(fā)展“宏觀辨識與微觀探析”素養(yǎng)。

4 進(jìn)行證據(jù)推斷,得出合理結(jié)論,為素養(yǎng)發(fā)展提供有效支點(diǎn)

學(xué)生通過對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、數(shù)據(jù)等證據(jù)的解析與判斷得出合理結(jié)論的過程,是整個探究活動的點(diǎn)睛之筆,需要學(xué)生快速回顧此前探究活動得到的全部信息,結(jié)合自身知識和相關(guān)學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)對原假設(shè)作出判斷。核心素養(yǎng)理念下的探究教學(xué)主張學(xué)生主動思考,對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、數(shù)據(jù)等進(jìn)行推敲,在此過程中學(xué)生的邏輯思維得到訓(xùn)練,有助于學(xué)生突破表象思維、實(shí)現(xiàn)深入思考、達(dá)成深度學(xué)習(xí),這正是核心素養(yǎng)發(fā)展的重要條件[4]。

以“水果電池的制作”探究活動為例,要求學(xué)生探究不同電極材料對水果電池電壓的影響。學(xué)生首先參照“銅-鋅”原電池的反應(yīng)原理為水果電池選擇不同的電極材料,再通過更換電池電極觀測水果電池電壓變化情況,最后基于對電壓變化情況的分析得出結(jié)論,金屬電極活動性差距越大,水果電池電壓越大。

通過證據(jù)推斷得來的結(jié)論是學(xué)生深入思考的產(chǎn)物,有助于理解知識和提高學(xué)生獲取知識的能力,形成素養(yǎng)發(fā)展的有效支點(diǎn)。

5 結(jié)論

以核心素養(yǎng)理念指導(dǎo)探究教學(xué)的實(shí)施,可以更好地發(fā)揮探究教學(xué)的育人功能,成功開展探究教學(xué)能促進(jìn)學(xué)生核心素養(yǎng)全面發(fā)展[5]。學(xué)生在情境問題的驅(qū)動下主動思考得出合理假設(shè),根據(jù)假設(shè)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案并加以實(shí)施,觀察、解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象得出對應(yīng)結(jié)論等系列活動,實(shí)現(xiàn)了化學(xué)課堂的重心從讓學(xué)生掌握具體知識向推動學(xué)生形成受用一生的關(guān)鍵能力、必備品格和價值觀念的轉(zhuǎn)變,讓核心素養(yǎng)的發(fā)展落到實(shí)處。師范生結(jié)合教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)時,在探究活動不同環(huán)節(jié)著重發(fā)展學(xué)生不同的核心素養(yǎng),為其尋找最佳的生長空間,培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的全面發(fā)展。

倡導(dǎo)化學(xué)師范生在對化學(xué)核心素養(yǎng)的內(nèi)涵和外延深入解讀的基礎(chǔ)上,以探究教學(xué)的形式進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì),能有效促進(jìn)師范生對探究教學(xué)在發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)中的作用的正確認(rèn)識,提高其開展探究教學(xué)的能力,推進(jìn)高素質(zhì)師資隊(duì)伍建設(shè)的進(jìn)程。