浅谈以化学学科思想为灵魂

浅谈以化学学科思想为灵魂，提高学生的科学素养

一、化学学科教育与科学素养提高

《普通高中化学课程标准》明确提出,高中化学课程是科学教育的重要组成部分,它对提高学生的科学素养,促进学生的全面发展有着不可替代的作用。把化学学科教育提到了“不可替代”的高度,笔者认为这是由化学学科的特点所决定的。化学是门研究物质组成、结构、性质及其变化合成的科学,它与社会、环境、生活息息相关。就化学知识来看既是抽象的又是具体的、既是模糊的又是精确的;就化学的学习过程来看,它既是叙述的又是推理的,既是以实验为基础的又是由相关理论指导的,所以化学知识的学习和掌握的过程,既影响着学生的知识结构和思维结构的变化,也影响着学生对科学的态度和情感的变化。化学学科鲜明的学科特点,为化学教师在学科教育中提高学生的科学素养提供了广阔的空间,化学教学中如何发挥化学学科不可代替的独特功能,更有效地提高学生的科学素养,这是广大化学教师在不断思考和实践的问题,笔者认为应该以化学学科思想为灵魂,进行化学课堂教学的设计,才能有效地提高学生的科学素养。

二、化学学科思想与化学学科教育

1.化学学科思想是化学学科教育的灵魂

化学学科知识、化学学科能力、化学学科思想构成了化学学科体系,其中化学学科思想是灵魂。化学学科思想是人们在认识化学的活动中运用科学方法的思想意识,是对化学本质、特征及价值的基本认识。它虽不是具体的化学知识,但它是从具体化学知识中提炼形成的,它体现了化学的本质和价值。化学的许多内容都可在化学学科思想的框架下得以解释,同时化学学科思想引导着化学的发展和完善,是指导人们去发现新物质、新规律的最锋利武器。就学生学习化学的过程来看,化学学科思想为学习者提供了明确的指向和目标,它能使学生把握住学习化学的关键,也为学生理解和掌握化学的本质提供了优化的途径。所以在化学教学

中也必须把化学学科思想作为化学教育的灵魂,把化学最精髓、最本质的思想通过精心的设计让学生去领悟,这对学生形成化学学科思想、增强认识能力、掌握科学方法、提高科学素养,无疑是非常有效的。

2.以化学学科思想为灵魂的课堂教学设计

首先教师要树立起正确的课程观,要理解教材知识只是作为一种载体,因此要从所学知识身上读出其三方面的含义。

(1)所学知识承载着其他知识。在掌握所学知识的同时,要使该知识与其他相关知识有机地进行联系,使知识结构化,体现出知识的逻辑化。

(2)所学知识承载着它的产生及发展的信息,使学习过程总体上与知识的产生过程相似,使教学过程中学生的情感得以体验,体现出知识的伦理性和人文价值。

(3)所学知识承载相关的化学学科的思想和观点,向学生传递一些分析问题、解决问题的能力和方法,使学生感悟到学习化学的方法,体现知识的方法性和思想性。

在此基础上,教师要将化学知识上升为化学学科思想。所谓将化学知识上升为化学学科思想,就是要读出决定所学知识的本质的因素,即一些化学规律、化学观点、化学思想等。如从“化学能与电能的转化”这节知识内容中,教师要理解并读出能量守恒及转化、氧化还原反应、元素周期律、金属活动性顺序表等是决定这块知识基本的化学思想和观点。以化学学科思想作为灵魂设计教学,就是把上面的过程反转过来,通过教师的情境创设,适当的引导和点拨,在上述化学学科思想的框架下,组织学生开展分析、推导、实验验证、归纳等学习过程。

三、教学设计案例及分析说明

现以苏教版《化学1》专题3“铁铜及其化合物的应用”为例,谈谈如何实施以化学学科思想为灵魂,进行课堂教学设计的。本节教材主要是四个方面的教学内容:铁铜的物理性质、铁铜的化学性质、铁三角及Fe3+的检验、铁铜化合物的应用。

1.教学设计

(1)关于铁铜的物理性质

①让学生以金属的通性、现有的知识经验作为指导,推测其可能的性质。

②让学生观察实物。

③归纳铁铜的物理性质。

(2)关于铁铜的化学性质

①让学生以金属的通性、金属活动性顺序表作为指导,推测它们可能的化学性质。

②教师展示铁铜分别与酸、非金属(氯气、氧气、硫)、盐、水反应的事实。

③让学生发现铁铜化学性质的差异,以及铁铜分别与不同非金属反应,产物中其化合价的不同。

④指导学生用金属活动性顺序表、氧化还原反应的观点,尝试对发现的问题进行解释。

⑤归纳铁铜的化学性质。

(3)铁三角的转化

分别让学生明确,铁三角转化的实质是氧化还原反应,并在氧化还原反应观点的指导下,结合铁化学性质的知识,推测出要实现下列各项转化,所需要的物质应具有的性质。

紧接着教师向学生介绍Fe3+的检验方法,并让学生明确只有Fe3+中加入KSCN溶液才显红色。在此基础上,教师指导学生对上述推测的结果,设计实验进行验证。教师选择金属铁和Fe3+的反应作为重点,师生共同进行反应的可行性讨论、验证实验的设计、现象的分析、结论的得出。在此基础上,让学生推测金属锌和铜能否使Fe3+还原成Fe2+。

对锌的问题学生会产生以下两种推测:

①锌比铁更容易将Fe3+还原成Fe2+,因为在金属活动性顺序表中,锌排在铁的前面,它具有更强的还原性。

②锌不能将Fe3+还原成Fe2+,而直接将Fe3+还原成为金属铁,因为锌能将Fe2+置换,所以锌不能使Fe3+还原成Fe2+。

面的推测,组织学生开展讨论,提出锌的量决定了还原产物的猜想。然后设计出将少量锌加入到氯化铁溶液中看是否有固体析出,或溶液的颜色是否变化来判断Fe3+能否可被还原成Fe2+。

对铜的问题,学生会有以下三种想法。

①铜是不活泼的金属,在金属活动性顺序表中排在铁和氢后面,所以不能使Fe3+还原为Fe2+。

②因为铜具有还原性,Fe3+具有氧化性,所以铜一定能使Fe3+转化为Fe2+。

③虽然铜具有还原性,但其还原性比铁弱,所以铜能否使Fe3+转化为Fe2+很难说。

师生综合以上观点,形成用实验进行验证的共识,并通过实验,得出结论。

在明确了铜能被Fe3+,氧化的反应原理后,教师展示印刷电路板的构造,启发学生设计其制造过程。

(4)铁及铜化合物的应用

启发学生从氧化铁的颜色、一些含铁化合物的磁性、Fe3+的强氧化性等对应地找出它们在工业生产及生活中的具体应用。

2.分析说明

(1)推测需要有化学学科思想作指导

在探究未知世界的过程中,需要进行猜想,但不是没有方向没有依据地乱猜,是要有一定化学学科思想作指导的,这种猜想应该是科学的推测。

上面的设计中,在对铁铜的物理性质、化学性质及铁元素间的相互转化等知识学习中都强调了学生预先的推测。从整个过程中可看出教师始终把金属的通性、金属活动性顺序表、氧化还原反应等一些基本的化学观点和思想,作为指导学生推测的依据。这种设计使学生有效地形成并巩固了一些化学学科思想,同时也提高了学生解决实际问题的能力。

(2)实验是检验探究是否正确的标准

化学实验是化学理论产生的直接源泉,是检验化学理论是否正确的标准,也是提声化学科