高中化学实验单元教学的实践与探索.pdf
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1、第2 0 卷总第114期中学理科园地实验教学研究高中化学实验单元教学的实践与探索王朝晖1,张经朝2(1.福建省厦门第六中学;2.福建省屏南县第一中学)摘要:依据新课标,开发基于大概念统领的高中化学实验课程高中化学实验项目式学习。采用“大单元”组织教学内容;开发基于真实情境的实验项目;以大概念统领实验内容;设计一系列基于真实情境的项目式实验教学活动,从而有效提升学生化学实验素养,实现创新人才的培养。关键词:高中化学;学科大概念;校本实验;项目式教学1课程变革呼唤实验教学的创新实验是化学学科的基石,实验教学不仅是教师传授知识的重要途径,也是培养学生科学思维的重要载体,还是化学学科育人的重要渠道。教
2、育部关于加强和改进中小学实验教学的意见明确指出:实验教学作为教学内容的重要组成部分,是实现创新人才培养的重要途经!l。在高中化学课标(修订版)中明确要求教师在教学活动中要开展多种形式的实验探究活动,设计的实验教学活动要能贴近生活与社会实际。设计的实验教学活动要能够充分调动学生学习化学的热情,激发学生主动参与学习,帮助学生实现学习方式的转变,在教学中有效促进学生创新精神和实践能力的提升,实现核心素养的培养目标 2 。目前高中化学实验教学中存在的问题有:(1)没有真正重视化学实验的育人价值。在认知层面上,绝大多数化学教师对实验教学的重要性都是认可的,但在教学实践层面,很多教师就“知行不一”了,存在
3、用“看实验视频”、“讲实验题”代替“做实验”,学生缺乏亲身体验实验的经历,使得学生无法有效地通过实验获取知识,培养能力。(2)教材中的实验侧重于对知识的建构。由于教材编写的系统性和完整性,使得教材中化学实验更多是服务于教材对知识体系的总体要求,导致教材中的实验缺乏对实验内容、学生的实验能力进行系统规划,从而导致学生缺乏系统实验训练,无法形成完整的实验能力。(3)学生缺乏解决真实问题的体验。教材实验是穿插在知识的认识中,存在分布零散、综合程度不足,操作比较单一的问题,对于提升学生的创新思维和实践能力显然是不足的 3。解决以上高中化学实验教学中存在的问题,实现新课标提出的“探索大单元教学,积极开展
4、主题化、项目式学习的综合性教学活动的要求,同时兼顾课时矛盾,减轻教师压力和学生的课业负担,我们经过多年实践提出建设基于学科大概念的项目式实验课程体系,编写了高中化学实验项目式学习做为现行出版教材的重要补充。高中化学实验项目式学习充分发挥实验教学的育人功能,实现学科核心素养的落地,力求建设成高中阶段能有效培养学生实验素养的一门特色课程。2高中化学实验项目式学习课程体系的建构2.1采用“大单元”组织教学内容以学科大概念为核心使化学知识结构化是学生化学学科核心素养形成和发展的重要途径。课题组在进行实证案例研究时,发现“大单元、大概念、整体式”的实验教学设计更有利于学生实验思维的建构与培育。我们以高中
5、化学课标(修订版)的实验化学模块的4个主题为基础构建四个大单元。分别为“基础实验”“化学原理探究”“化工生产过程模拟”“STSE(科学技术社会环境)综合实验”。主要包括以下几个方面内容:“基础实验”侧重培养学生化学实验研究方法和重要操作。实验内容包括掌握重要的无机物和有机物的制备方法,熟悉物质的分离与提纯、物质的检测,通过实验认识解决这些类型的实验任务的一般思路和常用方法,掌握必需的实验操作技能;“化学原理探究”是从化学核心概念或基本原理中挖掘值得探究的问题,侧重探究化学反应变化的规律和条件。通过实验加深学生对化学概念、原理的学科理解,使学生掌握化学实验设计的一般思路和方法;“化工生产过程模拟
6、”是对经典的化工生产过程进行模拟,培养学生学会从多角度思考问题,在实验中体会“绿色化学”的重要性,学会从工程的视角系统思考问题,关注人与自然的可持续发展;“STSE(科学技术社会环境)综合实验 是围绕社会热点和身边的化学开展综合实验项目,旨在培养学生从多学科视角综合分析解决实际问题的能力,实现跨学科融合。上述内容在发展学生动手能力同时突出对学生实验探究能力的培养,在学生掌握科学探究的一般过程与方法的基础上,建立解决真实、复杂情境下的实验问题的角度、思路与方法,促进学生高阶思维能力的发展。基于上述思考,课题组精选实验项目整合成了四个单福建省2 0 2 1年度中青年教师教育科研项目(基础教育研究专
7、项)课题:学科大概念视域下的化学实验单元整体教学研究(JSZJ21044)研究成果87第2 0 卷总第1 1 4 期元,编排的实验内容符合学科内在逻辑,也符合学生“循序渐进”的认知顺序。每一单元下包含若干实验项目(表1)。表1 高中化学实验项目式学习内容体系序号主题名称项目1 硫酸亚铁铵晶体的制备项目2 制备乙酸乙酯实验的优化单元1 基础实验项目3 含碘盐的检验项目4 硫酸铜结晶水含量测定项目5 利用手持技术探究温度对溶液pH的影响化学原理项目6 化学反应速率的测定单元2探究项目7 硫酸铜与氢氧化钠反应条件的探究项目8 自制燃料电池项目9 肥皂的制备及其原理化工生产项目1 0 纯碱的制备及其原
8、理单元3过程模拟项目1 1 电解法制备及其原理项目1 2 硫代硫酸钠的制备及其原理项目1 3 水中溶解氧的测定STSE综项目1 4 揭秘鱼浮灵单元4合实验项目1 5 补铁剂中含铁量的测定项目1 6 茶叶中咖啡因的提取2.2开发基于真实情境的实验项目为使“素养为本”教学理念真正落实在课堂,最有效的教学策略是创设真实情境和设计驱动性问题。目前,项目式教学是公认的最具有核心素养融合发展效力的教学方式,教师可以通过开发真实而有意义的实验素材,充分发掘真实情境的作用,让学生在真实情境中运用化学学科思维进行思考和学习,培养他们的科学思想和思维方法;进而促进学生学习方式转变和化学实验素养的提升;利用任务驱动
9、,创设问题让学生有更多自主面对和解决真实问题的机会,培养他们的探究精神和创新意识,锻炼学生高阶思维能力。依照这个思路在课程标准的引领下,高中化学实验项目式学习中的实验项目取材于真实的生产、生活情境。通过围绕若干主题的一系列基于真实情境的实验微项目的研究和开发,重点突出课程内容和学习方式的优化,将“通过实验学化学”的思想贯穿其中,体现化学实验在学科育人中的重要地位。有指向生产、生活中常见物质的制备,如肥皂的制备、硫酸亚铁铵晶体的制备;有的与环境检测有关,如水中溶解氧的测定;有的与人体健康有关,如含碘盐的检验、补铁剂中含铁量的测定。通学科大概念次级大概念概念具体CpaCOOCH+3NOH-3G,H
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