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基于高考对学科核心素养的考查谈高中化学教学

浏览量:981|发表日期:2018-01-03|来自:


基于高考对学科核心素养的考查谈高中化学教学

吴明好

  要:化学学科核心素养充分地体现了化学的本质特征,将学科基础知识、学科学习能力和学科思想方法有机融合。《2017年普通高等学校招生全国统一考试大纲》化学科的修订,立足于考查内容的基础性、综合性、应用性和创新性,着重考查化学学科核心素养。针对这些变化,中学化学教学要积极适应新一轮课程改革和高考内容改革的需要,实现由知识本位向提高学生化学学科能力转化,促进学生化学学科核心素养的发展。

关键词:高考改革;高考化学;考试与教学;核心素养

 

  20143月,教育部印发《关于全面深化课程改革落实立德树人根本任务的意见》(以下简称《意见》),高中化学课程标准修订组根据《意见》精神,结合高中化学的学科特点,拟定高中化学学科核心素养。201610月,教育部考试中心公布《2017年普通高等学校招生全国统一考试大纲》(以下简称《2017年考试大纲》),探索构建“一体四层四翼”的高考评价体系,着力考查学生的学科核心素养。《2017年考试大纲》化学科充分体现了考查核心素养的要求,面对这些变化,高中化学教学如何有效落实立德树人的根本任务,充分发挥化学课程在培养人才中的重要作用,这是每位高中化学教师必须面对的问题。本文力求通过对化学核心素养的解读和对部分高考化学试题的剖析,同时结合2017年高考化学考试大纲的修订,提出相应的教学建议,以期为中学教学提供参考。

1.化学学科核心素养概要

  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,是高中生综合素质的具体体现,反映了社会主义核心价值观下化学学科育人的基本要求,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。它是学生在化学认知活动中发展起来并在解决与化学相关问题中表现出来的关键素养,反映学生从化学视角认识客观事物的方式与结果的水平,其要素包括“宏观辨识与微观探析”“变化观念与平衡思想”“证据推理与模型认知”“实验探究与创新意识”“科学精神与社会责任”5个维度5个维度充分体现了化学学科的独特性,凸显了化学是从微观层面认识物质、以符号形式描述物质、在不同层面创造物质的特征。

1.1 学科基础知识是学生发展化学学科核心素养的载体

  化学学科基础知识是化学课程的主体。化学课程标准根据学生的认知能力、水平和学生个性化发展需要确定课程的主题、模块和系列,这些主题、模块和系列都依托化学基础知识将其科学、有效地融合在一起。学生在学习化学基础知识的进程中,逐步形成并发展其化学学科核心素养。例如,“宏观辨识与微观探析”要求学生能从宏观和微观相结合的视角分析和解决实际问题。学生通过必修“主题3:物质结构基础和化学反应规律”的学习,建立“宏观辨识与微观探析”的基本意识;在选修“物质结构与物质”模块的学习中,提升“宏观辨识与微观探析”的发展水平;在选修“有机化学基础”模块对官能团的认识中,应用“宏观辨识与微观探析”解决实际问题。

1.2  学科能力是学生发展化学核心素养的保障

  化学学科能力是指学生在化学课程学习过程中表现出来的比较稳定的心理特征和行为特征。根据《2017 年考试大纲》对化学学习能力“三点七条”的要求,可以将化学学科能力概括为理解能力、推理论证能力、实验探究能力和综合分析能力,其中理解能力是发展化学核心素养5个要素的基础,推理论证能力的高低决定“变化观念与平衡思想”“证据推理与模型认知”的发展水平,实验探究能力和综合分析能力的层次决定“科学探究与创新意识”“科学精神与社会责任”的发展水平。学生在化学课程的学习过程中,不仅仅是学习化学基础知识,更需要提升其学习能力,促进其化学核心素养不断发展。

1.3  学科思想方法是化学核心素养的实质

  化学学科思想是人们在认识化学的实践活动中形成的一种思维方法和思想意识,是对化学的本质、特征与学科价值的基本认识。化学是在原子、分子水平上研究物质的组成、结构、性质、变化及其应用的一门基础学科。化学学科思想方法极为丰富,主要包括:物质运动思想,即物质是运动的、物质运动是有规律的;物质分类思想,即树状分类、交叉分类;物质守恒思想,即质量守恒、电荷守恒、电子得失守恒、能量守恒;动态平衡思想,即化学平衡、电离平衡、水解平衡、沉淀溶解平衡;唯物辩证思想,即对立统一、量变与质变、现象与本质、一般与特殊;绿色化学思想,即绿色发展、环境友好。化学学科核心素养的发展实质就落实在化学学习过程中,使用“宏观——微观——符号”来认识物质及其变化,帮助学生树立正确的世界观,形成科学的方法论。

  认同物质世界的客观性和可认知性,是探索物质世界的前提;基于证据的判断、推理和探究能力,是学习、研究化学学科的必备品格和关键能力;从宏观现象入手,在原子、分子水平上分析研究,并运用化学符号模型表征,是化学学科的基本认知方式;掌握物质化学变化和能量转化的基本规律,能运用逻辑思维对物质及其变化现象进行分析推理,是认识、创造新物质的基础和途径;在研究、利用、创造新物质的过程中,能自觉遵循科学伦理,具备社会可持续发展的观念,具有交流合作意识,是现代社会对人才的基本要求。

2.对高考试题考查化学核心素养的分析

  高考化学试题以化学学科最新科研成果和社会热点问题为背景,创设客观、真实的试题情境,实现对化学学科主干知识、学科能力和核心素养的考查,促进学生认识化学与人类生活的密切关系,关注人类面临的与化学相关的社会问题,培养学生的社会责任感、参与意识和决策能力。注重对思维过程的考查,强化科学探究,促进学习方式的转变,培养学生的创新精神和实践能力。体现出知识与能力以及能力与素养相互依存、相互促进的辩证关系。高考化学试题遵循如图1所示的命题基本框架。

  高考化学试题基于对知识点和考查的需要,创设真实的试题情境,逐层递进地设置有价值的实际问题。“真实情境”服务于“实际问题”的提出,“化学知识”服务于“实际问题”的解决,考查学生在解决“实际问题”过程中的理解能力、推理论证能力、实验探究能力和综合分析能力,实现对化学学科核心素养的测试。以下述两题为例。

  例1 (2016年高考理科综合全国Ⅲ卷第27题)

煤燃烧排放的烟气含有SO2NOx,形成酸雨、污染大气,采用NaClO2溶液作为吸收剂可同时对烟气进行脱硫、脱硝。回答下列问题:(略)

2 以工业治理氮的氧化物(NOx)污染设置试题情境,结合氨气的实验室制备、氨气的还原性、氮氧化物的氧化性等知识,设置探究性实验,多角度考查学生的学科能力和化学学科核心素养。例2中各小题考查的学科能力和核心素养水平见表2。(略)

  上述试题注重基础,强化综合,关注科学素养。基础性反映了学生对各学科的基本现象、基本事实、基本概念和基本规律等基础知识和能力的理解和把握。注重基础性内容的考查,能够较好地鉴别学生的基础知识、核心能力和素养,引导中学教学遵循教学规律,重视教材,培养学生能力。加强试题综合性的考查,在于引导教师和学生加强对所学知识融会贯通、学以致用,运用多方面知识、多种方法和技能解决问题的能力。关注科学素养的考查,在于引导和培养学生未来学习和走向社会所需的科学知识、探究能力以及相关的情感态度与价值观的关键能力和综合品质。

  随着新一轮课程改革的展开,高考内容改革的不断深入,高考化学试题将进一步强化能力立意的命题思想,突出对化学学科核心素养的考查。

32017 年高考化学考试大纲修订分析

2017年高考化学考试大纲修订具有如下两个显著特点。

3.1  贯彻《实施意见》的改革理念,体现改革成果

20149月国务院颁布的《关于深化考试招生制度改革的实施意见》(简称《实施意见》)对高考考试内容提出的要求是:依据高校人才选拔要求和国家课程标准,科学设计命题内容,增强基础性、综合性,着重考查学生独立思考和运用所学知识分析问题、解决问题的能力。2017年高考化学考试大纲贯彻《实施意见》,继续保证考试内容的基础性和综合性。虽然删去“化学与生活”“化学与技术”两个模块,但是通过调整必考内容,仍然保留了其基础内容。例如将常见元素的单质及化合物的性质及其应用由“了解”提升为“掌握”,增加常见元素的单质及化合物的制备方法。由于从海水中提取镁盐制备金属镁的工艺具有很强的代表性,所以在常见金属元素中增加了镁。为了充分体现“定量研究方法是化学发展为一门科学的重要标志”,强化化学计算,并且引入物理量和常数的表示符号。为了凸显能量观和守恒观,增加“能正确书写热化学方程式”。在2017年高考化考试大纲中还增加了部分有机化学必考内容。

  从2017年高考化学考试大纲的变化可以看出,高考化学科将更加注重对学科基础知识和基本方法的考查,注重模块之间综合性的考查,为元素及其化合物、化学实验与化学反应原理的综合考查提供了更大的空间。

3.2  契合课程标准的修订理念,适度体现化学学科核心素养

  普通高中化学课程标准的修订理念是:①以培养化学学科核心素养为主旨;②设置满足学生多元发展需求的高中化学课程;③选择体现基础性和时代性的化学课程内容;④重视开展“素养为本”的教学;⑤倡导基于化学学科核心素养的评价。

  2017年高考化学考试大纲契合课程标准的修订理念,突出应用性和创新性,体现对化学学科核心素养的考查。增加了原电池和电解池的应用、常见无机物及有机物的应用,强化对“科学精神与社会责任”的考查。将粒子的表示方法由“了解”提升为“掌握”,并且增加了“电子式”,丰富对“宏观辨识与微观探析”的考查。在物质结构与性质模块中,重新梳理了内容呈现层次,将“晶体结构与性质”独立列出,凸显对“宏观辨识与微观探析”和“证据推理与模型认知”的考查。“化学实验与探究的能力”要求中增加“能设计合理方案,初步实践科学探究”,“化学实验”内容中凸出“设计实验方案”、修订“掌握控制实验条件的方法”、增加“预测或描述实验现象”,“有机化学基础”模块中增加“能根据信息设计有机化合物的合成路线”,这些修订都体现对“实验探究与创新意识”的考查。

  从2017年高考化学考试大纲的变化可以看出,高考化学科将强化与社会、生产、生活实际的联系,考查应用能力,探索设计型问题(实验设计、工艺流程优化设计、有机物合成线路设计等),实现对创新思维能力的考查。

4.围绕发展学生化学核心素养,贯彻考试招生改革的理念,有效实施中学化学教学

  2001年课程改革以来,中学化学教学围绕三维目标展开,促进学生掌握最基本的化学知识和技能,了解化学科学研究的过程和方法,形成积极的情感态度和正确的价值观,提高学生的科学素养和人文素养。新一轮课程改革将围绕学科核心素养展开,化学教学应该有效处理好化学学科的三维目标与化学学科核心素养的关系,把知识和技能的教学提升到化学观念的层面,将过程与方法的教学发展为科学探究和学科思维,使情感态度与价值观转化为科学精神与社会责任,发展学生的化学学科核心素养。

4.1  注重概念和原理教学,发挥概念和原理的工具性作用

  化学基本概念和原理是化学学科最本质的内容,在培养学生化学学习能力上处于基础地位,在发展学生化学学科核心素养过程中具有工具性作用。在化学教学中,不能只重核心素养而轻基础知识,如果忽视概念和原理的教学,必将使学科核心素养的培养成为无本之木。在组织化学教学内容时,应有利于促进学生从化学学科基础知识向化学学科核心素养的转化。通过对化学物质的分类教学,引导学生掌握物质分类的基本方法,形成分类观,使学生能应用分类的思想深入理解元素、分散系、化学反应类型等概念。通过对典型元素和物质的教学,引导学生领悟研究物质的基本方法,建立学生的元素观和微粒观,使学生能应用“物质决定性质”的思想认识更多的元素和物质,发展学生“宏观辨识与微观探析”的素养。通过对不同类型经典化学反应的研究,引导把握不同类型化学反应的本质特征,建立学生的变化观和守恒观,使学生能多角度、动态地分析化学反应,发展学生“变化观念与平衡思想”的素养。

例如,氧化还原反应内容的教学,教师引导学生从元素价态的变化出发,应用从现象到本质、从宏观到微观的思维方法,使学生理解氧化还原反应的本质是物质电子的得失,掌握“得到电子的物质是氧化剂”这一核心概念,在此基础上进行推理,建立结构化内容体系,见图2。之后,在钠与水的反应教学中,加深学生对氧化还原反应的理解;在铁及其化合物的教学中,深化学生对其概念和原理的认识;在氯气的实验室制取原理教学中,借助瑞典化学家舍勒对氯气的发现和英国化学家戴维对氯气的确认史话,指导学生捕捉信息,确认氧化剂、还原剂以及氧化产物、还原产物,并进行配平,使学生掌握书写特定情境下的氧化还原反应方程式的方法。通过这样逐步递进的教学方法,提升学生的学习能力,发展学生的学科素养。 

4.2  强化实验探究,培养学生的科学思维品质

  化学是无数科学家通过实验探索、分析推理、去伪存真发展起来的一门基础学科。化学的学习过程离不开实验探究,化学的教学实施需要充分依托实验探究。但是,在教学中的实验探究并不是真正意义上的为了新发现而设计的探究实验,因为是在重复前人的实验。课堂上的实验探究,通常是在教师知道而学生不知道答案的前提下完成的,旨在培养学生的探究意识和能力。在教学设计时,教师要利用好各种教学资源,寻找切实有效的探究主题,师生共同规划和实施探究过程,帮助学生形成“证据推理与模型认知”和“实验探究与创新意识”等化学学科核心素养。在实验探究中,培养学生思维的敏捷性、严密性、整体性、创造性,提升学生的科学思维品质。探究内容根据教学的需要可大可小,小到容量瓶的形状探究,中到影响化学反应速率的因素探究,大到陌生物质的组成和性质探究。同时要避免为探究而探究,也要防止探究过程程式化和表面化。

例如,氨气还原性的教学流程如图3所示。

在此教学过程中,教师要引导学生根据N元素的化合价推理得出探究目的,鼓励学生创造性地设计实验方案,按照代表性、可操作性的原则确定方案,指导学生观察产生的现象,激励学生对实验中“异常”现象作出敏捷反应,并能基于严密性和整体性思考相关问题。只要教师在教学中实施有效的实验探究,提高学生的思维品质,学生就能从只会应付考试的“答题者”变为解决问题的“研究者”。

4.3 突出创设情境,培养学生的社会责任

化学与技术、社会、环境密切相关,化学的发展正在不断地改变人们的生产方式和生活方式。化学教学需要在真实情境中培养学生的价值观,在体现化学应用价值的情境中培养学生的科学精神,在具有正能量的情境中培养学生的社会责任。教学情境要具有真实性、针对性、知识性和情感性,具体的、真实的教学情境是学生化学学科核心素养形成和发展的载体,也为学生化学学科核心素养提供了表现机会。教师要做有心人,善于捕捉化学史、科技成果、社会热点、新闻事件、生活经验等真实素材,将其用于相关内容的教学。近几年,化学教学情境的创设越来越引起广大化学教师的重视,同时高考化学试题也起到了很好的导向作用。高考化学试题以生活及化工生产的真实过程为问题情境,以中学基础化学知识为载体,将化学的基本思想和方法、基本概念与原理、重要物质的性质与应用巧妙地融合在试题之中,考查学生的实际应用能力。教师在教学中也要善于利用真实的、有效的教学情境实施教学。例如,原电池原理及应用课的教学,教师借助展示现在电池应用及存在的问题,以单液电池→盐桥双液电池→隔膜电池为主线设置教学,用问题情境引导学生回忆巩固基础知识,激励学生评价单液电池的缺点,引导学生设计盐桥双液电池,再说明盐桥存在内阻大的问题,与学生共同设计隔膜电池。在整个教学过程中,依托主教学情境的指引,适时提出新的问题情境,培养学生的科学精神与社会责任。

综上所述,在中学化学教学中,需要化学教师全面领会“化学学科核心素养是学生终身发展的重要基础”的意义,深入理解化学学科核心素养的内涵,把握高考内容改革的基本脉络,通过创设真实的教学情境,以中学化学基本概念和原理为工具,有效地实施实验探究,促进学生化学学科核心素养的形成和发展。

 

作者:吴明好,武汉市教育科学研究院,中学高级教师。

原文刊载于《中国考试》2017年第3期。