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新课标视域下有效培养学生高中化学学科的“证据推理”素养的实践探索
摘要:在当今科学技术飞速发展的时代,化学作为一门基础自然科学,在众多领域发挥着不可替代的作用。高中化学新课标强调培养学生的学科核心素养,其中“证据推理”素养尤为关键。因此,探索如何在新课标视域下有效培养学生的“证据推理”素养具有重要的现实意义。基于此,以下对新课标视域下有效培养学生高中化学学科的“证据推理”素养的实践进行了探讨,以供参考。
关键词:新课标视域;高中化学学科;“证据推理”素养;实践探索
引言
随着教育改革的不断深入,高中化学教学的目标逐渐从单纯的知识传授转向学生学科核心素养的培育。“证据推理”素养是高中化学学科核心素养的重要组成部分,它体现了化学学科严谨的逻辑思维和科学探究精神。在化学学习过程中,学生需要从多方面获取证据,并运用逻辑推理构建化学知识体系。
一、新课标视域概述
从课程目标来看,新课标强调以发展学生的核心素养为导向。不再局限于传统的知识传授,而是关注学生在化学学科中应具备的关键能力和必备品格,如“证据推理”素养等。这要求化学教学从单纯的记忆化学概念、方程式等知识,转向培养学生运用化学知识解决实际问题、进行科学探究的能力。教学内容的选择与组织更加注重综合性和关联性。新课标视域下的高中化学教学内容不再是孤立的知识点罗列,而是将化学知识与生活、社会、科技等多方面进行有机整合。例如,在讲解化学物质的性质时,会联系到其在环境治理、新材料研发中的应用,让学生理解化学学科的价值和意义。教学方法倡导多样化和以学生为主体。传统的讲授式教学逐渐向探究式、合作式教学转变。学生不再是被动的知识接受者,而是在教师的引导下积极参与到化学实验、项目式学习等活动中,通过自主探究、小组合作等方式构建化学知识体系,培养创新思维和实践能力,这为“证据推理”素养的培养提供了适宜的教学环境。
二、高中化学学科的“证据推理”素养的培养现状
(一)传统教学模式的束缚
传统教学模式以教师讲授为主,学生被动接受知识。这种模式下,学生缺乏主动探究的机会,难以培养证据推理素养。在课堂上,教师往往直接给出结论,学生不需要通过收集证据、分析推理来得出结果。例如在化学方程式的教学中,教师只是让学生记忆方程式,而不是引导学生从实验现象、物质性质等方面去推理得出方程式。这使得学生习惯于死记硬背,缺乏独立思考和逻辑推理能力。当遇到复杂的化学问题时,他们无法从已有的知识体系中寻找证据并进行合理推理,从而影响对化学知识的深入理解和应用。
(二)实验教学的局限性
高中化学实验教学存在诸多局限性,影响了学生证据推理素养的培养。实验教学常常是验证性实验为主,学生按照既定的步骤操作,以验证已知的结论。例如在酸碱中和滴定实验中,学生只是机械地按照操作流程完成实验,验证课本上的理论结果,而没有深入思考实验背后的证据链以及如何从实验数据中进行推理。这导致学生缺乏从实验中发现问题、收集证据并进行逻辑推理的能力。实验资源的不足使得部分实验无法正常开展,学生失去了通过实验获取证据的机会。
(三)缺乏跨学科知识的融合
高中化学教学中缺乏跨学科知识的融合,不利于证据推理素养的培养。化学学科与物理、生物、数学等学科有着千丝万缕的联系,但在实际教学中,各学科往往是独立教学。例如,在化学平衡的学习中,如果能结合物理中的能量守恒定律、数学中的函数图像等知识,学生能更好地理解化学平衡的动态过程,并从多学科角度收集证据进行推理。然而,由于缺乏跨学科融合,学生只能从单一的化学角度去看待问题,证据来源单一。
三、新课标视域下有效培养学生高中化学学科的“证据推理”素养的实践探索
(一)开展探究性实验教学
探究性实验教学是培养学生“证据推理”素养的重要途径。教师应设计具有启发性的探究实验,引导学生提出问题、作出假设、设计实验方案、收集证据并得出结论。例如在探究“影响化学反应速率的因素”实验中,教师先提出问题:哪些因素会影响化学反应速率呢?学生根据已有的知识作出假设,如温度、浓度、催化剂等可能影响反应速率。然后学生自主设计实验方案,如探究温度对过氧化氢分解速率的影响时,设置不同温度的实验组,通过测量相同时间内产生氧气的体积来收集证据。在实验过程中,学生仔细观察实验现象,记录数据。最后根据收集到的证据进行分析推理,得出温度升高会加快过氧化氢分解速率的结论。这种探究性实验让学生亲身体验证据的获取和推理过程,有效提升他们的“证据推理”素养。
(二)利用化学史素材教学
化学史蕴含着丰富的“证据推理”素材。教师在教学过程中巧妙融入化学史,可以让学生了解化学知识的发展历程,学习科学家们如何基于证据进行推理。以门捷列夫发现元素周期律为例,门捷列夫在当时已知的众多元素的性质基础上进行研究。他收集了元素的相对原子质量、化学性质等大量证据,然后通过对这些证据的分析、归纳和推理,大胆地提出了元素周期律,并预测了一些尚未发现的元素及其性质。在教学中,教师讲述这个过程时,可以引导学生思考门捷列夫是如何从看似杂乱无章的元素信息中找到规律的,让学生体会到基于证据进行推理的重要性。学生在学习化学史的过程中,能够学习到科学家严谨的证据收集和推理方法,从而提升自己的“证据推理”素养。
(三)创设真实情境问题
创设真实情境问题有助于培养学生的“证据推理”素养。真实情境能让学生感受到化学与生活、社会的紧密联系,促使他们运用化学知识解决实际问题。比如在讲解“金属的腐蚀与防护”时,教师创设这样一个真实情境:海边的铁制设施为什么比内陆的更容易生锈?学生要解决这个问题,就需要收集证据。他们要了解铁生锈的原理,即铁与氧气和水发生反应。然后分析海边环境与内陆环境的差异,海边湿度大、盐分高,这些都是影响铁生锈的因素。学生通过对比不同环境下铁制品生锈的情况,从化学原理、环境因素等方面收集证据,进行推理得出海边铁制设施更容易生锈是因为湿度和盐分加速了铁的腐蚀过程。通过这样的真实情境问题,学生学会从实际情况中寻找证据并进行合理推理,提高“证据推理”素养。
结束语
在新课标视域下培养学生高中化学学科的“证据推理”素养是一项长期而系统的工程。通过教学实践探索,我们认识到从多方面入手,能够有效提升学生的这一素养。这不仅有助于学生在化学学科中取得更好的成绩,更重要的是为他们今后从事科学研究或解决生活中的实际问题奠定坚实的思维基础,从而更好地适应未来社会发展对创新型人才的需求。
参考文献
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附:本文为莆田市2023年度名师专项课题《证据推理能力建构视域下的高中化学课堂教学实践研究》(立项编号:PTMS2023064)的结题研究成果。