王磊等通过实证研究,发现学生的化学学习动机水平、自我效能感、情感态度等方面,对化学学科核心素养的培育有显著的直接影响,尤其是学习动机水平的影响最大。[11]为培育学生的学科核心素养,应深入开展前述方面的学情分析诊断。学情分析诊断是一个涉及多层次、多要素的系统工程,以下结合沪教版初中化学教材第4章“认识化学变化”,并从学生知识基础、思维特点、认识角度与思路以及化学学习情感态度四个方面加以探讨。
1.学生的知识基础与掌握水平
学科核心素养是在具体化学知识学习过程中建构起来的,而化学知识的学习必然以原有认识经验为基础。因此,化学教学时,必须准确分析诊断学生已有的知识基础以及掌握水平。明确学生学习前已有的知识基础,不仅对确立教学起点有指导意义,而且也能为教学重点、难点的确立提供依据,从而为教学设计与实施指明方向。
如第1节中“燃烧的条件”的学习前,学生的化学学习水平和日常经验如下:学生对物质燃烧及其现象比较熟悉,对燃烧需要可燃物和氧气的认识也比较到位,但由于受生活经验的影响,大部分学生会认为“点燃”是燃烧的条件。此外,学生虽接触了一些需要特定条件的反应,但没能建立起反应条件与化学反应的关联性认识。因此,教学时帮助学生认识“点燃”的本质,建立“化学反应需要一定条件”的观点是本课的重难点内容。明确这些,教学时就可从学生熟悉的燃烧现象及有关物质在氧气中燃烧等反应入手,引导学生认识化学反应中的物质变化与能量变化,感知“点燃”的本质是提供热量使可燃物温度达到着火点等。
2.学生的学科思维特点与水平
不同阶段的学生具有不同的思维特点,而且随着学习的深入,对学生的化学思维水平提出的要求越来越高。化学学科核心素养的培育,正是基于化学学习的需要,分阶段培育与提升学生的思维水平。因此,化学教学时,应基于学生的年龄特征及化学学习的阶段要求,准确诊断学生的思维特点与水平,并根据化学教学的需求,采取有效的手段,促进学生思维的发展。
在学习第4章之前,学生已通过空气中氧气含量、水的组成、物质化学式含义等的学习,初步感知定量研究对物质组成认识等的意义,但缺乏定量研究物质组成与变化的理性思维,更没有建立“宏观—微观—符号”认识物质、研究物质的三重表征学科思维,而这些方面正是“宏微结合”“变化平衡”等学科核心素养培育的关键。为此,第4章教学时,要结合模型、动画等直观教学手段,帮助学生建立起化学反应的本质、化学反应的规律、化学方程式的意义等认识,建立起化学反应质量守恒(宏观表征)、化学反应本质(微观表征)、化学方程式(符号表征)间的关联,从而培育学生“宏观—微观—符号”三重表征思维。(www.xing528.com)
3.学生的认识角度与认识思路
学科核心素养的培育,需要高度重视学生化学认识角度和认识思路的形成,以此发展学生化学学科思维方式,提升解决化学问题的能力。显然,从化学学习进阶角度看,随着化学学习的深入,化学认识视角与认识思路将不断得到建构与完善。因此,实施“素养为本”的化学教学,要分析当下学生的认识角度与认识思路水平,并找到进一步发展认识角度与认识思路的切入点,有效开展化学教学。
在学习第4章之前,学生主要从物质(反应物和生成物各是什么)的角度及物质是否变化的思路来认识化学反应。虽然接触了一些关于化学变化的条件、化学变化的本质(微粒重组)、化学变化的规律(元素种类不变)以及化学变化的价值(可以通过化学变化制备物质)等知识,但没有上升为物质运动变化的研究视角。显然,这样的认识角度和认识思路决定了学生对化学变化的认识水平是非常粗浅的。第4章的学习,以“认识化学变化”为标题,以“燃烧与灭火”“质量守恒定律”“化学方程式及其计算”等为内容,正是基于前面章节的学习,帮助学生多角度认识化学变化,建立较为系统的研究化学反应的认识思路。因此,该章教学应结合学生的已有知识经验,超越具体事实性知识,帮助学生建立从物质、条件、规律、本质、符号与定量等多角度认识化学反应,建构“反应物—反应条件—物质变化、能量变化、质量变化—化学反应本质与符号表征—化学反应利用”的化学反应认识思路及“宏观—微观—符号”三重表征认识化学反应的学科思维。
4.学生学科学习的情感与态度
很多研究都表明,学生对学科的情感、对学科学习的兴趣、对学科社会价值的认识等,不仅是学科学习的结果,又是参与学习过程并对后续学习结果产生影响的重要因素。而学科学习的情感与态度,会受到学习内容难易程度、学习内容的价值理解等的影响。因此,化学教学过程应密切关注学生对待学科的情感、学科学习兴趣的变化发展等,并通过帮助学生理解学科社会价值、有效突破学习障碍等手段,重拾学习信心,认同学科学习价值,以培育正确的学科情感与态度等。
研究还表明,不少学生从开始九年级化学学习到第3章“物质构成的奥秘”学习结束,由于学习难度不断增大、记忆性内容不断增多、内容抽象性不断增强,对化学学习的兴趣与积极性逐步消退。因受社会负面认识(如认为环境问题、食品安全问题等是化学造成的)、教师教学不当(引入容易造成学生对化学形成负面认识的不当案例,强调实验安全问题时夸大实验危险事故等)的影响,再加上教师教学时不善于结合具体教学内容让学生充分感悟化学的社会价值,许多学生没有建立正确的化学认识,影响进一步学习的兴趣与积极性。正是因为这些原因,九年级化学前三章学习后,学生群体化学成绩出现较大的分化,这是第4章教学必须面对的问题。这就强调,教师应充分理解第4章的教学定位,在帮助学生建构认识物质变化的新角度、新思路的同时,让学生认识研究化学变化的逻辑性、相关知识的关联性,从而认识到化学知识的内在逻辑联系,解决对化学知识散而乱的认识问题;同时,指导学生立足化学条件的认识,感悟人们可通过调控条件使反应朝着预期的方向发展,理解与认同化学对促进社会和谐发展的重要价值,等等。
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