学生科学素养发展性设计(化学)

学生科学素养的发展性设计义务教育化学课程标准（实验稿）修订解读本次修订立足义务教育化学课程实施10年的经验和问题，反复研究来自教师和专家的意见和建议，分析社会发展对公民化学素养的需求和未来化学科学发展的趋势，从新的视角审视义务教育化学课程的目标和内容要求。修订重点放在如何应对国际科学教育改革和我国新时期对人才培养的要求上，着力提升初中学生的科学素养，提高他们的学习能力和创新能力。一、修订的依据和原则。对教师和有关专家的多次问卷、访谈所得到的信息反馈是，他们充分肯定义务教育化学课程的基本理念和核心内容，普遍认为课程改革取得的成果是巨大的，也反映了一些问题，这些调研结果为本次修订提供了重要的依据。本次修订的具体依据如下： 1充分肯定义务教育化学课程改革的方向。对实验区教师的调查表明，经过多年的实践，广大初中教师高度认同义务教育化学课程标准（实验稿）（以下简称标准（实验稿），修订后简称标准（2011年版），对标准的具体内容和实施效果总体是很满意的。 2高度重视科学探究对学生发展的重要作用。教师在理论和实践的结合上进一步认识到科学探究是化学课程改革的重要突破口，是培养学生科学素养的有效途径。 3密切关注化学与社会发展的关系。此次修订试图整合“集中与分散编排”内容的方式。在内容点的分布上，社会性知识大致控制在20之内，以免影响化学学科核心知识的建构。 4力求减轻义务教育化学课程的学习负担。通过对若干国家教材内容“学习难度”的国际比较发现，我国目前的初中化学教材“学习难度”处于中等略偏上的水平。与大纲 相比，标准（实验稿）中的知识要求已有较为明显的下降，但仍然存在进一步降低的空间与可能。本次修订把握“不扩充内容、不提高要求”的原则，适当降低某些条目的要求（如从“了解”降为“知道”) ，对开放性较大的某些内容加以一定的限制，并修改了有关的“活动与探究”条目，化学用语和定量计算仍然维持在较低水平的要求上，并在教材编写建议中阐明内容组织必须符合学生的思维发展水平，以保证课程标准与教材内容之间保持较好的“一致性”。二、修订的具体内容。 1弘扬化学课程的基本价值。本次修订着眼于从学生发展、社会需求和化学发展的视角，重新审视学科价值和课程理念，观点阐述力求更严谨，更符合中国的教育实际。在文字组织上凸显对学生未来发展的实际指导意义。 （1）在“导言”部分，本次修订明确阐述了化学学科的发展以及化学教育面临的时代挑战、改革与发展的趋势，阐述了化学教育对于促进学生发展的独特作用和深远意义。 （2）在“课程性质”部分，突出化学课程三方面的功能，即课程的启蒙性和基础性，化学实验对学生科学探究能力的影响，化学学习对学生情感态度价值观的发展作用。（3）在“课程的基本理念”部分，增加“培养终身学习意识和能力，树立为中华民族伟大复兴和社会进步而勤奋学习的志向”；“培养学生的创新精神和实践能力”；增加“为学生创设体现化学、技术、社会、环境相互关系的学习情境”。（4）在课程总目标中增加“培养学生的民族自尊心、自信心和自豪感，引导学生学会学习，学会生存，能更好地适应现代生活”。 （5）在“过程与方法”目标中，增加“增进对科学探究的体验”；在“情感态度价值观”目标中，增加“安全意识”、“可持续发展观念”、“敢于质疑”等重要观点。 2调整“科学探究”的内容要求。（1）“科学探究”主题的内容和目标要求更为具体。为保证科学探究学习的顺利进行，本次修订将具体内容进一步细化，由3方面扩展到4方面增加了“（四）完成基础的学生实验”，明确提出“积极创造条件，通过多种途径，安排和组织学生至少完成下列实验活动”的要求：粗盐中难溶性杂质的去除；氧气的实验室制取与性质；二氧化碳的实验室制取与性质；金属的物理性质和某些化学性质；燃烧的条件；一定溶质质量分数的氯化钠溶液的配制；溶液酸碱性的检验；酸、碱的化学性质。（2）强化“实验安全”和实验中的“环境保护”意识。与课程目标相呼应，在科学探究主题的内容之三“学习基本的实验技能”中增加了“化学实验应高度关注安全问题，避免环境污染”。在“教学建议”中，明确提出“应重视培养学生的实验安全和环境保护意识，形成良好的实验习惯”。（3）增强科学探究学习实例内容的准确性和指导性。“有关科学探究学习的实例”部分删去了难度较大的活动，修改了有关的探究案例，使探究活动的指向更为明确，要求更为合理。（4）删去“活动与探究建议”的具体内容，降低其要求。在“课程内容”部分，标准（2011年版）列出了“活动与探究建议”，虽不要求硬性执行，但作为一种导向，也直接影响教材编写和教师的教学过程。本次修订力求降低实验探究活动的难度，使之更适合初中教学实际。删去了一些操作难度较大的实验，降低了一些实验活动的要求，从而达到既合理安排科学探究活动，也不弱化探究要求的目的。删去的实验主要有：“观察在水中加入少量盐后凝固点和沸点的变化”；“用简单的方法将衣料上沾有的油污等洗去”；“分离氯化钠固体与铁粉组成的混合物”；“用实验证明铁粉和硫粉混合加热生成了新的物质”；“观察并记录实验现象氯化铜溶液用石墨电极通电分解”；“在加热条件下氢气与氧化铜反应”，等等。（见表l)表1 标准（2011年版）降低要求的实验主题（单元）标准（实验稿）标准（2011年版）二（一）协作设计并完成实验：探究空气中二氧化碳相对含量的变化。实验探究：呼出的气体中二氧化碳的相对含量与空气中二氧化碳的相对含量的差异。二（四）使用PH试纸测定唾液、食醋、果汁、肥皂水、雨水和土壤溶液等的酸碱性。使用PH试纸检验唾液、食醋、果汁、肥皂水、雨水和土壤溶液等的酸碱性。二（四）当地农村常用化肥的鉴别。常用铵态氮肥的检验。（四）（一）设计实验推断孔雀石（或碱式碳酸铜）分解的产物。设计实验证明加热碱式碳酸铜有新物质生成。（四）（一）观察硫酸铜溶液（或二氧化锰）对过氧化氢分解反应快慢的影响。观察二氧化锰、硫酸铜溶液对过氧化氢分解反应的影响。（5）增加少量的“活动与探究建议”，加强实验的针对性。如增加了主题四（二）：实验：镁条燃烧、高锰酸钾加热分解；设计实验证明：氢氧化钠与盐酸能发生化学反应。3降低课程内容的学习要求。标准（2011年版）严格控制内容的深广度：微观知识主要限于对分子、原子的认识，对离子、电子的具体作用不作要求；元素化学以生活中常见的简单物质为主，不要求建立复杂的知识系统；化学定量要求只涉及有关公式含义的理解和最简单的计算。还降低了一些核心知识对应标准条目的要求。（见表2) 表2 修订后降低学习水平的内容主题（单元）标准（实验稿）标准（2011年版）二（一）2.认识氧气能跟许多物质发生氧化反应。2.知道氧气能跟许多物质发生氧化反应。二（二）7.了解结晶现象。7.能举例说明结晶现象。二（三）3.了解从铁矿石中将铁还原出来的方法。3.知道可用铁矿石炼铁。二（四）3.会用酸碱指示剂（酚酞、石蕊）和 PH 试纸检验溶液的酸碱性。3.了解用酸碱指示剂（酚酞、石蕊）和PH试纸检验溶液的酸碱性的方法。四（一）1.理解反应现象和本质的联系。1.初步了解化学反应的本质。四（一）3.认识催化剂的重要作用。3.知道催化剂对化学反应的重要作用。四（二）3.了解人们如何利用化学反应改善和提高自身的生活质量。3.知道利用化学变化可以获得新物质，以适应生活和生产的需要。五（一）3.理解水对生命活动的重大意义，认识水是宝贵的自然资源，形成保护水资源和节约用水的意识。3.知道水对生命活动的重大意义，认识水是宝贵的自然资源，树立保护水资源和节约用水的意识。五（三）2.了解对生命活动具有重要意义的有机物（如糖、淀粉、油脂、氨基酸、蛋白质、维生素等）。2.知道一些对生命活动具有重要意义的有机物（如葡萄糖、淀粉、油脂、蛋白质、维生素等）。4进一步明确基础知识的学习要求。 标准（2011年版）对一些基础知识和基本技能的要求作了更为准确、具体的描述：有的将综合的内容分条目具体阐述，有的对学习内容作了一定的限制（见表3) ，使学习的目标更为明确，符合学生的认知特点。 表3 进一步明确要求的课程内容主题（单元）标准（实验稿）标准（2011年版）二（一）2.知道氧气、二氧化碳的主要性质和用途。2.能结合实例说明氧气、二氧化碳的主要性质和用途。二（二）3.认识溶解现象，知道水是最重要的溶剂，酒精、汽油等也是常见的溶剂。3.认识溶解现象，知道溶液是由溶质和溶剂组成的。 4.知道水是最重要的溶剂，酒精、汽油等也是常见的溶剂。二（二）6.初步学会配制一定溶质质量分数的溶液。7.认识溶质质量分数的含义，能配制一定溶质质量分数的溶液。二（四）1.知道常见酸碱的主要性质和用途，认识酸碱的腐蚀性。1.认识常见酸碱的主要性质和用途，知道酸碱的腐蚀性。三（一）2.能从组成上识别氧化物。3.能从元素组成上认识氧化物。 4.知道无机化合物可以分成氧化物、酸、碱、盐。三（三）2.记住一些常见元素的名称和符号。2.记住并能正确书写一些常见元素的名称和符号。四（一）2.知道物质发生化学变化时伴随有能量变化，认识通过化学反应获得能量的重要性。2.知道物质发生化学变化时伴随有能量变化，认识通过化学反应实现能量转化的重要性。四（三）2.能正确书写简单的化学方程式，并进行简单的计算。2.能正确书写简单的化学方程式。3.能根据化学反应方程式进行简单的计算。5更新主题（单元）的“学习情景素材”。本次修订从四个视角考虑学习情景素材的更新，即化学、技术与社会的联系；化学在日常生活中的应用；元素化学知识；化学实验情景（见表4）。每个主题（单元）增加的学习情景素材不仅与时俱进地体现了化学的发展和应用，而且更贴近了实际教学内容，有助于学生更好地理解知识。同时，删去某些针对性不强的情景素材。如“红墨水的纸上层析”、“服装干洗”、“制造自来水管材料的变迁”、“照相底片的感光”、“光化学烟雾”等。 表4 新增加的学习情景素材更新的视角情景素材实例化学、技术与社会的联系自来水的生产工艺：宇航、潜水的呼吸供氧：氮气的用途；现代汽车、潜艇、宇宙飞船所用的合金材料的发展：氢能源汽车：煤矿瓦斯爆炸的预防：面粉厂的防爆措施；我国能源消耗和化石燃料的分布;新型陶瓷；二氧化硫排放与“酸雨”。化学在日常生活中的应用不锈钢餐具；食品中的乳化剂：婴儿奶粉中的蛋白质含量；硬水对日常生活的影响；桂花十里飘香：葡萄糖在体内氧化释放能量：干电池和充电电池；用食醋清洗水瓶中的水垢。元素化学知识常见铵态氮肥的性质特点及使用注意事项：海水的主要成分：铁的几种氧化物：人体需要的金属元素和非金属元素。化学实验铜片在空气中灼烧后固体质量的变化：电解水实验及其微观解释。6加强对课程实施过程的具体指导。 （1）教学建议。根据课程实施的经验和问题重写“教学建议”，确立建议新的框架结构，充实有关教学目标设计、科学探究活动、教学过程优化等方面的内容，更贴近现实教学中的问题，提出了更明确的教学要求；针对教学实际，提供解决问题的具体思路，从实践中选择典型实例（例 4、例5）并辅以扼要的说明，使教学建议更具有针对性和指导性。（2）评价建议。根据课程评价指导的过程性要求重写“评价建议”，确立新的建议框架结构，包括评价目标的确定、评价方式的选择、评价标准的设计和使用、评价工作的实施、评价结果的解释与反馈等方面，增加了具体的实例（例6、例10、例11、例12），进一步完善了例7、例8、例9，更好地突出了评价过程的实践操作性。 （3）教材编写建议。对原有的建议和要求进行重新审核，特别是结合近几年来义务教育化学教材使用和资源利用的特点，调整建议的框架结构，提出新的更具有针对性的要求。如增加“（一）根据课程标准选取核心知识，重视化学基本观念的形成”；增加“（六）采用生动多样的教材呈现方式，发挥教材的多种教育功能”等。在修订时吸取了实验区教材使用的经验，调整了有关实例，如删去原（四）中的两个实验活动等。 （4）课程资源的利用和开发建议。根据现实教学中资源开发与利用情况，调整建议的框架结构，突出化学实验仪器和试剂使用、实验与科学探究实践活动组织、教与学经验的总结等，并增加了有关课程资源开发与利用的一个完整的实例“山中之宝石灰石”，使之具有更强的针对性、有效性和前瞻性。 三、对教师教学的建议。 1教学设计应始终坚持以提高学生的科学素养为本。 10 年的化学课程改革实践表明，教师通过对学习任务进行“三维目标”的分析，能较好地将“知识与技能”、“过程与方法”、“情感态度价值观”融合于实践之中，从而提升学生的科学素养。但现实教学中较大程度上依然存在目标分离的倾向，偏重知识与技能，弱化过程体验，忽视对化学知识人文内涵的认识。因此，从制订学期总体的教学方案到每一课时的教学设计，教师必须一以贯之地思考如何落实科学素养的目标，其具体要素如何体现于课堂教学之中？特别要注意挖掘化学知识所蕴含的科学方法以及价值观目标要素，目标的指向要具体、清晰、可行，在实践中能结合具体的学习内容将三维目标融为一体，从而保证教学目标的有效落实。 2充分发挥以实验为主的科学探究活动的教学价值。广大教师深感科学探究的重要,但恰恰又是教学的难点。调查表明,“科学探究”在实际教学中有效落实仍有一定的困难(认为“难易适中”的教师不足 1 / 3 )。教师必须形成观念：“科学探究”既是学习的内容目标，又是学习的方式；科学探究倡导以实验为主的活动，但更重要的是基于实验收集证据，进行推理，发展学生的思维能力。 标准（2011 年版） 在“课程性质”中强调“化学是一门以实验为基础的学科”，明确提出“在教学中创设以实验为主的探究活动”；在“课程内容”中规定了学生必做的八类化学实验；在“实施建议”中提出“精心设计科学探究活动，加强实验教学”。因此，化学实验作为进行科学探究的重要方式，必须受到高度重视。教师要从思想认识和教学行为两方面扭转当前存在的忽视实验的倾向，更好地发挥实验探究的教学价值。 3深人研究启蒙阶段学生学习化学的认知规律。 标准（2011年版）在“前言”部分明确提出：“义务教育阶段的化学教育，要激发学生学习化学的好奇心”, “激励学生积极探究化学变化的奥秘，增强学生学习化学的兴趣和学好化学的信心”。在“教学建议”部分，强调“真实、生动、直观而又富于启迪性的学习情景，能够激发学生的学习兴趣，帮助学生更好地理解和运用化学知识”刚上九年级的学生对化学有着新奇感，教师要采用恰当的方法予以引导，使学生将好奇转化为对化学学习的持续兴趣。在初学化学阶段，学生对化学知识的特殊规律不了解，在学习上可能会遇到一系列的困难，常常影响学生的学习兴趣。因此，教师要充分调动学生的“先前经验”，通过问题、图表、模型、实验等情景激发初中学生探究物质变化的奥秘，依据生动、直观的手段帮助学生逐步建立抽象的化学概念，引导学生循序渐进地学习化学符号知识，减少学习分化的现象，增强学生学好化学的自信心。 4基于课程内容控制教学与评价的容量和难度。针对学生学习负担过重的现实，本次修订坚持“不扩充内容、不提高要求”的原则，对知识内容进行了删减，内容要求有所下降。对后续的教材修订，也明确提出“减负”的要求。 然而，我们必须正视现实，在多年的化学课程实施过程中，仍然普遍存在“严重偏离标准”的倾向，在教学上具体表现为“知识提前”、“容量加大”和“水平提高”，大部分新课内容挤在九年级上半学期学完，新的“难、繁”现象干扰学生正常的化学学习；在评价上，课程标准中明确不作要求的一系列内容（如对“依据化学方程式进行简单计算”的限定等）仍然出现在课堂教学和平时测验中，中考的“严重超标”现象在各地时有发生，以“探究”、“开放”形式出现的新的“繁题”、“难题”和“偏题”仍有“流行”趋势。这些现象必须得到抑制，广大教师也应予以高度的重视，力求依据标准（2011年版）合理调整日常的教学进度和评价要求。此次修订，提出了21世纪第2个10年课程实施的一系列新课题，要求化学教师与时俱进，更新课程观念，深刻领会标准（2011年版）的核心思想和内容要求，在化学学科素养、课堂教学能力诸方面缩小与课程标准的距离，并在实践中进一步强化自身的课程执行能力。只有这样，才能一如既往地将实施课程的过程与化学教师的专业发展密切结合，从而为提升学生的科学素养奠定扎实的基础。