中化參重慶思維課堂會議肖中榮核心素養(yǎng)視閾下的化學(xué)思維課堂的構(gòu)建和實踐(共70張)課件

1、引子1科學(xué)價值潘建偉100多億年前，量子漲落，奇點爆炸，炸出時間、空間和基本粒子：H、He（恒星）C、O、Fe行星和生命 地球 人類。16世紀前，人類物質(zhì)文明發(fā)展緩慢；1687年，牛頓定律（統(tǒng)一自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理），蒸汽機引發(fā)工業(yè)革命，英國崛起。1864年，麥克斯韋方程（統(tǒng)一光電磁現(xiàn)象）引發(fā)電力技術(shù)革命， 美國德國崛起。20世紀中葉量子力學(xué)引發(fā)現(xiàn)代技術(shù)第三次革命，日本崛起。第1頁，共70頁?？茖W(xué)的價值:于個人，科學(xué)價值是賴于達到內(nèi)心寧靜的最可靠途徑。于社會，科學(xué)價值在于觀念變革?！居^點】科學(xué)的進步和思維發(fā)展和觀念變革始終相伴第2頁，共70頁。引子2荒野求生大真探 “荒野求生”片段：雪山、森林、

2、-5、拋錨汽車、無火機。如何取暖？如何飲水？【點評】基于化學(xué)思維應(yīng)對“復(fù)雜生活”【觀點】科學(xué)構(gòu)成：世界圖景+科學(xué)思維方式+科學(xué)價值規(guī)范（王軍翔,中化參，7期）第3頁，共70頁。核心素養(yǎng)視閾下化學(xué)思維課堂系統(tǒng)的建構(gòu)和實踐杭州學(xué)軍中學(xué)肖中榮化學(xué)科學(xué)思維的要義1化學(xué)核心素養(yǎng)的內(nèi)核23化學(xué)思維課堂系統(tǒng)的構(gòu)建4核心素養(yǎng)視閾下化學(xué)思維課堂的教學(xué)實踐第4頁，共70頁?；瘜W(xué)科學(xué)思維要義1思維含義思維特點水平化學(xué)科學(xué)思維要義科學(xué)思維原則第5頁，共70頁。（1）什么是思維？思維：人腦借助于語言對客觀事物的概括和間接的反 應(yīng)過程，是人類特有的一種認識活動和精神活動，是認 知心理的高級階段(在表象概念基礎(chǔ)進行分析綜合

3、判斷 推理)。恩格斯說， 思維是地球上最美麗的花朵 柏拉圖說， 思維是靈魂的自我談話管仲說，思之思之，鬼神通之第6頁，共70頁。認知心理學(xué)認為，思維是認知心理的高級階段認知：指人類認識客觀事物、獲得知識的活動，包括知覺、記憶、學(xué)習(xí)、言語、思維和問題解決等過程。認知思維發(fā)展階段： 動作感知（前嬰兒期）：靠感覺和動作探索周圍世界，逐漸形成 物體永存性觀念。 前運算（嬰兒期）：頻繁地用表象符號來代替或重現(xiàn)外界事物， 出現(xiàn)了表象思維。具體運算（小學(xué)階段）： 具有邏輯和真正運算的能力 形式運算（青春前期 ）：對抽象的和表征的材料進行邏輯運算。第7頁，共70頁。哲學(xué)認為思維是主體意識的具體行為，是對客體（

4、事物、現(xiàn)象、環(huán)境）作用的結(jié)果。信息論認為，思維是對新輸入信息與腦內(nèi)儲存知識經(jīng)驗進行一系列復(fù)雜的心智操作過程?！究偨Y(jié)】思維是一切認知心智活動的核心！第8頁，共70頁。（2）思維有哪些特點？感性思維理性思維歸納思維演繹思維辯證思維直覺思維系統(tǒng)思維求異思維分析和綜合比較和分類抽象和概括過程類別思維科學(xué)思維日常思維準確性批判性開放性創(chuàng)造性靈敏性深刻性動作思維形象思維抽象思維品質(zhì)形態(tài)低階思維高階思維第9頁，共70頁。（3）學(xué)習(xí)思維能力如何劃分？布魯納的教學(xué)目標分類理論：記憶、理解、應(yīng)用、分析、綜合、評價。 王磊33模型：學(xué)習(xí)理解、運用實踐、遷移創(chuàng)新第10頁，共70頁。（4）科學(xué)思維有哪些原則？體系上要求

5、完整性，實現(xiàn)現(xiàn)實與歷史的一致，達到理論與實踐的統(tǒng)一。R-3R-2方法上要求辯證性，達到分析和綜合的統(tǒng)一R-1層次上要求邏輯性，達到歸納和演繹的統(tǒng)一。第11頁，共70頁。（5）化學(xué)科學(xué)思維要義是什么？宏觀辨識與微觀探析變化觀念與平衡思想 證據(jù)推理與模型認知 科學(xué)探究與創(chuàng)新意識【肖中榮觀點】 體現(xiàn)化學(xué)科學(xué)的特性 遵循自然科學(xué)的共性王磊觀點思維核心第12頁，共70頁。尋“家”第三周期元素性質(zhì)遞變規(guī)律【任務(wù)1，預(yù)測鎵】門捷列夫如何預(yù)測鎵？【任務(wù)2，初尋家】物理性質(zhì)探究（色、態(tài)、導(dǎo)電性）【任務(wù)3，找到家】化學(xué)性質(zhì)探究（水、酸、堿、單向?qū)щ娦詢x器分析法（ XRD ）【任務(wù)4，快定家】【化學(xué)科學(xué)思維原則】現(xiàn)

6、實和歷史統(tǒng)一理論和實踐統(tǒng)一（教育重構(gòu)模型）演繹和歸納統(tǒng)一宏觀辨識與微觀探析證據(jù)推理與模型認知科學(xué)探究與創(chuàng)新意識第13頁，共70頁。學(xué)科核心素養(yǎng)含義解讀2化學(xué)核心素養(yǎng)內(nèi)核化學(xué)核心素養(yǎng)結(jié)構(gòu)認識化學(xué)核心素養(yǎng)育人功能第14頁，共70頁。（1）“學(xué)科核心素養(yǎng)”解讀之“學(xué)科”學(xué)科本質(zhì)問題知識學(xué)科教育價值讀史使人明智，讀詩使人靈秀， 數(shù)學(xué)使人周密，科學(xué)使人深刻， 倫理學(xué)使人莊重，邏輯修辭使 人善變，凡有所學(xué)，皆成性格。一個領(lǐng)域的知識，提供視角、路 徑、方法、策略，運算符號和邏 輯，體驗、欣賞和表達。方法思想價值 精神第15頁，共70頁。（1）“學(xué)科核心素養(yǎng)”解讀之“核心”地位的基礎(chǔ)性（培養(yǎng)基）動態(tài)的生長性（

7、受精卵）群體的共同性（公約數(shù)）作用的關(guān)鍵性（精華液）（知識基礎(chǔ)）（精神DNA）（廣泛普適）（成長關(guān)鍵）第16頁，共70頁。（1）“學(xué)科核心素養(yǎng)”解讀之“素養(yǎng)”素養(yǎng)是素質(zhì)的顯性化表述，是后天習(xí)得部分；素養(yǎng)是將一切學(xué)過的東西遺忘后留剩下的東西，是超越知識的能力、品格和價值取向的綜合體。第17頁，共70頁?！緩V告背后的事兒】2015年11月，某化妝品品牌因為一則廣告被輿論討伐。這段廣告不斷重復(fù)著“我們恨化學(xué)”這句話，甚至直接用這五個大字占滿屏幕，廣告本意或許是想強調(diào)自家品牌的“天然”，但播出后一直風(fēng)波不斷。【評價】缺乏化學(xué)科學(xué)必備品格梁靜茹第18頁，共70頁。【視頻背后的事兒】網(wǎng)傳視頻在重度污染天氣

8、，某人把 空氣檢測儀伸入汽車 尾氣出口，檢測到pM2.5從500降到48，據(jù)此得出汽車尾氣比霧霾天氣干凈10倍！【評價】缺乏化學(xué)科學(xué)關(guān)鍵能力第19頁，共70頁。【投毒背后的事兒】2013年4月上海復(fù)旦大學(xué)上海醫(yī)學(xué)院研究生黃洋因瑣事遭室友林森浩投毒導(dǎo)致死亡的案件。(CH3)2NNO N-二甲基亞 硝胺【評價】缺乏正確化學(xué)價值觀第20頁，共70頁。（2）化學(xué)核心素養(yǎng)結(jié)構(gòu)認識 structure組成整體的各部分的搭配和安排 化學(xué)核心素養(yǎng)結(jié)構(gòu):組成化學(xué)核心素養(yǎng)的內(nèi)容的搭配和安排。第21頁，共70頁。水平進階學(xué)科觀點學(xué)科思維學(xué)科實踐 學(xué)科價值宏觀辨識與微觀探析價值追求變化觀念與平衡思想證據(jù)推理與模型認知

9、科學(xué)探究與創(chuàng)新意識科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任【新課標觀點】提請參考專家觀念：吳俊明、吳星等第22頁，共70頁。陳進前觀點(杭州市教研員、浙江省有突出貢獻專家）第23頁，共70頁。主觀意識物質(zhì)運動【沈旭東模型】第24頁，共70頁。模型認知科學(xué)世界生活世界證據(jù)推理【肖中榮觀點】宏觀微觀變化平衡創(chuàng)新探究科學(xué)精神社會責(zé)任認識能力發(fā)展+實際問題解決第25頁，共70頁。鈉案例評述素養(yǎng)層面基于風(fēng)險認知和決策能力的教學(xué)認識層面基于“類-價” 認識角度的教學(xué)知識層面基于知識本體的教學(xué)第26頁，共70頁。 化學(xué)科學(xué)本質(zhì)特征清華大學(xué)、華大基因完成了4條真核生物釀酒酵母菌染色 體的設(shè)計，打破非生命物質(zhì)和生命的界限；美國科學(xué)家

10、 合成最小人工生命體（含473個基因）。【評價】彰顯化學(xué)科學(xué)本質(zhì)（在原子、分子層面研究物質(zhì)組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、轉(zhuǎn)化、運用,在不同層面創(chuàng)造物質(zhì)，揭示元素到生命奧秘的核心力量）。第27頁，共70頁。 化學(xué)學(xué)科育人功能育人：對受教育者進行德智體美等多方面教育安全教育STS教育環(huán)保教育素質(zhì)教育國際主義教育愛國主義教育歷史主義教育政治思想教育品德教育智育教育體育教育美育教育素養(yǎng)教育第28頁，共70頁。 化學(xué)學(xué)科育人功能黨的十九大提出，要全面貫徹黨的教育方針，落實立德樹人根本任務(wù)，發(fā)展素質(zhì)教育，推進教育公平，培齊德智體美全面發(fā)展的社會主義建設(shè)者和接班人。國家意志，文化自信、紅色基因新課標指出，普通高中化學(xué)課

11、程是與義務(wù)教育化學(xué)或科學(xué)課程相銜接的基礎(chǔ)教育課程，是落實立德樹人根本任務(wù)、發(fā)展素質(zhì)教育、弘揚科學(xué)精神、提升學(xué)生核心素養(yǎng)的重要載體；化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)是學(xué)生必備的科學(xué)素養(yǎng)，是學(xué)生終身學(xué)習(xí)和發(fā)展的重要基礎(chǔ)；化學(xué)課程對于科學(xué)文化的傳承和高素質(zhì)人才的培養(yǎng)具有不可替代的作用?；A(chǔ)教育，化學(xué)地位，素養(yǎng)載體第29頁，共70頁。知識技能方法過程化學(xué)教學(xué)思想觀念態(tài)度價值觀 化學(xué)教學(xué)多種育人功能第30頁，共70頁?！鞍?、銨鹽”“氮肥的生產(chǎn)和使用”的教學(xué)思考？01氨的性質(zhì)銨鹽使用02第31頁，共70頁。課堂教學(xué)系統(tǒng)的要素3化學(xué)思維課堂系統(tǒng)構(gòu)建化學(xué)思維課堂系統(tǒng)構(gòu)建化學(xué)思維課堂模式分類第32頁，共70頁。系統(tǒng)：諸多事物互

12、相聯(lián)系形成的統(tǒng)一體。環(huán)境系統(tǒng)論要點：深入系統(tǒng)看問題抓住內(nèi)部關(guān)鍵問題向上看到更大系統(tǒng)跳出系統(tǒng)看問題系統(tǒng)1系統(tǒng)n因素n因素2因素1第33頁，共70頁。（1）課堂教學(xué)系統(tǒng)的要素主體學(xué)生【PCK知識】學(xué)科知識課程知識學(xué)生知識教法知識主導(dǎo)教師方法教學(xué)手段系統(tǒng)媒體內(nèi)容素材資源第34頁，共70頁。例 Na的“PCK”知識鈉、碳酸鈉、碳酸氫鈉、氫氧化鈉性質(zhì)必修課程為什么選擇Na？為什么在高一學(xué)習(xí)？ 初中知道什么？從什么角度學(xué)習(xí)？具備學(xué)習(xí)心理是什么？思維特點是什么？實驗探究、知識遷移、結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)學(xué)科知識課程知識 學(xué)生知識 教法知識第35頁，共70頁。（2）化學(xué)思維課堂系統(tǒng)構(gòu)建學(xué)生教師方法化學(xué)思維課堂媒體內(nèi)容創(chuàng)

13、造思維第36頁，共70頁。（3）化學(xué)思維課堂模式分類課時教學(xué)課堂模式項目型單元(社會性科學(xué)議 題)階梯型單元(同模塊、跨模塊、綜合主題)第37頁，共70頁?！净瘜W(xué)課時教學(xué)模式】核心素養(yǎng)培育知識解決評價獲取活動引發(fā)引發(fā)提取情境問題第38頁，共70頁?！澳滩?牛奶+茶”嗎？必修課程主題1.2“科學(xué)探究過程”課時案例杭州學(xué)軍中學(xué)肖中榮【課時案例設(shè)計亮點】“五要素”：情境-問題-任務(wù)（活動）-知識-素養(yǎng)“三統(tǒng)一”：教學(xué)評（目標、過程、試題）一致性【點評】重點培養(yǎng)科學(xué)探究思維第39頁，共70頁。單元學(xué)習(xí)主題：從微觀視角認識溶液電離、離子反應(yīng)認識能力核心目標：建立從微觀角度認識溶液中反應(yīng)的思路和方法胡久華

14、課時認識能力目標驅(qū)動問題與任務(wù)第1從微觀的角度認識物質(zhì)在問題1：物質(zhì)進入水中會發(fā)生什么課時水溶液中的存在電離問題2：不同物質(zhì)在水中存在形態(tài)？微粒的種類和數(shù)量 問題3：如何從微觀角度認識酸堿鹽溶液 問題4：如何從電離角度對化合物分類第2從微觀角度認識溶液中反問題1：兩種電解質(zhì)溶液混合會發(fā)什么變化？課時應(yīng)的思路離子反應(yīng)問題2：怎樣才能使溶液中的離子數(shù)量減少？問題3：如何從微觀角度認識電解質(zhì)在溶液中的反應(yīng)第3應(yīng)用建立的新認識和新思任務(wù)1：較復(fù)雜離子方程式的書寫課時路，解決離子檢驗和除雜問題離子反應(yīng)的應(yīng)用任務(wù)2：離子檢驗問題解決任務(wù)3：離子除雜問題解決【點評】重點培養(yǎng)與微觀探析學(xué)科思維第40頁，共70

15、頁?；瘜W(xué)反應(yīng)和能量轉(zhuǎn)化之原電池單元教學(xué)設(shè)計杭州學(xué)軍中學(xué) 肖中榮【跨模塊單元案例設(shè)計亮點】 知識進階認識進階-思維進階真實大情境引導(dǎo)學(xué)業(yè)質(zhì)量試題水平設(shè)計【點評】重點培養(yǎng)邏輯推理和模型認知思維第41頁，共70頁?！驹貦z測模型】預(yù)處理樣品轉(zhuǎn)化分離提純定性檢驗定量測定（常規(guī)、新技術(shù)）如何定量測定為什么加鐵氧化物？鐵元素含量？墨粉中Fe墨粉質(zhì)量標準？加入哪種氧化物？52如何檢驗存在鐵氧化物？鐵的氧化物性質(zhì)如何？第42頁，共70頁?！娟P(guān)于綜合主題教學(xué)】主題：認識的對象和領(lǐng)域，打通知識到素養(yǎng)的通道主題學(xué)習(xí)的要求:反映學(xué)科本質(zhì)具有真實情境和挑戰(zhàn)性任務(wù)促進知識結(jié)構(gòu)化功能化素養(yǎng)化認知圖式穩(wěn)定，具有遷移性形成認知

16、模型，改變認識方式【點評】重點培養(yǎng)遠遷移能力和科學(xué)探究思維第43頁，共70頁?！净瘜W(xué)思維課堂之項目模式】什么是項目？ 項目有明確界定的目標一個期望的結(jié)果報告或?qū)嵶鞯脑O(shè)計和發(fā)展過程)。(產(chǎn)品、一份項目的執(zhí)行要通過完成一系列相互關(guān)聯(lián)的任務(wù)，也就是許多不重復(fù)的任務(wù)以一定的順序完成，一遍達到項目目標項目須用各種資源來執(zhí)行任務(wù)，資源可能包括不同的人力、組織、設(shè)備、原材料和工具項目有具體的時間或周期項目可能是獨一無二的一次性努力項目包含一定的不確定性第44頁，共70頁。什么項目式學(xué)習(xí)？學(xué)習(xí)過程圍繞某個具體的學(xué)習(xí)項目，充分選擇和利 用最優(yōu)化的學(xué)習(xí)資源，在實踐體驗、內(nèi)化吸收、探索創(chuàng)新中獲得較為完整和具體的知識

17、，形成專門的技能和得到充分發(fā)展的學(xué)習(xí) 。 對復(fù)雜、真實問題的探究過程精心設(shè)計項目作品、規(guī)劃和實施項目任務(wù)的過程過程中學(xué)生掌握所需要的知識與技能項目學(xué)習(xí)教師指南21世紀的中學(xué)教學(xué)法；巴克教育研究所著第45頁，共70頁。【化學(xué)思維課堂之項目模式】項目拆解項目規(guī)劃確立項目明確目標項目Title式in he教re學(xué)的設(shè)計環(huán)節(jié)產(chǎn)品展示評價交流自主學(xué)習(xí)合作探究第46頁，共70頁?！军c評】重點培養(yǎng)動作思維和創(chuàng)造思維山東科技出版社第47頁，共70頁。【產(chǎn)品展示】（1）膨松劑分類：膨松劑可分為生物膨松劑(酵母)和化學(xué)膨松劑兩大類。 化學(xué)膨松劑可分為堿性膨松劑、酸性膨松劑、復(fù)合膨松劑。（2）膨松劑配制秘方： 產(chǎn)氣

18、速度控制 中和值控制第48頁，共70頁。例二氧化硫催化氧化實驗?zāi)M【催化劑】質(zhì)量配比15V2O5、75硅藻土和10K2SO4，研磨、烘干、混合均勻形成。第49頁，共70頁。第50頁，共70頁?！盎瘜W(xué)實驗小幫手”的設(shè)計目的是解決化學(xué)課教師既要講課又要演示，老師兩只手不夠用，設(shè)計了這款主要功能是協(xié)助教師進行課堂演示實驗的機器人：它有兩條多自由度機械臂與教師協(xié)同操作，為實驗帶來便利；利用LED增強現(xiàn)實顯示技術(shù)展示實驗過程并分步講解；同時后臺實時記錄、處理視頻和實驗數(shù)據(jù)并傳輸?shù)接脩舻慕K端顯示。項目的創(chuàng)新點有：機械臂協(xié)同操作、數(shù)據(jù)實時記錄、實驗視頻直播、LED增強現(xiàn)實、實驗分步講解。第51頁，共70頁。

19、第52頁，共70頁?！靖咧谢瘜W(xué)項目式學(xué)習(xí)素材】酒精測試儀制作（乙醇性質(zhì)） 抗氧化劑探秘（Vc、酚類性質(zhì)） 從銅礦石到銅導(dǎo)線（銅冶煉） 制作個人專輯的CD（銀鏡反應(yīng)、電鍍） 化學(xué)實驗小助手（二氧化硫催化氧化計算機技術(shù)）熱敷袋和冷敷袋（熱效應(yīng)）第53頁，共70頁。4核心素養(yǎng)視閾下化學(xué)思維課堂的教學(xué)實踐第54頁，共70頁。加德納（多元智能創(chuàng)建者）談學(xué)科理解：學(xué)科理解是教育唯一直接目標，如果一個人能把任何背景下所獲得知識、概念和技能運用到與這些知識確實相關(guān)的新事件和新領(lǐng)域中，那么他就實現(xiàn)了理解，如果他不會運用所學(xué)知識或者選擇不恰當(dāng)?shù)闹R來解釋變化的新形式，他就沒有實現(xiàn)真正的理解。鄭長龍認為，化學(xué)學(xué)科理

20、解是指教師知識結(jié)構(gòu)對化學(xué)學(xué)科知識及其方式方法的本源性、結(jié)構(gòu)化的認識。本質(zhì)：指事物本身所固有根本屬性 本源：一般指事物的根源，起源。符號表征邏輯形式意義系統(tǒng)第55頁，共70頁。追溯化學(xué)學(xué)科知識本源的角度2341化學(xué)知識最初產(chǎn)生需求是什 么？化學(xué)知識最初如何被科學(xué)社 群評價？化學(xué)知識最初產(chǎn)生理論有哪 些？化學(xué)知識最初產(chǎn)生技術(shù)條件有哪些？第56頁，共70頁。概念理論課的教學(xué)實踐1“物質(zhì)的量”案例“電離概念”案例【觀點】重視化學(xué)概念理論本源理解，培養(yǎng)學(xué)科思維和學(xué)科文化。第57頁，共70頁。1概念理論課的教學(xué)實踐amountofsubstance；oxidationreaction 、reduction

21、reaction；flametest；spontaneous（自愿的）；netionicequation（凈離子方程式）【觀點】HPS和STS融合模式值得關(guān)注第58頁，共70頁。元素化合物課基于社會中心的教學(xué)實踐2“苯酚” 教學(xué)案例 “鐵化合物”案例【觀點】重視元素化合物“運用型” 角度和學(xué)科觀念。理解，形成學(xué)科認識無機物性質(zhì)認識角度：類別、價態(tài)、表律有機物性質(zhì)認識角度：分子結(jié)構(gòu)、官能團第59頁，共70頁。元素化合物課基于社會中心的教學(xué)實踐2氯、硫、氮及其化合物如何教學(xué)？乙烯、乙醇、乙酸如何設(shè)計教學(xué)？【觀點】社會性科學(xué)議題的教學(xué)新樣態(tài)值得關(guān)注。第60頁，共70頁?！維SI課程的教學(xué)新樣態(tài)】社會

22、性科學(xué)議題（Socioscientific Issues，SSI）指由當(dāng)代 科學(xué)技術(shù)研究開發(fā)所引起的一系列與社會倫理道德觀念和經(jīng)濟 發(fā)展緊密相關(guān)的社會性問題。通過對社會性科學(xué)議題的教學(xué)，發(fā)展學(xué)生思維與決策能力，已被國際科學(xué)教育界認為是科學(xué)教育的重要目標之一。普通高中 化學(xué)課程標準（2017年版）能說明常見元素及其化合物的應(yīng)用（金屬冶煉、合成氨等） 對社會發(fā)展的價值、對環(huán)境的影響。 能有意識運用所學(xué)的知識或?qū)で笙嚓P(guān)證據(jù)參與社會性議題的討論（如酸雨和霧霾防治、水體保護、食品安全等）。第61頁，共70頁?，F(xiàn)代化學(xué)科學(xué)特征(清華大學(xué)張希院士)功能創(chuàng)造現(xiàn)代化學(xué)科學(xué)結(jié)構(gòu)實驗理論計算化學(xué)實驗是化學(xué)科學(xué)6大支柱之一，具有不可代替的學(xué)科價值和育人功