( 中学化学 )
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基于化学学科核心素养下高一学生思维拓展的研究 ——以苏教版高中 化学必修一“物质的量”为例

作者:李祉慕    发表时间:2020-07-31    浏览次数:

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编号:            

 

 

 

江苏省教育科学“十三五”规划

课题申报评审书

 

 

 

 

 

 

 

 

课题名称:基于化学学科核心素养下高一学生思维拓展的研究

——以苏教版高中  化学必修一“物质的量”为例

研究方向与范围  高一学生化学思维拓展的研究  

课题主持人: 李祉慕 

所在单位 扬州大学化学化工学院 

申报日期 2019.12.17

 

 

 

 

 

江苏省教育科学规划领导小组办公室制

填报说明

 

 

 

1.江苏省教育科学“十三五”规划重大课题、专项课题以外的课题申报者填写本《申报评审书》和《申报评审活页》。

2.封面左上角“编号”栏,所有申报者均无须填写,评审时由省教育科学规划领导小组办公室填写。

3. “研究方向与范围”栏按《江苏省教育科学“十三五“发展规划要点》第五部分“重大课题与研究领域”之二“重点研究方向”中的分类填写,如申报基础教育“依法治教研究”类课题就在此栏填写“基础教育1”,申报职成教育、高等教育课题以此类推,申报自选课题者则在此栏填写“自选课题”。如确实有必要,“课题主持人”可以填两人。

4.“江苏省教育科学‘十二五’规划课题完成情况”分以下几种:A.主持并已结题;B.主持但未结题;C.参与研究;D.未参与研究。申报者只须在“江苏省教育科学‘十二五’规划课题完成情况”栏填上序号“A、B、C、D”即可。“其它教育科研课题完成情况”栏须如实填写主持或参与研究的一至二项课题名称、课题级别及完成情况,未参与任何课题研究者如实填写“未参与”。

5.《申报评审书》中“课题研究设计与论证报告”和《申报评审活页》总字数不宜超过5000字,各栏目空间填写时可根据实际需要调节。

江苏省教育科学规划领导小组办公室地址:南京市北京西路77号;邮编:210013;电话:025-83758278,83758279。

 

 

 

 

 

 

 

 

一、课题研究人员基本信息

第一主持人

李祉慕

性别

民族

出生年月

1998.04.04

行政职务


专业技术职务


研究专长


最后学历

本科

最后学位

学士

电    话

18252732325

工作单位

扬州大学

E-mail

872357612@qq.com

通讯地址

扬州大学瘦西湖校区

邮政编码

225000

第二主持人姓名


性别


民族


出生年月


行政职称


专业技术职务


研究专长


最后学历


最后学位


电   话


工作单位


E-mail


通讯地址


邮编


﹃十五﹄期间教育科研情况

江苏省教育科学“十五”规划课题完成情况


其它教育科研课题完成情况


独立或以第一作者身份公开发表或出版的论文或论著(限填10篇)

论文或论著名称

发表论文(或出版论著)的报刊(或出版社)名称及日期















课题组核心成员(不含主持人,限填10人)

姓名

工作单位

专业技术职务

研究专长

课题组中的分工




































二、课题研究设计与论证报告

(一)课题的核心概念及其界定

1、化学学科核心素养的概念界定:

    化学在19世纪才真正被确立为一门学科,但化学的历史渊源可以追溯到远古时代。在漫长的发展过程中,不仅积累了丰富的化学知识,而且积淀了化学家们认识物质、利用物质和改造物质的思想观点、学科方法和思维方式。这些丰富的思想、观点、方法正是化学学科的魅力和特征所在。而化学学科核心素养是最能体现这些特征和学科本质的素养,中学化学核心素养包括:“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”、“科学态度与社会责任”这五个方面。

2、高一学生思维拓展的概念界定:

学生在初三第一次接触化学,面对一门全新的学科,大多数学生不会在初三这一年里对化学形成完整的逻辑体系,所以步入高中,全新的化学知识点的概念蜂拥而至,学生会感到措手不及,无法接受,甚至可能会对化学这门学科失去兴趣。所以在高中化学教学时教师必须要打开学生的思路,拓展学生的思维,从一个抽象的三维的角度来看待化学概念与化学问题。一旦学生的思维得到了拓展,他们学习起化学将得心应手。

3、关于选择“物质的量”这一课题的原因:

    物质的量相关内容贯穿整个高中的化学学习中,是教学的重点也是难点。其内容中蕴含着微粒观、定量观、化零为整等丰富的化学思想方法,对学生核心素养的形成以及学生思维的拓展具有重要作用。

(二)国内外同一研究领域现状与研究的价值

1、关于化学学科核心素养的国内研究领域现状:

在研究之初,学者大多数是从化学学科核心素养的本质内涵上进行讨论。如:林小驹在高中核心素养内涵的基础上,解释了化学学科核心素养的内涵,并提出了高中化学学科教学上存在的问题。最后,他从化学素养、化学信息素养、化学能力素养、化学语言素养、化学思维素养和跨学科跨情境的综合能力六方面阐述了高中化学学科素养体系。有的学者则关注如何进行基于核心素养的化学教学,如:李宏春基于化学核心素养,运用“宏微结合、分类表征”相结合的方法,进行了微课程教学实践。此外,支伶娜进行了基于化学学科核心素养的高中生化学思辨力提升的研究。

2、关于化学学科核心素养的国外研究领域现状:

在国外,目前并没有找到与课题相关的报告及论文。

3、关于本课题的研究的价值:

通过大量的文献研究发现,在“物质的量”这一课题的教学时,教师往往从具体知识点出发,大多数都是研究物质的量相关概念的教学,并没有挖掘其中蕴含的化学学科核心素养,所以,本文基于化学学科核心素养对学生的思维进行拓展,以“物质的量”这一课题为例,能够帮助学生理解物质的量相关概念,减轻学生的学习负担,对提升学生的化学学习兴趣和成绩有积极的影响,有利于培养学生的化学学科核心素养。

 

(三)研究的目标、内容(或子课题设计)与重点

1、研究目标:

通过深入分析和研究学生在学习“物质的量”这一课题时可能会出现的问题,从核心素养的角度进行分

析,提出相关的教学策略与解决措施。希望这些策略能够帮助学生更好地学习这部分知识,拓展他们的化学

学习思维,增强自信,提升化学核心素养水平。

2、研究的内容:

本课题将从以下三个方面进行研究:

(1)对现有与化学学科核心素养及物质的量有关的文献进行分析整理,了解相关研究的基本现状。

(2)梳理苏教版化学必修一专题一第一单元第二课时“物质的量”的知识点,挖掘其中蕴含的化学学科核

心素养,分析所体现的核心素养的价值和作用。

(3)通过试题测验,了解当前高中生对物质的量相关内容的掌握程度,并从化学核心素养的角度分析其中

存在的问题,并且以此检验提出的教学策略和解决措施的有效性。

3、研究的重点:

通过对“物质的量”与“宏观辨识与微观探析”这一化学学科核心素养的内涵的研究来帮助学生拓展化

学学习思维。

(四)研究的思路、过程与方法

1、研究的思路:

“物质的量”概念在宏观与微观之间架起桥梁,为我们打开了一扇从宏观世界通往微观世界的大门。但

是物质的量相关内容对学生来说是比较难理解和接受的知识点。物质的量相关内容一直都是中学化学教学和

学习的重难点,因此通过分析“物质的量”这一课题的新颖的教学方法,结合“宏观辨识与微观探析”这一

化学学科核心素养,拓展学生的化学学习思维,使学生更好地掌握物质的量这一知识点。

2、研究的过程与方法:

(1)首先对物质的量知识体系内容分析

“物质的量”是表示含有一定数目微观粒子集合体的物理量,是国际单位制中七个基本物理量之,是联系宏观物质和微观粒子之间的桥梁。由物质的量为核心概念,以摩尔质量、浓度、阿伏加德罗常数等化学概念为次要概念,以及这些概念之间的相互关系,共同构成了物质的量概念体系。这个概念体系贯穿于整个高中化学的教学内容中,是中学化学学习中非常重要的基础知识。物质的量概念体系是以物质的量为核心,引申出一系列与物质的量相关的概念与知识,该知识结构图如下图所示

图片1.png

 

在学习物质的量概念体系过程中,学生不仅要理解物质的量、气体摩尔体积、摩尔质量、浓度等概念的含义,还需要掌握物质的量与微粒数目、质量、气体摩尔体积、物质的量浓度的相互转换关系,能够将物质的量相关知识应用到化学计算中,解决化学实际问题。除此之外,还要懂得如何配制一定物质的量浓度的溶液,并能够进行误差分析。

(2)其次对物质的量知识体系素养目标分析

新课标明确指出了化学学科的五大核心素养,这五大核心素养在高中化学各个知识内容中发展的核心素养各有侧重,因此在进行教学设计之前,教师需要整体把握知识内容,分析教学内容中所蕴含的学科核心素养,充分挖掘教学内容的素养价值,并设置合适的教学环节,将培养学生的化学学科核心素养真正落到实处。下面从观念层面和方法层面分析苏教版高中化学必修1“物质的量"这一节内容中所蕴含的化学学科核心素养。

A. 观念层面:

   物质的量是高一学生学习化学接触到的第一个陌生的概念是学生新接触的七个国际基本物理量之一物质的量是学习化学的一个重要工具,它把可称量的物质和一定数目的微观粒子联系起来,学生能够利用宏微结合的观点来思考化学问题,让学生体会到化学与实践生活息息相关。
    “物质的量”概念体系是由物质的量、气体摩尔体积、摩尔质量、浓度等概念构成了密切联系的概念体系,其中物质的量是核心概念。因此要理解这个概念体系,首先得理解物质的量概念的内涵。物质的量是联系宏观和微观的桥梁,要理解这个概念的内涵,就要转变观念,也就是从物质观到微粒观,从定性观到定量观。如果把物质观、微粒观、定性观和定量观看作是一个坐标系,横坐标是物质观和微粒观,纵坐标是定性观和定量观,物质的量所蕴含的观念就落在定量观和微粒观这一交集上,如图所示:

图片2.png

                        

从图中可以看出,物质的量概念是微粒观和定量观的结合体,对学生来说,单从定量观或微量观的角度思考化学问题就有点困难,这两种观念交集在一起,更是难上加难。教师要在学生已有观念的基础上,建立学生的微粒观和定量观,相对而言,学生较易建立定量观,而微观粒子因为看不见摸不着,学生较难理解,因此教师应重点帮助学生建立微粒观。在建立微粒观的过程中,应以学生已有的物质观为基础,实现从物质观到微粒观的转变。
    因此,在观念层面,这节内容应体现的素养目标是以培养学生的宏观辨识与微观探析为主,以培养学生的证据推理与模型认知素养为辅。

B. 方法层面

   物质的量概念体系中,物质的量与质量、浓度等物理量有着密切的计算关系,也就是说物质的量概念体系中涉及到很多计算公式,因为这一概念体系中概念较多,且比较复杂,学生在使用这些计算公式的时候很容易混淆,特别是那些死记硬背计算公式的学生。想要把这些错综复杂的计算公式理清楚并能够正确使用,学生应该在理解概念的基础上,自己建构计算模型、检验计算模型并使用计算模型。
    在教学过程中,教师可以设置一些模拟科学家解决实际问题的探究活动,让学生学会利用联想、分析、迁移、类比等方法建立数学模型。例如,在引入"物质的量”概念时,很多教师列举了一些比较形象的例子帮助学生理解,比如,用普通的尺子测出一张纸的厚度、快速数出五万元银币等等,把这些化整为零和化零为整的思想迁移到物质的量概念上,引导学生思考应该建立什么样的“模具”来度量数量庞大的、看不见也摸不着的分子、中子等微观粒子。目的是先让学生自己去建立模型,再与人类已经建好的模型进行对比,使学生对这一概念印象更加深刻,同时也能更深入地理解概念的含义。
  物质的量是学习化学的工具,其内容贯穿整个高中化学学习的始终,物质的量很多时候使用在化学反应中的计算,有些计算比较复杂,不管是简单的计算还是复杂的计算,首先要理清题目所给信息与未知量之间的关系,只有理清这些关系,才知道该利用什么计算方法和计算公式,这就需要学生具备定的推理能力,收据题目中已有的证据,推导出解题方法和步骤。因此,在本节内容中,培养学生的证据推理与模型认知这-化学学科核心素养也是教师的教学目标之一。当然在物质的量相关内容中蕴涵的化学核心素养还有科学探究与创新意识、科学精神与社会责任、变化观念与平衡思想。例如,在物质的量的发现史的教学中,应该让学生感受科学家锲而不舍的科学精神,培养学生的科学精神和社会责任;在配制一定物质的量浓度溶液的过程中,培养学生的科学探究与创新意识。
    简而言之,在“物质的量"这课内容中,是以培养学生的宏观辨识与微观探析、证据推理与模型认知为主,但是科学探究与创新意识、科学精神与社会责任、变化观念与平衡思想的化学学科核心素养也应该有所体现。

(3)最后利用一些课后习题检验学生的掌握情况

(五)主要观点与可能的创新之处

1、主要观点:

(1)本文对现有与化学学科核心素养及物质的量有关的文献进行分析整理,了解相关研究的基本现状。

(2)梳理苏教版化学必修一专题一第一单元第二课时“物质的量”的知识点,挖掘其中蕴含的化学学科核

心素养,分析所体现的核心素养的价值和作用。

(3)通过试题测验,了解当前高中生对物质的量相关内容的掌握程度,并从化学核心素养的角度分析其中

存在的问题,并且以此检验提出的教学策略和解决措施的有效性。

2、可能的创新之处:

   本文研究的角度和方向可能较为新颖。

(六)预期研究成果


成果名称

成果形式

完成时间

阶段成果(限5项)

高一学生对“物质的量”内容掌握良好

考试成绩优异


教师对化学教学的研究更富有激情

不断更新教学方法











最终成果(限3项)

学生对化学学科产生浓厚兴趣

分科时选择化学的人数变多


学生的化学学科核心素养得到培养

能用化学思维思考问题





(七)完成研究任务的可行性分析(包括:①主持人除外的课题组核心成员的学术或学科背景、研究经历、研究能力、研究成果;②研究基础,包括围绕本课题所开展的文献搜集、调研和相关论文等;③完成研究任务的保障条件,包括研究资料的获得、研究经费的筹措、研究时间的保障等。)

参考文献:

【1】普通高中课程标准实验教科书·化学1(2004)江苏凤凰教育出版社

【2】郑长龙,孙佳林.“素养为本”的化学课堂教学的设计与实施

【3】毕华林,万延岚.化学的魅力与化学教育的挑战

【4】任翔宇.基于科学素养的高中化学教学设计研究

三、课题主持人所属部门(单位)意见

本部门(单位)完全了解江苏省教育科学规划领导小组办公室有关“十二五”规划课题管理的精神,保证课题主持人所填写的《申报评审书》内容属实,课题主持人和参与研究者的政治素质、业务能力适合承担本课题研究工作。同意申报。

如果该课题获准立项并有经费资助,本部门(单位)愿意以不低于1:1的比例划拨配套经费;如果该项课题获准立项没有经费资助,本部门(单位)愿意为该课题划拨不少于捌仟元的研究经费。

本部门(单位)帐号:                   ;开户银行:                    ;户名:            。

 

单位负责人(签名、盖章):

年   月   日

四、课题委托管理部门意见

县(市、区)管理部门意见:

 

 

 

 

 

 

 

单位负责人(签名、盖章):

                                 年  月  日

 

高校、大市管理部门意见:

 

 

 

 

 

 

 

单位负责人(签名、盖章):

                                年  月  日

五、江苏省教育科学规划领导小组办公室意见

 

 

 

 

 

 

 

 

单位负责人(签名、盖章)

年   月   日