基于“素養(yǎng)為本”的初中化學(xué)實驗教學(xué)嘗試和反思

任娟　朱清勇

摘要：中國學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)是以培養(yǎng)全面發(fā)展的人為核心，綜合表現(xiàn)為人文底蘊(yùn)、科學(xué)精神、學(xué)會學(xué)習(xí)、健康生活、責(zé)任擔(dān)當(dāng)、實踐創(chuàng)新等六大素養(yǎng)?；瘜W(xué)教學(xué)中作者做了基于素養(yǎng)為本的教學(xué)嘗試，通過小組合作實驗探究制取二氧化碳，促進(jìn)學(xué)生形成適合終身發(fā)展的核心素養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：素養(yǎng)為本；核心素養(yǎng)；實驗探究；小組合作

文章編號：1008-0546（2017）03-0085-03 中圖分類號：G632.41 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2017.03.030

一、“素養(yǎng)為本”是初中化學(xué)教學(xué)的必然追求

《中國學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)》總體框架（2016.9）指出“學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)，主要指學(xué)生應(yīng)具備的，能夠適應(yīng)終身發(fā)展和社會發(fā)展需要的必備品格和關(guān)鍵能力。研究學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)是落實立德樹人根本任務(wù)的一項重要舉措，也是適應(yīng)世界教育改革發(fā)展趨勢、提升我國教育國際競爭力的迫切需要?！敝匾曢_展“素養(yǎng)為本”的化學(xué)教學(xué)，開展以小組合作化學(xué)實驗為主的多種活動，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變，培養(yǎng)他們的創(chuàng)新精神和實踐能力。在化學(xué)教學(xué)中發(fā)展學(xué)生的核心素養(yǎng)，就是為學(xué)生植入終身發(fā)展的良性基因。

二、“素養(yǎng)為本”之化學(xué)核心素養(yǎng)

“中國學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)，以科學(xué)性、時代性和民族性為基本原則，以培養(yǎng)全面發(fā)展的人為核心。綜合表現(xiàn)為人文底蘊(yùn)、科學(xué)精神、學(xué)會學(xué)習(xí)、健康生活、責(zé)任擔(dān)當(dāng)、實踐創(chuàng)新六大素養(yǎng)”。（如圖1）義務(wù)教育化學(xué)課程以提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)為主旨，因此化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)至少包括三個層次：科學(xué)精神和人文底蘊(yùn)；化學(xué)基本觀念的形成；學(xué)會學(xué)習(xí)和實踐創(chuàng)新。

三、“素養(yǎng)為本”在化學(xué)實驗教學(xué)中的嘗試和反思

我曾參與了一節(jié)縣市級“學(xué)的課堂”研討課，課堂設(shè)計要求體現(xiàn)打造“學(xué)的課堂”精髓：（1）激趣：趣引——趣講——留趣；（2）會學(xué)： 合作——自主——展示；（3）樂學(xué)：樂探——樂驗——樂思，施教內(nèi)容是一節(jié)“二氧化碳制取的研究”化學(xué)新授課。施教老師是工作有10年以上教學(xué)經(jīng)驗的熟手型女骨干教師。課堂實驗教學(xué)充分展示了細(xì)膩、親和力強(qiáng)的教學(xué)風(fēng)格，在此與各位分享實驗教學(xué)片斷。

1. “二氧化碳制取的研究”實驗教學(xué)片斷實錄

師：活動探究一：實驗室制取CO2的藥品及原理（合作探究——不議不講）

議一議：學(xué)案中下列反應(yīng)能否適用于實驗室制二氧化碳，并說出理由。

生：有的氣體不純，有的需要加熱，綜合后最佳方案選擇堿式碳酸銅+鹽酸反應(yīng)。

師：下面有如圖2的三組藥品，老師放入等量固體，再加等體積的液體。請注意觀察現(xiàn)象和放出氣泡的速度。做一做：并根據(jù)觀察到的現(xiàn)象填寫下表。

師：如果我們實驗室制取二氧化碳你們覺得最佳選擇是哪組藥品？能選（1）嗎？為什么？

生：選擇（2），不選（1）因為太快了來不及收集氣體。

師：很好，（邊講邊拿出堿式碳酸銅固體試劑瓶）前面議一議時我們選的最佳組合堿式碳酸銅+鹽酸反應(yīng)用來實驗室制取二氧化碳可行嗎？

生：（搶答）不行！因為固體是粉末狀的反應(yīng)太快，不易控制。

師：有道理。其實選擇石灰石還有個重要原因是成本問題。實驗室碳酸鈉單價6.5元/500g，而實驗室一塊大理石（和石灰石主要成分相同）敲碎了我們用了十年。

師：指導(dǎo)歸納，理一理：討論實驗室制取某氣體在選擇藥品時應(yīng)考慮哪些方面。

制得氣體要純；反應(yīng)條件要易滿足；反應(yīng)速率要適中；原料成本低。

（過渡）如果現(xiàn)在只有碳酸鈉一定不行嗎？我們有化學(xué)儀器能使反應(yīng)變慢一點(diǎn)嗎？

生：只要用到分液漏斗控制反應(yīng)速度就是可行的。

師：好方法，下面我們就學(xué)習(xí)實驗室選擇什么樣的裝置來制取？

探究活動2：探究實驗室制取CO2的裝置，相信你會思考下面的兩個問題：（1）確定二氧化碳發(fā)生裝置應(yīng)考慮的因素？（2）確定二氧化碳收集裝置應(yīng)考慮的因素？

生：（七言八語）固液不加熱型；向上排空氣法。

師：（設(shè)置激趣情境）請各小組觀察你們小組的塑料水槽中所有儀器，各小組將利用桌上所給的實驗器材組合出制取二氧化碳的發(fā)生裝置。搭一搭：每個小組的儀器不完全相同，每個合作小組需要完成裝置的組裝并說明大理石和稀鹽酸怎樣加入反應(yīng)裝置。

（學(xué)生小組合作實驗時，教師巡視并適當(dāng)指導(dǎo)。）亮一亮：展示本組裝置（如圖3上）

生：我們小組是錐形瓶和導(dǎo)管裝置，從錐形瓶口加入大理石，再倒入稀鹽酸。

生：我們組是普通漏斗接玻璃管和試管裝置，大理石從試管口加入，稀鹽酸從漏斗口加入。

師：（展示學(xué)生的普通漏斗接玻璃管改成的“長頸漏斗”）第5組很有創(chuàng)意，他們用所給儀器自制了長頸漏斗，值得點(diǎn)贊！普通漏斗直接使用行嗎？一會兒實驗時你們可試試。

生：我們組是褲衩式試管裝置，大理石從一側(cè)褲腿加入，鹽酸另一側(cè)加入。（許多學(xué)生大笑）

師：其實這種試管倒過來像什么英文字母？（Y）對，一般我們稱之為Y型試管。

生：本組的是分液漏斗和錐形瓶裝置，大理石從錐形瓶口加入，稀鹽酸從分液漏斗口加入。

師：（同步展示圖3下的裝置）各組都連接好了裝置，明白了如何加入藥品，下面我們來操作制取并檢驗二氧化碳?xì)怏w。

活動探究三：制取CO2并檢驗二氧化碳?xì)怏w。

步驟：（1）連接好儀器；（2）檢查裝置氣密性；（3）裝入固、液態(tài)藥品；（4）檢驗二氧化碳。

（提示：小燒杯中的水用于裝置氣密性檢查；澄清石灰水用小試管裝；注意藥品的用量）。

現(xiàn)一現(xiàn)：最后每組請展示你們裝置的優(yōu)點(diǎn)。

生：開始小組合作實驗探究。（師巡視，贊許、鼓勵并適時幫助學(xué)生完成氣密性的檢查。）

師：請同學(xué)們檢查氣密性時注意關(guān)鍵是“封閉”體系和“明顯”現(xiàn)象（氣泡或液柱）。如果一直無現(xiàn)象的小組可示意求助我，有兩組U型管中的碎玻璃或細(xì)銅絲是我們實驗員精心準(zhǔn)備加入的不需倒出，不影響檢查氣密性，至于作用可以小組討論。

師：（發(fā)現(xiàn)一半以上的小組完成了實驗）已完成的各小組看看能否使反應(yīng)停止，對比看看其它組的裝置討論出你們組裝置優(yōu)勢在哪里？沒完成的繼續(xù)加油！

（各組組長示意都完成實驗時，老師要求各組都停止實驗。）

師：走入學(xué)生小組中，請各組展示?，F(xiàn)一現(xiàn)：你們組的裝置的獨(dú)特之處。

生：我們是B組裝置，優(yōu)點(diǎn)可以從長頸漏斗中添加稀鹽酸。

生：我們是A組裝置，優(yōu)點(diǎn)裝置很簡潔，缺點(diǎn)是反應(yīng)無法停止。

生：我們是E組裝置，優(yōu)點(diǎn)彈簧夾一夾就可以停止，一打開就可以反應(yīng)，還可以添加酸。

師：E組裝置就是可以隨開隨停，還有哪幾組可以隨開隨停的裝置？

生：（我們）Y型試管只要傾斜倒出鹽酸就可以停止反應(yīng)，倒回去在一起就可繼續(xù)反應(yīng)。

生：我們的分液漏斗慢慢滴反應(yīng)就可以慢一點(diǎn)，全關(guān)就可以停止反應(yīng)。

師：C組裝置分液漏斗就是不但可以隨開隨停，還可以控制速度，很牛的哦！

我們今天的裝置可以分為：簡易裝置、可加液體裝置、可控制發(fā)生和停止裝置、可控制反應(yīng)速度裝置。相信你會反思，下面我們試著分析圖4幾組不同的裝置看看能否控制反應(yīng)的發(fā)生和停止。

生：我們第5組討論后覺得BDE都可以控制反應(yīng)的發(fā)生和停止。

師：看看這三組裝置和圖3中D共同之處是：什么分離才能使反應(yīng)停止？

生：固液分離。

師：對，關(guān)鍵是能否固液體分離（無論手動分離還是靠壓強(qiáng)原因自動分離）。

（過渡）剛才8組中有7組完成了實驗，澄清的石灰水有何現(xiàn)象？起什么作用呢？

（生齊答：變渾濁，作用是檢驗二氧化碳?xì)怏w。）

師：活動探究四：探究取CO2的驗證方法和驗滿方法。

比一比：檢驗二氧化碳?xì)怏w我們知道用澄清石灰水，那么收集無色的二氧化碳時又如何證明二氧化碳已集滿？

生：燃著的木條放在集氣瓶口檢驗如果熄滅則收集滿。

師：取第一小組的反應(yīng)容器錐形瓶打開橡皮塞伸入燃著的木條，請同學(xué)們觀察分析原因。

生：滅了！滅了?。ㄅd奮中）

師：說明反應(yīng)容器內(nèi)，（充滿了二氧化碳?xì)怏w），對！那么我們收集好的二氧化碳?xì)怏w集氣瓶應(yīng)該如何放在試驗臺上？（正放，學(xué)生齊答）

師：最后我們結(jié)合實驗室制取氣體的一般思路：反應(yīng)原理 → 反應(yīng)裝置 → 驗證、驗滿方法，請各組小結(jié)本節(jié)課你們的收獲。

生：化學(xué)實驗真好玩，今天我學(xué)會了氣密性檢查，知道了塞緊橡皮塞的重要性。

生：制取二氧化碳的發(fā)生裝置有許多的變化，我們的U型管裝置控制很神奇。

生：通過小組實驗我們理解了發(fā)生裝置與原理，收集裝置與氣體性質(zhì)，驗證、驗滿方法和氣體化學(xué)性質(zhì)之間內(nèi)在聯(lián)系。

師：（相信你會創(chuàng)新?。┱n后的一個創(chuàng)新性家庭小實驗：

藥品：大理石 食醋

材料：廢棄的礦泉水瓶（提示：礦泉水瓶是可以形變的）

實驗要求：制作可以控制二氧化碳反應(yīng)發(fā)生與停止的裝置。（網(wǎng)絡(luò)鏈接：啟普發(fā)生器）

生：行嗎？（小組議論老師手中的礦泉水瓶）

（下課了，許多小組成員還在興趣盎然地擺弄著不同的制取二氧化碳的裝置。）

（二）對課堂教學(xué)的反思

結(jié)合“課程標(biāo)準(zhǔn)”“義務(wù)教育階段的化學(xué)教育，要激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的好奇心，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識物質(zhì)世界的變化規(guī)律，形成化學(xué)的基本觀念；引導(dǎo)學(xué)生體驗科學(xué)探究的過程，啟迪學(xué)生的科學(xué)思維，培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力；引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識化學(xué)、技術(shù)、社會、環(huán)境的相互關(guān)系，理解科學(xué)的本質(zhì)，提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)?！狈此急菊n教學(xué)設(shè)計和實施的得失。

1. 存在的問題

（1）本節(jié)課在時間調(diào)控略顯不足，給學(xué)生自主探究、展示時顯得倉促。

（2）學(xué)生對于氣密性檢查和創(chuàng)新裝置的組裝不熟練，實驗中學(xué)生不夠規(guī)范的操作普遍存在。掌握知識和學(xué)會操作還相距很遠(yuǎn)，需要在學(xué)生實驗中加強(qiáng)實驗技能的訓(xùn)練。

（3）教學(xué)中需要進(jìn)一步將問題權(quán)交給學(xué)生，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，從而使課堂教學(xué)迸發(fā)出更多的生成性的火花。

2. 小組合作實驗探究貫穿課堂，促進(jìn)學(xué)生學(xué)會學(xué)習(xí)和實踐創(chuàng)新

化學(xué)學(xué)科的特點(diǎn)就是實驗，小組合作實驗探究貫穿于整個教學(xué)過程是本節(jié)課的亮點(diǎn)。事實證明小組合作實驗探究是一種行之有效的教學(xué)方法。根據(jù)促進(jìn)學(xué)生自主發(fā)展的探究性學(xué)習(xí)理念，要給學(xué)生活動小組足夠的時間和空間，讓學(xué)生充分合作、自主探究。本節(jié)課學(xué)生小組合作的實驗探究，對二氧化碳制取原理、裝置的理解和實驗室制氣的思路的學(xué)習(xí)和實踐非常有效。從演示探究制取二氧化碳的藥品，到對小組實驗探究二氧化碳制取裝置的組裝，到小組合作制取并檢驗二氧化碳?xì)怏w，以及課后家庭實驗二氧化碳隨開隨停裝置的拓展創(chuàng)新都是利用化學(xué)實驗探究突破教學(xué)難點(diǎn)，發(fā)展學(xué)生的核心素養(yǎng)，促進(jìn)學(xué)生學(xué)會學(xué)習(xí)、學(xué)會合作、實踐創(chuàng)新，發(fā)揚(yáng)科學(xué)精神。

3. 小組合作實驗探究，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和人文底蘊(yùn)

根據(jù)新課程理念，化學(xué)教學(xué)應(yīng)以全面提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)為主旨?？茖W(xué)素養(yǎng)包括科學(xué)思想、科學(xué)態(tài)度、科學(xué)方法等方面的素質(zhì)和修養(yǎng)。在教學(xué)過程中應(yīng)加強(qiáng)科學(xué)素養(yǎng)教育，重視知識的獲取過程，重視讓學(xué)生掌握學(xué)習(xí)方法。本課大膽創(chuàng)新設(shè)計，以小組合作展開二氧化碳制取原理、裝置設(shè)計和操作展開探究，學(xué)生通過合作、交流，體驗到了自主探究的樂趣，進(jìn)而提高了學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，即使下課了仍對各組的制取裝置戀戀不舍。學(xué)生經(jīng)歷整個探究和制取二氧化碳的過程，體驗科學(xué)探究的過程和方法，利于樹立嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。對于二氧化碳制取的探究式設(shè)計是另一大亮點(diǎn)，“議一議”、“做一做”、“說一說”、“搭一搭”、“亮一亮”、“比一比”、“理一理”等若干小版塊，環(huán)環(huán)相扣，給人耳目一新、一氣呵成之感?！跋嘈拍銜伎肌苯鉀Q研究方法問題，“相信你會操作”解決實驗操作問題，“相信你會對比”解決靈活應(yīng)變問題，“相信你會反思”解決應(yīng)用能力問題，“相信你會創(chuàng)新”解決思維遷移問題。五個版塊層推遞進(jìn)，充滿人文韻味，使學(xué)生充分感受化學(xué)儀器之美、化學(xué)思維之美，拓展的網(wǎng)絡(luò)鏈接啟普發(fā)生器更體現(xiàn)化學(xué)史富含的人文底蘊(yùn)，以此突破本課中裝置探究的教學(xué)難點(diǎn)。

化學(xué)的特征是研究和創(chuàng)造物質(zhì)。學(xué)習(xí)化學(xué)不僅有助于學(xué)生培養(yǎng)終身學(xué)習(xí)的意識、嚴(yán)謹(jǐn)求實的科學(xué)態(tài)度、綠色化學(xué)的發(fā)展觀念；而且也是追求真善美的統(tǒng)一，成為富有人文素養(yǎng)、全面發(fā)展的人。

參考文獻(xiàn)

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[3] 人民教育微信群，《中國學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)》總體框架正式發(fā)布，2016，9