芻議試題引領(lǐng)下化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)的培養(yǎng)

徐軍

摘要：發(fā)展學(xué)生的核心素養(yǎng)已經(jīng)成為大家的共識，學(xué)生的核心素養(yǎng)發(fā)展必然要落實各個學(xué)科的教學(xué)中，如何實現(xiàn)“教學(xué)評”和諧統(tǒng)一，讓核心素養(yǎng)發(fā)展真正成為需要，“評”顯得特別重要，因為它可形成倒逼機(jī)制，師生形成自覺行動。

關(guān)鍵詞：碘的制取；試題引領(lǐng)；化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)

文章編號：1008-0546（2017）07-0000-00 中圖分類號：G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2017.07.000

《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（征求意見稿）》指出化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)由“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(rèn)知”、“實驗探究與創(chuàng)新意識”、“科學(xué)精神與社會責(zé)任”等五個要素構(gòu)成。李藝，鐘柏昌認(rèn)為：學(xué)科核心素養(yǎng)應(yīng)由三個層面構(gòu)成，最底層的“‘雙基指向”（稱為“‘雙基層”），以基礎(chǔ)知識和基本技能為核心；中間層的“問題解決指向”（稱為“問題解決層”），以解決問題過程中所獲得的基本方法為核心；最上層的“學(xué)科思維指向”（稱為“學(xué)科思維層”），在系統(tǒng)的學(xué)科學(xué)習(xí)中通過體驗、認(rèn)識及內(nèi)化等過程逐步形成的相對穩(wěn)定的思考問題、解決問題的思維方法和價值觀，實質(zhì)上是初步得到學(xué)科特定的認(rèn)識世界和改造世界的世界觀和方法論。學(xué)科思維層次的核心素養(yǎng)，必須在“‘雙基層”和“問題解決層”的體驗性學(xué)習(xí)活動中理解和習(xí)得。分析化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的五個要素和三個層面，可以發(fā)現(xiàn)課程標(biāo)準(zhǔn)提出的前三類核心素養(yǎng)和核心素養(yǎng)三個層面中前二個層面是對應(yīng)的，都是強(qiáng)調(diào)學(xué)科知識的建立、解決學(xué)科問題的思想、方法。后二類核心素養(yǎng)和“學(xué)科思維層”，都是超越了學(xué)科的界限，在此基礎(chǔ)上形成特有為終身發(fā)展的需要的思想和方法。由此可見發(fā)展學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)的落腳點是學(xué)科教學(xué)，離開學(xué)科教學(xué)來談學(xué)科核心素養(yǎng)提升，只能使核心素養(yǎng)的培養(yǎng)與提升成為無源之水、無本之木。

談到學(xué)科教學(xué)，我們自然而然想到當(dāng)前的教育中出現(xiàn)的問題，目前的應(yīng)試教育仍然是教育的主流，考什么，教什么，練什么，可以說這一現(xiàn)象在目前乃至今后相當(dāng)長的時間都很難改變?；A(chǔ)教育課程的改革，從“雙基”到“三維目標(biāo)”、再到“發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)”，無論怎樣的提法，筆者認(rèn)為首先是教師要對教學(xué)內(nèi)容和課程有深入的理解，教師在對教學(xué)內(nèi)容和課程有深入的理解的前提下，把學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)落實到教學(xué)的過程中，特別是教學(xué)質(zhì)量評價體制中去。因為考試評價是對教育質(zhì)量監(jiān)測的重要手段，考試評價和學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)有機(jī)結(jié)合，可引導(dǎo)學(xué)生自覺的實現(xiàn)核心素養(yǎng)，又使學(xué)校對新課程的理念實施形成倒逼機(jī)制。反之如果教學(xué)質(zhì)量評價體制不能體現(xiàn)學(xué)科核心素養(yǎng)，學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)就可能標(biāo)簽化、形式化、邊源化。筆者以一道化學(xué)高考題為突破口，對三個“海帶中提取碘”的流程作比較，分析如何使化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)落實到教學(xué)的評價中去，談?wù)勛约旱南敕ā?/p>

一、問題的提出

（2015年浙江29題，節(jié)選）某學(xué)習(xí)小組按如下實驗流程探究海帶中碘含量的測定和碘的制取。

實驗（二） 碘的制取

另制海帶浸取原液，甲、乙兩種實驗方案如下：

已知：3I2+6NaOH=5NaI+NaIO3+3H2O。

請回答：（3）③下列有關(guān)步驟Y的說法，正確的是

。

A.應(yīng)控制NaOH溶液的濃度和體積

B.將碘轉(zhuǎn)化成離子進(jìn)入水層

C.主要是除去海帶浸取原液中的有機(jī)雜質(zhì)

D.NaOH溶液可以由乙醇代替

④實驗（二） 中操作Z的名稱是 。

（4）方案甲中采用蒸餾不合理，理由是 。

（答案 ③AB ④過濾 （4）主要由于碘易升華，會導(dǎo)致碘的損失）

試題取材于經(jīng)典的從海帶中提取碘的工業(yè)流程，該工業(yè)生產(chǎn)過程也是中學(xué)課本中的一個典例，是必修的重要內(nèi)容。以蘇教版為例，從海帶中提取碘的流程有兩個，一個是教材（必修1）P47“從海帶中提取碘的工業(yè)生產(chǎn)過程”，流程如下。

一個是教材（必修1）P62習(xí)題“化學(xué)課外活動小組以海帶為原料獲得少量碘水，并以CCl4為溶劑將碘從碘水中提取碘出來”。流程如下把三個流程放在一起，我們不難發(fā)現(xiàn)反應(yīng)的原理是一樣的，都是用氧化劑把碘離子氧化成單質(zhì)碘，但具體過程卻不盡相同。圖2、圖3流程中除對海帶的處理方式不同之外，圖3流程顯得更可操作性，圖1很具體的說明了海帶浸取原液制備I2操作流程。用圖1流程命題的意圖是什么，三個流程圖有什么關(guān)系呢？帶著這些問題不妨作一個深度探討。

二、問題的思考

問題一：海帶的處理是灼燒還是浸泡好？

據(jù)文獻(xiàn)海帶中碘的含量一般在0.3%以上，高可達(dá)0.7%-0.9%，海帶植物細(xì)胞中的碘88.3%為I-，10.3%為有機(jī)碘，1.4%為IO3-，灼燒可除去有機(jī)物，使有機(jī)碘變?yōu)镮-，實現(xiàn)碘的富集。水浸泡同樣可以使I-浸出，但出來的量少一些，速度慢一些，出來的浸泡液中有可溶性有機(jī)質(zhì)，因此在圖2從海帶中提取碘的工業(yè)生產(chǎn)流程中，浸泡液中加了NaOH溶液以除去有機(jī)質(zhì)。由此灼燒還是浸泡都可以對海帶進(jìn)行處理。

問題二：氧化劑是如何選擇的？圖1流程中選擇的是O2，圖2流程沒有指明氧化劑，圖3課外小組選擇的是Cl2，為什么不選擇雙氧水呢？

要回答了解這一問題，首先了解一些常見氧化劑及價格表

從表中很明顯看出O2的價格最便宜，而且不產(chǎn)生污染， 因此圖1流程中用O2是最經(jīng)濟(jì)且不產(chǎn)生污染的氧化劑。雙氧水雖然是綠色環(huán)保，但價格貴，生產(chǎn)成本高，且穩(wěn)定性差?；瘜W(xué)課外活動小組以作Cl2氧化劑，主要是因為與該節(jié)教材內(nèi)容相適應(yīng)，以鞏固所學(xué)的知識，體現(xiàn)Cl2的氧化性。圖2流程中沒有指明氧化劑是因為工業(yè)上不僅僅用某一種氧化劑，要根據(jù)實際情況加以選擇，這樣使流程圖更科學(xué)，也給學(xué)生流下了更多的探討空間。

問題三：流程圖1、圖2中用CCl4萃取I2，為什么不能用蒸餾的方法進(jìn)一步分離I2和CCl4？

查閱資料知CCl4、I2的沸點分別為76.8℃和184.3℃。可用實驗驗證。用如圖4裝置對CCl4萃取碘后的溶液蒸餾，收集77℃左右的餾份。（CCl4沸點77℃）。

實驗現(xiàn)象：50℃左右即出現(xiàn)紫紅色蒸氣，77℃時大量紫紅色蒸氣，蒸餾燒瓶中沒有得到紫黑色的碘單質(zhì)。

實驗現(xiàn)象解釋：一方面碘在加熱過程中升華，常壓蒸餾，I2隨CCl4揮發(fā)；另一方面CCl4中的碘含量很少，因此常壓蒸餾后，在蒸餾燒瓶中得不到I2。

問題四：為什么圖1流程中最終獲得碘單質(zhì)可以用過濾的方法？

向I2的CCl4溶液中加入NaOH，碘在強(qiáng)堿溶液中發(fā)生歧化反應(yīng)，生成可溶于水的碘化鈉和碘酸鈉，從而達(dá)到分離四氯化碳中I2的目的（3I2+ 6OH-=IO3-+5I-+3H2O），然后在分離后的溶液中加入硫酸酸化，發(fā)生歸中反應(yīng)（5I-+IO3-+6H+=3I2+3H2O），生成碘單質(zhì)，由于I2在水中的溶解度很小[0.028g/100g（20℃）]，過濾分離后即可獲得固態(tài)I2。

顯然，課本上按排圖2、圖3的流程是有一定的原因的。圖2是工業(yè)生產(chǎn)過程，圖3是活動小組的實驗流程。圖3活動小組的實驗流程設(shè)計，更關(guān)注學(xué)生通過階段書本知識的學(xué)習(xí)，根據(jù)學(xué)生已具備的知識能力，中學(xué)實驗室現(xiàn)有的儀器和設(shè)備，在實驗室可以自主探究實驗。工業(yè)生產(chǎn)流程更接近真實的工業(yè)生產(chǎn)，是化學(xué)知識在生活、生產(chǎn)中的運(yùn)用。實驗室的設(shè)計流程不能全面反應(yīng)工業(yè)生產(chǎn)流程，雖然二者的基本原理是一致的，但具體的流程差別較大，介于學(xué)生目前的知識能力，還不能解決所有的問題。圖2工業(yè)生產(chǎn)流程，沒有指明氧化劑，沒有對碘的后繼制備加以說明，給學(xué)生后繼學(xué)習(xí)提供了大的探討空間。由此可見，僅僅是把書本知識作為事實和結(jié)論來占有，忽視思維方式的培養(yǎng)和學(xué)科觀念的建立，是難以真切地促進(jìn)學(xué)生學(xué)科關(guān)鍵能力發(fā)展和提升的。圖1的高考流程圖給了我們啟發(fā)：化學(xué)是一門實驗科學(xué)，采用以學(xué)科思想、學(xué)科思維方式和學(xué)科方法的建立為目的實驗探究學(xué)習(xí)可以有效達(dá)成。重視教材中與生活、生產(chǎn)實際及社會發(fā)展緊密聯(lián)系的化學(xué)核心知識，讓學(xué)生走進(jìn)實驗室，可以使學(xué)生不斷發(fā)現(xiàn)并提出問題，促進(jìn)學(xué)生深度學(xué)習(xí)，用實驗回答我們的困惑。要把工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實際和我們的理論、實驗操作結(jié)合起來，跳出思維的框框。學(xué)生化學(xué)學(xué)科關(guān)鍵能力的培養(yǎng)要營造合適的問題情境，讓課堂與生活對接，為學(xué)生提供一些生活情境與背景的實際問題，讓學(xué)生經(jīng)歷問題的解決過程，并在問題解決的過程中學(xué)會收集、整理、篩選、組織、分類和處理各種信息，并通過自己的觀察發(fā)現(xiàn)、猜想驗證及推理建模促進(jìn)策略的生成。

三、高考試題對化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的落實

1. 試題取材書本，考查核心概念和主干知識，落實雙基

試題取材于高中化學(xué)必修教材（蘇教版“從海水中獲得的化學(xué)物質(zhì)”、人教版“海水資源的開發(fā)利用”），給出“從海帶中提取碘”流程相關(guān)信息，考查氧化還原反應(yīng)、實驗基本操作、實驗設(shè)計和評價，注重對基礎(chǔ)知識、基本技能和基本方法的考查，涉及中學(xué)化學(xué)的主干知識和核心內(nèi)容。流程中由I-轉(zhuǎn)化成I2，再由I2轉(zhuǎn)化成I-、IO3-，又由I-、IO3-轉(zhuǎn)化成I2，沒有一個是書本上現(xiàn)成的反應(yīng)原理，但卻是基礎(chǔ)知識理論的深化，平時如果對雙基不能加以訓(xùn)練拓展，不注重知識的遷移，是很難讀懂流程圖，更談不上解決試題中的問題。

2. 從課本實驗到工業(yè)生產(chǎn)，進(jìn)行實驗探究和創(chuàng)新意識的培養(yǎng)

以教材中碘的制取為素材，設(shè)計成高考題，體現(xiàn)了“源于教材又不拘泥于教材”的命題指導(dǎo)思想。它把學(xué)生對教材的理解，工業(yè)生產(chǎn)實際結(jié)合起來，教材中流程圖模糊處理的部分操作具體化，流程更貼近真實的生產(chǎn)實際，進(jìn)行深層次設(shè)問，能力要求高于教材水平。從實驗室到工業(yè)制法，考查學(xué)生真實的應(yīng)用情景中對信息的獲取、分析和處理能力以及知識的遷移應(yīng)用能力。意在引導(dǎo)中學(xué)化學(xué)教學(xué)應(yīng)重視教材中的實驗素材，關(guān)注化學(xué)知識在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用，體現(xiàn)化學(xué)學(xué)科的應(yīng)用性?？梢赃@樣說，如果學(xué)生不走進(jìn)實驗室，平時不積極思考、探索書本知識和生產(chǎn)實際如何結(jié)合，是很難做好這道高考題的。

作為一線教師，僅僅滿足于書本知識，停留在應(yīng)試目標(biāo)，讓學(xué)生機(jī)械記憶一些反應(yīng)原理，合成線路，物質(zhì)的性質(zhì)和用途，不進(jìn)行實驗探究，學(xué)生的思維得不到發(fā)展，老師的思維也缺少深度，更談不上創(chuàng)新意識的培養(yǎng)。就以這道高考題為例，在教學(xué)中，我們常常認(rèn)為分離I2和CCl4可以用蒸餾的方法，因為從表面上看，它符合蒸餾的分離的條件，I2和CCl4互溶且沸點相差較大，教材上也沒有加以說明，所以我們會主觀臆斷用蒸餾的方法分離I2和CCl4，甚至有些教輔資料目前還認(rèn)為用蒸餾的方法分離I2和CCl4。我們雖然知道I2在水中的溶解度不大，但實驗時，由于生成的I2量少，沒有形成晶體，當(dāng)然就用不到過濾這一操作提取I2。我們很難想到工業(yè)上用“反萃取法”，可以在溶液中得到大量I2晶體，最終用過濾操作提取I2。如果平時教學(xué)中不進(jìn)行實驗探究，不把書本知識和生產(chǎn)生活緊密結(jié)合，不注重創(chuàng)新意識的培養(yǎng)，要高質(zhì)量的完成高考試題的解答是不可能的。

3. 從生產(chǎn)流程中體現(xiàn)社會責(zé)任和綠色化學(xué)

《義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2011年版）》的三維目標(biāo)體系在情感態(tài)度與價值觀方面明確提出：“感受并贊賞化學(xué)對社會的積極作用，關(guān)注與社會有關(guān)的某些社會問題，增強(qiáng)愛國情感，培養(yǎng)社會責(zé)任感?！绷鞒讨蟹謩e用煅燒法和水煮法提取海帶中的碘，旨在通過從海帶中提取碘單質(zhì)，使學(xué)生了解從植物中提取物質(zhì)的一般方法。我們?nèi)粘Ｉ钪杏盟蚓婆葜浦兴?，從草木灰中提取碳酸鉀都是用的是這一原理，青蒿素用水煮法提取，其有效成分會被高溫分解，獲得諾貝爾獎的屠呦呦成功之處在于用乙醚提取青蒿中的有效成分。引導(dǎo)學(xué)生把所學(xué)的知識與自然、社會、生活及時政要聞熱點聯(lián)系起來，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的熱情，增強(qiáng)社會責(zé)任感與愛國熱情，樹立正確的人生觀，價值觀。筆者在學(xué)完該節(jié)課時，設(shè)計了以實驗為主的實踐性作業(yè)，例如菠菜中鐵元素的檢測，對菠菜是用煅燒法還是水煮法，讓學(xué)生自己查閱資料，進(jìn)行探究。檢索文獻(xiàn)表明，菠菜中鐵元素以草酸亞鐵的形式存在，草酸亞鐵屬于難溶物。因此只能對菠菜用煅燒法進(jìn)行處理，這樣不僅能鞏固學(xué)生的知識、技能，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，更重要的是讓學(xué)生體會到化學(xué)在人類社會發(fā)展中的作用。

化學(xué)為人類社會發(fā)展和進(jìn)步做出了極大的貢獻(xiàn)，但在工業(yè)生產(chǎn)過程中更要關(guān)注化學(xué)生產(chǎn)對人類的影響，盡可能降低生產(chǎn)成本，保護(hù)環(huán)境，實現(xiàn)循環(huán)利用，倡導(dǎo)綠色化學(xué)。 三個流程圖中對氧化劑的選擇，用常壓蒸餾的方法不能分離萃取液中I2和CCl4，還有另一方面原因：CCl4是較昂貴的化學(xué)試劑，有毒，且易揮發(fā)。如果減壓蒸餾，能實現(xiàn)有效分離，效果雖好，但成本大，不經(jīng)濟(jì)。這些問題的探究和解決，沒有刻意去追求什么，更沒有貼上學(xué)科素養(yǎng)的培養(yǎng)標(biāo)簽，但無不滲透學(xué)科素養(yǎng)的培養(yǎng)。同樣，平時不重視從綠色化學(xué)的本質(zhì)和社會責(zé)任感的高度理解化學(xué)中的問題，會使學(xué)生對試題的解答產(chǎn)生迷惘。

四、結(jié)語

高中化學(xué)核心素養(yǎng)的培養(yǎng)是學(xué)生核心素養(yǎng)的重要組成部分，如何把學(xué)科知識為核心的教學(xué)和學(xué)科核心素養(yǎng)統(tǒng)一起來，要求我們教學(xué)工作者更新思想，不斷學(xué)習(xí)探索。筆者認(rèn)為談到學(xué)生核心素養(yǎng)，就抱怨目前這種考試制度，認(rèn)為考試制度制約學(xué)生核心素養(yǎng)的形成，這種想法是片面的、甚至是消極的，產(chǎn)生這種想法的一個主要根源是教學(xué)評價體制出了問題，學(xué)生練習(xí)、試題的內(nèi)容沒有體現(xiàn)對學(xué)生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，致使教師對學(xué)生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)缺少激情，教師沒有很好利用教材挖掘培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的內(nèi)容。在目前現(xiàn)狀沒有改變的情況下，我們就要從實際出發(fā)，求真務(wù)實，變消極為積極，化被動為主動，毫不夸張說：目前考綱是我們教學(xué)的風(fēng)向標(biāo)，考試成績是考核我們教師的教師實績重要指標(biāo)。教師追求教學(xué)實績，無可厚非，如果做到核心素養(yǎng)的培養(yǎng)和教學(xué)內(nèi)容有機(jī)結(jié)合，試題、考題體現(xiàn)核心素養(yǎng)的培養(yǎng)的同時，引領(lǐng)教師追求對學(xué)生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，做到“潤物細(xì)無聲”，不正是我們期盼的嗎？有一個不爭的事實：教學(xué)質(zhì)量的評價是廣大教育工作者的工作的催化劑。核心素養(yǎng)的培養(yǎng)落實到教學(xué)評價機(jī)制中去，就可形成倒逼機(jī)制，自覺行動，成為師生追求的共同目標(biāo)。文中這道高考題給了很好的范例，讓考題引領(lǐng)學(xué)科素養(yǎng)的提升，展示了一個全新視角。

我們再回頭總結(jié)一下三個流程圖：實驗室的設(shè)計流程不能全面反應(yīng)工業(yè)生產(chǎn)流程，事實上我們也不可能通過教科書學(xué)習(xí)所有工業(yè)生產(chǎn)實際問題，不走進(jìn)實驗室，不把生產(chǎn)實際和書本知識結(jié)合，不自覺進(jìn)行化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，就很難高質(zhì)量完成高考題的解答。通過高考題的解答的分析，會讓我們深深體會到只有把學(xué)科素養(yǎng)的提升落實到平時教學(xué)中去，學(xué)生不能僅僅滿足于學(xué)科知識的掌握，要在平時學(xué)習(xí)中注重不斷的探索，主動發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，才能在高考中取得理想成績?！敖炭己椭C，引領(lǐng)課改”是我們廣大教育工作者的期盼，要培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，必須立足于課本，引領(lǐng)在課堂，在試卷上有所體現(xiàn)。基礎(chǔ)教育化學(xué)課程改革的目標(biāo)是“提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)”，為了實現(xiàn)這一目標(biāo)，從學(xué)生未來發(fā)展需要出發(fā)，用試題引領(lǐng)教學(xué)，是非常行之有效的做法。本文中的高考題，有機(jī)把課本和實際工業(yè)生產(chǎn)結(jié)合起來，不僅考查學(xué)生對課本上基礎(chǔ)知識和基本技能的掌握情況，更能引領(lǐng)我們教育工作者要真正落實課改精神，改變教法，轉(zhuǎn)變思路，教學(xué)中給學(xué)生留下了解社會、深入思考、動手實踐的時間。

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