基于實(shí)驗(yàn)探究背景下的化學(xué)專(zhuān)題復(fù)習(xí)教學(xué)實(shí)踐

饒慧伶+王鋒

摘 要：為了促進(jìn)學(xué)生化學(xué)核心素養(yǎng)的發(fā)展，以中考復(fù)習(xí)專(zhuān)題“變質(zhì)類(lèi)”實(shí)驗(yàn)探究為例，深入挖掘該教學(xué)內(nèi)容在培養(yǎng)學(xué)科核心素養(yǎng)上的功能，巧妙處理教學(xué)的邏輯線(xiàn)和情境線(xiàn)，使教學(xué)環(huán)節(jié)邏輯化、層次化、多元化、科學(xué)化。通過(guò)創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境，讓學(xué)生深度參與“氫氧化鈉變質(zhì)了嗎？”、“氫氧化鈉溶液變質(zhì)的程度如何？”、“如何定量計(jì)算氫氧化鈉溶液變質(zhì)的程度？”等學(xué)習(xí)活動(dòng)，突破教學(xué)重難點(diǎn)、讓學(xué)生體驗(yàn)一個(gè)較完整的探究活動(dòng)，感受從定性到定量的研究過(guò)程并初步建構(gòu)思維模型。

關(guān)鍵詞：學(xué)科核心素養(yǎng)；實(shí)驗(yàn)探究 ；中考復(fù)習(xí)專(zhuān)題；教學(xué)案例

化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)是現(xiàn)代社會(huì)公民必備的科學(xué)素養(yǎng)，是學(xué)生終身發(fā)展的重要基礎(chǔ)[1]。核心素養(yǎng)的提出呼喚課程性質(zhì)、任務(wù)的轉(zhuǎn)變，《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（征求意見(jiàn)稿）》（2016版）提出“以培養(yǎng)化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)為主旨”的基本理念，課堂教學(xué)勢(shì)必要從知識(shí)技能傳授的單向傳輸，轉(zhuǎn)向以學(xué)科核心素養(yǎng)培養(yǎng)為目標(biāo)和導(dǎo)向。從雙基到三維目標(biāo)再到核心素養(yǎng)，是從教書(shū)到育人的過(guò)程。

初中作為化學(xué)教育的啟蒙階段，承擔(dān)著促進(jìn)學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)形成和發(fā)展的重任，然而在中考的壓力下，多數(shù)復(fù)習(xí)課直指中考考試要求，“為考而學(xué)”、“反復(fù)灌輸”、“刷題戰(zhàn)術(shù)”屢見(jiàn)不鮮。中考復(fù)習(xí)課其實(shí)對(duì)于培養(yǎng)化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)是具有其獨(dú)特重要意義的，此階段學(xué)生有一定的認(rèn)知基礎(chǔ)，人人具有參加討論的能力，在梳理知識(shí)框架時(shí)，既是提升其認(rèn)知能力的過(guò)程，也是培養(yǎng)其科學(xué)素養(yǎng)的過(guò)程。

本案例涉及的教學(xué)內(nèi)容為“變質(zhì)類(lèi)”實(shí)驗(yàn)探究專(zhuān)題復(fù)習(xí)?！读x務(wù)教育初中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》中指出“將科學(xué)探究作為課程改革的突破口”，實(shí)驗(yàn)探究是培養(yǎng)化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的重要途徑。以福建省各市歷年中考卷為例，實(shí)驗(yàn)探究題都占有較大分值，且對(duì)學(xué)生具有一定難度。因此本課題的主要內(nèi)容是以氫氧化鈉、氫氧化鈣為知識(shí)核心的“變質(zhì)類(lèi)”實(shí)驗(yàn)專(zhuān)題復(fù)習(xí)。

一、教學(xué)目標(biāo)

進(jìn)一步認(rèn)識(shí)氫氧化鈉、氫氧化鈣與二氧化碳反應(yīng)的性質(zhì)和涉及的物質(zhì)碳酸鈉等的性質(zhì)與轉(zhuǎn)化關(guān)系，熟練掌握反應(yīng)的化學(xué)方程式。

通過(guò)探究氫氧化鈉、氫氧化鈣的變質(zhì)，指導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)和提出有探究?jī)r(jià)值的問(wèn)題、作出假設(shè)、設(shè)計(jì)方案、學(xué)會(huì)合作、進(jìn)行探究從而培養(yǎng)學(xué)生的“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)”素養(yǎng)。分析問(wèn)題時(shí)，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)物質(zhì)的性質(zhì)進(jìn)行推理和歸納，逐步理解物質(zhì)變質(zhì)的一般原理，培養(yǎng)學(xué)生進(jìn)行歸納總結(jié)的能力、解釋現(xiàn)象的本質(zhì)和規(guī)律的能力，提高“證據(jù)推理和模型認(rèn)知”素養(yǎng)，通過(guò)動(dòng)手、反思、感悟，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)“科學(xué)精神與社會(huì)責(zé)任”素養(yǎng)。

二、教學(xué)過(guò)程

（一） 教學(xué)活動(dòng)主題一：創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境，激發(fā)學(xué)習(xí)欲望

[教師活動(dòng)過(guò)程 學(xué)生活動(dòng)過(guò)程 [導(dǎo)入]同學(xué)們，你們桌上有一瓶久置的氫氧化鈉溶液，橡膠塞表面有許多的白色固體析出。白色固體是什么？此時(shí)，瓶?jī)?nèi)的氫氧化鈉溶液變質(zhì)了嗎？

請(qǐng)寫(xiě)出氫氧化鈉變質(zhì)的化學(xué)方程式。 [回答]可能是氫氧化鈉；碳酸鈉；

瓶?jī)?nèi)的氫氧化鈉溶液可能變質(zhì)了。

一位同學(xué)到黑板上書(shū)寫(xiě)化學(xué)方程式，其余同學(xué)寫(xiě)在導(dǎo)學(xué)案相應(yīng)位置上。 ]

[設(shè)計(jì)說(shuō)明]真實(shí)的問(wèn)題情境是激發(fā)學(xué)生探究欲望的最好方式。以這種方式導(dǎo)入本課題內(nèi)容，不但有趣而且直切學(xué)生作業(yè)中已遇到的難點(diǎn)，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)該部分內(nèi)容的重要性，且感受到化學(xué)的學(xué)習(xí)價(jià)值和實(shí)用性，這對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神與社會(huì)責(zé)任素養(yǎng)是有益的。

（二） 教學(xué)活動(dòng)主題二：氫氧化鈉變質(zhì)了嗎？

[設(shè)計(jì)說(shuō)明]這一環(huán)節(jié)，確定探究目的后，鑒于學(xué)生已有的知識(shí)，設(shè)計(jì)活動(dòng)時(shí)增加了學(xué)生的活動(dòng)開(kāi)放程度，讓學(xué)生在老師不提示的情況下，自主地設(shè)計(jì)驗(yàn)證氫氧化鈉溶液是否變質(zhì)的實(shí)驗(yàn)方案，只要不涉及實(shí)驗(yàn)安全，盡量不過(guò)多干預(yù)和修改學(xué)生的方案，鼓勵(lì)學(xué)生大膽猜想、創(chuàng)新設(shè)計(jì)、小心求證，讓學(xué)生在探究中學(xué)會(huì)合作，對(duì)“異?！爆F(xiàn)象提出自己的見(jiàn)解，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)素養(yǎng)。同時(shí)，及時(shí)進(jìn)行小結(jié)，讓學(xué)生感知物質(zhì)性質(zhì)、變化與探究物質(zhì)變質(zhì)間的巧妙關(guān)系，通過(guò)學(xué)生獨(dú)立完成反應(yīng)關(guān)系思維導(dǎo)圖來(lái)培養(yǎng)學(xué)生的“化學(xué)變化觀(guān)念”。

[教師活動(dòng)過(guò)程 學(xué)生活動(dòng)過(guò)程 為每組學(xué)生提供以下藥品：酚酞試劑、稀鹽酸、氯化鋇溶液、氯化鈣溶液、氫氧化鈣溶液。

[探究任務(wù)]同學(xué)們，請(qǐng)你們?cè)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，驗(yàn)證你們桌上這瓶久置的氫氧化鈉溶液是否變質(zhì)。并依據(jù)實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，請(qǐng)大家注意合作、交流，遇到問(wèn)題，及時(shí)反映給老師或先與本組小組長(zhǎng)討論。

及時(shí)指導(dǎo)，關(guān)注基礎(chǔ)較為薄弱的學(xué)生設(shè)計(jì)方案、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的過(guò)程。

[提出問(wèn)題]大家提出的方案是否都可行？結(jié)論正確嗎？請(qǐng)同學(xué)們嘗試評(píng)價(jià)，給出自己的理由。

[提出問(wèn)題]實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象如何？有何結(jié)論。 [設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案]

方案一：取樣，加適量稀鹽酸，若有氣泡產(chǎn)生，則氫氧化鈉溶液變質(zhì)；

方案二：取樣，加酚酞，若變紅，則氫氧化鈉溶液變質(zhì)；

方案三：取樣，加氯化鋇溶液，若有白色沉淀產(chǎn)生，則氫氧化鈉溶液變質(zhì)；

方案四：取樣，加氯化鈣溶液，若有白色沉淀產(chǎn)生，則氫氧化鈉溶液變質(zhì)；

方案五：取樣，加氫氧化鈣溶液，若有白色沉淀產(chǎn)生，則氫氧化鈉溶液變質(zhì)；

[學(xué)生互評(píng)]通過(guò)討論與評(píng)價(jià)，學(xué)生發(fā)現(xiàn)，碳酸鈉和氫氧化鈉都是堿性的，都能使酚酞試液變紅，方案二不可用來(lái)檢驗(yàn)。

[匯報(bào)實(shí)驗(yàn)結(jié)果]氫氧化鈉已變質(zhì)。 [引導(dǎo)學(xué)生小結(jié)]通過(guò)該實(shí)驗(yàn)體驗(yàn)到，變質(zhì)通常是與空氣中的二氧化碳、氧氣等發(fā)生反應(yīng)，我們可以由此猜測(cè)變質(zhì)的產(chǎn)物，要驗(yàn)證是否變質(zhì)，可通過(guò)反應(yīng)產(chǎn)生明顯現(xiàn)象來(lái)檢驗(yàn)是否有該新物質(zhì)的存在。但注意排除原物質(zhì)的干擾，比如，碳酸鈉和氫氧化鈉都是堿性的，就不能用酚酞試液變紅來(lái)檢驗(yàn)碳酸鈉的存在。

這就涉及物質(zhì)的性質(zhì)和變化你是否已經(jīng)掌握。

請(qǐng)同學(xué)們寫(xiě)出碳酸鈉、氫氧化鈉的反應(yīng)關(guān)系圖。 [思考、書(shū)寫(xiě)反應(yīng)關(guān)系的思維導(dǎo)圖]endprint

[小結(jié)]檢驗(yàn)氫氧化鈉溶液變質(zhì)的方法。 ]

（三） 教學(xué)活動(dòng)主題三：氫氧化鈉溶液變質(zhì)的程度如何？

[教師活動(dòng)過(guò)程 學(xué)生活動(dòng)過(guò)程 [追問(wèn)]同學(xué)們，氫氧化鈉溶液已經(jīng)變質(zhì)，那變質(zhì)的程度如何呢？請(qǐng)對(duì)氫氧化鈉溶液的成分做出猜想，并在導(dǎo)學(xué)案上寫(xiě)下所有可能的組成，并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案驗(yàn)證你的猜想。

[引導(dǎo)]我們可以從部分變質(zhì)入手，若部分NaOH變?yōu)镹a2CO3，則溶液是NaOH和Na2CO3的混合物，只要通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明其中含有NaOH即可。開(kāi)始往分步鑒別這個(gè)方向引導(dǎo)學(xué)生，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究。

[補(bǔ)充]很好，要先完全除去CO32-，且不能影響OH-。所以這時(shí)，不能采用加酸的方式除去CO32-，因?yàn)闀?huì)將OH-反應(yīng)掉，從而影響OH-的檢驗(yàn)。

[指導(dǎo)]請(qǐng)你們依據(jù)實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，過(guò)程中，請(qǐng)大家互幫互助。

[提出問(wèn)題]實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象如何？有何結(jié)論？ [作出猜想]

猜想一：氫氧化鈉和碳酸鈉；

猜想二：只有碳酸鈉；

關(guān)于如何驗(yàn)證猜想難度較大，此時(shí)學(xué)生很迷茫，因?yàn)閾?jù)以前所學(xué)題型均為一步鑒別，學(xué)生可能提出錯(cuò)誤的方案，部分學(xué)生可能難以動(dòng)筆。

學(xué)生討論，第一步，完全除去某一離子，而根據(jù)之前對(duì)碳酸鈉、氫氧化鈉性質(zhì)的回顧，可知在除掉OH-的同時(shí)，CO32-也會(huì)被除去，所以第一步必先完全除去CO32-，且不能影響OH-。例如：加過(guò)量的氯化鈣或氯化鋇。第二步，證明是否還有OH-存在。

確定實(shí)驗(yàn)方案：取樣，加過(guò)量的氯化鈣或氯化鋇溶液，產(chǎn)生白色沉淀，再取上層清液，加酚酞試液，若變紅，說(shuō)明氫氧化鈉溶液部分變質(zhì)，猜想一成立。 [小結(jié)]檢驗(yàn)變質(zhì)程度的方法。 ]

[設(shè)計(jì)說(shuō)明]本環(huán)節(jié)策略的選擇意圖在于讓學(xué)生調(diào)動(dòng)原有認(rèn)知，對(duì)久置氫氧化鈉溶液的組成等提出可能的假設(shè)，培養(yǎng)學(xué)生的證據(jù)意識(shí)。但是難點(diǎn)在于如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案來(lái)證明氫氧化鈉溶液是否為部分變質(zhì)。這不能是漫無(wú)邊際的胡思亂想，這些都要建立在學(xué)生目前所學(xué)所具備的知識(shí)的基礎(chǔ)上，因此學(xué)生在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案上遇到困難，教師要注意在思維方法上做一些有意識(shí)的引導(dǎo)，給學(xué)生確定一個(gè)大的方向，避免盲目。最后通過(guò)分析推理、實(shí)驗(yàn)探究加以證實(shí)，建立做出假設(shè)、設(shè)計(jì)方案、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、結(jié)論之間的邏輯聯(lián)系，達(dá)到培養(yǎng)科學(xué)探究、證據(jù)推理素養(yǎng)的目的。

（四） 教學(xué)活動(dòng)四：如何定量計(jì)算氫氧化鈉溶液變質(zhì)的程度？

[教師活動(dòng)過(guò)程 學(xué)生活動(dòng)過(guò)程 [變質(zhì)程度計(jì)算題]有一瓶久置的氫氧化鈉溶液，稱(chēng)量其質(zhì)量為20g?，F(xiàn)往其中滴加足量氯化鈣溶液，稱(chēng)量得沉淀質(zhì)量為10g，再加酚酞試液，為紅色。請(qǐng)計(jì)算溶液中氫氧化鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。 [思考、計(jì)算]一位同學(xué)到黑板上書(shū)寫(xiě)化學(xué)方程式，其余同學(xué)寫(xiě)在導(dǎo)學(xué)案相應(yīng)位置上。

學(xué)生互評(píng)。 ]

[設(shè)計(jì)說(shuō)明]本環(huán)節(jié)經(jīng)歷了“變質(zhì)類(lèi)”問(wèn)題從定性到定量的轉(zhuǎn)變，學(xué)生的認(rèn)知發(fā)生了質(zhì)的飛躍。學(xué)生可抽象概括出“變質(zhì)類(lèi)”實(shí)驗(yàn)探究涉及的一系列基本問(wèn)題：“變質(zhì)了嗎？如何驗(yàn)證？”——“變質(zhì)的程度如何？如何證明？”——“變質(zhì)的程度如何定量計(jì)算？”而這個(gè)體驗(yàn)、總結(jié)、歸納的過(guò)程同樣是化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)提升的過(guò)程

（五）教學(xué)活動(dòng)五：學(xué)生交流學(xué)習(xí)體會(huì) ，小結(jié)本專(zhuān)題內(nèi)容

遷移拓展：請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究氫氧化鈣的變質(zhì)情況。

[設(shè)計(jì)說(shuō)明]梳理本節(jié)課內(nèi)容，深化對(duì)“變質(zhì)類(lèi)”實(shí)驗(yàn)探究的基本思路和方法，讓知識(shí)系統(tǒng)化，方法和思維內(nèi)化、模型化，起到舉一反三的作用，使知識(shí)、能力在日后獲得有效遷移。

三、基于核心素養(yǎng)下的評(píng)價(jià)與反思

（一）轉(zhuǎn)換目標(biāo)，設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)活動(dòng)

以培養(yǎng)學(xué)科核心素養(yǎng)為主旨的教學(xué)，應(yīng)該從以教為主向以學(xué)為主發(fā)展。為了與學(xué)情相匹配，本案例梳理此部分的實(shí)驗(yàn)探究?jī)?nèi)容，學(xué)習(xí)活動(dòng)圍繞“物質(zhì)變質(zhì)”來(lái)設(shè)計(jì)，學(xué)習(xí)活動(dòng)具有一定的挑戰(zhàn)性，各項(xiàng)活動(dòng)的要求和復(fù)雜程度有一定的層次，呈現(xiàn)遞進(jìn)式安排，能激發(fā)高級(jí)思維活動(dòng)，促進(jìn)知識(shí)結(jié)構(gòu)的更新，發(fā)展學(xué)科核心素養(yǎng)。

（二）創(chuàng)設(shè)有意義、真實(shí)的問(wèn)題情境，經(jīng)歷探究過(guò)程

學(xué)科核心素養(yǎng)的形成需要學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)中與學(xué)習(xí)情境持續(xù)互動(dòng)，本案例從“物質(zhì)變質(zhì)了嗎？”開(kāi)始，抽取有價(jià)值的問(wèn)題，遞進(jìn)到“變質(zhì)的程度怎樣”，并進(jìn)行了深入探究，最后由“如何定量測(cè)定變質(zhì)程度？”結(jié)束。學(xué)生在解決問(wèn)題和創(chuàng)生意義的過(guò)程中關(guān)鍵能力和必備品格能得到有效培養(yǎng)。

（三）突破教學(xué)難點(diǎn)，初步建構(gòu)一種思維模型

本教學(xué)的難點(diǎn)是：如何驗(yàn)證物質(zhì)變質(zhì)了？如果變質(zhì)了，怎么驗(yàn)證物質(zhì)的變質(zhì)程度？變質(zhì)的程度如何定量測(cè)定？以及從現(xiàn)象到結(jié)論的抽象過(guò)程。本案例圍繞這些難點(diǎn)，牽拉出一條情境線(xiàn)和認(rèn)知線(xiàn)，讓學(xué)生深度參與探究的過(guò)程，收集證據(jù)、分析現(xiàn)象，形成對(duì)“變質(zhì)問(wèn)題”從定性到定量的理性認(rèn)知，在學(xué)習(xí)活動(dòng)中融合性地培養(yǎng)學(xué)生的物質(zhì)變化觀(guān)念、證據(jù)推理與模型認(rèn)知素養(yǎng)、科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)等。[□][◢]

參考文獻(xiàn)：

[1] 趙婀娜，趙婷玉.中國(guó)學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)研究成果正式發(fā)布[N].中國(guó)教育報(bào)，2016-9-13（6）.