加強(qiáng)課例研究 提升學(xué)科素養(yǎng)

曾鳳英

現(xiàn)今迅猛發(fā)展的化學(xué)已成為生命科學(xué)、材料科學(xué)、環(huán)境科學(xué)、能源科學(xué)、信息科學(xué)等領(lǐng)域的重要基礎(chǔ)，它在解決人類社會(huì)發(fā)展過程中面臨的有關(guān)問題、提高人類的生活質(zhì)量、促使人與自然和諧相處等方面發(fā)揮著重要的作用。一線化學(xué)教師應(yīng)該在教學(xué)中引導(dǎo)學(xué)生關(guān)心身邊的科學(xué)問題，關(guān)注社會(huì)的發(fā)展和進(jìn)步，并能用化學(xué)知識(shí)和思維方法解決問題。

1來自于核心素養(yǎng)的啟示

2016年9月，教育部《學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)》研究成果指出：“核心素養(yǎng)以培養(yǎng)（全面發(fā)展的人）為核心，分為文化基礎(chǔ)、自主發(fā)展、社會(huì)參與3個(gè)方面，綜合表現(xiàn)為人文底蘊(yùn)、科學(xué)精神、學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)、健康生活、責(zé)任擔(dān)當(dāng)、實(shí)踐創(chuàng)新六大素養(yǎng)。”簡(jiǎn)單的說“核心素養(yǎng)”就是學(xué)生在特定的任務(wù)或情境中解決問題時(shí)表現(xiàn)出來的關(guān)鍵能力或品質(zhì)，這將伴隨和影響學(xué)生的一生。

《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)是由宏觀辨識(shí)與微觀探析、變化觀念與平衡思想、證據(jù)推理與模型認(rèn)識(shí)、實(shí)驗(yàn)探究與創(chuàng)新意識(shí)、科學(xué)精神和社會(huì)責(zé)任等5個(gè)要素構(gòu)成?！?/p>

這5項(xiàng)要素表明傳授化學(xué)知識(shí)不再是教學(xué)的唯一目標(biāo)，還要讓學(xué)生在化學(xué)課程的學(xué)習(xí)過程中逐步形成學(xué)科思想、學(xué)科能力及學(xué)科方法，提升學(xué)生終生學(xué)習(xí)的科學(xué)素養(yǎng)。

2來自于高考的啟示

《關(guān)于深化考試招生制度改革的實(shí)施意見》指出：“依據(jù)高校人才選拔要求和國家課程標(biāo)準(zhǔn)，科學(xué)設(shè)計(jì)命題內(nèi)容，增強(qiáng)基礎(chǔ)性、綜合性，著重考察學(xué)生獨(dú)立思考和運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析問題、解決問題的能力?！?/p>

2017年高考給大家呈現(xiàn)了什么？一是以生活生產(chǎn)中的成就為背景考察化學(xué)知識(shí)。如全國Ⅰ卷以我國古代由砷礦提取三氧化砷技術(shù)考察元素化合物分離的基本操作；全國Ⅱ卷以我國科學(xué)家合成世界首個(gè)“五氮陰離子化合物”考察物質(zhì)轉(zhuǎn)化反應(yīng)和有機(jī)物的基本概念等。二是以生活生產(chǎn)中實(shí)際的化學(xué)問題的解決過程來呈現(xiàn)化學(xué)社會(huì)價(jià)值。如全國工卷呈現(xiàn)了鋰離子電池制備工藝流程和生產(chǎn)中相關(guān)問題的解決方案；天津卷呈現(xiàn)了各種水處理技術(shù)方法等。再縱觀多年高考試題，以生活、生產(chǎn)中的真實(shí)問題為情境，以中學(xué)化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)為載體，來考察學(xué)科素養(yǎng)的趨勢(shì)越來越凸顯。

3加強(qiáng)課例研究，提升學(xué)生化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)

要提升學(xué)生化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)，課例研究發(fā)揮的作用越來越被重視。通常通過“一課多輪”“同課異構(gòu)”等方式，在“探索——研討——實(shí)踐——提升”的對(duì)比研究中，摸索引導(dǎo)學(xué)生的方法，總結(jié)提升學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)的經(jīng)驗(yàn)。現(xiàn)以《沉淀溶解平衡》為例，來體會(huì)課例研究的教學(xué)優(yōu)勢(shì)。

新一輪課程改革中教材增加了《沉淀溶解平衡》，這節(jié)內(nèi)容的重難點(diǎn)是讓學(xué)生理解沉淀溶解平衡的存在和沉淀的轉(zhuǎn)化。為了證明存在沉淀溶解平衡，魯科版教材中提供的方法是：將約3mL蒸餾水加入盛有PbI₂固體的試管中，充分振蕩試管后靜置，待上層液體澄清后，向其中滴加幾滴0.1mol/LKI溶液，若出現(xiàn)黃色渾濁，證明上層清液（PbIz飽和溶液）中存在pb²⁺。蘇教版教材中使用的方法是：先用1mL 0.1mol/L AgNO₂溶液與1mL 0.1mol/L NaCl溶液制備AgGl懸濁液，然后將懸濁液分裝在2只試管中靜置，待上層液體澄清后，向一只試管中滴加幾滴0.1mol/L AgNO₃溶液，若出現(xiàn)白色渾濁，證明上層清液中存在Cl^-；向另一只試管中滴加幾滴0.1mol/L NaCl溶液，若出現(xiàn)白色渾濁證明上層清液中存在Ag⁺。這兩種方案的實(shí)驗(yàn)方案，筆者都嘗試過，但實(shí)驗(yàn)效果不是很理想。通過調(diào)查分析發(fā)現(xiàn)，這兩種設(shè)計(jì)思想都是先默認(rèn)存在沉淀溶解平衡，再利用平衡移動(dòng)原理去分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。這樣的設(shè)計(jì)對(duì)于微觀辨析能力較弱的學(xué)生來說，是難以接受的。

依據(jù)學(xué)生的困惑——沉淀溶解平衡真的存在嗎？筆者設(shè)計(jì)了測(cè)定飽和溶液的電導(dǎo)率的數(shù)字化實(shí)驗(yàn)。通過對(duì)比固體難溶物、蒸餾水、0.001tool/LNaCl溶液、分析純度難溶物CaCO₃的飽和溶液的電導(dǎo)率，發(fā)現(xiàn)難溶電解質(zhì)飽和溶液中除了有氫離子和氫氧根離子外，還有極少量的難溶物溶解后電解質(zhì)電離產(chǎn)生的自由移動(dòng)的離子。這樣設(shè)計(jì)讓學(xué)生雖然可以直接“看到”難溶物的飽和溶液中存在微觀離子，但讓學(xué)生參與探究的少，尤其是對(duì)沉淀的轉(zhuǎn)化，沒做定量的探究。

經(jīng)過再次研討，筆者對(duì)該實(shí)驗(yàn)改進(jìn)設(shè)計(jì)如下：

（1）環(huán)節(jié)一：牙膏廣告視頻引課。

設(shè)計(jì)意圖是從生活問題入手，提出探究話題。

（2）環(huán)節(jié)二：演示實(shí)驗(yàn)。

飽和氯化鈉中加入濃鹽酸。設(shè)計(jì)意圖是引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)可溶物存在溶解結(jié)晶平衡，學(xué)會(huì)用“同離子效應(yīng)”設(shè)計(jì)證明平衡存在的方法，為后面的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)提供方法。

（3）環(huán)節(jié)三：設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明難溶電解質(zhì)存在沉淀溶解平衡。

學(xué)生設(shè)計(jì)的方案有：①測(cè)上層清液、水、飽和氯化鈉的電導(dǎo)率（強(qiáng)、弱電解質(zhì)實(shí)驗(yàn)中用過）；②取少量分析純PbI₂固體加入5滴管蒸餾水。靜置取上層清液，加幾滴AgNO₃溶液；③另取1～2mL上層清液，加幾滴KI溶液。設(shè)計(jì)意圖是通過電導(dǎo)率實(shí)驗(yàn)和同離子效應(yīng)實(shí)驗(yàn)證明PbI₂的飽和溶液存在pb²⁺和I^-。

（4）環(huán)節(jié)四：自主建構(gòu)沉淀溶解平衡、溶度積常數(shù)相關(guān)知識(shí)。

（5）環(huán)節(jié)五：用Q_SP和K_SP解釋沉淀的溶解與生成，并引出沉淀的轉(zhuǎn)化。

解釋不刷牙會(huì)形成蛀牙，含氟牙膏防治齲齒等問題。設(shè)計(jì)意圖：用Q_SP和K_SP定性的解決生活中的問題，引出本節(jié)另一探究主題——沉淀能否轉(zhuǎn)化。

（6）環(huán)節(jié)六：設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證難溶電解質(zhì)AgCl、AgI、Ag₂S之間能轉(zhuǎn)化嗎，如何轉(zhuǎn)化？

學(xué)生設(shè)計(jì)的方案有：①向2mL NaCl溶液中滴加10滴AgNO₃溶液，向所得渾濁液中滴加10滴KI溶液，再向新的渾濁液中滴加10滴Na₂S溶液；②向2mL AgNO₂溶液中滴加10滴NaCl溶液，向渾濁液中滴加10滴KI溶液，再向新的渾濁液中滴加10滴Na₂S溶液；③向2mL Na₂S溶液中滴加10滴AgNO₃溶液，向所得渾濁液中滴加10滴KI溶液，再向新的渾濁液中滴加10滴NaCl溶液；④向2mL AgNO₃溶液中滴加10滴Na₂S溶液，向所得渾濁液中滴加10滴KI溶液，再向新的渾濁液中滴加10滴NaCl溶液。設(shè)計(jì)意圖是通過對(duì)比實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生更深刻地理解什么是沉淀的轉(zhuǎn)化，并學(xué)會(huì)用Q_SP和K_SP從平衡移動(dòng)角度定性分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，引導(dǎo)學(xué)生用K_SP求出反應(yīng)的K，定量地分析沉淀的轉(zhuǎn)化的可能性和條件。

（7）環(huán)節(jié)七：課后探究題。

怎樣使銅礦污水成為達(dá)標(biāo)水？設(shè)計(jì)意圖是讓學(xué)生根據(jù)信息和數(shù)據(jù)，繼續(xù)定量地探究沉淀的轉(zhuǎn)化，學(xué)以致用。

通過對(duì)這一課例的多次研究和改進(jìn)，學(xué)生的參與和探究意識(shí)都有所提高。

現(xiàn)在是教育模式轉(zhuǎn)型的時(shí)代，教學(xué)已由重視“化學(xué)知識(shí)體系的科學(xué)性和系統(tǒng)性”轉(zhuǎn)向重視“學(xué)生化學(xué)核心能力和化學(xué)素養(yǎng)的生成”。若干年后，學(xué)生可能會(huì)忘記課堂上學(xué)的具體知識(shí)，但會(huì)用課堂上悟到的思維方法和求真的態(tài)度解決問題，這就是培養(yǎng)學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)的價(jià)值。