學(xué)科核心素養(yǎng)視角下的高中化學(xué)課堂教學(xué)探析

洪艷萍

[摘? ?要]化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)是高中化學(xué)課程的教學(xué)目標(biāo)，又是當(dāng)前高考化學(xué)的考查重點，高中化學(xué)教師必須深入理解化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的內(nèi)涵，有效實施課堂教學(xué)，促進(jìn)學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)的養(yǎng)成。以濃硫酸與碳反應(yīng)產(chǎn)物的實驗探究課為例，探析“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”“實驗探究與創(chuàng)新意識”“宏觀辨識與微觀探析”“變化觀念與平衡思想”“科學(xué)精神與社會責(zé)任”等化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。

[關(guān)鍵詞]學(xué)科核心素養(yǎng);高中化學(xué);課堂教學(xué)

[中圖分類號]? ?G633.8? ? ? ? [文獻(xiàn)標(biāo)識碼]? ?A? ? ? ? [文章編號]? ?1674-6058（2019）05-0069-02

2014年教育部頒布的《關(guān)于全面深化課程改革落實立德樹人根本任務(wù)的意見》提出，要研究制訂各學(xué)段學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)體系。隨后，以北京師范大學(xué)林崇德教授為代表的國家課題組，開始著手相關(guān)研究，并于2016年9月發(fā)布課題研究成果《中國學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)》。在此背景下，高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)修訂組根據(jù)《中國學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)》和高中化學(xué)課程特點，提出包含“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”等五個維度的高中化學(xué)核心素養(yǎng)（簡稱“化學(xué)核心素養(yǎng)”）。這五個維度既是高中化學(xué)課程的教學(xué)目標(biāo)，又是當(dāng)前高考化學(xué)的考查重點。中學(xué)化學(xué)教學(xué)要積極適應(yīng)新一輪的課程改革以及高考考試內(nèi)容的改革，努力提高學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。下面，筆者以濃硫酸與碳反應(yīng)產(chǎn)物的實驗探究課為例，做進(jìn)一步探析。

濃硫酸與碳的反應(yīng)是體現(xiàn)濃硫酸強氧化性的一個反應(yīng)，而教材中關(guān)于濃硫酸的強氧化性只設(shè)計了濃硫酸與銅反應(yīng)的演示實驗，對于濃硫酸與碳的反應(yīng)只是借助濃硫酸使蔗糖碳化的實驗現(xiàn)象來推測其產(chǎn)物，并沒有實驗驗證。為此，筆者設(shè)計了這節(jié)濃硫酸與碳反應(yīng)的實驗探究課，不僅是對教材的延伸，還較全面地體現(xiàn)了化學(xué)核心素養(yǎng)的五個維度，很好地培養(yǎng)了學(xué)生的化學(xué)核心素養(yǎng)。

一、培養(yǎng)“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”素養(yǎng)

“證據(jù)推理”素養(yǎng)要求學(xué)生能夠收集各種證據(jù)，并能夠?qū)ψC據(jù)進(jìn)行分析推理，從而對物質(zhì)的性質(zhì)及其變化提出可能的猜想，并證實或證偽猜想。為培養(yǎng)學(xué)生的證據(jù)推理素養(yǎng)，在本節(jié)課中，筆者讓學(xué)生根據(jù)濃硫酸與銅反應(yīng)的原理，結(jié)合濃硫酸使蔗糖碳化的現(xiàn)象猜測濃硫酸與碳反應(yīng)的產(chǎn)物。濃硫酸與銅的反應(yīng)說明濃硫酸在反應(yīng)中用作強氧化劑，S元素化合價降低，生成SO2氣體，再通過濃硫酸使蔗糖碳化的現(xiàn)象可猜測碳元素可能轉(zhuǎn)化為CO2氣體，最后根據(jù)元素守恒觀猜測還可能生成了水，從而得出反應(yīng)方程式：C + 2H2SO4（濃）[△] CO2↑+ 2SO2↑+2H2O。接著，告訴學(xué)生實踐是檢驗真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)，請學(xué)生根據(jù)提供的實驗藥品和儀器（實驗藥品：濃硫酸、木炭、澄清石灰水、品紅、無水硫酸銅、酸性高錳酸鉀溶液;實驗儀器：鐵架臺、石棉網(wǎng)、酒精燈、圓底燒瓶、分液漏斗、干燥管、廣口瓶、導(dǎo)管等）設(shè)計實驗進(jìn)行驗證。

“模型認(rèn)知”作為一種有效的認(rèn)知工具，可以幫助學(xué)生把有效的知識高度濃縮，將次要的非本質(zhì)的信息濾去，使重要的本質(zhì)性知識形成清晰的知識框架，納入學(xué)生已有的知識體系中[1]。很多學(xué)生在解答化學(xué)問題時常常感到困難，甚至無從下手，原因往往是不懂得化學(xué)本源知識，腦海中沒有構(gòu)建相應(yīng)的原理模型，所以無法舉一反三、觸類旁通。特別是近幾年高考必考的化學(xué)實驗探究題，問題的設(shè)計越來越新穎，也越來越靈活，學(xué)生的得分率普遍較低。這類題型經(jīng)常要求學(xué)生根據(jù)題目所給信息，以掌握的理論知識為依據(jù)，提出合理的猜測，并設(shè)計出實驗方案進(jìn)行驗證。因此，幫助學(xué)生建立化學(xué)實驗探究題的認(rèn)知模型是十分必要的。本節(jié)課中，筆者首先提出實驗的目的是探究濃硫酸與碳反應(yīng)的產(chǎn)物，然后以濃硫酸與銅反應(yīng)的原理和濃硫酸使蔗糖碳化的現(xiàn)象為理論依據(jù)，讓學(xué)生猜測濃硫酸與碳反應(yīng)的產(chǎn)物，接著引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計、優(yōu)化實驗方案，最后再實驗驗證，從而幫助學(xué)生建立實驗探究的基本模式：實驗?zāi)康摹碚撘罁?jù)—假設(shè)猜測—設(shè)計實驗—實驗驗證。

二、培養(yǎng)“實驗探究與創(chuàng)新意識”素養(yǎng)

“實驗探究”素養(yǎng)要求學(xué)生能夠根據(jù)探究的目的設(shè)計、優(yōu)化實驗方案，完成實驗操作，并且能夠?qū)τ^察到的實驗現(xiàn)象進(jìn)行合理的推斷，最終得出結(jié)論。本節(jié)課中，筆者設(shè)計了以下幾個層層遞進(jìn)的探究性問題：① 產(chǎn)物H2O（g）、SO2、CO2分別用什么物質(zhì)檢驗？②檢驗H2O（g）、SO2、CO2時應(yīng)該最先檢驗?zāi)囊粋€？③SO2、CO2應(yīng)先檢驗?zāi)囊粋€？④應(yīng)用什么物質(zhì)除去CO2氣體中的SO2？⑤如何證明SO2已除盡？學(xué)生通過討論達(dá)成共識，設(shè)計出如下圖所示的實驗流程：

“創(chuàng)新意識”素養(yǎng)要求學(xué)生能夠獨立思考，尊重實驗事實，不迷信權(quán)威，不盲從教師，敢于質(zhì)疑，能夠?qū)嶒炋岢龈倪M(jìn)的設(shè)想。本節(jié)課中在學(xué)生設(shè)計實驗方案后，筆者鼓勵學(xué)生大膽質(zhì)疑，表達(dá)自己不同的看法。有學(xué)生提出：裝置中第一個品紅溶液可以撤去，因為CO2沒有還原性， KMnO4溶液既能除去SO2，又驗證了SO2的存在。還有學(xué)生提出：后一個品紅溶液也可以撤去，因為如果KMnO4溶液沒有完全褪色，說明KMnO4是過量的，從而說明SO2已除盡。這些都是學(xué)生具有創(chuàng)新意識的體現(xiàn)。

三、培養(yǎng)“宏觀辨識與微觀探析”素養(yǎng)

“宏觀辨識”素養(yǎng)要求學(xué)生能夠通過觀察、辨識物質(zhì)在一定條件下形態(tài)、顏色等宏觀上的變化現(xiàn)象，知道物質(zhì)發(fā)生了某些化學(xué)或者物理上的變化;“微觀探析”素養(yǎng)要求學(xué)生能夠從微觀的層面上掌握物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)以及在一定條件下發(fā)生的變化。在本節(jié)課中對學(xué)生的宏觀辨識與微觀探析素養(yǎng)的培養(yǎng)體現(xiàn)在：通過觀察品紅溶液的褪色或不褪色這一宏觀現(xiàn)象，識別SO2存在與否;通過澄清石灰水是否變渾濁這一宏觀現(xiàn)象，識別CO2存在與否;從微觀角度分析濃硫酸與碳反應(yīng)時電子的轉(zhuǎn)移情況，確定氧化劑、還原劑、氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物，知道該反應(yīng)體現(xiàn)的是濃硫酸的強氧化性。

四、培養(yǎng)“變化觀念與平衡思想”素養(yǎng)

“變化觀念與平衡思想”素養(yǎng)要求學(xué)生知道物質(zhì)是在不斷運動、不斷變化的，物質(zhì)的變化是有條件的;能從量變與質(zhì)變、內(nèi)因與外因等方面分析物質(zhì)的變化;能用對立統(tǒng)一、動態(tài)平衡等觀點分析化學(xué)反應(yīng)。本節(jié)課在一定程度上培養(yǎng)了學(xué)生的“變化觀念與平衡思想”素養(yǎng)。如隨著反應(yīng)的進(jìn)行，濃硫酸的濃度越來越小，當(dāng)濃硫酸的濃度降低到一定程度時，量變引起質(zhì)變，濃硫酸變成稀硫酸，強氧化性變成弱氧化性，反應(yīng)就不能再進(jìn)行了。這能讓學(xué)生學(xué)會從“量變引起質(zhì)變”的角度來分析物質(zhì)性質(zhì)的變化以及化學(xué)反應(yīng)的變化，而且能體會到物質(zhì)的變化是有條件的，初步學(xué)會從動態(tài)平衡的角度來分析化學(xué)反應(yīng)，預(yù)測某種物質(zhì)在一定條件下可能發(fā)生的變化。

五、培養(yǎng)“科學(xué)精神與社會責(zé)任”素養(yǎng)

“科學(xué)精神與社會責(zé)任”素養(yǎng)要求學(xué)生具有嚴(yán)謹(jǐn)求實的科學(xué)態(tài)度，以及探索未知、崇尚真理的意識，能贊賞化學(xué)對社會發(fā)展的重大貢獻(xiàn)，具有可持續(xù)發(fā)展意識和綠色化學(xué)觀念，能對與化學(xué)有關(guān)的社會熱點問題做出正確的價值判斷[2]。本節(jié)實驗探究課中，猜測濃硫酸與碳反應(yīng)的產(chǎn)物，并設(shè)計實驗進(jìn)行驗證，能夠提高學(xué)生探索未知和崇尚真理的意識;在設(shè)計、優(yōu)化SO2、CO2的檢驗方案過程中，可以培養(yǎng)學(xué)生善于質(zhì)疑的批判精神和嚴(yán)謹(jǐn)求實的科學(xué)態(tài)度;發(fā)生裝置中選擇分液漏斗而不選擇長頸漏斗，以控制濃硫酸的用量，避免生成過多的SO2，以及是否需要尾氣處理裝置的討論，都能增強學(xué)生的可持續(xù)發(fā)展意識和綠色化學(xué)觀念。

《2018年普通高等學(xué)校招生全國統(tǒng)一考試大綱的說明（理科）》中明確指出：化學(xué)科目考核以能力測試為主導(dǎo)，在測試考生進(jìn)一步學(xué)習(xí)所必需的知識、技能和方法的基礎(chǔ)上，全面檢測考生的化學(xué)科學(xué)素養(yǎng) [3]。因此，高中化學(xué)教師必須深入理解化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的內(nèi)涵，有效實施課堂教學(xué)，促進(jìn)學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的養(yǎng)成。

[? 參? ?考? ?文? ?獻(xiàn)? ]

[1]? 陳群，董軍.高三化學(xué)復(fù)習(xí)中建模思想滲透的實踐與研究 [J].中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考，2013（4）：37-39.

[2]? 周業(yè)虹.淺談學(xué)科核心素養(yǎng)視角下的高中化學(xué)教學(xué)策略 [J].中國考試，2017（2）：47-51.

[3]? 教育部考試中心. 2018年普通高等學(xué)校招生全國統(tǒng)一考試大綱的說明（理科）[M].北京：高等教育出版社，2017.

（責(zé)任編輯? ? 羅? ?艷）