化學(xué)教學(xué)中融入“課題式”探究的嘗試

劉紅 李鴻宇

摘 要：新高考背景下，在指導(dǎo)學(xué)生CPPO熒光試驗(yàn)溶劑替代品探究中，在作品獲得遵義市創(chuàng)新大賽一等獎(jiǎng)、貴州省創(chuàng)新大賽一等獎(jiǎng)、十一屆宋慶齡發(fā)明比賽銅獎(jiǎng)的參賽過(guò)程中，通過(guò)案例分析，思考并總結(jié)了化學(xué)學(xué)科教學(xué)中融入探究的新方法，“課題式”探究，用做課題的方法、方式完成學(xué)生問(wèn)題的探究，能高效培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)核心素養(yǎng)和綜合能力。

關(guān)鍵詞：“課題式”探究；CPPO熒光試驗(yàn)；溶劑DBP；替代品

一、問(wèn)題提出

高中化學(xué)教材中，各章節(jié)總會(huì)設(shè)置【實(shí)踐活動(dòng)】【科學(xué)探究】等內(nèi)容板塊，怎么處理這部分教材內(nèi)容，很多老師都是“一帶而過(guò)，視而不見(jiàn)”。其實(shí)，如果長(zhǎng)期堅(jiān)持閱讀專業(yè)期刊，會(huì)發(fā)現(xiàn)，國(guó)外教育的推進(jìn)和動(dòng)向，國(guó)家層面的教育思想和改革，都在強(qiáng)調(diào)實(shí)踐，強(qiáng)調(diào)探究創(chuàng)新，都離不開學(xué)生核心素養(yǎng)和核心競(jìng)爭(zhēng)力的培養(yǎng)。通過(guò)指導(dǎo)學(xué)生CPPO熒光試驗(yàn)溶劑替代品作品參賽，結(jié)合自己近20年做課題的經(jīng)驗(yàn)，反思總結(jié)之后發(fā)現(xiàn)，如果這些內(nèi)容板塊能通過(guò)“課題式”完成探究，用做課題的方法、方式，完成學(xué)生課本課外的探究，是解決高中化學(xué)教學(xué)中“實(shí)踐活動(dòng)、科學(xué)探究”板塊內(nèi)容的好方法，是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)核心素養(yǎng)及綜合能力的高效途徑。

二、問(wèn)題的解決

1.“課題式”探究的理解及流程

“課題式”探究是指用做課題的方法、方式，完成學(xué)生課本及課外的探究。流程如下：選題—查新—開題—研究方法—研究過(guò)程（原理、設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)）—研究結(jié)論—成果的總結(jié)。在高中化學(xué)選修5有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)中，教材安排有6個(gè)實(shí)踐活動(dòng)，7個(gè)科學(xué)探究，6個(gè)科學(xué)視野，可以把這些內(nèi)容讓學(xué)生選擇并轉(zhuǎn)化為課外的“課題式”探究，分小組完成，班級(jí)集中展示來(lái)完成教學(xué)內(nèi)容。

2.案例分析：CPPO熒光試驗(yàn)溶劑替代品的探究

（1）選題：學(xué)生因?yàn)楹闷娲笮屯頃?huì)中各色熒光棒的發(fā)光，在熒光試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)有機(jī)溶劑DBP惡臭且有致癌和生殖毒性，結(jié)合選修5教材P42頁(yè)【實(shí)踐活動(dòng)】生活中有機(jī)溶劑使用的探究，指導(dǎo)學(xué)生把問(wèn)題轉(zhuǎn)化為課題。

（2）查新：讓學(xué)生帶著問(wèn)題去查閱資料，在查閱相關(guān)知識(shí)原理、方法的同時(shí)，看看自己?jiǎn)栴}的解決是否有創(chuàng)新性。

（3）開題：在老師的指導(dǎo)下，制訂研究實(shí)驗(yàn)方案，并審核其科學(xué)性、可行性、創(chuàng)新性。嘗試根據(jù)相識(shí)相容原理，在常見(jiàn)的有機(jī)溶劑或混合溶劑中，利用實(shí)驗(yàn)法、對(duì)比分析法等，探尋合適的溶劑替代品。

（4）研究方法：實(shí)驗(yàn)研究的常用方法（控制變量法、對(duì)比實(shí)驗(yàn)法等）和分析方法（圖表分析、對(duì)比分析等）。

（5）研究過(guò)程：

實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：首先篩選生活中常見(jiàn)的有機(jī)溶劑，在熒光實(shí)驗(yàn)其他條件不變的條件下，選取實(shí)驗(yàn)組（DBP），設(shè)立4個(gè)對(duì)照組（無(wú)水乙醇、丙酮、四氯化碳），同時(shí)分別探究催化劑的使用和劑量。

實(shí)驗(yàn)1：各稱取2克CPPO和量取20 mL DBP、20 mL無(wú)水乙醇、20 mL丙酮、20 mL四氯化碳，把稱取好的CPPO和有機(jī)溶劑混合，在5個(gè)小燒杯中均勻放入相同的熒光染料，在70℃左右的水溫下水浴加熱叔丁醇為液態(tài)，量取液態(tài)叔丁醇24 mL和16 mL過(guò)氧化氫分別倒入各個(gè)燒杯中，混合。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象如照片1、2所示。

實(shí)驗(yàn)2：增加有機(jī)溶劑的種類，嘗試第二次實(shí)驗(yàn)，這次實(shí)驗(yàn)的主要步驟同第一階段的實(shí)驗(yàn)，其中，1組為對(duì)照組，其溶劑為DBP，2、3、4、5組為實(shí)驗(yàn)組，所用溶劑分別為甘油、苯、乙酸乙酯、乙酸乙酯與甘油的混合溶劑。另外，增加染料的種類，加的熒光染料分別為藍(lán)色和綠色。

（6）研究結(jié)論及分析

將表2的實(shí)驗(yàn)結(jié)果輸入Microsoft Office Excel，根據(jù)發(fā)光強(qiáng)度自行分辨分級(jí)（按照0～8分級(jí)），制成柱形圖、折線圖。從柱形圖看出，發(fā)光強(qiáng)度丙酮與DBP的相當(dāng)，都稍弱于苯。從條形圖看出，發(fā)光時(shí)間DBP與苯相當(dāng)，丙酮保持得稍長(zhǎng)一點(diǎn)。但基于苯的毒性，最終我們選擇丙酮作為DBP的替代品。

結(jié)論：丙酮完全可以替代DBP。等體積的二者，丙酮作溶劑的熒光實(shí)驗(yàn)，發(fā)光時(shí)間還稍強(qiáng)于DBP。

（7）成果的總結(jié)：教給學(xué)生表述的方法，利用上述的圖表和數(shù)據(jù)分析，呈現(xiàn)研究結(jié)果，班級(jí)展示。

三、體會(huì)

在化學(xué)教學(xué)中，如案例所示，教給學(xué)生“課題式”探究，讓老師實(shí)踐教材的創(chuàng)新處理和融合，讓學(xué)生體會(huì)探究的樂(lè)趣，激發(fā)培養(yǎng)創(chuàng)新的潛能。

作者簡(jiǎn)介：劉紅，女，漢族，貴州遵義人，碩士，高中高級(jí)教師，研究方向：化學(xué)教學(xué)、課題、研究性學(xué)習(xí)。

編輯 郭小琴