以發(fā)展高中化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)為目的的實驗教學(xué)策略

馮信義

摘 要：高中階段的學(xué)生應(yīng)當(dāng)具備的學(xué)科核心素養(yǎng)主要包括五個方面，即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)識、科學(xué)探究與創(chuàng)新意識、科學(xué)精神與社會責(zé)任。以氯氣制備實驗為例對此進(jìn)行具體探討。

關(guān)鍵詞：高中化學(xué)；核心素養(yǎng)；實驗教學(xué)；氯氣制備

隨著新一輪基礎(chǔ)課程改革的持續(xù)深入推進(jìn)，學(xué)科核心素養(yǎng)這一概念逐漸深入人心。對于高中一線化學(xué)教師而言，在當(dāng)前新的教育形勢下探索以發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)為目的的實驗教學(xué)策略已成為重要而迫切的教學(xué)任務(wù)。以下擬以氯氣制備為例對此作一較為具體的探討，希望對一線教師有所助益。

一、教材中氯氣制備實驗的簡介

作為高中階段化學(xué)最重要的氣體制備實驗之一，實驗室制備氯氣的實驗向來備受重視。該實驗的化學(xué)反應(yīng)方程式為：MnO2+4HCl（濃）MnCl2+2H2O+Cl2↑（加熱），其實驗裝置是基于初中階段制取H2、O2、CO2的裝置模型而來，主要實驗儀器包括：圓底燒瓶、分液漏斗、鐵架臺、酒精燈、石棉網(wǎng)、集氣瓶、導(dǎo)管、雙孔橡膠塞、玻璃片、燒杯。實驗藥品除了方程式中呈現(xiàn)的之外，還有濃硫酸、NaOH溶液以及飽和食鹽水。其實驗示意圖如下。

二、合理改進(jìn)和優(yōu)化實驗，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科素養(yǎng)

1.科學(xué)探究與創(chuàng)新意識的培養(yǎng)

科學(xué)探究和創(chuàng)新意識是以獨立思考和質(zhì)疑能力為基礎(chǔ)的。就此實驗的教學(xué)而言，我們可以通過引導(dǎo)學(xué)生以批判性的眼光仔細(xì)推究原實驗裝置并適當(dāng)優(yōu)化改進(jìn)來培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的科學(xué)探究和創(chuàng)新意識。在此實驗的具體教學(xué)過程中，在筆者的引導(dǎo)和提示下，最終形成了科學(xué)合理的優(yōu)化實驗方案，改進(jìn)后的實驗裝置流程圖如下所示。

2.變化觀念與平衡思想的培養(yǎng)

在優(yōu)化后的實驗方案中，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，濃鹽酸的濃度不斷減小，當(dāng)其濃度減小到特定臨界點時反應(yīng)停止，由于濃鹽酸揮發(fā)性很強，實驗進(jìn)程中只能緩緩加熱而不可快速加強熱。這說明了物質(zhì)的變化是有條件的，某種程度上可以啟發(fā)學(xué)生關(guān)注和掌握從量變到質(zhì)變的化學(xué)變化的分析方法，并進(jìn)一步從聯(lián)系發(fā)展和動態(tài)平衡的角度觀察和探析化學(xué)反應(yīng)，預(yù)測在特定條件下相關(guān)物質(zhì)可能或必然會發(fā)生的化學(xué)變化。

3.宏觀辨識素養(yǎng)的培養(yǎng)

在經(jīng)過優(yōu)化的實驗的進(jìn)程中，學(xué)生只要注意到黃綠色的氣體升至集氣瓶口，即可識別氯氣已充滿集氣瓶，這是對學(xué)生“宏觀辨識”素養(yǎng)的培養(yǎng)。

4.模型認(rèn)識素養(yǎng)的培養(yǎng)

上文指出，氯氣制備實驗裝置是基于初中階段制取H2、O2、CO2的裝置模型而來，學(xué)習(xí)了該實驗后，引導(dǎo)學(xué)生回顧初中階段H2、O2、CO2氣體的制備，完善實驗室制備常見氣體的思路和方法，形成體系，便于學(xué)生融會貫通，同時也為以后學(xué)習(xí)NH3、C2H4等重要氣體的制備提供必要的基礎(chǔ)和指引。這在較大程度上為學(xué)生“模型認(rèn)知”素養(yǎng)的發(fā)展起到了積極作用。

5.微觀探析素養(yǎng)的培養(yǎng)

在上述實驗中，教師帶領(lǐng)學(xué)生從微觀角度分析氧化還原過程中電子轉(zhuǎn)移情況，從而確定該化學(xué)反應(yīng)的氧化劑、還原劑、氧化產(chǎn)物及還原產(chǎn)物，并提示學(xué)生注意，濃鹽酸在反應(yīng)過程中既表現(xiàn)了還原性又表現(xiàn)了酸性。通過全面細(xì)致的分析，學(xué)生的“微觀探析”素養(yǎng)自然也會得到一定程度的鍛煉。

綜上所述，在高中化學(xué)實驗教學(xué)中，我們要能夠使學(xué)生切實參與到關(guān)于實驗改進(jìn)與優(yōu)化的討論、確定和實踐過程中來，只有如此，學(xué)生的思維積極性和化學(xué)實驗潛能才能最大限度地得以發(fā)揮，從而在其主體地位充分彰顯的基礎(chǔ)上鍛煉和提升核心素養(yǎng)。

參考文獻(xiàn)：

[1]畢淑娟.基于發(fā)展學(xué)科核心素養(yǎng)的高中化學(xué)實驗教學(xué)實踐與思考[J].考試周刊，2018（5）：151.

[2]王和.基于發(fā)展學(xué)科核心素養(yǎng)的高中化學(xué)實驗教學(xué)實踐與思考[J].西部素質(zhì)教育，2016，2（20）：162.

注：此文為2018年度甘肅省教育科學(xué)“十三五”規(guī)劃課題《促進(jìn)核心素養(yǎng)發(fā)展的化學(xué)實驗教學(xué)策略研究》（課題批號GS[2018]GHB0525）階段性研究成果。

編輯 郭小琴