創(chuàng)新實驗設(shè)計，發(fā)展學(xué)科素養(yǎng)

張東貴

摘要：結(jié)合化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)和優(yōu)質(zhì)課教學(xué)特點，將人教版選修四中關(guān)于濃度、溫度、催化劑對化學(xué)反應(yīng)速率的影響的三個相互獨立的實驗進(jìn)行整合和創(chuàng)新設(shè)計，實現(xiàn)運(yùn)用KMnO4酸性溶液和H2C2O4溶液的反應(yīng)，同時探究濃度、溫度、催化劑對化學(xué)對化學(xué)反應(yīng)速率的影響，從而培養(yǎng)學(xué)生的證據(jù)意識，發(fā)展“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識”的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：證據(jù)意識;科學(xué)探究與創(chuàng)新意識

中圖分類號：G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-1578（2019）09-0274-01

黨的十九大明確提出：“要全面貫徹黨的教育方針，落實立德樹人根本任務(wù)，發(fā)展素質(zhì)教育，推進(jìn)教育公平，培養(yǎng)德智體美全面發(fā)展的社會主義建設(shè)者和接班人?！敝袊鴮W(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)是黨的教育方針的具體化、細(xì)化，而課堂是發(fā)展化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)的主陣地，我們在優(yōu)質(zhì)課實驗設(shè)計和教學(xué)時，要深挖教材，創(chuàng)新實驗設(shè)計，從而真正落實化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)中關(guān)于“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識”的要求。

1.問題的提出

筆者作為滬州市唯一代表參加2017年四川省高中化學(xué)優(yōu)質(zhì)課觀摩評比活動，獲得一等獎。參賽課題為人教版選修四第二章第二節(jié)影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素。在教材中給出的濃度、溫度、催化劑對化學(xué)對化學(xué)反應(yīng)速率的影響的實驗是相互獨立的，如果按部就班教材實驗，明顯缺乏探究性和創(chuàng)新性，無法很好的發(fā)展學(xué)生的“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識”，為此筆者按照教材所給實驗：KMnO4酸性溶液和H2C2O4溶液的反應(yīng)為依托，整合教材內(nèi)容，創(chuàng)新設(shè)計實驗，將濃度、溫度、催化劑對化學(xué)反應(yīng)速率的影響的探究融合在同一反應(yīng)中，同時在優(yōu)質(zhì)課教學(xué)中引導(dǎo)學(xué)生通過運(yùn)用對照實驗、控制單一變量、定量分析的科學(xué)探究方法，讓學(xué)生交流討論、設(shè)計實驗方案、匯報實驗方案、分組實驗、匯報實驗數(shù)據(jù)、得出實驗結(jié)論，體驗科學(xué)探究的樂趣，培養(yǎng)學(xué)生的證據(jù)意識，發(fā)展學(xué)生“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識”的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。

2.實驗教學(xué)過程

2.1 根據(jù)提示完成實驗方案設(shè)計

實驗?zāi)康模禾骄繚舛?、溫度、催化劑對化學(xué)反應(yīng)速率的影響。

實驗原理：2KMnO4（紫色）+5HCO+3HSO=KSO+2MnSO（無色）+10CO↑+8H，MnSO可作該反應(yīng)的催化劑。

實驗用品：飽和HCO溶液0.9mol/LHCO溶液、0.005mol/LKMnO溶液，0.01mol/LKMnO溶液8mol/LH2SO溶液、MnSO固體、熱水、試管、試管架、量筒、膠頭滴管、燒杯、秒表。

溫馨提示：要研究某一因素的影響時要設(shè)計對照實驗，在設(shè)計對照實驗時要注意控制單一變量，通過定量分析思想得出實驗結(jié)論。由此引導(dǎo)學(xué)生在小組內(nèi)廣泛討論，對照學(xué)案，完成實驗方案設(shè)計。

在交流匯報中發(fā)現(xiàn)，有的小組改變的是KMnO溶液的濃度，我并沒有直接肯定和否定，而是進(jìn)一步引導(dǎo)同學(xué)們展開討論，然后部分同學(xué)提出質(zhì)疑，認(rèn)為改變KMnO溶液的濃度在本實驗中不可行，我立即叫一位同學(xué)起來，大膽表達(dá)自己的觀點，這位同學(xué)表述到KMnO溶液的濃度改變是一個變量，KMnO溶液的濃度改變必然導(dǎo)致溶液顏色的改變又是一個變量，是雙變量，不滿足控制單一變量的思想。我首先對這位同學(xué)表示肯定，然后繼續(xù)追問同學(xué)們是不是雙變量？引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行深度思考，最后形成一致意見：不是雙變量，所謂的變量是要對化學(xué)反應(yīng)速率產(chǎn)生實質(zhì)的影響，溶液顏色對化學(xué)反應(yīng)速率無影響。然后由我最后點睛，根據(jù)速率的計算公式v（KMnO）=△c（KMnO）/△t，KMnO溶液濃度改變，必然導(dǎo)致△c和△t同時改變，沒法確定反應(yīng)的快慢，因此在實驗中應(yīng)改變H2C2O4溶液的濃度為宜。最后得出了各小組完全一致的實驗方案，具體方案如下表：

2.2 根據(jù)實驗方案，完成實驗

此時同學(xué)們已經(jīng)迫不及待的想動手實驗了，但我并沒有立即叫同學(xué)門開始實驗，仔細(xì)交代了實驗安全和注意事項后才讓同學(xué)們根據(jù)實驗方案進(jìn)行分組實驗，同時我讓全體同學(xué)站著做實驗，做完實驗后立即坐下，完成導(dǎo)學(xué)案上的相關(guān)內(nèi)容，匯報實驗數(shù)據(jù)，得出實驗結(jié)論。

3.反思與啟發(fā)

（1）我高舉實驗探究的一些基本方法——對照實驗、控制單一變量和定量分析，整合教材實驗，同時，學(xué)生在小組合作完成實驗方案的設(shè)計和評價過程中，通過討論交流和我的不斷追問，使學(xué)生真正體驗和認(rèn)知對照實驗、控制單一變量和定量分析三種實驗探究方法的具體運(yùn)用，提高了學(xué)生思維的敏銳性和解決問題的能力。

（2）教育部部長陳寶生表示，我國到2020年將全面建立新的高考制度，同時在2018年高考考試大綱中，著重明確了高考“考什么”，即：必備知識、關(guān)鍵能力、學(xué)科素養(yǎng)、核心價值，最關(guān)鍵的就是學(xué)科素養(yǎng)的考察，因此我們在實驗設(shè)計和實驗教學(xué)中要以發(fā)展學(xué)生學(xué)科素養(yǎng)為出發(fā)點，深挖教材、整合資源，精心設(shè)計實驗教學(xué)內(nèi)容，有效實施實驗探究，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力，發(fā)展學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)，使化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)落地生根。

參考文獻(xiàn)：

[1]孫靜.利用既有實驗設(shè)計發(fā)展學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的教學(xué)實踐——以阿司匹林合成探究性實驗為例[J].化學(xué)教與學(xué)，2018（4）：81-83.

[2]李小莉.高中化學(xué)實驗教學(xué)的一些做法[J].中學(xué)生數(shù)理化（教與學(xué)），2015（4）.