創(chuàng)造多元體驗(yàn)機(jī)會(huì)培養(yǎng)化學(xué)核心素養(yǎng)

屈春蕓

摘要：以蘇教版化學(xué)必修1第四專題第二單元中“氮肥的生產(chǎn)和使用”為例，通過聯(lián)系學(xué)生的生活體驗(yàn)、系列化地回顧化學(xué)史實(shí)、設(shè)計(jì)問題串引發(fā)思考、基于預(yù)測(cè)和實(shí)證的實(shí)驗(yàn)探究等多種方式，探索在教學(xué)中通過創(chuàng)造多元體驗(yàn)機(jī)會(huì)，提升學(xué)生學(xué)習(xí)效益，培養(yǎng)學(xué)生化學(xué)核心素養(yǎng)的策略。

關(guān)鍵詞：多元體驗(yàn);化學(xué)核心素養(yǎng)

文章編號(hào)：1008-0546（2019）10-0036-03 中圖分類號(hào)：G632.41 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2019.10.009

學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)是指學(xué)生應(yīng)該具備的、能夠適應(yīng)終身發(fā)展和社會(huì)發(fā)展需要的必備品格和關(guān)鍵能力。學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)的培養(yǎng)需要學(xué)科教育的共性貢獻(xiàn)與個(gè)性貢獻(xiàn)，認(rèn)識(shí)和理解高中化學(xué)課程教育對(duì)學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)的貢獻(xiàn)，研究和分析高中化學(xué)核心素養(yǎng)的建構(gòu)視角，設(shè)計(jì)適切的教學(xué)環(huán)節(jié)去落實(shí)相應(yīng)培養(yǎng)目標(biāo)，是培養(yǎng)學(xué)生化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)的必由之路。

揚(yáng)州大學(xué)吳星教授從學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)和化學(xué)課程的學(xué)科價(jià)值與育人價(jià)值等方面分析和建構(gòu)高中生化學(xué)核心素養(yǎng)，他認(rèn)為：高中化學(xué)核心素養(yǎng)應(yīng)該包含化學(xué)學(xué)科觀念、化學(xué)學(xué)科價(jià)值追求、化學(xué)學(xué)科思維和科學(xué)探究實(shí)踐等。那么如何在教學(xué)實(shí)踐中落實(shí)學(xué)生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)呢？化學(xué)學(xué)科是一門有著悠久歷史和獨(dú)特的學(xué)科思維，與生產(chǎn)生活聯(lián)系緊密，對(duì)社會(huì)發(fā)展起著不可忽視的推動(dòng)作用的學(xué)科。我們認(rèn)為：充分挖掘化學(xué)的學(xué)科特點(diǎn)，設(shè)計(jì)符合學(xué)生實(shí)際情況的多種教學(xué)情境，給予學(xué)生多元體驗(yàn)機(jī)會(huì)，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生深度參與課堂是培養(yǎng)學(xué)生化學(xué)核心素養(yǎng)的重要而有效的途徑，本文以“氮肥的生產(chǎn)和使用”一課為例做出實(shí)踐和反思。

一、基于生活經(jīng)驗(yàn)和體驗(yàn)，構(gòu)建正確的化學(xué)價(jià)值觀

化學(xué)價(jià)值觀是人們對(duì)待化學(xué)科學(xué)所持有的客觀、積極的態(tài)度。在正確的化學(xué)價(jià)值觀指導(dǎo)下，人們能辨證地、全面地理解化學(xué)科學(xué)的是與非、功與過，從而做出正確的價(jià)值判斷，采取理性的行為方式，這也是具有科學(xué)素養(yǎng)的公民的基本要求和必備品格。

化學(xué)發(fā)展至今，在人類認(rèn)識(shí)自然、改造自然的過程中顯示出了強(qiáng)大力量，為人類進(jìn)步作出了杰出貢獻(xiàn)，但同時(shí)不能回避的是不當(dāng)?shù)乩没瘜W(xué)也產(chǎn)生了一些消極的影響，化學(xué)在不知不覺中己成為污染、毒害、危險(xiǎn)的代名詞，人們談“化”色變、疏而遠(yuǎn)之。所以，我們認(rèn)為在中學(xué)化學(xué)中滲透化學(xué)價(jià)值觀教育的價(jià)值在于：其一，辨證地評(píng)價(jià)化學(xué)的兩面性，不能因?yàn)榛瘜W(xué)的應(yīng)用價(jià)值而忽視化學(xué)給人類、環(huán)境帶來的消極影響，也不能因?yàn)樨?fù)面的影響就抹煞化學(xué)的重要作用。其二，對(duì)技術(shù)的發(fā)展持有積極態(tài)度，能夠采取合理的行為方式讓技術(shù)更好地促進(jìn)人類社會(huì)的發(fā)展。為此，在教學(xué)中我們?cè)O(shè)計(jì)了如下教學(xué)片斷：

教學(xué)片斷1：【史實(shí)回顧】化肥的重大作用。通過提供化肥使用以來世界糧食產(chǎn)量隨著年份變化的數(shù)據(jù)，說明化肥對(duì)人類社會(huì)生存和發(fā)展的重大推動(dòng)作用。

教學(xué)片斷2：【生活在線】銨鹽的“特別用途”。展示碳酸氫氨在食品工業(yè)（如學(xué)生中流行的常見零食蝦條等）中的應(yīng)用，讓學(xué)生切身感受含氮化合物與生活的融合。

教學(xué)片斷3：【放眼社會(huì)】圖片展示使用化肥帶來的一些問題，如水體富營(yíng)養(yǎng)化、土壤板結(jié)、酸化、鹽漬化等等（圖1-4）。

教學(xué)片斷4：【前景展望】提供資料，讓學(xué)生對(duì)目前氮肥工業(yè)的比較前沿的研究方向如緩控釋肥、生物菌肥、氨基酸類肥料、腐植酸類肥料等有一定的了解，對(duì)更安全、更環(huán)境友好的肥料產(chǎn)品給化肥、農(nóng)業(yè)領(lǐng)域乃至人類生活帶來深刻影響和變化有一定期待。

片斷1通過提供數(shù)據(jù)，從人類發(fā)展史的角度使學(xué)生認(rèn)識(shí)化肥對(duì)人類的重大意義;片斷2從生活中常見但沒有留意的事實(shí)（蝦條中的碳酸氫銨），讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到含氮化合物與生活的融合，這是貼近學(xué)生生活經(jīng)驗(yàn)的例子，直接關(guān)系到學(xué)生切身利益，引發(fā)了學(xué)生的強(qiáng)烈興趣;片斷3選擇直面化肥在使用過程中引發(fā)的環(huán)境危機(jī)，讓學(xué)生思考化肥的科學(xué)使用問題。三個(gè)環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)，讓學(xué)生的情緒在事實(shí)面前轉(zhuǎn)折起伏，在強(qiáng)烈的對(duì)比反差中積極思考含氮化合物的社會(huì)價(jià)值，最終構(gòu)建正確的化學(xué)價(jià)值觀，即以客觀、全面、發(fā)展的眼光看待化學(xué)現(xiàn)象，也只有在正確的化學(xué)價(jià)值觀指導(dǎo)下，人們才能辨證地、全面地理解化學(xué)科學(xué)的是與非、功與過，從而做出正確的價(jià)值判斷，采取理性的行為方式。在本節(jié)課的結(jié)束環(huán)節(jié)，通過片斷4對(duì)氮肥工業(yè)發(fā)展前景的展望，讓學(xué)生進(jìn)一步放開視野，認(rèn)識(shí)到技術(shù)對(duì)人類社會(huì)的影響，也讓學(xué)生對(duì)技術(shù)讓生活更美好的理念和可持續(xù)發(fā)展的理念充滿了信心和期待，更是對(duì)化學(xué)價(jià)值觀的又一次升華。

二、通過系列性史實(shí)追溯，感受技術(shù)進(jìn)步過程中體現(xiàn)的科學(xué)精神

科學(xué)精神作為中國(guó)學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)極其重要的一個(gè)方面，主要是指學(xué)生在學(xué)習(xí)、理解、運(yùn)用科學(xué)知識(shí)和技能等方面所形成的價(jià)值標(biāo)準(zhǔn)、思維方式和行為表現(xiàn)，具體包括理性思維、批判質(zhì)疑、勇于探究等基本要點(diǎn)，這些都可以在科學(xué)進(jìn)步過程中科學(xué)家的不懈探索中體現(xiàn)出來。在教學(xué)中，可以通過化學(xué)史的回顧讓學(xué)生間接地感受科學(xué)家們的探索精神，可以通過追尋科學(xué)家的研究過程來了解一般科學(xué)研究方法，也可以通過設(shè)計(jì)有針對(duì)性的探究活動(dòng)讓學(xué)生親身體驗(yàn)科學(xué)探究的過程，培養(yǎng)其科學(xué)素養(yǎng)和能力。

教學(xué)片斷1：用問題討論和史實(shí)回顧兩種方式引導(dǎo)學(xué)生回溯前人合成氨的探索之路。

【問題討論】從生活中常見的氮?dú)馊耸郑O(shè)計(jì)如下問題串引出氮的化合物：1.植物生長(zhǎng)在一個(gè)缺乏氮元素的世界中嗎？2.植物需要什么形態(tài)的氮元素？3.你知道的化合態(tài)的氮有哪些？4.如何由氮?dú)獬霭l(fā)合成含氮化合物？

【化學(xué)史話】簡(jiǎn)介合成氨問題提出至哈伯成功合成氨的數(shù)百年間，人們對(duì)于合成氨反應(yīng)的探索歷程。

教學(xué)片斷2：用與合成氨有關(guān)的三次諾貝爾獎(jiǎng)史實(shí)引領(lǐng)學(xué)生感受科學(xué)家的不斷探索。

【化學(xué)史話】因?yàn)閷?duì)合成氨反應(yīng)的研究，德國(guó)化學(xué)家弗里茨·哈伯獲得了1918年的諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)，因?yàn)閷?duì)合成氨工業(yè)設(shè)備和技術(shù)的研究，德國(guó)化學(xué)家卡爾·博施獲得了193 1年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)，因?yàn)樵诤铣砂睓C(jī)理研究方面作出的貢獻(xiàn)，德國(guó)科學(xué)家格哈德·埃特爾獲得2007年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。

教學(xué)片斷1從知識(shí)角度讓學(xué)生充分了解到氮?dú)獾姆€(wěn)定性和氨氣獲得的不易，從方法的角度讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到新的發(fā)現(xiàn)往往是從人們研究身邊最常見的材料開始，這也是人們研究自然的一般規(guī)律，從情感角度讓學(xué)生為科學(xué)家們執(zhí)著的科學(xué)精神所感動(dòng)，激發(fā)了學(xué)生了解氨氣性質(zhì)的欲望。有關(guān)合成氨的第三次諾貝爾獎(jiǎng)的介紹，使學(xué)生感受到了研究從宏觀到微觀的深入發(fā)展，感受到了技術(shù)進(jìn)步的魅力，也感受到了科學(xué)工作者們執(zhí)著不懈的探索精神。

三、設(shè)計(jì)以元素為核心的問題串，體會(huì)物質(zhì)轉(zhuǎn)化過程中的科學(xué)思維

物質(zhì)的存在不是靜止和孤立的，當(dāng)某種物質(zhì)生成或消失時(shí)，一定會(huì)伴隨著其他物質(zhì)的消失或生成，謂之變化。元素化合物部分涉及的“變化”比較多，故而知識(shí)細(xì)節(jié)比較多，但是化學(xué)變化是以元素為核心的，在教學(xué)中，我們應(yīng)探究各個(gè)反應(yīng)之間的內(nèi)在規(guī)律，尋找主干物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系，幫助學(xué)生構(gòu)建知識(shí)體系和形成科學(xué)思維，使學(xué)生能迅速理清和理解各種轉(zhuǎn)化之間的關(guān)系，最終形成以元素為核心的物質(zhì)轉(zhuǎn)化觀念。

教學(xué)片斷1：從生活中常見的氮?dú)馊耸郑龅幕衔?，設(shè)計(jì)如下問題串引導(dǎo)思維：1.植物生長(zhǎng)在一個(gè)缺乏氮元素的世界中嗎？2.植物需要什么形態(tài)的氮元素？3.如何由氮?dú)獬霭l(fā)合成含氮化合物？

教學(xué)片斷2：圍繞尋找合適的氮肥，提出問題串如下：1.氨氣適合作化肥嗎？2.氨水適合作化肥嗎？3.如何合成銨態(tài)氮肥？4.銨態(tài)氮肥在使用過程中有什么注意事項(xiàng)？

以元素為核心的物質(zhì)轉(zhuǎn)化主要有兩種形式：一是不同元素價(jià)態(tài)間的轉(zhuǎn)化，如氮?dú)庖缓衔锏霓D(zhuǎn)化;二是相同元素價(jià)態(tài)，不同物質(zhì)類別間的轉(zhuǎn)化，如氨氣一氨水一銨鹽的轉(zhuǎn)化。通過教學(xué)片斷1問題串的引導(dǎo)，學(xué)生明確了尋找氮肥的最終問題落點(diǎn)在于如何把空氣中大量存在的氮?dú)廪D(zhuǎn)化為含氮化合物，這也符合當(dāng)時(shí)人們探索氨氣合成路徑的歷程。片斷2按照氨氣一氨水一銨鹽的線索，將氨氣和銨鹽的瑣碎性質(zhì)巧妙地融入問題中層層展開，學(xué)生的思維一直為問題所引導(dǎo)，在疑惑、豁然開朗、新問題又出現(xiàn)、繼續(xù)探索過程中掌握了主要物質(zhì)的性質(zhì)，并通過其轉(zhuǎn)化關(guān)系形成網(wǎng)絡(luò)。這樣的設(shè)計(jì)，脫離了孤立地講物質(zhì)性質(zhì)的傳統(tǒng)思路，既能幫助學(xué)生構(gòu)建知識(shí)體系，也在無(wú)形中展示了物質(zhì)變化的美妙，還讓學(xué)生體會(huì)到：?jiǎn)栴}一思路一策略一改進(jìn)一方案的一般思維過程，提升了學(xué)生的科學(xué)思維品質(zhì)。

四、基于親身實(shí)驗(yàn)，感受物質(zhì)轉(zhuǎn)化過程中的科學(xué)方法

素養(yǎng)是在學(xué)習(xí)過程中形成和發(fā)展的，學(xué)生只有通過自主、合作、探究等多樣化的學(xué)習(xí)方式，才能在學(xué)習(xí)過程中獲取學(xué)科知識(shí)，養(yǎng)成學(xué)科思維，形成學(xué)科觀念，進(jìn)而形成從學(xué)科的角度解決問題的能力，認(rèn)同和踐行學(xué)科的價(jià)值追求?；瘜W(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，充分認(rèn)識(shí)到化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)功能，培養(yǎng)學(xué)生能根據(jù)實(shí)際問題設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證猜想，或者能根據(jù)已有實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，分析問題，得出結(jié)論是提升學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的重要途徑。

在教學(xué)中，在上述問題串基礎(chǔ)上，我們又根據(jù)問題分別設(shè)計(jì)了不同實(shí)驗(yàn)，具體如圖5所示：

在層層遞進(jìn)的問題串引導(dǎo)之下，學(xué)生的思維逐漸形成明確的線索，而實(shí)驗(yàn)是促進(jìn)學(xué)生深入理解問題的最好推手。通過實(shí)驗(yàn)1直觀體驗(yàn)，學(xué)生很容易理解“有毒”“氣體”的屬性不利于氨氣作為化肥使用，但是氨氣極易溶于水的性質(zhì)給學(xué)生強(qiáng)烈的沖擊，也讓學(xué)生產(chǎn)生強(qiáng)烈的“改進(jìn)”欲望，為后面引出氨水埋下伏筆。氨水的液體屬性和電離產(chǎn)生銨根離子的性質(zhì)使氨水可以作為化肥使用，但氨水的熱不穩(wěn)定性通過實(shí)驗(yàn)2也展露無(wú)遺，當(dāng)然其顯堿性的特點(diǎn)又給后續(xù)“改進(jìn)”以方向，學(xué)生想到了氨氣和酸的反應(yīng)，終于制備出銨態(tài)氮肥并通過微型實(shí)驗(yàn)了解銨鹽的性質(zhì)：水溶性、熱不穩(wěn)定性、與堿反應(yīng)，得出銨態(tài)氮肥的使用注意事項(xiàng)，至此系列探究實(shí)驗(yàn)完成，學(xué)生體會(huì)了比較完整的一個(gè)探究過程，感受了化學(xué)實(shí)驗(yàn)帶來的喜悅。另外，實(shí)驗(yàn)的連續(xù)性也是本次設(shè)計(jì)的亮點(diǎn)之一，這樣的設(shè)計(jì)讓實(shí)驗(yàn)的簡(jiǎn)約性和思維的連續(xù)性也于無(wú)形中深入學(xué)生的內(nèi)心，這些都將成為學(xué)生今后科學(xué)研究能力形成的基礎(chǔ)。 通過貼近學(xué)生實(shí)際生活的實(shí)驗(yàn)和情境，讓化學(xué)的學(xué)科基本觀念、思維方式和研究方法輕輕地融入學(xué)習(xí)過程，讓學(xué)生覺得化學(xué)就在我們身邊并逐漸學(xué)會(huì)從化學(xué)的角度去正確認(rèn)識(shí)生活、優(yōu)化生活，從而最終提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，這就是我們課堂的最終目的。