培養(yǎng)化學(xué)核心素養(yǎng)的課例研究

施健

【摘 要】五年制高職生在中專階段需要培養(yǎng)化學(xué)核心素養(yǎng)，包括宏觀辨識(shí)與微觀探析等五項(xiàng)內(nèi)容。在化學(xué)實(shí)驗(yàn)“萃取”的教學(xué)實(shí)踐中，這五項(xiàng)化學(xué)核心素養(yǎng)在各教學(xué)環(huán)節(jié)得以不同程度的體現(xiàn)和具體實(shí)施，本文闡述其課堂教學(xué)的實(shí)際做法與體會(huì)。

【關(guān)鍵詞】化學(xué)核心素養(yǎng);化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué);萃取

中圖分類號(hào)： G633.8文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A文章編號(hào)： 2095-2457（2019）29-0180-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.29.085

Case Study on Cultivating Chemical Core Literacy

——Taking “Extraction” of Experimental Teaching as an Example

SHI Jian

（Wuxi Higher Health Vocational Technology Schools， Wuxi Jiangsu 214111，China）

【Abstract】The five-year higher vocational students need to cultivate core chemical literacy in the secondary vocational school stage. Chemical core literacy includes five items，for example， macro-identification and micro-analysis， etc. In the teaching practice of “extraction” in chemical experiments，These five items can be embodied and implemented in different degrees in various teaching segments. This paper elaborates on these practices and experiences.

【Key words】Chemical core literacy; Experimental teaching; Extraction

課程改革要求教師從關(guān)注“教什么”轉(zhuǎn)向到關(guān)注“學(xué)生學(xué)會(huì)什么”，隨著改革的不斷深入，“什么知識(shí)最有力量”已成為課程的經(jīng)典問題。2015年11月29日，中國教育學(xué)會(huì)、光明日?qǐng)?bào)、教育部組織了一場(chǎng)“核心素養(yǎng)如何轉(zhuǎn)化為學(xué)生素質(zhì)”的教育沙龍，與會(huì)教育專家指出，“只有能成為素養(yǎng)或智慧的知識(shí)才有力量”，以化學(xué)學(xué)科為例，將課程目標(biāo)定位在核心素養(yǎng)上，才能回答“化學(xué)能留給他終身受用的東西是什么”。

1 化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的內(nèi)涵

1.1 化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)

吳俊明認(rèn)為“學(xué)科核心素養(yǎng)”這個(gè)名詞有廣義和狹義兩種含義：狹義含義指只有本學(xué)科才有、非本學(xué)科一定沒有的那些必備品格和關(guān)鍵能力。[1]因此，首先要明確化學(xué)學(xué)科與物理、生物等學(xué)科的不同之處：“化學(xué)可以說是應(yīng)用宏觀與微觀結(jié)合、思維與實(shí)驗(yàn)結(jié)合的方法研究實(shí)物材料（化學(xué)物質(zhì)）的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和變化，以及它們的相互聯(lián)系，為人類利用自然、改造自然、保護(hù)自然、提高生活質(zhì)量和生存安全服務(wù)，滿足人類的實(shí)際需要以及有關(guān)的好奇心和興趣的科學(xué)”。[2]在此基礎(chǔ)上，才能回答哪些關(guān)鍵能力和必備品格只能在化學(xué)學(xué)習(xí)中形成。目前國內(nèi)大多數(shù)學(xué)者主張用“宏觀辨識(shí)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(shí)驗(yàn)探究與創(chuàng)新意識(shí)、科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任五項(xiàng)內(nèi)容來概括”化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)，并認(rèn)為這五項(xiàng)是“高中生應(yīng)該具備的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的要素”。[3]

1.2 培養(yǎng)職校學(xué)生化學(xué)核心素養(yǎng)的必要性

本校藥學(xué)、生物制藥等專業(yè)的五年制高職學(xué)生，在一到三年級(jí)的中專階段學(xué)習(xí)無機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)等基礎(chǔ)化學(xué)課程，這些基礎(chǔ)化學(xué)課程，絕大部分內(nèi)容和高中化學(xué)內(nèi)容雷同，且五年制高職生化學(xué)學(xué)習(xí)的起點(diǎn)和高中生相同，僅僅是初三學(xué)過一年化學(xué)。所以，本文討論的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)是基礎(chǔ)教育階段的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)，即上述“高中生應(yīng)該具備的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的要素”包括的五項(xiàng)內(nèi)容。這些化學(xué)核心素養(yǎng)的養(yǎng)成，是五年制高職生在四、五年級(jí)大專階段學(xué)習(xí)藥物化學(xué)等專業(yè)相關(guān)課程的基礎(chǔ)。

2 在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中實(shí)踐化學(xué)核心素養(yǎng)的培養(yǎng)

利用現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)條件，對(duì)培養(yǎng)化學(xué)核心素養(yǎng)做了一些嘗試和探索。下面以有機(jī)化學(xué)課程中“萃取”的化學(xué)實(shí)驗(yàn)為例，闡述化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的五項(xiàng)內(nèi)容是如何在課堂教學(xué)實(shí)踐中逐一落實(shí)的。由于“萃取”的教學(xué)內(nèi)容自身特點(diǎn)和限制，決定了這五項(xiàng)內(nèi)容落實(shí)的程度不同，在情境問題設(shè)計(jì)、難點(diǎn)的突破、教學(xué)內(nèi)容的組織安排等方面能落實(shí)化學(xué)核心素養(yǎng)的側(cè)重點(diǎn)也是不同的。

2.1 培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任感

“我們的化學(xué)教學(xué)在一定程度上缺乏真實(shí)情境下的化學(xué)學(xué)習(xí)，缺乏正確的化學(xué)情感、態(tài)度、價(jià)值觀引領(lǐng)，育分大于育人”。富有情感的真實(shí)情境做教學(xué)素材是培養(yǎng)化學(xué)核心素養(yǎng)之社會(huì)責(zé)任的支撐[4]。在“萃取”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，基于某制藥廠廢水中有害物質(zhì)的真實(shí)數(shù)據(jù)，讓同學(xué)廣泛了解苯酚等物質(zhì)對(duì)水、土壤等環(huán)境的破壞以及對(duì)人畜等健康的影響，查閱國家對(duì)工業(yè)廢水排放標(biāo)準(zhǔn)。通過這樣的案例設(shè)計(jì)，使學(xué)生認(rèn)識(shí)：“實(shí)現(xiàn)化學(xué)科學(xué)的價(jià)值既要充分發(fā)揮化學(xué)科學(xué)技術(shù)為人類提供物質(zhì)財(cái)富的作用，又要充分分析化學(xué)科學(xué)技術(shù)應(yīng)用對(duì)人類社會(huì)發(fā)展帶來的負(fù)面影響，即充分承擔(dān)起化學(xué)科學(xué)對(duì)促進(jìn)人類社會(huì)發(fā)展的社會(huì)會(huì)責(zé)任”。[5]

在萃取教學(xué)中，學(xué)生需要在實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)時(shí)完成學(xué)習(xí)任務(wù)書，填寫實(shí)驗(yàn)課上環(huán)保注意一欄的內(nèi)容，教師在課堂上也再次板書和提醒學(xué)生：將廢液廢物倒入指定容器。這些做法強(qiáng)化了學(xué)生的環(huán)保意識(shí)，有助于學(xué)生建立可持續(xù)發(fā)展和綠色化學(xué)觀念，也是對(duì)化學(xué)核心素養(yǎng)之一的社會(huì)責(zé)任感的培養(yǎng)。

2.2 培養(yǎng)學(xué)生宏觀辨析與微觀探析的能力

“在實(shí)際教學(xué)中，要引導(dǎo)學(xué)生將宏觀現(xiàn)象微觀機(jī)理相結(jié)合，透過現(xiàn)象看本質(zhì)，培養(yǎng)學(xué)生‘宏觀切入一微觀分析一符號(hào)表達(dá)的化學(xué)思維模式。”[6]在“萃取”教學(xué)中，先讓學(xué)生觀察用四氯化碳提取碘水的碘這一顏色鮮明的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，再播放碘分子是如何從水層轉(zhuǎn)移到四氯化碳的動(dòng)畫，使學(xué)生理解碘和四氯化碳都是非極性分子而相似相溶，認(rèn)識(shí)到溶質(zhì)在萃取劑和原溶劑不同的溶解程度可用符號(hào)K（分配比）表達(dá)，學(xué)習(xí)建立“宏觀切入-微觀分析-符號(hào)表達(dá)”的化學(xué)思維。

2.3 培養(yǎng)學(xué)生證據(jù)推理與模型認(rèn)知的能力

教師通過上述對(duì)萃取原理的學(xué)習(xí)引導(dǎo)，能讓學(xué)生初步推理出分配比K的表達(dá)式，建立這一認(rèn)知模型后，教師要求學(xué)生設(shè)計(jì)并分組討論實(shí)驗(yàn)方案，就是根據(jù)以上模型認(rèn)知（K值公式），從各種有機(jī)試劑如丙酮、乙醇、乙酸乙酯等中，選擇萃取廢水中苯酚最合適的萃取劑，并根據(jù)萃取次數(shù)n和分配比K的數(shù)學(xué)關(guān)系中推理出合適的萃取次數(shù)以及少量多次萃取的操作原則。由此看出，學(xué)生能根據(jù)K值大小選擇萃取劑，就是養(yǎng)成和應(yīng)用了證據(jù)推理和模型認(rèn)知的能力。只有不斷加強(qiáng)證據(jù)推理和模型認(rèn)知的能力，才有可能讓學(xué)生順利完成知識(shí)的遷移，提高解決實(shí)際化學(xué)問題的能力。

2.4 培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究能力與創(chuàng)新意識(shí)

學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，完成實(shí)驗(yàn)儀器、試劑、實(shí)驗(yàn)操作方案等的選擇，本身就是培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究能力。萃取實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，堅(jiān)持讓每一個(gè)學(xué)生動(dòng)手操作實(shí)驗(yàn)全過程，這一做法不僅可以解決實(shí)驗(yàn)中常見的只觀摩不動(dòng)手的問題，提高學(xué)生化學(xué)實(shí)驗(yàn)操作能力，還可以讓學(xué)生體會(huì)到：實(shí)驗(yàn)過程中可能會(huì)出現(xiàn)新問題，這些問題的解決更是培養(yǎng)自己化學(xué)實(shí)驗(yàn)探究能力和創(chuàng)新意識(shí)的最好機(jī)會(huì)。萃取操作過程中出現(xiàn)的生成性問題有：影響分層的泡沫如何處理？分液時(shí)，兩相分界線到達(dá)分液漏斗旋塞的哪個(gè)部位停止放液？如何驗(yàn)證原溶液中苯酚已達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)？乙酸乙酯萃取苯酚后，怎么處理？

實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，教師提出實(shí)驗(yàn)報(bào)告的具體要求：寫清實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并逐一解釋，計(jì)算產(chǎn)率，分析異常實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和操作失誤等產(chǎn)生的原因，對(duì)實(shí)驗(yàn)提出建議和改進(jìn)。還要求學(xué)生通過課程資源以及互聯(lián)網(wǎng)等平臺(tái)思考和拓展以下知識(shí)：如索氏萃取器用于什么樣的萃??？實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中，制藥工業(yè)廢水中的酚類是用哪些設(shè)備進(jìn)行萃取的？還有哪些處理方法，需要哪些設(shè)備？

以上實(shí)驗(yàn)中生成性問題的解決、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求和實(shí)驗(yàn)后習(xí)題設(shè)置，正是符合以下化學(xué)核心素養(yǎng)的培養(yǎng)要求：“‘實(shí)驗(yàn)探究與創(chuàng)新意識(shí)要求學(xué)生發(fā)現(xiàn)和提出有探究價(jià)值的化學(xué)問題，能依據(jù)探究目的設(shè)計(jì)并優(yōu)化實(shí)驗(yàn)方案，完成實(shí)驗(yàn)操作，能對(duì)觀察記錄的實(shí)驗(yàn)信息進(jìn)行加工并獲得結(jié)論;能和同學(xué)交流實(shí)驗(yàn)探究的成果，提出進(jìn)一步探究或改進(jìn)實(shí)驗(yàn)的設(shè)想;能尊重事實(shí)和證據(jù)，不迷信權(quán)威，具有獨(dú)立思考、敢于質(zhì)疑和批判的創(chuàng)新精神。積極參與有關(guān)化學(xué)問題的社會(huì)決策?！盵7]

2.5 培養(yǎng)變化觀念與平衡思想

萃取的過程實(shí)際上是溫度一定時(shí)某一種物質(zhì)在兩種互不相溶的液相中都能溶解，建立平衡的過程，這個(gè)平衡的平衡常數(shù)即該物質(zhì)在兩種溶液中的濃度比，叫分配系數(shù)K，這就是分配規(guī)律。教師在講萃取原理時(shí)，強(qiáng)調(diào)用于萃取的基本原理還是平衡觀念，有助于學(xué)生鞏固平衡理念是貫穿于整個(gè)化學(xué)學(xué)習(xí)的基本觀念。

綜上所述，化學(xué)核心素養(yǎng)培養(yǎng)的理念，正是“萃取”化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)這一課在教學(xué)設(shè)計(jì)、教學(xué)內(nèi)容組織、教學(xué)方法、信息化教學(xué)手段等方面的出發(fā)點(diǎn)和立足點(diǎn)?！拜腿　被瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的具體實(shí)施，獲得了同行的肯定，因?yàn)槠湔暡浹a(bǔ)以往化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的一些不足，更是體現(xiàn)對(duì)“化學(xué)能留給他終身受用的東西是什么”這一終極目標(biāo)的認(rèn)真思考和追求。

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