引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，培養(yǎng)化學(xué)核心素養(yǎng)

劉星

【摘要】中學(xué)生已經(jīng)有了一定的自主學(xué)習(xí)能力，很多化學(xué)知識(shí)可以在教師的引導(dǎo)下開展“猜想預(yù)測(cè)——實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證——?dú)w納補(bǔ)充”的自主學(xué)習(xí)模式，在自主學(xué)習(xí)的過程中科學(xué)思維得以發(fā)展、核心素養(yǎng)得以提升。本文以“二氧化硫的性質(zhì)”教學(xué)為例，探索引導(dǎo)中學(xué)生開展自主學(xué)習(xí)物質(zhì)性質(zhì)的一套較為高效的步驟和方法：1.引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)物質(zhì)的類別和化合價(jià)等因素頭腦風(fēng)暴式預(yù)測(cè)物質(zhì)的性質(zhì)，啟發(fā)科學(xué)思維;2.引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單易操作的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證物質(zhì)的性質(zhì)，發(fā)展科學(xué)思維;3.引導(dǎo)學(xué)生查找資料補(bǔ)充和完善物質(zhì)的性質(zhì)，歸納整理形成知識(shí)體系，促成模型建構(gòu)，完善科學(xué)思維。

【關(guān)鍵詞】自主學(xué)習(xí);核心素養(yǎng);物質(zhì)性質(zhì);二氧化硫;科學(xué)思維

核心素養(yǎng)是指?jìng)€(gè)體在面對(duì)現(xiàn)實(shí)生活情境時(shí)，能運(yùn)用自身知識(shí)、觀念、思想和方法解決真實(shí)問題時(shí)所表現(xiàn)出來的關(guān)鍵能力與必備品格?；瘜W(xué)學(xué)科的核心素養(yǎng)具體包括宏觀辨識(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)精神與社會(huì)責(zé)任等五個(gè)方面。

物質(zhì)的性質(zhì)是中學(xué)化學(xué)學(xué)習(xí)的重點(diǎn)，中學(xué)生所學(xué)的化學(xué)物質(zhì)往往與社會(huì)、生活聯(lián)系較為緊密，高中生學(xué)習(xí)化學(xué)時(shí)已經(jīng)有了一定的基礎(chǔ)，也有了一定的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ@為引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生“科學(xué)精神”“ 學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)”“ 實(shí)踐創(chuàng)新”等化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)，發(fā)展科學(xué)思維奠定了基礎(chǔ)。高中化學(xué)必修一第四章第三節(jié)“硫和氮的氧化物”中的“二氧化硫”，從所處課程模塊看，屬于必修模塊的學(xué)習(xí)內(nèi)容，屬于基礎(chǔ)知識(shí);從化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)看，幾乎涉及化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)五個(gè)方面的所有內(nèi)容。因而 “二氧化硫”的性質(zhì)知識(shí)應(yīng)作為高中化學(xué)的核心知識(shí)來教學(xué)。教學(xué)中可通過物質(zhì)分類、實(shí)驗(yàn)探究、證據(jù)推理等過程，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)二氧化硫的性質(zhì)等知識(shí)自主學(xué)習(xí)與建構(gòu)，在自主學(xué)習(xí)過程中培養(yǎng)和提升核心素養(yǎng)。

筆者認(rèn)為，引導(dǎo)高中生自主學(xué)習(xí)物質(zhì)性質(zhì)可以按如下步驟和方法進(jìn)行（以“二氧化硫的性質(zhì)”為例）。

一、引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)物質(zhì)的類別和化合價(jià)等因素頭腦風(fēng)暴式預(yù)測(cè)物質(zhì)的性質(zhì)，啟發(fā)科學(xué)思維

物質(zhì)的性質(zhì)包括物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)，物質(zhì)的物理性質(zhì)一般包括顏色、狀態(tài)、氣味、溶解性、熔點(diǎn)、沸點(diǎn)、硬度、密度等，學(xué)習(xí)二氧化硫的物理性質(zhì)時(shí)，先引導(dǎo)學(xué)生聯(lián)想：想到二氧化硫，你會(huì)聯(lián)想到什么？（汽車尾氣、燃煤燃燒的產(chǎn)物……）根據(jù)這些我能預(yù)測(cè)到的二氧化硫的物理性質(zhì)有那些呢？（把能預(yù)測(cè)到的二氧化硫的顏色、狀態(tài)、氣味、溶解性、密度等物理性質(zhì)列舉出來），化學(xué)性質(zhì)又有哪些？（把能預(yù)測(cè)到的二氧化硫的化學(xué)性質(zhì)列舉出來）

從物質(zhì)類別看，二氧化硫?qū)儆诜墙饘傺趸?，我們知道很多非金屬氧化物是堿性氧化物，那么我們可以怎樣設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明二氧化硫是否屬于堿性氧化物呢？（引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)方案）

從化合價(jià)角度來看，二氧化硫又會(huì)具有哪些性質(zhì)呢？（引導(dǎo)學(xué)生畫出含硫物質(zhì)的價(jià)類二維圖）：

從含硫物質(zhì)的價(jià)類二維圖中預(yù)測(cè)出二氧化硫應(yīng)該既有還原性又有氧化性，那么我們可以設(shè)計(jì)那些實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證二氧化硫的還原性和氧化性呢？（引導(dǎo)學(xué)生列舉出來）

教學(xué)實(shí)錄：

【提問】想到二氧化硫，你會(huì)聯(lián)想到什么？

【學(xué)生思考回答】汽車尾氣、燃煤燃燒的產(chǎn)物……

【提問】根據(jù)你對(duì)二氧化硫的了解你能預(yù)測(cè)到的二氧化硫的物理性質(zhì)有那些？請(qǐng)?jiān)诠P記本上列舉出來。

【學(xué)生書寫】顏色：無色（紅色、黃色……）

狀態(tài)：氣態(tài)（液態(tài)……）

氣味：刺激性氣味（無味、不知道什么氣味……）

溶解性：可溶于水（不溶于水、不知道……）

熔點(diǎn)：較低（……）

沸點(diǎn)：較低（……）

密度：比空氣大（……）

【交流預(yù)測(cè)依據(jù)】學(xué)生1：我知道酸雨很大程度是二氧化硫?qū)е碌?，但我并沒有看到這個(gè)過程空氣中有有色氣體，所以我認(rèn)為二氧化硫是無色的;

學(xué)生2：我看汽車尾氣好像是有顏色的，烏黑、紅褐色，所以我預(yù)測(cè)二氧化硫是紅色的;

學(xué)生3：憑直覺我覺得二氧化硫是氣體;既然是氣體，熔點(diǎn)、沸點(diǎn)肯定較低;

學(xué)生4：二氧化硫能導(dǎo)致酸雨，我覺得它可溶于水;

學(xué)生5：通過計(jì)算我得出二氧化硫的相對(duì)分子質(zhì)量是64，比空氣的平均相對(duì)分子質(zhì)量29要大，所以它的密度大于空氣。

……

【提問】你會(huì)怎樣預(yù)測(cè)二氧化硫的化學(xué)性質(zhì)？

【學(xué)生思考回答】學(xué)生交流討論后典型回答1：我覺得從類別來看，二氧化硫?qū)儆诜墙饘傺趸?，我猜?yīng)該是酸性氧化物，所以我預(yù)測(cè)二氧化硫可以分別與水、與堿、與堿性氧化物反應(yīng);

學(xué)生交流討論后典型回答2：二氧化硫中硫元素的化合價(jià)是+4價(jià)，從含硫物質(zhì)的價(jià)類二維圖可以看出，+4價(jià)的硫元素既不是最高價(jià)也不是最低價(jià)而是處于中間價(jià)態(tài)，所以二氧化硫應(yīng)該既有還原性又有氧化性;

……

以上思維過程可謂科學(xué)思維中的猜想和推理。

二、引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單易操作的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證物質(zhì)的性質(zhì)，發(fā)展科學(xué)思維

化學(xué)是一門與實(shí)驗(yàn)相關(guān)的自然學(xué)科。預(yù)測(cè)的物質(zhì)的性質(zhì)是否符合事實(shí)，還需“實(shí)踐”來檢驗(yàn)。在化學(xué)學(xué)習(xí)中，探究實(shí)驗(yàn)?zāi)軒椭鷮W(xué)生把猜測(cè)變?yōu)檎鎸?shí)的知識(shí);另外，通過設(shè)計(jì)和改造實(shí)驗(yàn)方案，使學(xué)生了解科學(xué)探究的普遍方法，培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí);實(shí)驗(yàn)過程同學(xué)們相互合作完成實(shí)驗(yàn)操作、觀察記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行加工并獲得結(jié)論，能培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度、科學(xué)思維和合作意識(shí)，實(shí)驗(yàn)也是提升學(xué)生對(duì)化學(xué)學(xué)科興趣的重要手段。實(shí)驗(yàn)探究可以說既是化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的重要要素，也是培養(yǎng)學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的重要方法。

“二氧化硫的性質(zhì)”學(xué)習(xí)中，對(duì)二氧化硫的性質(zhì)有了猜想后，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證是“檢驗(yàn)真理”的途徑。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)應(yīng)考慮到實(shí)際因素，盡量設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單易操作現(xiàn)象明顯的實(shí)驗(yàn)。

教學(xué)實(shí)錄：

【展示并提問】向?qū)W生展示充滿二氧化硫氣體的集氣瓶，說說現(xiàn)在你知道了二氧化硫的哪些物理性質(zhì)，哪些你可以設(shè)計(jì)什么樣的實(shí)驗(yàn)得出？