指向核心素養(yǎng)的高中化學實驗教學研究

陳艷輝

◆摘? 要：高中化學核心素養(yǎng)中的“宏觀與微觀素養(yǎng)”是引導學生，在宏觀認識和微觀分析過程中，掌握物質(zhì)的結(jié)構(gòu)及其化學反應(yīng)規(guī)律變化的過程。為了引導學生高效地掌握化學知識，在腦海中形成對知識的表征，本次研究在“宏—微—宏”視角下，遵循“宏觀引入—微觀剖析—宏觀認知”的三階段教學流程，以“電解質(zhì)和非電解質(zhì)”為例，探索核心素養(yǎng)背景下的高中化學實驗教學研究。

◆關(guān)鍵詞：高中;化學實驗;核心素養(yǎng)

高中化學是一門將宏觀和微觀交融在一起的學科，宏微觀素養(yǎng)也是高中化學核心素養(yǎng)的重要內(nèi)容。通過可以直接觀察到的宏觀現(xiàn)象來激發(fā)學習興趣引入學習主題，再通過無法直接感知的微觀世界，指導學生從物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)和規(guī)律上，學習宏觀層面上的物質(zhì)的性質(zhì)和變化，這就是高中化學教學中宏微結(jié)合的概念。

一、“宏—微—宏”視角下的高中化學實驗教學實踐研究——以“電解質(zhì)和非電解質(zhì)”為例

（一）宏觀情境引入主題

在學習本節(jié)課之前學生已經(jīng)對“物質(zhì)的分類”這部分知識有所掌握，在具備一定的分類觀念基礎(chǔ)上，本節(jié)課引導學生圍繞“電離”的概念，學習另一種物質(zhì)分類方式。教師展示生活中常見的籃球比賽情境，要求學生思考：打完籃球后的運動員大汗淋漓，汗液中帶走了很多鹽分，若要及時恢復身體的內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)，最好是飲用什么類型的飲料呢？學生回答：喝鹽水。教師解釋：鹽水補充的是由于排汗而流失的鹽分，從本質(zhì)上講就是補充身體所需的電解質(zhì)。隨即教師展示某運動硬料廣告圖片，如圖1所示廣告上重點指明可以該飲料可以補充電解質(zhì)，為什么電解質(zhì)對人體這么重要呢？電解質(zhì)是什么呢？是否所有的化學物質(zhì)都是電解質(zhì)呢？在學生對宏觀情境的感知下，教師引入學習主題：電解質(zhì)和非電解質(zhì)。

（二）宏觀實驗呈現(xiàn)導電現(xiàn)象

生活中有很多物體都可以導電，但是否所有的化學藥品都能夠?qū)щ娔?？在解決這個問題前，教師向?qū)W生呈現(xiàn)了電導率的概念，讓學生知道電導率越強的材料，其導電性也越強。隨后為每組學生提供：氯化鈉固體和溶液、氫氧化鈉固體和溶液、蔗糖固體和溶液這三組藥品，要求學生利用電導率測量儀器，來測量這三組藥品的電導率情況，學生測量結(jié)果：氯化鈉溶液和氫氧化鈉溶液能夠?qū)щ?，其余的不能導電。教師設(shè)問：為何氯化鈉溶液和氫氧化鈉溶液可導電，但是氯化鈉固體、氫氧化鈉固體和蔗糖固體不可導電呢？該問題教師將通過后續(xù)的微觀情境來分析。

設(shè)計意圖：通過生活中的宏觀現(xiàn)象，激發(fā)學習興趣，并引入主題，通過宏觀實驗來分析導電情況，并設(shè)置與新知識學習相關(guān)的問題，為下一階段微觀情境分析作鋪墊。

（三）微觀實驗觀察并分析本質(zhì)

對于上一階段為何會出現(xiàn)導電的現(xiàn)象，教師以氯化鈉固體和溶液為研究對象，通過微觀實驗視頻展示，發(fā)現(xiàn)氯化鈉固體在沒有連接電源的條件下，鈉離子和氯離子都是緊靠一起，當氯化鈉固體連接電源后，兩種離子也僅僅是在自己的位置上發(fā)生小幅度的運動，外加電場的作用無法讓這兩種離子產(chǎn)生定向移動。隨后展示氯化鈉溶液，如圖2所示可以清楚的發(fā)現(xiàn)，水分子和氯化鈉晶體產(chǎn)生相互作用，氯化鈉晶體中的鈉離子和氯離子離開晶體，進入水分子中。啟發(fā)學生思考：根據(jù)物理中的電學知識，來分析氯化鈉溶液導電的原因。學生回答：因為在水溶液中產(chǎn)生了可自由移動的電子，如果加接上電源就等于有了電場，離子就實現(xiàn)了定向移動。教師繼續(xù)設(shè)疑：將氯化鈉固體加熱后也可成為熔融的液體，是否也能導電呢？教師展示微觀情境，發(fā)現(xiàn)氯化鈉固體在熔融狀態(tài)下也能夠產(chǎn)生自由移動的電子，即也能夠?qū)щ?。通過微觀情境學生理解了產(chǎn)生導電現(xiàn)象的本質(zhì)，指導學生歸納電離的概念：化學物質(zhì)在水溶液中或者熔融狀態(tài)下產(chǎn)生可自由移動的電子的過程。最后教師指導學生利用離子方程式，表征氯化鈉水溶液的電離過程。

設(shè)計意圖：通過微觀實驗展示溶液導電的本質(zhì)，指導學生剖析宏觀情境中背后的知識形成過程，培養(yǎng)學生的思維能力。

（四）宏觀認識類比學習

上階段的學習學生已經(jīng)知道蔗糖的水溶液和固體均不導電，為了給結(jié)論提供證據(jù)，教師測量了熔融狀態(tài)下的蔗糖電導率，發(fā)現(xiàn)熔融狀態(tài)下的蔗糖導電性為零。類比氯化鈉水溶液和熔融狀態(tài)下，之所以可以導電是因為產(chǎn)生了可自由移動的電子，因此蔗糖的水溶液和熔融狀態(tài)下不導電的原因是，沒有產(chǎn)生可自由移動的電子。由此教師展示出電解質(zhì)和非電解質(zhì)的概念：在水溶液或熔融狀態(tài)下可導電的化合物即為電解質(zhì)，若水溶液和熔融狀態(tài)下不能導電，該化合物為非電解質(zhì)。從宏觀上分析概念，提醒學生注意概念中的“或”、“和”、“化合物”這三個關(guān)鍵詞，從而準確地區(qū)分電解質(zhì)和非電解質(zhì)。

設(shè)計意圖：對于電解質(zhì)和非電解質(zhì)概念的學習，主要是通過宏觀認識進行類比的方式來進行，回到測量溶液的電導率知識，演示蔗糖在熔融狀態(tài)下不能導電的現(xiàn)象，對于氯化鈉的水溶液和熔融狀態(tài)下可以導電，來學習電解質(zhì)和非電解質(zhì)知識。

二、結(jié)語

宏觀和微觀觀念是學習高中化學知識必備的核心素養(yǎng)之一，本次研究首先以宏觀實驗為開端讓學生觀察現(xiàn)象，獲取基本概念的同時對實驗現(xiàn)象產(chǎn)生濃厚興趣;隨后以微觀實驗來化解學生疑難，最后再通過宏觀實驗指導學生區(qū)分概念，落實了高中化學核心素養(yǎng)中對學生的宏觀與微觀素養(yǎng)的培養(yǎng)。

參考文獻

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