基于邏輯思維構(gòu)建的化學(xué)核心素養(yǎng)發(fā)展

鐘捷

【摘 要】 “物質(zhì)性質(zhì)和變化的探究”是《普通高中教科書·化學(xué)（必修1上冊）》（蘇教版）——專題2“研究物質(zhì)的基本方法”中第一單元“研究物質(zhì)的實驗方法”的內(nèi)容。筆者在工作中發(fā)現(xiàn)，很多高中教師在教學(xué)此部分時，往往把重點依然放在物質(zhì)分離提純、離子檢驗等傳統(tǒng)內(nèi)容的講解上，而對該部分僅作簡單介紹甚至一帶而過。該部分內(nèi)容雖然不與前面的物質(zhì)分離提純及檢驗直接相關(guān)，但是作為研究物質(zhì)的實驗方法的擴(kuò)展環(huán)節(jié)，可見教材編寫者對于高中階段化學(xué)實驗探究以及科學(xué)過程邏輯思維構(gòu)建的重視，因此筆者結(jié)合關(guān)鍵能力與核心素養(yǎng)的培育，針對該部分的教學(xué)進(jìn)行了整體設(shè)計與思考。

【關(guān)鍵詞】 邏輯思維? 核心素養(yǎng)? 化學(xué)

一、基于關(guān)鍵能力建立的教材分析

“物質(zhì)性質(zhì)和變化的探究”這一部分的內(nèi)容可擴(kuò)展性強，教材的出發(fā)點是讓學(xué)生了解開展科學(xué)探究的一般步驟，使學(xué)生認(rèn)識到“從問題和假設(shè)出發(fā)確定研究目的、依據(jù)研究目的設(shè)計方案、基于證據(jù)進(jìn)行分析和推理”這種邏輯思維的建立，對于化學(xué)乃至科學(xué)研究的重要意義。本部分內(nèi)容的學(xué)習(xí)放在“物質(zhì)的分離提純”“物質(zhì)的檢驗”之后，因此能夠培養(yǎng)學(xué)生的“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”這一化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)，并對高中化學(xué)的理論及實驗學(xué)習(xí)起到承上啟下的作用。

根據(jù)普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版，2020年修訂），在化學(xué)科學(xué)與實驗探究過程中，學(xué)生應(yīng)當(dāng)能夠認(rèn)識科學(xué)探究的核心意義，即進(jìn)行科學(xué)解釋和發(fā)現(xiàn)、創(chuàng)造和應(yīng)用的科學(xué)實踐活動。通過對科學(xué)探究過程的了解，構(gòu)建嚴(yán)密的思維邏輯：提出問題——設(shè)計方法——實施實驗——獲取證據(jù)——建構(gòu)模型——評價結(jié)論。

二、基于探究教學(xué)現(xiàn)狀的學(xué)情分析

在學(xué)習(xí)“物質(zhì)性質(zhì)和變化的探究”這一階段的內(nèi)容之前，高一學(xué)生已完成物質(zhì)的分離提純的基本課程學(xué)習(xí)，初步掌握了物質(zhì)的分離提純方法。同時也已完成物質(zhì)的檢驗實驗課程，對利用化學(xué)反應(yīng)來檢驗溶液所含的某些離子有了一定的理論與實驗認(rèn)識。

值得注意的是，現(xiàn)階段高中化學(xué)的實驗探究部分多以教材提供的實驗為主，學(xué)生仍停留在重復(fù)實驗并確認(rèn)課堂所學(xué)的實驗現(xiàn)象階段，缺乏對科學(xué)實驗過程的自主性認(rèn)識。學(xué)生對實驗現(xiàn)象好奇心強，但是抽象——具象思維能力與推理能力不足，理論概念與實驗分析關(guān)聯(lián)意識薄弱。

因此針對本環(huán)節(jié)，學(xué)生學(xué)情的以下兩個方面是值得去重視并加以改變的：一是要改變課堂以教師教學(xué)為主的教學(xué)方法，將學(xué)生處理知識的地位提升到更為主動的層次;二是對于課程所涉及的實驗，不采用預(yù)設(shè)結(jié)果的傳統(tǒng)實驗形式，而是更注重學(xué)生實驗設(shè)計及操作能力的提高。

三、基于邏輯思維構(gòu)建的課程設(shè)計

針對以上課程內(nèi)容及學(xué)情現(xiàn)狀的討論，課堂教學(xué)設(shè)計的核心思路為學(xué)習(xí)開展化學(xué)研究的基本方法，重點在實驗探究過程的邏輯思維構(gòu)建。本課程的核心思路包含以下幾個環(huán)節(jié)：

第一環(huán)節(jié)：物質(zhì)性質(zhì)變化基本知識的回顧。

首先給學(xué)生演示通入二氧化碳后的紅色石蕊花的實驗視頻，讓學(xué)生總結(jié)二氧化碳的性質(zhì)及變化，引導(dǎo)學(xué)生回顧性質(zhì)及變化的宏觀、微觀描述，鞏固變化觀念，并在此基礎(chǔ)上從理論引入本課時的實驗。

第二環(huán)節(jié)：金屬的性質(zhì)和變化研究。

從學(xué)生相對熟悉的鐵的金屬物理化學(xué)性質(zhì)入手進(jìn)行討論，同學(xué)生一起回顧現(xiàn)階段掌握的關(guān)于鐵的相關(guān)性質(zhì)。接著結(jié)合鐵與鋁都是金屬這一共同點，讓學(xué)生嘗試分析鋁的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)。在此基礎(chǔ)上，展開分組實驗，指導(dǎo)學(xué)生熟悉基于現(xiàn)有模型認(rèn)知預(yù)測未知物質(zhì)的方法，讓學(xué)生實踐驗證對鋁的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)推測的正確性。

第三環(huán)節(jié)：雙氧水分解速率的條件實驗研究。

學(xué)生在初中階段已經(jīng)接觸過用雙氧水制備氧氣的實驗，能夠定性認(rèn)識雙氧水分解的速率與反應(yīng)是否使用催化劑有關(guān)。為了解雙氧水分解速率是否與其他因素有關(guān)，例如溫度、濃度等能否影響雙氧水的分解快慢，可以通過實驗探究得出結(jié)論。基于以上思路，和學(xué)生共同探討雙氧水分解速率影響因素的實驗設(shè)計，并展開分組實驗。試驗結(jié)束后，讓學(xué)生總結(jié)實驗結(jié)果，并結(jié)合實驗結(jié)果以典型的單一變量原則為例進(jìn)行介紹，讓學(xué)生注意科學(xué)研究的細(xì)節(jié)。

第四環(huán)節(jié)：邏輯體系總結(jié)，課外知識擴(kuò)展。

對實驗相關(guān)結(jié)果及結(jié)論進(jìn)行邏輯思路整理，讓學(xué)生明確本課時的內(nèi)容。基于雙氧水分解進(jìn)行課外拓展，展示科研文獻(xiàn)資料，提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，養(yǎng)成良好科學(xué)態(tài)度。

四、基于核心素養(yǎng)發(fā)展的教學(xué)反思

本課時內(nèi)容具有較高的發(fā)散性，但是教學(xué)時不應(yīng)過度展開，仍然要緊扣課本核心知識點。應(yīng)當(dāng)更多地引入現(xiàn)實生活情境，引導(dǎo)學(xué)生在生活中學(xué)習(xí)并應(yīng)用課堂上掌握的研究方法及思想?？梢园才耪n后對學(xué)生提出自主研究的要求，選擇合適的課題開展探索并在適當(dāng)?shù)氖录蠓答伣Y(jié)論。不論是現(xiàn)實情境引入還是課后自主探究，必須讓學(xué)生牢牢把握從實際應(yīng)用到科學(xué)理論這一聯(lián)系過程的邏輯思維構(gòu)建，從而實現(xiàn)核心素養(yǎng)的提升。

綜上所述，化學(xué)學(xué)科作為一門連接實驗與理論的學(xué)科，在微觀顆粒上進(jìn)行的探索與分析往往不能直接觀測，對規(guī)律的解釋也比較抽象。實驗教學(xué)通常較為重視微觀規(guī)律在宏觀現(xiàn)象上的展示，但是卻相對忽略了規(guī)律模型的建立過程，尤其是規(guī)律探索過程的邏輯體系，正是化學(xué)家甚至一般科學(xué)研究思考能力的一種體現(xiàn)。通過邏輯思維的構(gòu)建過程，能夠讓學(xué)生從一般性的層面理解科學(xué)研究的含義與內(nèi)涵，并據(jù)此設(shè)計實驗和有效探索，進(jìn)而展開證據(jù)推理和知識建構(gòu)。因此，通過合理開展化學(xué)研究中的邏輯思維教學(xué)，能夠為學(xué)生的高中階段學(xué)習(xí)提供可靠的思維發(fā)展方向，使學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)實現(xiàn)持續(xù)進(jìn)步。

參考文獻(xiàn)

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