“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識”在高中化學(xué)教學(xué)中的滲透

摘 要：“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識”是高中化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的重要內(nèi)容。在高中化學(xué)教學(xué)中，教師應(yīng)基于對該核心素養(yǎng)內(nèi)涵的深刻認(rèn)識，積極尋找相關(guān)的教學(xué)策略，將其有效滲透至各教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)環(huán)節(jié)。文章以“溶液組成的定量研究”的教學(xué)為例，探討科學(xué)探究與創(chuàng)新意識的具體滲透思路，以供參考。

關(guān)鍵詞：科學(xué)探究與創(chuàng)新意識;高中化學(xué);溶液;定量研究

中圖分類號：G427? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：2095-9192（2022）16-0064-03

引? 言

《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》（以下簡稱《課程標(biāo)準(zhǔn)》）對“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識”進(jìn)行了詳細(xì)的論述[1]。為確保該意識在“溶液組成的定量研究”教學(xué)中得到有效滲透，教師應(yīng)認(rèn)真學(xué)習(xí)其內(nèi)容，理解其內(nèi)涵，尋找其與教學(xué)內(nèi)容的契合點(diǎn)，尤其要認(rèn)真回顧與總結(jié)相關(guān)教學(xué)經(jīng)驗，綜合運(yùn)用多種方法進(jìn)行授課，爭取在順利完成教學(xué)任務(wù)的同時，促使學(xué)生“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識”的有效提升。

一、“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識”的解讀

《課程標(biāo)準(zhǔn)》從四個方面對“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識”進(jìn)行概述：正確認(rèn)識科學(xué)探究、發(fā)現(xiàn)和提出有價值的問題、開展實驗探究活動、具備實踐以及創(chuàng)新意識。這四個方面符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，其中正確認(rèn)識科學(xué)探究是開展探究活動的基礎(chǔ)，教師可引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識到科學(xué)探究在利用高中化學(xué)知識解決實際問題方面的重要作用。發(fā)現(xiàn)和提出有價值的問題是開展科學(xué)探究活動的重要切入點(diǎn)。學(xué)生只有牢固掌握化學(xué)基礎(chǔ)知識，從化學(xué)視角分析問題，才能確保提出的探究問題具有較高價值?；谔岢龅膯栴}，學(xué)生需要開展相關(guān)的實驗探究活動。而開展實驗探究活動需要確定探究假設(shè)、探究目的，認(rèn)真設(shè)計探究方案，并運(yùn)用所學(xué)實驗知識完成實驗，分析實驗結(jié)果。不僅如此，學(xué)生在探究的過程中還應(yīng)具備良好的合作意識，通過相互之間的合作確保探究活動的高效開展。當(dāng)然，在完成探究活動后，學(xué)生還應(yīng)認(rèn)真分析探究過程，分析探究過程中存在的不足，通過優(yōu)化相關(guān)細(xì)節(jié)，創(chuàng)新相關(guān)環(huán)節(jié)，進(jìn)一步完善探究活動，提升探究質(zhì)量[2]。

二、“溶液組成的定量研究”內(nèi)容分析

“溶液組成的定量研究”單元主要包括“物質(zhì)的量濃度”和“化學(xué)反應(yīng)的計算”兩節(jié)內(nèi)容。其中，在“物質(zhì)的量濃度”一節(jié)中，教師不僅要講解相關(guān)概念，還要重點(diǎn)講解“配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液”實驗，并緊跟實驗講解“化學(xué)反應(yīng)的計算”內(nèi)容。

其中，“物質(zhì)的量濃度”是高中化學(xué)中常用的計量單位，是進(jìn)行化學(xué)計算的重要基礎(chǔ)。“配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液”是高中化學(xué)的重要實驗，和科學(xué)探究與創(chuàng)新意識有著密切的聯(lián)系。在高中化學(xué)教學(xué)實踐中，教師應(yīng)對教學(xué)活動進(jìn)行合理設(shè)計，通過給予學(xué)生引導(dǎo)與啟發(fā)，使學(xué)生參與實驗的各個環(huán)節(jié)，鼓勵其積極動手操作，在深化其對實驗原理認(rèn)識的同時，有針對性地培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究與創(chuàng)新意識[3]。

三、“溶液組成的定量研究”教學(xué)的實施

（一）教學(xué)設(shè)計

教師在教學(xué)“溶液組成的定量研究”前應(yīng)做好充分的課前準(zhǔn)備，認(rèn)真設(shè)計教學(xué)方案，提高課堂教學(xué)效率[4]?？紤]到“物質(zhì)的量濃度”和“物質(zhì)的量”有著密切關(guān)系，為了更好地引入新課，教師應(yīng)注重聯(lián)系學(xué)生的知識儲備，從“物質(zhì)的量”切入設(shè)計問題，促使學(xué)生主動進(jìn)行“物質(zhì)的量濃度”概念的學(xué)習(xí)，理解并掌握“物質(zhì)的量濃度”計算公式。同時，為了確保學(xué)生成功地完成“配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液”實驗，學(xué)生需要認(rèn)識相關(guān)實驗器材，掌握相關(guān)器材的使用方法。基于此，教師可在課堂上使用多媒體設(shè)備展示不同規(guī)格的容量瓶圖片，向?qū)W生認(rèn)真介紹容量瓶的構(gòu)成、規(guī)格、使用方法及使用注意事項等，以此為基礎(chǔ)，拋出實驗問題，并組織學(xué)生以小組為單位，參考課本內(nèi)容開展實驗探究活動。與此同時，教師應(yīng)在課堂上了解學(xué)生的實驗情況并給予引導(dǎo)，讓學(xué)生交流實驗心得，做好實驗優(yōu)化。當(dāng)完成實驗內(nèi)容后，學(xué)生自然也就理解了“化學(xué)反應(yīng)的計算”所依據(jù)的原理。此時，教師就可以在課堂上講解相關(guān)例題并及時組織學(xué)生開展有針對性的訓(xùn)練，鍛煉學(xué)生學(xué)以致用的能力。

綜合來看，教師可以使用的教學(xué)方法主要有問題教學(xué)法、自主學(xué)習(xí)教學(xué)法、多媒體教學(xué)法、實驗教學(xué)法、小組合作教學(xué)法等。同時，教師可將課堂分成“物質(zhì)的量濃度”“配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液”“化學(xué)反應(yīng)的計算”三部分。在教學(xué)活動中，為確保各教學(xué)法優(yōu)勢的充分發(fā)揮，“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識”培養(yǎng)工作的順利完成，教師應(yīng)確保相關(guān)細(xì)節(jié)考慮到位，落實到位[5]。

（二）課堂展開

1.“物質(zhì)的量濃度”的教學(xué)

在課堂上，教師使用多媒體設(shè)備向?qū)W生展示以下問題，要求學(xué)生思考作答，為新知識的引入做好鋪墊。什么是溶液的濃度，怎樣計算溶液濃度？什么是物質(zhì)的量？這兩個問題，一個是學(xué)生在初中階段學(xué)習(xí)過的，另一個是在高中階段剛剛學(xué)習(xí)過的，兩個問題都不難回答。以學(xué)生熟悉的問題切入，能在激發(fā)學(xué)生思考熱情的同時，降低學(xué)生的學(xué)習(xí)陌生感，增強(qiáng)其學(xué)習(xí)的自信心。當(dāng)學(xué)生回答完上述兩個問題后，教師繼續(xù)拋出新的問題：在溶液中如何表示單位體積內(nèi)物質(zhì)的量？而后要求學(xué)生完成對課本中“物質(zhì)的量濃度”概念的自主學(xué)習(xí)。

2.“配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液”的教學(xué)

講解“配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液”實驗前，教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生理解實驗原理。根據(jù)上述內(nèi)容，不難計算出溶液中溶質(zhì)的物質(zhì)的量。接著，教師要求學(xué)生思考：物質(zhì)的量和物質(zhì)的質(zhì)量有什么關(guān)系？學(xué)生聯(lián)系所學(xué)，認(rèn)真思考，得出m=nM，其中M為物質(zhì)的摩爾質(zhì)量，最終可得出c=m/MV，對于某一確定的物質(zhì)根據(jù)化學(xué)式可得出M，而質(zhì)量m可通過稱量工具得出（為保證稱量精度實驗中使用分析天平、電子天平），但是體積則需要使用容量瓶定容。教師可在課堂上使用多媒體設(shè)備為學(xué)生展示不同規(guī)格的容量瓶圖片。學(xué)生認(rèn)真觀察可以看到容量瓶由瓶體和瓶塞兩部分構(gòu)成，而且各種規(guī)格的容量瓶上均明確地標(biāo)出了規(guī)格及溫度，同時，在瓶頸上有刻度線，以標(biāo)示體積。那么容量瓶究竟該怎樣使用呢？教師在課堂上使用多媒體設(shè)備為學(xué)生播放對應(yīng)的微課視頻，使學(xué)生更好地把握容量瓶的使用要點(diǎn)，認(rèn)識到在定容時需要使用膠頭滴管，以保證定容的精度。在此基礎(chǔ)上拋出以下問題：怎樣配制100mL0.1mol/L的Na2CO3溶液？

教師要求學(xué)生認(rèn)真學(xué)習(xí)課本內(nèi)容，而后將班級學(xué)生兩人分為一組設(shè)計實驗步驟，并提供器材，讓其進(jìn)行實驗操作。學(xué)生通過認(rèn)真閱讀課本，從課本中獲得啟發(fā)，順利設(shè)計出實驗步驟。設(shè)計的實驗步驟為：計算、稱量Na2CO3固體→溶解固體→轉(zhuǎn)移→定容。實驗選用的器材：100mL容量瓶、電子天平、玻璃棒、100mL燒杯、玻璃棒、膠頭滴管，使用的實驗試劑：Na2CO3固體、蒸餾水。

教師要在課堂上給學(xué)生預(yù)留動手操作的時間，同時，要了解學(xué)生的實驗進(jìn)度。尤其是當(dāng)學(xué)生完成實驗操作后，教師要引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)真回顧實驗過程，交流實驗心得，思考在實驗過程中遇到了哪些問題，其對實驗結(jié)果精度造成了哪些影響，該如何進(jìn)行優(yōu)化及創(chuàng)新，以提高實驗精度。學(xué)生通過認(rèn)真討論，總結(jié)出了以下不當(dāng)?shù)膶嶒灢僮鳎簩嶒炦^程中沒有洗滌燒杯和玻璃棒;轉(zhuǎn)移溶液時有少量溶液撒到容量瓶外面;定容時俯視刻度線;未冷卻到室溫便轉(zhuǎn)移溶液至容量瓶并定容。

結(jié)合實驗原理，學(xué)生認(rèn)真討論并得出了上述操作會導(dǎo)致最終配制的溶液濃度出現(xiàn)偏差的結(jié)論，因此，在實驗過程中應(yīng)嚴(yán)格按照實驗要求進(jìn)行。不僅如此，通過討論，學(xué)生認(rèn)為完成溶液的配制后應(yīng)貼上標(biāo)簽，以便他人使用。

3.“化學(xué)反應(yīng)的計算”的教學(xué)

在“化學(xué)反應(yīng)的計算”教學(xué)中，教師為學(xué)生講解課本中的例題。同時，展示以下課堂習(xí)題，對學(xué)生進(jìn)行訓(xùn)練，幫助其更好地鞏固所學(xué)：將500mL的BaCl2和KCl溶液分成兩等份，向其中一份加入amolNa2SO4溶液，Ba2+剛好完全沉淀;向另一份中加入bmol硝酸銀溶液，Cl-剛好完全沉淀，則原溶液中K+的物質(zhì)的量濃度為多少？

學(xué)生結(jié)合所學(xué)及化學(xué)反應(yīng)過程，正確地計算出該題的結(jié)果。計算過程如下：amolBaSO4沉淀中含有amol的Ba2+，對應(yīng)溶液中含有2amol的Cl-;bmolAgCl沉淀，對應(yīng)bmolCl-，則KCl中含有的Cl-的物質(zhì)的量為（b-2a）mol，其對應(yīng)的體積為250mL，則可得c=n/V=（b-2a）mol/0.25L=4（b-2a）mol/L。

（三）教學(xué)小結(jié)

完成該部分內(nèi)容教學(xué)后，為進(jìn)一步加深學(xué)生的印象，教師在下課前幾分鐘與學(xué)生一起回顧講解的知識點(diǎn)。同時，教師運(yùn)用多媒體設(shè)備展示該部分的思維導(dǎo)圖，做好該部分內(nèi)容的總結(jié)，幫助學(xué)生牢固夯實所學(xué)。

四、“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識”滲透策略

（一）做好合理教學(xué)規(guī)劃

合理的教學(xué)規(guī)劃是“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識”有效滲透的保障。在教學(xué)實踐中，教師進(jìn)行教學(xué)規(guī)劃時應(yīng)注重考慮以下內(nèi)容。其一，分析“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識”核心素養(yǎng)內(nèi)容與教學(xué)內(nèi)容是如何聯(lián)系的，制訂目標(biāo)時將該核心素養(yǎng)內(nèi)容融入其中。其二，關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)感受及學(xué)習(xí)體驗，以更好地調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性[6]。教師可通過聯(lián)系學(xué)生已學(xué)的舊知識，幫助學(xué)生構(gòu)建新舊知識之間的橋梁，實現(xiàn)新舊知識的自然過渡，給學(xué)生帶來“似曾相識的感覺”，讓學(xué)生充滿信心地完成新知識的學(xué)習(xí)。其三，結(jié)合自身的教學(xué)實踐及所教內(nèi)容的特點(diǎn)，明確授課中所用的教學(xué)方法，做好各種教學(xué)資源的準(zhǔn)備，包括圖片收集、課件制作、微課視頻的收集與下載等。

（二）注重提供實踐機(jī)會

“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識”的滲透應(yīng)符合學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)，做好各內(nèi)容之間的相互銜接[7]。教師可結(jié)合具體教學(xué)內(nèi)容為學(xué)生講解科學(xué)探究的概念，結(jié)合具體案例進(jìn)行剖析，加深學(xué)生對科學(xué)探究重要性的認(rèn)識。同時，教師要做好科學(xué)探究理論知識的系統(tǒng)講解，尤其要給學(xué)生提供自主學(xué)習(xí)、討論的時間，使學(xué)生了解基礎(chǔ)知識的來龍去脈，為科學(xué)探究活動的開展夯實基礎(chǔ)。另外，在“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識”的指引下，教師應(yīng)以合理的形式組織學(xué)生進(jìn)行實驗、探究，使學(xué)生親身體會探究過程，認(rèn)真分析探究活動中遇到的問題，并相互合作，交流想法，盡可能創(chuàng)造性地解決問題，在無形中提升學(xué)生的創(chuàng)新意識。

（三）重視教學(xué)效果評估

在滲透“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識”時，教師應(yīng)做好教學(xué)效果的評估，及時發(fā)現(xiàn)教學(xué)活動中的不足，采取有針對性的改進(jìn)方法[8]。一方面，教師要圍繞教學(xué)內(nèi)容設(shè)計相關(guān)問題，檢驗學(xué)生能否靈活運(yùn)用所學(xué)知識解決問題，結(jié)合學(xué)生暴露出的問題，在做好教學(xué)優(yōu)化的同時，給予學(xué)生有針對性的學(xué)習(xí)指導(dǎo)。另一方面，教師要評估學(xué)生“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識”的提升情況，分析是否還存在提升的空間。此外，教師應(yīng)多與其他教師溝通交流，多請教經(jīng)驗豐富的教師，注重將他人成功的經(jīng)驗、優(yōu)秀的做法應(yīng)用到自身的教學(xué)活動中，獲得更好的滲透效果。

結(jié)? 語

綜上所述，基于對“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識”核心素養(yǎng)內(nèi)容及“溶液組成的定量研究”教學(xué)內(nèi)容的認(rèn)真分析以及對教學(xué)活動的認(rèn)真設(shè)計，再結(jié)合以往經(jīng)驗明確實踐中應(yīng)用的教學(xué)方法，并在課堂上給予學(xué)生有針對性的指導(dǎo)，不僅能有效激發(fā)高中化學(xué)課堂的活力，而且能高效地達(dá)成授課目標(biāo)，既能讓學(xué)生掌握所學(xué)知識，又能使他們的“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識”得到鍛煉與提升。

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作者簡介：黃志煌（1983.2-），男，福建莆田人，

任教于福建省莆田第二中學(xué)，中學(xué)一級教師，本科學(xué)歷。