新課改背景下實驗探究對學(xué)生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)

朱銘錚

（浙江省金華市義烏中學(xué)）

新課改背景下實驗探究對學(xué)生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)

朱銘錚

（浙江省金華市義烏中學(xué)）

高中化學(xué)是高中學(xué)科領(lǐng)域一門重要的課程，從其新課程標(biāo)準(zhǔn)目標(biāo)和要求來看，其核心是以學(xué)生為本，培養(yǎng)學(xué)生動手實踐能力和探究精神，全面提高學(xué)生的基本素質(zhì)。如何培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)學(xué)習(xí)核心素養(yǎng)已成為教師學(xué)者共同探究的問題。在新課程高中化學(xué)中，化學(xué)實驗是十分重要的教學(xué)內(nèi)容，闡述了通過實施開放式實驗室，教師引導(dǎo)學(xué)生查閱文獻(xiàn)資料，學(xué)生自主申報實驗課題，開展合作探究的過程。旨在提高學(xué)生的創(chuàng)新精神和實踐能力，提高學(xué)生探究化學(xué)本質(zhì)規(guī)律的能力，從而培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)、化學(xué)信息素養(yǎng)、合作能力，指導(dǎo)學(xué)生初步了解科學(xué)前沿，從更高的境界和視野上發(fā)展自我。

新課程；實驗；鋰硫電池

一、聯(lián)系實際，發(fā)現(xiàn)問題

隨著社會的發(fā)展，能源消耗和環(huán)境問題向我們的社會提出了巨大的挑戰(zhàn)，因此，發(fā)展具有高安全、高能量密度和高比容量的可充電鋰電池是現(xiàn)代社會發(fā)展的必要組成部分。用現(xiàn)實情境及問題來激活教材知識，并借此指導(dǎo)學(xué)生查閱文獻(xiàn)，了解有關(guān)科學(xué)前沿問題，并且聯(lián)系實際，自主提出申報課題，并積極了解問題的各個方面，從而培養(yǎng)其化學(xué)信息素養(yǎng)。

作為活性炭的主要原料，以木材和秸稈等為代表的生物質(zhì)材料是典型的可再生資源。以稻殼為例，全國每年可產(chǎn)生4000萬噸，資源相當(dāng)豐富。稻殼碳化后的產(chǎn)物中含有大量的二氧化硅（達(dá)30wt%），且多為納米級別，因此具有很高的電化學(xué)活性和吸附能力。有研究表明，在鋰硫電池正極材料中添加一定量的納米氧化物可以有效地提高硫的電化學(xué)活性，有利于提高其充放電可逆性。將高含硅量的稻殼加工成具有優(yōu)異電化學(xué)活性的鋰硫電池正極載體材料，無疑是一種變廢為寶、一舉兩得的方法?；诖?，本課題擬以生物質(zhì)廢料為原料，開發(fā)具有一定二氧化硅含量的高比表面積稻殼活性炭，用于鋰硫二次電池正極的載體并優(yōu)化硫/碳復(fù)合電極的電化學(xué)性能，為低成本、高容量的鋰硫電池的產(chǎn)業(yè)化提供技術(shù)支持。

二、實驗探究，合作交流

化學(xué)實驗是培養(yǎng)學(xué)生動手能力的主要手段，它是貫徹新課改思想，培養(yǎng)學(xué)生之間合作交流、科學(xué)觀察和科學(xué)思維能力的有效手段。在進(jìn)行上述課題過程中，學(xué)生通過文獻(xiàn)數(shù)據(jù)與資料，交流確定進(jìn)行實驗的材料及實驗過程。在實驗室中進(jìn)行探究，課題的實驗過程如下：

（一）稻殼的碳化過程

稻殼碳經(jīng)過水洗，除去表面黏附物，在100℃烘箱中烘干。將其放入管式電阻爐中，通氬氣，以每分鐘升溫6℃的速率升至450℃，然后維持2小時后降溫。

（二）稻殼的活化過程

活化劑選用氫氧化鉀，氫氧化鉀與碳化產(chǎn)物的質(zhì)量比為3:1，加入10毫升水，攪拌充分溶解混勻后，在60℃烘箱中干燥。干燥后在450度預(yù)活化30分鐘，然后在700度活化1小時，升溫速率在6度每分鐘。自然冷卻至室溫，稀鹽酸洗滌至中性，干燥，得到稻殼活性炭載體。

（三）制備硫/碳復(fù)合材料，組裝鋰硫二次電池正極

制備硫/碳復(fù)合材料：將稻殼活性炭與升華硫以3:1混合，研磨30分鐘后均勻后置于反應(yīng)釜中，加熱至155℃保溫24小時，使硫充分滲入到稻殼活性炭的孔洞之中，從而獲得一定負(fù)載量的硫/碳復(fù)合材料。

電極制作：將稻殼炭材料、導(dǎo)電炭黑和聚偏氟乙烯（PVDF）黏結(jié)劑按質(zhì)量比7:2:1 混合，在N，N二甲基吡咯烷酮溶劑中攪拌成均勻的漿狀物，將其均勻地涂在鋁箔上，然后在60℃下真空干燥24 h。

組裝電池：在手套箱中進(jìn)行電池組裝成鋰硫電池，并在電化學(xué)工作站進(jìn)行性能測試。

三、分析數(shù)據(jù)，深入思考

學(xué)生通過化學(xué)概念原理和化學(xué)事實來對實驗現(xiàn)象與數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、綜合、比較、歸納與概括，從而提高自身的化學(xué)邏輯思維能力。通過以上的實驗過程，可得到一系列的實驗數(shù)據(jù)與圖表，再對其進(jìn)行分析：

（一）SEM表征

圖1 硫/稻殼活性炭復(fù)合材料的SEM圖

硫/碳復(fù)合材料的SEM圖表面看不出有很多3.課堂后需總結(jié)的兩個要素

（1）總結(jié)知識。收集并整理學(xué)生的作品，對學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中遇到的問題進(jìn)行總結(jié)點(diǎn)評，學(xué)生對出錯的知識點(diǎn)進(jìn)行鞏固。

（2）對整堂課進(jìn)行評價。評價一方面可以驗證教師的教學(xué)情況，對出現(xiàn)的問題進(jìn)行修改，可以進(jìn)一步提高教學(xué)效果，另一方面也可以反映出學(xué)生在整堂課中的表現(xiàn)，對出現(xiàn)的問題教師及時指出，學(xué)生在以后的上課中要注意不能再犯。

五、翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式在高中信息技術(shù)課程中的應(yīng)用思考

通過對翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)研究，筆者認(rèn)為以下幾點(diǎn)是值得認(rèn)真思考的：

1.教師要制作高質(zhì)量的視頻

翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式需要教師在課前準(zhǔn)備高質(zhì)量的教學(xué)視頻。這就要求教師將教學(xué)內(nèi)容制作成優(yōu)秀的教學(xué)視頻，該教學(xué)視頻必須將本節(jié)課的教學(xué)重難點(diǎn)講透，這樣才能幫助學(xué)生吸收本節(jié)課的主要知識點(diǎn)，提高課堂效率。

2.教師課上要進(jìn)行精準(zhǔn)的引導(dǎo)

高中班級學(xué)生人數(shù)比較多，在有限的教學(xué)時間內(nèi)要想實現(xiàn)對學(xué)生精準(zhǔn)地引導(dǎo)并不是一件容易的事情。筆者認(rèn)為，一方面高中信息技術(shù)教師可以在課堂上對學(xué)生進(jìn)行個別輔導(dǎo)或是分組輔導(dǎo)；另一方面也要求教師在備課方面多下功夫，盡可能考慮到學(xué)生會出現(xiàn)哪些方面的問題。

3.師生課后總結(jié)至關(guān)重要

筆者認(rèn)為，在翻轉(zhuǎn)課堂實施之后，教師或是學(xué)生都應(yīng)該交流體會和收獲，師生還要對心得體會進(jìn)行相應(yīng)的評價，評價的過程也是學(xué)習(xí)的過程。

翻轉(zhuǎn)課堂的應(yīng)用研究已經(jīng)成為當(dāng)今時代教育教學(xué)研究的熱點(diǎn)，短期內(nèi)就涌現(xiàn)出了大量有價值的研究，但是無論哪種新的模式適應(yīng)實際的教學(xué)，都需要一個實踐和適應(yīng)的過程。本研究最大的特點(diǎn)就是在實際的信息技術(shù)課程的教學(xué)中不斷地探索和改進(jìn)，充分分析了高中信息技術(shù)課程教學(xué)中實際存在的問題和實際需求。筆者將繼續(xù)對翻轉(zhuǎn)課堂在高中信息技術(shù)課程中的應(yīng)用進(jìn)行細(xì)致分析，力爭找出有利于信息技術(shù)課程有效展開的方式、方法。

［1］李政，楊冠英.新課標(biāo)指導(dǎo)下高中信息技術(shù)教學(xué)存在的問題及對策研究［J］.中小學(xué)電教（下），2012（12）：1-2.

［2］鐘曉流，宋述強(qiáng)，焦麗珍.信息化環(huán)境中基于翻轉(zhuǎn)理念的教學(xué)設(shè)計研究［J］.開放教育研究，2013（1）：58-64.

［3］趙興龍.翻轉(zhuǎn)課堂中知識內(nèi)化過程及教學(xué)模式設(shè)計［J］.現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育研究，2014（3）：55-61.

［4］李巖巖.高中信息技術(shù)問題解決式教學(xué)策略研究［D］.遼寧師范大學(xué)，2014.

［5］張渝江.翻轉(zhuǎn)課堂變革［J］.中國信息技術(shù)教育，2012（3）：70-73.

·編輯 張珍珍