培養(yǎng)科學探究能力，發(fā)展化學核心素養(yǎng)

鄧麗萍

【摘要】以人教版九年級下冊 “酸和堿的中和反應(yīng)”為例，對其教學實施流程、設(shè)計意圖進行分析，將化學學科核心素養(yǎng)落實在科學探究教學中。

【關(guān)鍵詞】核心素養(yǎng);科學探究;中和反應(yīng)

一、問題的提出

《普通高中化學課程標準 （2017年版）》中明確提出，化學學科的核心素養(yǎng)包括“宏觀辨析與微觀探析”“變化觀念與平衡思想”“證據(jù)推理與模型認知”“科學探究與創(chuàng)新意識”“科學態(tài)度與社會責任”五方面?；瘜W核心素養(yǎng)在初中課堂中的滲透，有利于初高中的銜接，為學生后續(xù)學習化學奠定基礎(chǔ)。本節(jié)課是人教版初中化學下冊第十單元課題2“酸和堿的中和反應(yīng)”的第1課時。中和反應(yīng)是鏈接酸、堿、鹽知識體系的重要紐帶，起著承上啟下的作用。課本的探究實驗是用無色酚酞溶液顏色的變化證明氫氧化鈉與稀鹽酸能發(fā)生反應(yīng)。本節(jié)課嘗試讓學生們不拘泥于課本，在他們已有知識的基礎(chǔ)上去大膽設(shè)計出多種解決方案并進行論述、實驗驗證，培養(yǎng)學生科學探究和創(chuàng)新意識。

二、教學理念與設(shè)計

1.教學理念

在綜合考慮教學內(nèi)容特點、學生能力特點和素養(yǎng)課堂要素的基礎(chǔ)上，本節(jié)課采取“合作探究”的教學形式，突出學生的主體地位，教師將打破書本的局限，引導學生將新概念與已有知識進行整合與提升，從多角度設(shè)計實驗方案，引發(fā)學生對知識的深度學習，并構(gòu)建無明顯現(xiàn)象化學反應(yīng)發(fā)生的證據(jù)模型，促使學生認知水平逐漸得到提高。

2.教學目標的分析

教學目標的確立是依據(jù)學科的核心素養(yǎng)，相較于三維目標，學科核心素養(yǎng)內(nèi)容更具體、更有可測性、更能體現(xiàn)學科的本質(zhì)。因此，在確立本節(jié)課的教學目標時基于化學學科核心素養(yǎng)對原有的三維目標進行了整合與提升。教學目標設(shè)定如下：

（1）通過小組合作設(shè)計多個實驗方案證明酸與堿發(fā)生反應(yīng)，增強學生的合作意識，提高學生的實驗探究與創(chuàng)新能力;（2）通過探究氫氧化鈉和鹽酸反應(yīng)，學生尋找無明顯現(xiàn)象化學反應(yīng)發(fā)生的方法，發(fā)展學生“模型認知”的學科素養(yǎng);（3）理解中和反應(yīng)的概念，學生以小品形式從微觀角度認識中和反應(yīng)的實質(zhì)，進一步強化學生的微粒觀，從“宏觀辨識到微觀探析”的角度進行知識建構(gòu);（4）了解中和反應(yīng)在實際生活、生產(chǎn)中的應(yīng)用，感受化學來源于生活，應(yīng)用于生活，培養(yǎng)學生的社會責任感。

3.教學流程（圖1）

三、教學過程

環(huán)節(jié)1：創(chuàng)設(shè)情景，引發(fā)思考

本節(jié)課以“斯達舒治療胃酸過多”的廣告作為情景材料，從中提取氫氧化鋁可治療胃酸過多這一內(nèi)容展開。

演示實驗1：向盛有等量的蒸餾水和稀鹽酸的兩支試管中分別加入等量的氫氧化鋁固體，觀察現(xiàn)象。水中的氫氧化鋁不溶解，但在稀鹽酸中固體消失，證明氫氧化鋁能和稀鹽酸發(fā)生反應(yīng)。

演示實驗2：向盛有氫氧化鈉溶液的試管中加入稀鹽酸，沒有明顯實驗現(xiàn)象。

提問：如何證明氫氧化鈉和稀鹽酸發(fā)生化學反應(yīng)呢？

設(shè)計意圖：教學情境盡可能貼近當?shù)氐纳鐣嶋H和學生的日常生活，本節(jié)課以真實的情景作為切入點，讓學生了解化學來源于生活。增加難溶性堿與酸反應(yīng)的實驗目的是為了讓學生明白有些酸堿反應(yīng)有明顯現(xiàn)象，但有的沒有，如何判斷沒有明顯實驗現(xiàn)象的是否發(fā)生化學反應(yīng)呢？以此引發(fā)學生的思考。

環(huán)節(jié)2：尋找方法，建構(gòu)模型

教師帶著學生回憶第六單元探究二氧化碳與水反應(yīng)的實驗過程，借助酸堿指示劑我們知道二氧化碳溶于水時發(fā)生了化學反應(yīng)，引導學生思考：判斷化學反應(yīng)發(fā)生的依據(jù)是什么？根據(jù)溶液酸堿性的變化，如何設(shè)計實驗證明氫氧化鈉與稀鹽酸發(fā)生了反應(yīng)？師生討論得出，為了判斷氫氧化鈉與稀鹽酸發(fā)生化學反應(yīng)，可借助某些手段來體現(xiàn)反應(yīng)物的消耗或者生成物的生成，以此證明反應(yīng)的發(fā)生，進而建構(gòu)變“無明顯現(xiàn)象實驗”到“有明顯現(xiàn)象實驗”的認知模型。

設(shè)計意圖：本環(huán)節(jié)讓學生通過已有知識和新知識的關(guān)聯(lián)，引導學生提煉出解決方法，搭起思維框架，構(gòu)建認知模型，為下一環(huán)節(jié)學生開展實驗探究提供方法指引，學生躍躍欲試，增強學生學習和探究的欲望。

環(huán)節(jié)3：應(yīng)用模型，實驗探究

根據(jù)已建立的方法模型，教師指引學生分小組設(shè)計證明氫氧化鈉和稀鹽酸發(fā)生化學的實驗方案。

小組之間展開討論，并完善自己小組的實驗方案，各小組實驗方案匯總（見下表）。學生分組完成實驗并分享實驗結(jié)果。

設(shè)計意圖：將認知模型應(yīng)用到具體問題的分析，從不同角度設(shè)計出多種實驗方案，并進行分組實驗驗證和分享，培養(yǎng)了學生的科學探究意識、證據(jù)推理能力和創(chuàng)新精神。學生在相互交流、質(zhì)疑、認可中，鍛煉了表達能力、合作能力。本環(huán)節(jié)需要學生綜合運用有關(guān)酸、堿的知識，讓學生知道知識的延續(xù)性和關(guān)聯(lián)性，使學習變得更系統(tǒng)、高效。

環(huán)節(jié)4：微觀探析，揭示實質(zhì)

教師展示氫氧化鈉溶液和稀鹽酸反應(yīng)的微觀示意圖，四個學生以小品的形式演繹氫氧化鈉和稀鹽酸反應(yīng)的微觀過程，并思考氫氧化鈉和稀鹽酸反應(yīng)的實質(zhì)是什么？學生寫出該反應(yīng)的化學方程式。仿照此反應(yīng)，學生還書寫了上課前氫氧化鋁和稀鹽酸反應(yīng)的化學方程式，并引申到書寫氫氧化鈉和稀硫酸反應(yīng)的化學方程式。在三個化學方程式的基礎(chǔ)上，教師引導學生歸納中和反應(yīng)的定義。

設(shè)計意圖：本環(huán)節(jié)運用學生活動的形式，把平面的微觀示意圖形象化、生動化，幫助學生從宏觀現(xiàn)象向微觀解釋轉(zhuǎn)化，促進學生思維模式的轉(zhuǎn)變，突破難點，培養(yǎng)學生“宏觀辨識與微觀探析”的學科素養(yǎng)。學生通過對該反應(yīng)微觀過程的理解和化學方程式的書寫，進而從“宏觀-微觀-符號”三重表征更深入地認識中和反應(yīng)。在教師的指導下學生歸納總結(jié)中和反應(yīng)的定義，培養(yǎng)學生觀察和分析推理能力。

環(huán)節(jié)5：學以致用，鞏固提升

教師以問題為導向指引學生閱讀課本61頁相關(guān)內(nèi)容。

問題：1.農(nóng)業(yè)上，在改良酸性土壤時是否可以用氫氧化鈉替代熟石灰？

2.處理硫酸廠的廢水時為什么常用熟石灰處理？

學生討論并進行分享。

設(shè)計意圖：學生將所學知識用于分析中和反應(yīng)在實際應(yīng)用中的問題和現(xiàn)象，培養(yǎng)學生的遷移應(yīng)用能力、總結(jié)歸納能力，同時讓學生意識到在處理實際問題時，除了要考慮化學原理外，還要考慮其他因素，如對環(huán)境的影響、對人體的傷害，成本和價格等，提升學生“科學態(tài)度和社會責任”的核心素養(yǎng)。

四、教學反思

在學習化學過程中，科學探究是一種重要的學習方式，開展科學探究活動對發(fā)展學生的科學素養(yǎng)具有不可替代的作用。本節(jié)課按照科學探究的一般步驟逐步完成，學生體驗了科學探究的過程，享受了科學探究的樂趣。通過實驗現(xiàn)象捕捉和證據(jù)推理，建構(gòu)無明顯現(xiàn)象化學反應(yīng)發(fā)生的方法模型，培養(yǎng)學生科學探究的思維和方法。通過實驗方案的設(shè)計、質(zhì)疑、完善、操作、觀察、思考、討論，學生自主參與，逐步構(gòu)建自己的知識體系，促進學生化學學科核心素養(yǎng)的養(yǎng)成。引導學生運用化學知識解決實際問題，達到學以致用的目的，鞏固和加深化學概念的理解，增強學生的社會責任感和化學學科價值的認識。在新課改理念下，通過科學探究活動的開展，學生的化學核心素養(yǎng)會得到很好的培養(yǎng)和發(fā)展。

參考文獻：

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