以實(shí)驗(yàn)探究為抓手落實(shí)化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)

苗穎，周曉娟

摘? ?要：實(shí)驗(yàn)探究是重要的教學(xué)手段，對于培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)具有獨(dú)特的優(yōu)越性，同時(shí)新課標(biāo)理念還倡導(dǎo)開展以實(shí)驗(yàn)探究為主的化學(xué)教學(xué)。這就要求物理教師要重視實(shí)驗(yàn)探究，并以實(shí)驗(yàn)探究為抓手落實(shí)學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，如此可落實(shí)新課標(biāo)理念下“以素養(yǎng)為主”的教育要求。

關(guān)鍵詞：中學(xué)化學(xué);實(shí)驗(yàn)探究;化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)

中圖分類號：G633.8? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? 文章編號：1009-010X（2022）17-0048-03

一、引言

（一）理論意義

1.現(xiàn)階段中學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的不足。高中化學(xué)課時(shí)少、任務(wù)重，實(shí)驗(yàn)教學(xué)大多是教師演示實(shí)驗(yàn)或看視頻，甚至是講實(shí)驗(yàn)、背實(shí)驗(yàn)，學(xué)生沒有機(jī)會(huì)親自動(dòng)手進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，所以對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的理解很淺顯，無法提升創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力。

2.新課標(biāo)“以素養(yǎng)為本”的要求。新課標(biāo)明確了學(xué)生應(yīng)該形成的價(jià)值觀念、必備品格和關(guān)鍵能力;化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)包含“宏觀辨識(shí)與微觀探析”“變化觀念與平衡思想”“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)”“科學(xué)態(tài)度和社會(huì)責(zé)任”五個(gè)方面;倡導(dǎo)開展以實(shí)驗(yàn)為主的多種探究活動(dòng)，以促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變。

（二）應(yīng)用價(jià)值

1.提升學(xué)生的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。讓學(xué)生親歷完整的探究過程，有利于學(xué)生理解學(xué)科知識(shí)和概念，并逐步形成科學(xué)態(tài)度和社會(huì)責(zé)任感，進(jìn)而可提升學(xué)生的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。

2.為一線教師提供參考?？蔀橹袑W(xué)化學(xué)教師提供新的教學(xué)思路和教學(xué)參考，進(jìn)而可引發(fā)教師深度思考。

（三）研究現(xiàn)狀

1.關(guān)于實(shí)驗(yàn)探究的研究。國內(nèi)有關(guān)實(shí)驗(yàn)探究的研究主要集中在教學(xué)理論的研究和實(shí)施方面，并以探究性實(shí)驗(yàn)的調(diào)查為主。

2.關(guān)于化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的研究。通過查找國內(nèi)外文獻(xiàn)資料發(fā)現(xiàn)，對化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的研究主要集中在定義研究、內(nèi)容體系研究、培養(yǎng)策略研究以及教學(xué)實(shí)踐研究等方面。

3.對本研究的啟示。通過對國內(nèi)外的文獻(xiàn)進(jìn)行梳理，發(fā)現(xiàn)“核心素養(yǎng)的培養(yǎng)”已成為共同的育人目標(biāo)，但是相應(yīng)的教學(xué)設(shè)計(jì)仍需大量開發(fā)。

二、以實(shí)驗(yàn)探究為抓手落實(shí)化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的教學(xué)設(shè)計(jì)

基于“以素養(yǎng)為本”的教學(xué)理念，結(jié)合化學(xué)學(xué)科的特點(diǎn)和所選教材內(nèi)容，對“苯酚”這節(jié)課進(jìn)行重新設(shè)計(jì)。即在對教材進(jìn)行反復(fù)研讀的基礎(chǔ)上，對教材內(nèi)容進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整：把苯酚的酸性教學(xué)提前，然后再從結(jié)構(gòu)的角度分析原因，這樣處理更有助于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

【教材分析】苯酚作為芳香烴中重要的含氧衍生物，安排在乙醇之后進(jìn)行教學(xué)，目的是與乙醇進(jìn)行對比，即同樣含有羥基官能團(tuán)，但苯酚與乙醇的性質(zhì)卻不完全相同。本節(jié)內(nèi)容很好地體現(xiàn)了結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)的思想，即有機(jī)物基團(tuán)間的相互影響既能引起物質(zhì)結(jié)構(gòu)上的差異性也能導(dǎo)致物質(zhì)性質(zhì)上的差異性;也體現(xiàn)了變化的思想，對我們研究有機(jī)物的性質(zhì)提供了很好的思維方法。

【教學(xué)內(nèi)容分析】苯酚的結(jié)構(gòu)中有羥基和苯基兩種基團(tuán)，所以本節(jié)課的探究分為兩部分：一是對苯酚中羥基弱酸性的探討，二是對苯酚中苯環(huán)取代反應(yīng)活性的探討。通過對羥基和苯基的性質(zhì)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，學(xué)生掌握了探究的一般方法和技能，如此可幫助學(xué)生建立研究有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的思路和方法。

【學(xué)情分析】通過學(xué)習(xí)人教版高中化學(xué)必修2和選修5前兩章，學(xué)生對芳香烴、羥基的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)已基本了解，對有機(jī)物的化學(xué)性質(zhì)由官能團(tuán)決定，以及基團(tuán)間的相互影響也有了一定的認(rèn)識(shí)，同時(shí)還具備了一定的實(shí)驗(yàn)操作能力，但實(shí)驗(yàn)探究的整體設(shè)計(jì)思路和方法還未成系統(tǒng)。通過選修4的學(xué)習(xí)，學(xué)生對通過電離常數(shù)比較物質(zhì)的酸堿性有了一定的理解和認(rèn)識(shí)，但缺乏主動(dòng)將這部分知識(shí)聯(lián)系在一起的能力，這需要教師培養(yǎng)和啟發(fā)。

【教學(xué)目標(biāo)】（1）能通過搜集與苯酚有關(guān)的素材，了解苯酚的用途。（2）通過實(shí)驗(yàn)探究，掌握苯酚的化學(xué)性質(zhì)，進(jìn)而更深刻地理解結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)的化學(xué)規(guī)律。（3）能通過對比物質(zhì)結(jié)構(gòu)和化學(xué)性質(zhì)的差異，了解有機(jī)物基團(tuán)之間的互相影響。（4）了解科學(xué)研究的一般過程，樹立嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)、團(tuán)結(jié)協(xié)作的精神。

【教學(xué)重、難點(diǎn)】重點(diǎn)：對苯酚酸性的探究及其與濃溴水的取代反應(yīng)。

難點(diǎn)：苯酚的化學(xué)性質(zhì)及苯酚中的羥基對其化學(xué)性質(zhì)的影響?？茖W(xué)探究一般過程的建立。

【教學(xué)過程設(shè)計(jì)及解析】

教學(xué)環(huán)節(jié)1? 展示苯酚在生活中的用途，由此引發(fā)學(xué)生探究苯酚的興趣

設(shè)計(jì)意圖：通過展示生活中含有苯酚成分的用品，導(dǎo)入研究主題，引發(fā)學(xué)生思考苯酚的相關(guān)物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)，由此使學(xué)生直接獲得感性認(rèn)知。本環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)可以培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究和創(chuàng)新意識(shí)學(xué)科核心素養(yǎng)。

化學(xué)學(xué)習(xí)的社會(huì)價(jià)值：學(xué)生通過搜集材料，提取說明書中的內(nèi)容，了解苯酚在生活中的廣泛應(yīng)用及其可能具有的化學(xué)性質(zhì)。

教學(xué)環(huán)節(jié)2? 自主實(shí)驗(yàn)探究苯酚的性質(zhì)，掌握進(jìn)行科學(xué)研究的方法

設(shè)計(jì)意圖：通過苯酚酸性的探究，尤其是苯酚與碳酸、碳酸氫根酸性的比較，學(xué)生掌握了科學(xué)研究的一般過程。本環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)可以培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)學(xué)科核心素養(yǎng)，以及化學(xué)變化與守恒、宏觀與微觀相結(jié)合的思想。

化學(xué)學(xué)習(xí)的社會(huì)價(jià)值：苯酚與碳酸、碳酸氫根酸性強(qiáng)弱的比較過程，對學(xué)生今后的科學(xué)探究有非常重要的指導(dǎo)意義。

教學(xué)環(huán)節(jié)3? 對比討論乙醇與苯酚的性質(zhì)，掌握不同基團(tuán)的相互影響

設(shè)計(jì)意圖：通過對比討論苯酚中酚羥基與乙醇中醇羥基化學(xué)性質(zhì)的不同，以及苯酚與溴和苯與溴取代反應(yīng)的不同，體會(huì)有機(jī)物基團(tuán)之間相互影響、相互制約的關(guān)系。本環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)可以培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)學(xué)科核心素養(yǎng)以及宏觀與微觀相結(jié)合的思想。

化學(xué)學(xué)習(xí)的社會(huì)價(jià)值：培養(yǎng)學(xué)生進(jìn)行辯證分析的能力，掌握科學(xué)的方法論。

教學(xué)環(huán)節(jié)4? 回扣開頭，拓展應(yīng)用

設(shè)計(jì)意圖：通過探究化學(xué)中的一條普遍規(guī)律

——結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)，性質(zhì)決定用途，展示苯酚在生活中的應(yīng)用，以回應(yīng)開頭。

化學(xué)學(xué)習(xí)的社會(huì)價(jià)值：培養(yǎng)學(xué)生終身學(xué)習(xí)的意識(shí)。引導(dǎo)其關(guān)注與化學(xué)有關(guān)的產(chǎn)品，認(rèn)識(shí)合理使用產(chǎn)品的重要性，并深刻理解化學(xué)在實(shí)際生產(chǎn)、生活中的重要價(jià)值。

三、總結(jié)反思

教學(xué)設(shè)計(jì)主要從以下幾個(gè)方面落實(shí)化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)：

（一）建立進(jìn)行科學(xué)探究的思維方式

由學(xué)生分組討論并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，如此可幫助學(xué)生理清進(jìn)行科學(xué)探究的一般思路和方法：提出假設(shè)—分析討論—提出理論依據(jù)—實(shí)驗(yàn)探究。由淺表知識(shí)走向深度學(xué)習(xí)，由此可構(gòu)建起解決復(fù)雜問題的思維框架。在此過程中，學(xué)生不拘泥于已有知識(shí)，獨(dú)立設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案并進(jìn)行自主實(shí)驗(yàn)，如此可培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考的品質(zhì)以及進(jìn)行小組合作的能力。這樣的教學(xué)，落實(shí)了科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)學(xué)科核心素養(yǎng)。電離常數(shù)的數(shù)據(jù)為碳酸、苯酚和碳酸氫根的酸性比較提供了有力的理論依據(jù)。學(xué)生根據(jù)數(shù)據(jù)，可提出苯酚具有弱酸性的假設(shè)，然后通過小組討論設(shè)計(jì)并優(yōu)化探究方案，完成探究實(shí)驗(yàn)獲得結(jié)論。通過此過程，學(xué)生建立起探究問題的思維模型，同時(shí)實(shí)驗(yàn)結(jié)果又回證了數(shù)據(jù)的科學(xué)性。這樣的教學(xué)，落實(shí)了證據(jù)推理與模型認(rèn)知學(xué)科核心素養(yǎng)。

（二）改變傳統(tǒng)的教學(xué)順序

本節(jié)課不再按照結(jié)構(gòu)—性質(zhì)—用途這樣的傳統(tǒng)順序進(jìn)行教學(xué)，而是調(diào)整為搜集身邊含有苯酚的物品—苯酚軟膏說明書的展示—預(yù)測苯酚的性質(zhì)—分析推理—實(shí)驗(yàn)探究—結(jié)構(gòu)解釋這一順序進(jìn)行教學(xué)。學(xué)生收集日常生活中含苯酚成分的物品，閱讀說明書并對苯酚的性質(zhì)提出預(yù)測，然后通過分析苯酚的結(jié)構(gòu)和驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)證明假設(shè)成立。這樣的教學(xué)，落實(shí)了證據(jù)推理與模型認(rèn)知學(xué)科核心素養(yǎng)。學(xué)生關(guān)注與化學(xué)有關(guān)的產(chǎn)品和社會(huì)熱點(diǎn)，并深刻理解化學(xué)在實(shí)際生產(chǎn)、生活中的重要價(jià)值，如此可使學(xué)生樹立終身學(xué)習(xí)的意識(shí)。這樣的教學(xué)，落實(shí)了科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任學(xué)科核心素養(yǎng)。

（三）提綱挈領(lǐng)，突出重、難點(diǎn)

教學(xué)內(nèi)容不再面面俱到，對苯酚酸性的探究及其與濃溴水的取代反應(yīng)為教學(xué)重點(diǎn)，苯酚的化學(xué)性質(zhì)、苯酚中羥基與苯環(huán)的相互影響為教學(xué)難點(diǎn)。學(xué)生從物質(zhì)的微觀層面理解其組成、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)之間的聯(lián)系，即微觀上所含基團(tuán)不同，導(dǎo)致宏觀上的性質(zhì)既有相似性又有差異性。這樣的教學(xué)，落實(shí)了宏觀辨識(shí)與微觀探析學(xué)科核心素養(yǎng)。苯酚與濃溴水的取代反應(yīng)，學(xué)生可從定性和定量兩個(gè)角度分析酚羥基鄰對位的變化，如此可培養(yǎng)學(xué)生的守恒思想。這樣的教學(xué)，落實(shí)了變化觀念與平衡思想學(xué)科核心素養(yǎng)。

實(shí)驗(yàn)探究是重要的教學(xué)手段，對于培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)具有獨(dú)特的優(yōu)越性。因此我們教師要重視實(shí)驗(yàn)探究，即要以實(shí)驗(yàn)探究為抓手落實(shí)學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。