基于核心素養(yǎng)的高中化學(xué)情境教學(xué)實踐研究

林 春

(陽春市博泰實驗中學(xué),廣東 陽江 529500)

《普通高中化學(xué)課程標準( 2017 年版) 》明確指出: 化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)是學(xué)生必備的科學(xué)素養(yǎng),是學(xué)生終身學(xué)習(xí)和發(fā)展的重要基礎(chǔ).面對以核心素養(yǎng)為導(dǎo)向的新型人才培養(yǎng)目標,作為一線教師就必需思考如何將學(xué)科核心素養(yǎng)融入到課堂教學(xué)中.情境教學(xué)的設(shè)計能彰顯“教學(xué)的藝術(shù)不在于傳授的本領(lǐng),而在于激勵、喚醒、鼓舞.”情境素材的來源廣泛,在課堂教學(xué)中的運用形式多樣,常見來源主要有以下七種途徑.

1 生活情境——課堂解決生活問題

在教學(xué)中,教師盡可能選取與學(xué)生息息相關(guān)的生活實例引入課堂,從生活實例中發(fā)現(xiàn)問題,創(chuàng)設(shè)合適的情境,在情境中貫穿知識,用知識解決生活問題,更容易激起學(xué)生的情感共鳴,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣.學(xué)生認識到化學(xué)學(xué)科的學(xué)習(xí)并不局限于書本知識,更體現(xiàn)在生活中的方方面面[1].

如在“二氧化硫”的教學(xué)中,教師準備一瓶紅葡萄酒,詢問學(xué)生有沒有喝過葡萄酒,這時學(xué)生的熱情被點燃起來,嘰嘰喳喳,有學(xué)生描述自己第一次喝葡萄酒時的情景.接著教師提出疑問:葡萄酒保存的時候為什么要臥放?倒入杯子中為什么要搖晃?笑著問大家有沒有看過標簽,展示這瓶葡萄酒的標簽,有學(xué)生發(fā)現(xiàn)標簽中明確寫出了食品添加劑中有二氧化硫0.25 g/L.提出疑惑,SO2不是有毒嘛,怎么加到葡萄酒中了?喝了會不會中毒?這個發(fā)現(xiàn)讓學(xué)生很疑惑,學(xué)生學(xué)習(xí)熱情一下子就提起來了.教師播放視頻揭開謎底,SO2具有殺菌和防氧化的作用,臥放是為了讓木塞浸泡在酒中膨脹,這樣空氣進不來,SO2就是防止空氣中的氧氣進入作還原劑被氧化的,再給出SO2與O2反應(yīng)的化學(xué)方程式,其表現(xiàn)還原性.杯中搖晃醒酒是除去剩余二氧化硫,使口感更好.接著教師拿出放了好多年的必修1化學(xué)課本和學(xué)生的新課本對比,發(fā)現(xiàn)紙張泛黃,什么原因呢?這是因為SO2具有漂白性,一般紙張都是用二氧化硫漂白,生成了無色的物質(zhì),這種物質(zhì)不穩(wěn)定,時間久了又分解,所以泛黃,學(xué)生記住了SO2具有漂白性的同時又明白了SO2的漂白原理.是不是所有的東西漂白了都好呢?教師又展示圖片市面上的兩種銀耳,一種很白,一種有點黃,為什么那么白?哪種好?進一步加深印象,鞏固知識.這節(jié)課學(xué)生在情境中學(xué)習(xí)了SO2的主要性質(zhì),同時還解決了生活中的實際問題.

2 新聞情境——新聞中發(fā)現(xiàn)問題

學(xué)生對社會上的熱點新聞比較感興趣,教師在課堂教學(xué)中,如果利用好此類情境能更好吸引學(xué)生的注意力.教師利用新聞中的情節(jié)創(chuàng)設(shè)系列的問題組,激發(fā)學(xué)生的求知欲,使整節(jié)課的主要內(nèi)容圍繞著新聞這條線展開.以此,引導(dǎo)學(xué)生思考問題,探究問題的本質(zhì),從而培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究、科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任感等核心素養(yǎng).

如在“鈉”的教學(xué)中,教師先播一則儲存金屬鈉的倉庫在雨天起火的新聞片段,然后提取新聞中的主要信息:(1)鈉保存在桶中用煤油封存;(2)由于最近下雨引起了火災(zāi);(3)消防員只能用沙子切斷火勢蔓延,不能用水、二氧化碳滅火器滅火,否則會燃燒的更旺甚至?xí)?(4)儲存的鈉是制藥的原料.然后教師提出設(shè)想,如果你是一名消防員,你如何滅火?圍繞這些問題結(jié)合實驗開展教學(xué),學(xué)生學(xué)習(xí)的激情被點燃,思維被打開.教師先拋出問題:(1)鈉為什么要用煤油封存?隨即展示實驗室儲存鈉的玻璃瓶.學(xué)生通過觀察得出鈉的物理性質(zhì),鈉的密度比煤油的大,而且不反應(yīng),鈉容易被空氣中的氧氣氧化,煤油可以隔絕空氣,給出鈉在空氣中與氧氣反應(yīng)的兩個化學(xué)方程式;(2)下雨天為什么會引起火災(zāi)?結(jié)合金屬鈉與水反應(yīng)的實驗,總結(jié)實驗現(xiàn)象,得出反應(yīng)化學(xué)方程式;(3)為什么不可以用水、二氧化碳滅火?如果你是消防員,你要怎樣滅火?運用鈉與水反應(yīng)及過氧化鈉與水、二氧化碳反應(yīng)的原理解釋.作為消防員怎樣滅火?更是讓學(xué)生感受到化學(xué)學(xué)科的魅力.(4)鈉有哪些的用途?拓展學(xué)生掌握金屬鈉的用途.由鈉引起的一場火災(zāi),這則新聞情境把整節(jié)課很好地貫穿起來,依托情境,創(chuàng)設(shè)系列問題組,引導(dǎo)學(xué)生思考問題,培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究與求真的意識.

3 實驗情境——根據(jù)實驗現(xiàn)象探究問題

化學(xué)實驗在教學(xué)中發(fā)揮著無可替代的作用,它可以讓學(xué)生更好地體會到研究化學(xué)的樂趣,同時也是學(xué)生主動探索新知識的開始.在教學(xué)中,教師不僅要利用實驗上好課,更應(yīng)善于把握實驗中的“異?，F(xiàn)象”,將其轉(zhuǎn)化為課堂教學(xué)的寶貴資源[2].

如在選擇性必修一“原電池”的教學(xué)中,設(shè)計學(xué)生實驗引入鹽橋: 單液鋅銅原電池中,作為負極的鋅片上覆蓋有紅色物質(zhì),紅色的物質(zhì)是銅單質(zhì),怎么會在鋅片上?應(yīng)該是鋅與 CuSO4溶液直接反應(yīng)得到的.此時,引導(dǎo)學(xué)生思考,怎樣避免兩種反應(yīng)物因直接反應(yīng)而耗損能量?怎樣才能讓銅鋅原電池的化學(xué)能盡可能地轉(zhuǎn)變成電能?從而引入鹽橋.然后,讓學(xué)生用鹽橋親自組裝雙液原電池的實驗,分析學(xué)習(xí)雙液原電池的工作原理,歸納對比單液原電池和雙液原電池的工作原理和構(gòu)成條件,進一步分析、討論,形成“分析原電池問題的認知模型”.再引入不同類型的原電池情境,運用剛剛建立的認知模型進行分析,從而突破重難點.

4 化學(xué)史情境——重溫發(fā)展史分析問題

高中化學(xué)課本設(shè)計了科學(xué)史話欄目,簡單地呈現(xiàn)了某些物質(zhì)的發(fā)現(xiàn)、性質(zhì)的探究、某些原理或者規(guī)律的提出的發(fā)展歷程和在研究過程中科學(xué)家如何去解決遇到的困難.如果教師能夠巧妙地運用化學(xué)史的小故事或者發(fā)展過程創(chuàng)設(shè)情境,將知識貫穿在發(fā)展史中,假設(shè)學(xué)生就是科學(xué)家,解決一個又一個的科學(xué)問題,將這段歷史長河濃縮在一節(jié)課的教學(xué)中.

如在“化學(xué)反應(yīng)的調(diào)控”的教學(xué)中,有關(guān)生產(chǎn)條件的選擇滲透工程思維,化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡知識屬于原理知識,學(xué)生很難理解.所以,在講授化學(xué)反應(yīng)的調(diào)控時,先提出為什么要合成氨?科學(xué)家“向空氣要面包—合成氨中的化學(xué)問題”有哪些?然后整節(jié)課以“尋找工業(yè)合成氨的適宜條件”的化學(xué)史作為線索創(chuàng)設(shè)情境,讓學(xué)生想象自己就是科學(xué)家,遇到問題怎樣運用所學(xué)的知識進行假設(shè)驗證,從化學(xué)家哈伯實驗室合成氨→博施發(fā)現(xiàn)以鐵為主體的催化劑實現(xiàn)合成氨的工業(yè)化→埃特爾探索出合成氨的最佳比例,三位化學(xué)家執(zhí)著合成氨的研究,分別因此獲得諾貝爾獎,前后經(jīng)歷了100多年的時間.最后介紹“合成氨”里的中國人,中科院大連化學(xué)物理研究所研究團隊將合成氨的溫度和壓強分別降到了350 ℃、1 MPa.這個情境創(chuàng)設(shè)可以讓學(xué)生體會到科學(xué)研究的艱辛,培養(yǎng)學(xué)生嚴謹?shù)目茖W(xué)態(tài)度和堅韌不拔的科研精神,讓學(xué)生終生受益.

5 實物情境——直觀化解決微觀問題

微觀世界是人的肉眼不能直接觀察到的,很難用語言描述的,學(xué)生也難以在頭腦中構(gòu)想出來.這時就需要教師在教學(xué)中將某些知識用表格、分子模型、化學(xué)試劑、圖片等實物簡單、直接地呈現(xiàn)給學(xué)生,讓學(xué)生用更直觀的方式理解抽象的知識,認識微觀世界,理解科學(xué)的本質(zhì).

如在學(xué)習(xí)同分異構(gòu)體和同系物這兩個概念時,學(xué)生很容易混淆.在教學(xué)中,讓學(xué)生用球棍模型組裝好乙醇分子和乙醚分子、甲烷分子和乙烷分子.再根據(jù)概念進行判斷,就非常容易了.在學(xué)習(xí)同分異構(gòu)體的書寫時,也讓學(xué)生自己組裝戊烷的同分異構(gòu)體,并根據(jù)組裝的結(jié)構(gòu)書寫對應(yīng)的結(jié)構(gòu)式.這樣便通過球棍模型在宏觀和微觀建立起聯(lián)系,當(dāng)學(xué)生再遇到相似問題時,在頭腦中就會浮現(xiàn)見過的分子模型.

6 多媒體情境——形象化突破疑難問題

多媒體技術(shù)集文字、聲音、圖片、數(shù)據(jù)、動畫和視頻等信息于一體,完美地解決肉眼無法看到的微觀世界,使微觀世界宏觀化,抽象的理論具體化,突破教學(xué)中的疑難問題;播放視頻資料,縮短時空距離;模擬實驗室中不宜開展的有毒實驗,使實驗更加完整.多媒體情境打開了學(xué)生的視野,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,活躍了學(xué)生的思維,也讓課堂充滿了活力,呈現(xiàn)出多樣化的學(xué)習(xí)氛圍,提高課堂教學(xué)效率[3].

如在選擇性必修2“雜化軌道”的學(xué)習(xí),教師利用多媒體制作動畫視頻展示甲烷分子中碳原子的一個2s軌道與三個2p軌道雜化形成四個相同的sp3雜化軌道的微觀過程,原本很抽象的知識通過動畫直觀展示出來,學(xué)生能夠直觀地得出甲烷分子的空間結(jié)構(gòu),碳原子的四個sp3雜化軌道分別與四個氫原子的1s軌道重疊,形成四個C-Hσ鍵,呈正四面體形,同時也培養(yǎng)了學(xué)生的空間思維的能力.以此類推,通過動畫模擬,學(xué)生很輕松地掌握了常見雜化類型:sp、sp2,得出中心原子的雜化類型與VSEPR模型的關(guān)系,突破了本節(jié)的重難點知識.

7 科研情境——深化學(xué)生知識理解

化學(xué)涉獵的范圍比較廣泛,包括能源、醫(yī)療、考古等前沿科技領(lǐng)域,教師若能把學(xué)生所學(xué)的知識與前沿的科技成果聯(lián)系起來,創(chuàng)設(shè)科研情境,鼓勵學(xué)生運用所學(xué)的知識進行解答,不但可以縮短學(xué)生對前沿科技的距離感,而且還可以深化學(xué)生對已有知識的理解,增強學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的積極性,在學(xué)生的生涯規(guī)劃上還有一定的指引作用.

如在“萃取”的教學(xué)中,學(xué)生對萃取的原理很難理解,教師可以創(chuàng)設(shè)屠呦呦發(fā)現(xiàn)青蒿素的情境,她受到東晉葛洪《肘后救卒方》中“青蒿一握,以水二升漬,絞取汁,盡服之”的啟發(fā),改用低沸點的溶劑乙醚代替乙醇,青蒿素易溶于乙醚,難溶于水,讓學(xué)生理解萃取的目的,再解釋萃取的原理,這樣學(xué)生不僅學(xué)會了萃取,同時也明白了無論何時,萃取都是科學(xué)家使用的一種分離提純的重要方法.科研和創(chuàng)新并不是只有高端先進,只有認認真真學(xué)習(xí)好基本的技能,才能走向更高的科研創(chuàng)新.