金 凡
(瑞安市第五中學 浙江瑞安 325207)
淺談化學核心素養在教學中的培養
——以“二氧化硫”教學為例
金 凡
(瑞安市第五中學 浙江瑞安 325207)
培養學生的化學核心素養是新課改對教學的要求,但現狀卻是學生大多缺乏化學學科素養,需教師在課堂教學中落實對學生化學核心素養的發展。以“二氧化硫”教學為例,探討培養化學思維素養、化學科學素養、化學信息素養的教學實踐,在教學中發展學生核心素養要深挖教材突出學科本質特征、強化實驗探究和關注化學時事。
化學教學 核心素養 二氧化硫
2014年教育部在《關于全面深化課程改革 落實立德樹人根本任務的意見》中提出了“核心素養”的概念,將其列為深化課程改革和落實立德樹人目標的基礎地位。化學學科核心素養是核心素養的重要組成部分,是指學生具有化學學科特質的關鍵能力和品格,是現代公民必須具備的科學核心素養。但現狀卻是,學生化學學科素養較低,對化學知識的學習大多在低層次,缺乏對化學知識的思索、整合和升華,沒有形成化學學科思維,這與新課程的教學目標極不相符。就此,筆者以“二氧化硫”教學為例,談談如何在課堂教學中培養和發展學生的化學核心素養。
學生通過對化學知識的學習和理解,能從化學學科的視角來認知事物和解決問題的方法、觀點和思想,稱為化學思維素養。化學思維不能以現成的結論形式傳授給學生,而是在學習性質、概念、原理等具體的知識及其體系過程中,隨著知識層次的提升而發展深化。化學教學要超越對知識本身的講解,從傳授知識、講解習題轉變為運用思維、發展觀念、解決問題。
教學片段1:實驗探究SO2的酸性
[引入]展示銹跡斑斑的自行車,是什么物質使其被腐蝕?
[學生]SO2溶解在降雨中形成的酸雨!
[教師]為什么不認為是CO2所為呢?如何設計實驗證明?
[學生]對比觀察SO2和CO2的水溶液是否與鐵反應。
[實驗]用充有SO2的針筒吸入10mL水,振蕩。學生感受到因SO2溶于水而產生吸力,得出SO2易溶的結論。取該溶液和課前準備的CO2飽和溶液加入鐵粉,都無明顯現象。
[引導]沒有明顯的實驗現象,是否就沒有反應發生?
[學生]不一定,緩慢的反應我們無法用肉眼辨析。
[教師]能否驗證SO2和CO2溶液與鐵有無發生反應?
[學生]可以檢測是否生成Fe2+。
[實驗]在前面實驗的2只試管中加入3滴KSCN,再加H2O2溶液。SO2溶液變紅,CO2溶液沒有明顯現象。
[引導]對比實驗能說明H2SO3酸性更強嗎?
[學生](交流討論后發現問題)CO2溶解度約為1:1,對比實驗中兩種溶液濃度不相等,不能得出相關結論。可利用強酸制弱酸的原理, H2SO3和碳酸鹽反應得到驗證。
[實驗]將SO2溶液加入NaHCO3溶液中,有氣體生成,得出H2SO3酸性比H2CO3強的結論。
通過實驗探究激發學生興趣,以合作來強化學生的主動性。綜合了比較物質酸性的兩種方法:1.構建以鐵粉為參照反應物的對照試驗,2.利用強酸之弱酸的轉化關系,說明了H2SO3酸性強于H2CO3。對照實驗中有意擴大兩種溶液的濃度差異,即強化了實驗現象,又可培養學生的質疑能力,增進實驗中變量控制問題的認知。
化學學科素養是指化學學科提供給學生未來發展所需要的基礎化學知識和技能,并培養學生運用知識和科學方法分析解決問題的能力[1]。化學的學習和研究,不僅要從宏觀角度對物質的性質和變化進行觀察和了解,還需要從微觀層面進行解釋,把握事物的本質,用化學符號進行表達與交流。
教學片段2: SO2的還原性
[引入]久置的雨水pH值會逐漸減小,會是什么原因呢?
[學生]可能是SO2被O2氧化。
[教師]SO2被氧化的過程較慢,我們可以使用H2O2代替O2加速氧化。
[實驗]往用pH計監測的SO2水溶液中滴加5% H2O2,溶液pH值迅速降低。
[結論]SO2具有還原性,被H2O2氧化,導致酸性增強。
[引導]亞硫酸被氧化,生成的物質真的是硫酸嗎?
[學生]用BaCl2和鹽酸進行鑒別。
[實驗]向SO2水溶液中加入BaCl2溶液,無明顯現象,再滴加5%H2O2后,產生大量白色沉淀,加鹽酸不溶解。
[結論]在SO2溶液中加入H2O2,生成了酸性更強的硫酸。
實驗演示探究是化學的核心基礎,是我們教學過程中必不可少的教學手段。通過實驗探究讓學生獲知宏觀現象并從微觀角度探求其本質,得出物質及其變化的相關規律和基本理論,借助化學式、化學方程式等符號在學術頭腦中構建出一個清晰的化學知識體系,達到提升學科核心素養的目的。
在《普通高中化學課程標準(實驗)》中對學生的化學信息素養提出了明確的要求:要使學生在學習化學過程中,學會運用觀察、實驗、查閱資料等多種手段獲取信息,并運用比較、分類、歸納、概括等方法對信息進行加工。
教學片段3:在SO2食品上的使用。
[材料]市監局對市場的食品進行檢測,公布不合格產品及其添加劑超標目錄。
[教師]為什么這些商家要在食品中添加SO2?
[學生]為了漂白食品,有更好的賣相。
[教師]上面的材料從另外一個角度解讀就是,我們允許在食品里添加適量的SO2,如葡萄酒,在它的標簽上可以找到添加了SO2的說明,為什么葡萄酒要添加SO2呢?
[學生]應該是利用SO2的還原性,SO2先與O2反應,保護了葡萄酒中的還原性物質,作為一種抗氧化劑。
[教師]飲用葡萄酒之前,要進行醒酒才能由開始的澀口轉為柔順。苦澀是由于SO2含量較高的原因,你能解釋下為什么醒酒會改變口感嗎?
[學生]在空氣中SO2被氧化,所以醒酒之后,由于SO2帶來的苦澀會消失。
在信息時代,與化學相關的社會熱點問題會經常引起人們的關注,讓學生對相關的社會與生活問題能做出合理判斷,掌握化學知識用于辨識、解答、評價與化學有關的問題,肯定化學對社會發展的貢獻,是教學的重要目標。通過對時事熱點的加工引導,既能營造濃厚的學習氛圍,又能培養學生對化學信息的處理和分析能力,提升化學信息素養。
[1] 梁永平.化學科學理解的基本視角及其核心觀念[J].化學教育,2011(6):4
[2] 王澄.教學是教與學的雙向過程[J].考試與評價,2012(2):107。