培養(yǎng)科學(xué)探究能力，發(fā)展化學(xué)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(xué)實(shí)施流程、設(shè)計(jì)意圖進(jìn)行分析，將化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)落實(shí)在科學(xué)探究教學(xué)中。

【關(guān)鍵詞】核心素養(yǎng);科學(xué)探究;中和反應(yīng)

一、問題的提出

《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn) （2017年版）》中明確提出，化學(xué)學(xué)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(rèn)知”“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識”“科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任”五方面。化學(xué)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(xué)生后續(xù)學(xué)習(xí)化學(xué)奠定基礎(chǔ)。本節(jié)課是人教版初中化學(xué)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(shí)驗(yàn)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(xué)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(jì)出多種解決方案并進(jìn)行論述、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究和創(chuàng)新意識。

二、教學(xué)理念與設(shè)計(jì)

1.教學(xué)理念

在綜合考慮教學(xué)內(nèi)容特點(diǎn)、學(xué)生能力特點(diǎn)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(xué)形式，突出學(xué)生的主體地位，教師將打破書本的局限，引導(dǎo)學(xué)生將新概念與已有知識進(jìn)行整合與提升，從多角度設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，引發(fā)學(xué)生對知識的深度學(xué)習(xí)，并構(gòu)建無明顯現(xiàn)象化學(xué)反應(yīng)發(fā)生的證據(jù)模型，促使學(xué)生認(rèn)知水平逐漸得到提高。

2.教學(xué)目標(biāo)的分析

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

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

3.教學(xué)流程（圖1）

三、教學(xué)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(dá)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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)2：向盛有氫氧化鈉溶液的試管中加入稀鹽酸，沒有明顯實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

提問：如何證明氫氧化鈉和稀鹽酸發(fā)生化學(xué)反應(yīng)呢？

設(shè)計(jì)意圖：教學(xué)情境盡可能貼近當(dāng)?shù)氐纳鐣?shí)際和學(xué)生的日常生活，本節(jié)課以真實(shí)的情景作為切入點(diǎn)，讓學(xué)生了解化學(xué)來源于生活。增加難溶性堿與酸反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖菫榱俗寣W(xué)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(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的是否發(fā)生化學(xué)反應(yīng)呢？以此引發(fā)學(xué)生的思考。

環(huán)節(jié)2：尋找方法，建構(gòu)模型

教師帶著學(xué)生回憶第六單元探究二氧化碳與水反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)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(xué)反應(yīng)，引導(dǎo)學(xué)生思考：判斷化學(xué)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(jì)實(shí)驗(yàn)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(xué)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(jìn)而建構(gòu)變“無明顯現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)”到“有明顯現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)”的認(rèn)知模型。

設(shè)計(jì)意圖：本環(huán)節(jié)讓學(xué)生通過已有知識和新知識的關(guān)聯(lián)，引導(dǎo)學(xué)生提煉出解決方法，搭起思維框架，構(gòu)建認(rèn)知模型，為下一環(huán)節(jié)學(xué)生開展實(shí)驗(yàn)探究提供方法指引，學(xué)生躍躍欲試，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)和探究的欲望。

環(huán)節(jié)3：應(yīng)用模型，實(shí)驗(yàn)探究

根據(jù)已建立的方法模型，教師指引學(xué)生分小組設(shè)計(jì)證明氫氧化鈉和稀鹽酸發(fā)生化學(xué)的實(shí)驗(yàn)方案。

小組之間展開討論，并完善自己小組的實(shí)驗(yàn)方案，各小組實(shí)驗(yàn)方案匯總（見下表）。學(xué)生分組完成實(shí)驗(yàn)并分享實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

設(shè)計(jì)意圖：將認(rèn)知模型應(yīng)用到具體問題的分析，從不同角度設(shè)計(jì)出多種實(shí)驗(yàn)方案，并進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證和分享，培養(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)探究意識、證據(jù)推理能力和創(chuàng)新精神。學(xué)生在相互交流、質(zhì)疑、認(rèn)可中，鍛煉了表達(dá)能力、合作能力。本環(huán)節(jié)需要學(xué)生綜合運(yùn)用有關(guān)酸、堿的知識，讓學(xué)生知道知識的延續(xù)性和關(guān)聯(lián)性，使學(xué)習(xí)變得更系統(tǒng)、高效。

環(huán)節(jié)4：微觀探析，揭示實(shí)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(xué)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?xì)溲趸c和稀鹽酸反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是什么？學(xué)生寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式。仿照此反應(yīng)，學(xué)生還書寫了上課前氫氧化鋁和稀鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式，并引申到書寫氫氧化鈉和稀硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式。在三個化學(xué)方程式的基礎(chǔ)上，教師引導(dǎo)學(xué)生歸納中和反應(yīng)的定義。

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

環(huán)節(jié)5：學(xué)以致用，鞏固提升

教師以問題為導(dǎo)向指引學(xué)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(xué)生討論并進(jìn)行分享。

設(shè)計(jì)意圖：學(xué)生將所學(xué)知識用于分析中和反應(yīng)在實(shí)際應(yīng)用中的問題和現(xiàn)象，培養(yǎng)學(xué)生的遷移應(yīng)用能力、總結(jié)歸納能力，同時讓學(xué)生意識到在處理實(shí)際問題時，除了要考慮化學(xué)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(jià)格等，提升學(xué)生“科學(xué)態(tài)度和社會責(zé)任”的核心素養(yǎng)。

四、教學(xué)反思

在學(xué)習(xí)化學(xué)過程中，科學(xué)探究是一種重要的學(xué)習(xí)方式，開展科學(xué)探究活動對發(fā)展學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)具有不可替代的作用。本節(jié)課按照科學(xué)探究的一般步驟逐步完成，學(xué)生體驗(yàn)了科學(xué)探究的過程，享受了科學(xué)探究的樂趣。通過實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象捕捉和證據(jù)推理，建構(gòu)無明顯現(xiàn)象化學(xué)反應(yīng)發(fā)生的方法模型，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究的思維和方法。通過實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)、質(zhì)疑、完善、操作、觀察、思考、討論，學(xué)生自主參與，逐步構(gòu)建自己的知識體系，促進(jìn)學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的養(yǎng)成。引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用化學(xué)知識解決實(shí)際問題，達(dá)到學(xué)以致用的目的，鞏固和加深化學(xué)概念的理解，增強(qiáng)學(xué)生的社會責(zé)任感和化學(xué)學(xué)科價(jià)值的認(rèn)識。在新課改理念下，通過科學(xué)探究活動的開展，學(xué)生的化學(xué)核心素養(yǎng)會得到很好的培養(yǎng)和發(fā)展。

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