摘要:將真實情境應用于教學中,通過各種學習任務驅動學生自主學習,激發學生學習化學的熱情,促進學習方式的改變。在實驗中逐步樹立安全意識、“綠色化學”意識和可持續發展觀念,逐步促進化學核心素養中社會責任的形成。我參與了《基于高中化學核心素養中社會責任的實踐研究》這一課題,本文以一節《印刷線路板腐蝕液的研究》為案例,介紹我的實踐及粗淺經驗。
關鍵詞:核心素養 社會責任 高中化學
高中化學學科核心素養是學生必備的科學素養,全面體現了化學課程學習對學生未來發展的重要價值,是學生終身學習和發展的重要基礎。依據化學課程標準的要求,讓學生深刻認識化學對創造更多物質財富和精神財富、滿足人民日益增長的美好生活需要的重大貢獻;具備節約資源、保護環境的可持續發展意識,從自身做起,形成簡約適度、綠色低碳的生活方式;能對與化學有關的社會熱點問題做出正確的價值判斷,能參與有關化學問題的社會實踐活動。科學態度和社會責任進一步揭示了化學學習更高層次的價值追求。我參與了《基于高中化學核心素養中社會責任的實踐研究》這一課題,在此過程中,我不斷學習、積極嘗試,有了些自己的想法,現以一節 《印刷線路板腐蝕液的研究》來談一下我的理解和簡單做法。
一、從學情出發確定教學內容
在高一上學期要建立的最重要的化學核心素養,是通過離子反應、氧化還原概念和元素化合物的學習,建構認識物質性質的二維角度。鐵是中學階段需要重點學習的唯一的變價金屬元素,其化合物種類較多,其中二價鐵與三價鐵的相互轉化是本冊教材的重難點。
選印刷線路板為教學素材的原因,是因為它具有豐富的學科價值和社會價值。它是氧化還原規律的廣泛應用之一,切合Fe2+與Fe3+相互轉化的教學,又與生活、社會緊密相關,讓學生了解化學在微電子工業中的應用,通過對腐蝕劑的評價、優選及廢液回收,深化“綠色化學”的學科素養。認識化學對社會發展的重大貢獻,培養科學精神與社會責任的核心素養。
二、精心設計教學環節
根據本節課核心素養的發展目標,設計了試劑初選、模擬制作、資源回收三個教學環節,通過任務驅動和學生活動,讓學生對實驗現象加以解釋、討論、交流及優化。重點達成學生在證據推理與社會責任素養的發展。本節課的教學重心落在“試劑初選”及“資源回收”上。
1.試劑初選
首先給出印刷線路板制作工藝的資料卡片和視頻,進行情境引入,在學生了解了印刷線路板是什么之后,要求學生在沒有任何引導的情況下,從教師提供的多樣試劑中討論出最有可能腐蝕銅板的試劑(選項1:稀硫酸、選項2:NaOH溶液、選項3:AgNO3溶液、選項4:稀硝酸、選項5:FeCl3溶液、選項6:H2O2/H+溶液)。基于物質類別及價態認識讓學生自我思考,通過小組討論得出結論,最終整理匯報。
由于對學生的問題有了充分預設,我在課堂上通過不斷追問,同學互評的方式,讓不會選擇的同學充分暴露和意識到自己思維的局限,引導他們去主動修正進階,用好氧化還原工具并對試劑反應后的產物進行預測。讓學生進入“試劑工程師”的角色,引導學生設身處地從環保、分離、價格、速率等方面思考試劑的優劣,認識環境保護的重要性,將“綠色化學”觀念深植于學生的心里,利用真實的問題增強學生環保的社會責任感。在排除掉其他試劑后,我們確定選用同濃度的FeCl3和H2O2/H+溶液做腐蝕劑,模擬制作印刷線路板。
2.模擬制作
針對優選出的2種氧化劑開展實驗探究:學生用30%的FeCl3溶液浸泡銅板,而為了節省時間和避免學生接觸腐蝕性強的30% H2O2/H+溶液,教師采用實物投影的方式來展示實驗現象。兩個實驗同時進行,學生一邊動手實驗,一邊通過觀察實驗現象驗證預測的產物是否正確,完成方程式書寫。經之前的元素和價態分析,大部分學生對Cu與FeCl3的反應方程式能順利完成,在根據實驗現象書寫H2O2/H+腐蝕銅板的方程式時,很多同學寫出這樣的離子方程式:3H2O2+2H++Cu=Cu2++4H2O+O2↑,很明顯是銅板表面出現氣泡的現象誘導了學生。在對反應進行氧化還原分析后,學生終于領悟到,氣泡不可能由H2O2與Cu直接反應產生,而是由于H2O2在Cu2+催化下分解產生了氧氣。
由此學生意識到,氧化還原原理可以幫助對反應現象進行分析和梳理,也意識到H2O2是一種優質無污染、清潔的氧化劑,但由于在實際工業生產過程中伴隨有副反應存在,亦不是腐蝕劑最好的選擇。從真實問題出發,讓學生權衡利弊,強化社會責任意識,進一步地理解化學、技術、社會和環境之間的相互關系。
3.資源回收
資源的回收再利用是與化學有關的社會熱點問題,怎樣合理利用資源,強化學生社會責任意識是我們需要關注的重要課題,是本節課的難點。讓學生利用所學知識,設計一種或多種從廢液中回收Cu與Fe3+的方案。
最后,依托實際情境的研究,歸納小結Fe2+與Fe3+的相互轉化,由學生梳理總結研究問題的一般思路和方法,形成完整的思維模型,使研究方法程序化。并逐步培養學生的安全意識和嚴謹求實的科學態度,認識環境保護和資源合理開發的重要性,將節約資源、保護環境的可持續發展意識深植于學生的心里。
我深刻體會到在落實核心素養、提高學生能力的同時,也一定程度上促進了教師的提升。教師一定要對教材知識系統有整體的把握,清晰的認識核心素養的要求,設計適合學生的教學情境,在課上能根據不同層次學生的不同問題進行講解和指引。所有這些,都是促進教師不斷進步的推手和動力。如何更有效的創設真實情境、發展核心素養,讓學生認識化學對社會發展做出的重大貢獻,將已有知識和方法運用到實際問題的解決中,深刻地理解化學、技術、社會和環境之間的相互關系。怎樣強化學生社會責任意識,進行更有效的教學,還需要我們進一步實踐和探索。
北京市延慶區第一中學 沈俊玲