以實驗探究為抓手落實化學學科核心素養

苗穎，周曉娟

摘? ?要：實驗探究是重要的教學手段，對于培養學生的化學學科核心素養具有獨特的優越性，同時新課標理念還倡導開展以實驗探究為主的化學教學。這就要求物理教師要重視實驗探究，并以實驗探究為抓手落實學生化學學科核心素養的培養，如此可落實新課標理念下“以素養為主”的教育要求。

關鍵詞：中學化學;實驗探究;化學學科核心素養

中圖分類號：G633.8? ? 文獻標識碼：A? ? 文章編號：1009-010X（2022）17-0048-03

一、引言

（一）理論意義

1.現階段中學實驗教學的不足。高中化學課時少、任務重，實驗教學大多是教師演示實驗或看視頻，甚至是講實驗、背實驗，學生沒有機會親自動手進行實驗操作，所以對實驗結果的理解很淺顯，無法提升創新精神和實踐能力。

2.新課標“以素養為本”的要求。新課標明確了學生應該形成的價值觀念、必備品格和關鍵能力;化學學科核心素養包含“宏觀辨識與微觀探析”“變化觀念與平衡思想”“證據推理與模型認知”“科學探究與創新意識”“科學態度和社會責任”五個方面;倡導開展以實驗為主的多種探究活動，以促進學生學習方式的轉變。

（二）應用價值

1.提升學生的化學學科核心素養。讓學生親歷完整的探究過程，有利于學生理解學科知識和概念，并逐步形成科學態度和社會責任感，進而可提升學生的化學學科核心素養。

2.為一線教師提供參考。可為中學化學教師提供新的教學思路和教學參考，進而可引發教師深度思考。

（三）研究現狀

1.關于實驗探究的研究。國內有關實驗探究的研究主要集中在教學理論的研究和實施方面，并以探究性實驗的調查為主。

2.關于化學學科核心素養的研究。通過查找國內外文獻資料發現，對化學學科核心素養的研究主要集中在定義研究、內容體系研究、培養策略研究以及教學實踐研究等方面。

3.對本研究的啟示。通過對國內外的文獻進行梳理，發現“核心素養的培養”已成為共同的育人目標，但是相應的教學設計仍需大量開發。

二、以實驗探究為抓手落實化學學科核心素養的教學設計

基于“以素養為本”的教學理念，結合化學學科的特點和所選教材內容，對“苯酚”這節課進行重新設計。即在對教材進行反復研讀的基礎上，對教材內容進行適當調整：把苯酚的酸性教學提前，然后再從結構的角度分析原因，這樣處理更有助于激發學生的學習興趣。

【教材分析】苯酚作為芳香烴中重要的含氧衍生物，安排在乙醇之后進行教學，目的是與乙醇進行對比，即同樣含有羥基官能團，但苯酚與乙醇的性質卻不完全相同。本節內容很好地體現了結構決定性質的思想，即有機物基團間的相互影響既能引起物質結構上的差異性也能導致物質性質上的差異性;也體現了變化的思想，對我們研究有機物的性質提供了很好的思維方法。

【教學內容分析】苯酚的結構中有羥基和苯基兩種基團，所以本節課的探究分為兩部分：一是對苯酚中羥基弱酸性的探討，二是對苯酚中苯環取代反應活性的探討。通過對羥基和苯基的性質進行實驗探究，學生掌握了探究的一般方法和技能，如此可幫助學生建立研究有機化合物結構和性質的思路和方法。

【學情分析】通過學習人教版高中化學必修2和選修5前兩章，學生對芳香烴、羥基的結構和性質已基本了解，對有機物的化學性質由官能團決定，以及基團間的相互影響也有了一定的認識，同時還具備了一定的實驗操作能力，但實驗探究的整體設計思路和方法還未成系統。通過選修4的學習，學生對通過電離常數比較物質的酸堿性有了一定的理解和認識，但缺乏主動將這部分知識聯系在一起的能力，這需要教師培養和啟發。

【教學目標】（1）能通過搜集與苯酚有關的素材，了解苯酚的用途。（2）通過實驗探究，掌握苯酚的化學性質，進而更深刻地理解結構決定性質的化學規律。（3）能通過對比物質結構和化學性質的差異，了解有機物基團之間的互相影響。（4）了解科學研究的一般過程，樹立嚴謹求實、團結協作的精神。

【教學重、難點】重點：對苯酚酸性的探究及其與濃溴水的取代反應。

難點：苯酚的化學性質及苯酚中的羥基對其化學性質的影響。科學探究一般過程的建立。

【教學過程設計及解析】

教學環節1? 展示苯酚在生活中的用途，由此引發學生探究苯酚的興趣

設計意圖：通過展示生活中含有苯酚成分的用品，導入研究主題，引發學生思考苯酚的相關物理性質和化學性質，由此使學生直接獲得感性認知。本環節的設計可以培養學生的科學探究和創新意識學科核心素養。

化學學習的社會價值：學生通過搜集材料，提取說明書中的內容，了解苯酚在生活中的廣泛應用及其可能具有的化學性質。

教學環節2? 自主實驗探究苯酚的性質，掌握進行科學研究的方法

設計意圖：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，學生掌握了科學研究的一般過程。本環節的設計可以培養學生的科學探究與創新意識學科核心素養，以及化學變化與守恒、宏觀與微觀相結合的思想。

化學學習的社會價值：苯酚與碳酸、碳酸氫根酸性強弱的比較過程，對學生今后的科學探究有非常重要的指導意義。

教學環節3? 對比討論乙醇與苯酚的性質，掌握不同基團的相互影響

設計意圖：通過對比討論苯酚中酚羥基與乙醇中醇羥基化學性質的不同，以及苯酚與溴和苯與溴取代反應的不同，體會有機物基團之間相互影響、相互制約的關系。本環節的設計可以培養學生的科學探究與創新意識學科核心素養以及宏觀與微觀相結合的思想。

化學學習的社會價值：培養學生進行辯證分析的能力，掌握科學的方法論。

教學環節4? 回扣開頭，拓展應用

設計意圖：通過探究化學中的一條普遍規律

——結構決定性質，性質決定用途，展示苯酚在生活中的應用，以回應開頭。

化學學習的社會價值：培養學生終身學習的意識。引導其關注與化學有關的產品，認識合理使用產品的重要性，并深刻理解化學在實際生產、生活中的重要價值。

三、總結反思

教學設計主要從以下幾個方面落實化學學科核心素養：

（一）建立進行科學探究的思維方式

由學生分組討論并進行實驗探究，如此可幫助學生理清進行科學探究的一般思路和方法：提出假設—分析討論—提出理論依據—實驗探究。由淺表知識走向深度學習，由此可構建起解決復雜問題的思維框架。在此過程中，學生不拘泥于已有知識，獨立設計實驗方案并進行自主實驗，如此可培養學生獨立思考的品質以及進行小組合作的能力。這樣的教學，落實了科學探究與創新意識學科核心素養。電離常數的數據為碳酸、苯酚和碳酸氫根的酸性比較提供了有力的理論依據。學生根據數據，可提出苯酚具有弱酸性的假設，然后通過小組討論設計并優化探究方案，完成探究實驗獲得結論。通過此過程，學生建立起探究問題的思維模型，同時實驗結果又回證了數據的科學性。這樣的教學，落實了證據推理與模型認知學科核心素養。

（二）改變傳統的教學順序

本節課不再按照結構—性質—用途這樣的傳統順序進行教學，而是調整為搜集身邊含有苯酚的物品—苯酚軟膏說明書的展示—預測苯酚的性質—分析推理—實驗探究—結構解釋這一順序進行教學。學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提出預測，然后通過分析苯酚的結構和驗證實驗證明假設成立。這樣的教學，落實了證據推理與模型認知學科核心素養。學生關注與化學有關的產品和社會熱點，并深刻理解化學在實際生產、生活中的重要價值，如此可使學生樹立終身學習的意識。這樣的教學，落實了科學態度與社會責任學科核心素養。

（三）提綱挈領，突出重、難點

教學內容不再面面俱到，對苯酚酸性的探究及其與濃溴水的取代反應為教學重點，苯酚的化學性質、苯酚中羥基與苯環的相互影響為教學難點。學生從物質的微觀層面理解其組成、結構和性質之間的聯系，即微觀上所含基團不同，導致宏觀上的性質既有相似性又有差異性。這樣的教學，落實了宏觀辨識與微觀探析學科核心素養。苯酚與濃溴水的取代反應，學生可從定性和定量兩個角度分析酚羥基鄰對位的變化，如此可培養學生的守恒思想。這樣的教學，落實了變化觀念與平衡思想學科核心素養。

實驗探究是重要的教學手段，對于培養學生的化學學科核心素養具有獨特的優越性。因此我們教師要重視實驗探究，即要以實驗探究為抓手落實學生化學學科核心素養的培養。