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        化學(xué)反應(yīng)原理實(shí)驗(yàn)探究題的分析與教學(xué)啟示

        2017-04-21 21:22:59田益民
        化學(xué)教學(xué) 2017年3期
        關(guān)鍵詞:化學(xué)反應(yīng)原理教學(xué)啟示核心素養(yǎng)

        田益民

        摘要:在解讀實(shí)驗(yàn)探究題的基礎(chǔ)上,分析了化學(xué)反應(yīng)原理實(shí)驗(yàn)探究的特點(diǎn)。結(jié)合2016年高考北京卷理綜(化學(xué))的2道試題,闡述了化學(xué)反應(yīng)原理實(shí)驗(yàn)探究題的命題視角和解題方法。指出提升教師素養(yǎng)是促進(jìn)學(xué)生核心素養(yǎng)養(yǎng)成的推動力,并對落實(shí)探究性教學(xué)作了一些思考。

        關(guān)鍵詞:化學(xué)反應(yīng)原理;實(shí)驗(yàn)探究題;核心素養(yǎng);命題解題;教學(xué)啟示

        文章編號:1005–6629(2017)3–0085–04 中圖分類號:G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:B

        1 問題的提出

        國家教育部已全面啟動對2004年開始施行的普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)的修訂工作,提出凝煉核心素養(yǎng),推動落實(shí)“立德樹人”。實(shí)驗(yàn)探究是培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的重要載體,探究活動按其任務(wù)類型可大致分為四類:①物質(zhì)的制備或合成;②物質(zhì)的鑒別、分離與提純;③物質(zhì)性質(zhì)的探究;④化學(xué)反應(yīng)原理的探究[1]??v觀歷年高考真題,前三種類型的實(shí)驗(yàn)探究題較常見,而2016年北京卷理綜(化學(xué))第26題、第28題(以下簡稱2題)則堅守了化學(xué)反應(yīng)原理實(shí)驗(yàn)探究的陣地。筆者對2題的命題視角做一些分析,以期為命題和教學(xué)提供借鑒。

        2 對化學(xué)反應(yīng)原理實(shí)驗(yàn)探究的理解

        實(shí)驗(yàn)探究題源于真實(shí)的化學(xué),重視學(xué)科能力及科學(xué)素養(yǎng)的考查,具有信息的新穎性、結(jié)論的不確定性和知識的綜合性等特點(diǎn)。學(xué)生必須從多角度多層次多種模式去解決問題,這類試題對學(xué)生的發(fā)散性思維能力、分析問題的能力提出較高的要求[2]。

        魯科版選修4“致同學(xué)們”中指出,中學(xué)化學(xué)反應(yīng)原理性問題在于探索紛繁的化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)和規(guī)律,根據(jù)化學(xué)反應(yīng)的規(guī)律控制和利用化學(xué)反應(yīng),獲取人類生產(chǎn)和生活所需要的能量和物質(zhì);從“化學(xué)反應(yīng)與能量轉(zhuǎn)化”、“化學(xué)反應(yīng)的方向、限度與速率”及“物質(zhì)在水溶液中的行為”三個方面介紹有關(guān)化學(xué)反應(yīng)的基本原理和研究方法[3]。由此,化學(xué)反應(yīng)原理實(shí)驗(yàn)探究應(yīng)與基本概念、基礎(chǔ)理論及思想方法相結(jié)合,注重思維深度,追求學(xué)科本質(zhì),彰顯科學(xué)性、抽象性、方法性、理解性、未知性及發(fā)展性等等。

        3 對化學(xué)反應(yīng)原理實(shí)驗(yàn)探究題的命題分析

        3.1 新穎課題引領(lǐng)探究

        高考試題一般以某個課題作為探究載體,引導(dǎo)學(xué)生將學(xué)過的內(nèi)容、已掌握的知識遷移到解決新問題的過程中來,在考查學(xué)生面對新情境時靈活運(yùn)用知識、方法和規(guī)律解決實(shí)際問題的能力方面做足文章[4]。2題在題干上均給出明確的研究課題指向,體現(xiàn)“科學(xué)精神與社會責(zé)任”,第26題基于環(huán)境保護(hù)的熱點(diǎn)問題,研究“用零價鐵(Fe)除去水體中的硝酸鹽(NO3-)”;第28題研究“以Na2SO3溶液和不同金屬的硫酸鹽溶液作為實(shí)驗(yàn)對象,探究鹽的性質(zhì)和鹽溶液間反應(yīng)的多樣性”,秉持嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)態(tài)度。

        3.2 探究要素組織試題

        實(shí)驗(yàn)探究涵蓋了提出問題和假設(shè)、設(shè)計方案、實(shí)施實(shí)驗(yàn)、獲取證據(jù)、分析解釋和建構(gòu)模型、形成結(jié)論及交流評價等要素,雖命題不拘泥于程序化的探究過程,但科學(xué)的用詞足以體現(xiàn)探究性特點(diǎn)。如第26題使用了“研究”“反應(yīng)原理”“結(jié)果”“原因”“假設(shè)”“實(shí)驗(yàn)”“結(jié)論”“同位素示蹤法”“解釋”“數(shù)據(jù)對比”等;第28題使用了“實(shí)驗(yàn)對象”“探究”“檢驗(yàn)”“解釋”“實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象”“實(shí)驗(yàn)實(shí)證”“推測”“證實(shí)”“假設(shè)”“對比”“實(shí)驗(yàn)方案”“根據(jù)”等。

        3.3 關(guān)鍵信息支撐探究

        這兩道題提供多種多樣信息,有文字、表格、數(shù)據(jù)、信息反應(yīng)、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、圖像等,信息和考查目標(biāo)關(guān)聯(lián)度高,許多信息直觀明了,避免閱讀量過大,有利考生在有限時間內(nèi)合理摒棄干擾信息,獨(dú)立接受、吸收、整合有效信息,順利解決新問題。

        [試題片段賞析1]第26題(1)(2)

        3.4 方法手段增添活力

        科學(xué)問題的類型不同,其解決方法與策略也有所不同[5],正由于學(xué)科思想方法和研究手段支撐,化學(xué)反應(yīng)原理探究題具有獨(dú)特的魅力,針對科學(xué)假設(shè)設(shè)計實(shí)驗(yàn)時,合理控制實(shí)驗(yàn)的變量,應(yīng)用對比實(shí)驗(yàn)的方法,關(guān)注現(xiàn)代化的實(shí)驗(yàn)手段,注重定量化分析論證。

        [試題片段賞析3]第26題(3)

        ②對于沉淀中亞硫酸根的存在形式提出兩種假設(shè):i.被Al(OH)3所吸附;ii.存在于鋁的堿式鹽中。對假設(shè)ii設(shè)計了對比實(shí)驗(yàn),證實(shí)了假設(shè)ii成立。

        a.將對比實(shí)驗(yàn)方案補(bǔ)充完整。

        借助實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)定量分析步驟一、二。若假設(shè)i成立:沉淀中亞硫酸根被Al(OH)3所吸附,固體經(jīng)過洗滌后,步驟一、二中稀NaOH溶液均用于溶解0.4mmol Al(OH)3,V1=V2。若假設(shè)ii成立:沉淀中亞硫酸根存在于鋁的堿式鹽中,步驟一NaOH溶液溶解堿式鹽[設(shè)為0.4mmol Al(OH)3-2x(SO3)x],最終產(chǎn)生0.4mmol NaAlO2及0.4x mmol Na2SO3,依據(jù)Na+守恒,消耗(0.4+0.8x)mmol NaOH;而步驟二消耗0.4mmol NaOH,V1>V2。

        3.5 問題驅(qū)動實(shí)現(xiàn)飛躍

        思維源于問題,以驅(qū)動性問題組織學(xué)生展開研究活動,凸顯“宏觀-微觀-符號”三重表征,融合考查知識-能力-素養(yǎng)。第26題體現(xiàn)實(shí)驗(yàn)-微觀推理-理性認(rèn)識,探究問題的關(guān)聯(lián)度較高,學(xué)生的思維環(huán)環(huán)相扣,由茫然到頓悟。第28題體現(xiàn)實(shí)驗(yàn)-宏觀現(xiàn)象-感性認(rèn)知,多角度研究反應(yīng)本質(zhì),問題由淺入深,探究結(jié)論由多元到聚焦,考生在分析、推理、比較、綜合中反思整個研究過程,形成結(jié)構(gòu)化的知識框架。

        [試題片段賞析5]第26題(4)

        其他條件與(2)相同,經(jīng)1小時測定NO3-的去除率和pH,結(jié)果如下:

        4 教學(xué)啟示

        限于條件,學(xué)業(yè)水平和高考的測試,目前只能通過紙筆測驗(yàn)進(jìn)行,因此,研究命題如何測試學(xué)生的核心素養(yǎng)尤為重要[7]。2016年北京卷的2道化學(xué)反應(yīng)原理探究試題關(guān)注學(xué)生核心素養(yǎng)的養(yǎng)成,凸顯“宏觀辨識與微觀探析”、“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)精神與社會責(zé)任”的培養(yǎng)主旨。值得一提的是,2016年江蘇省高考題第20題突然大改風(fēng)格,亦帶有明顯的原理性探究特點(diǎn),在此不再贅述。

        4.1 教師素養(yǎng)是促進(jìn)學(xué)生核心素養(yǎng)養(yǎng)成的推動力

        探究性教學(xué)的能力并非一朝一夕能夠速成,教師應(yīng)提升自身修養(yǎng),爭做課堂轉(zhuǎn)型的探索者。虛心向校內(nèi)、外名師學(xué)習(xí),在反思性教學(xué)研究中提升專業(yè)素質(zhì);養(yǎng)成思考的習(xí)慣和持久的熱情,善于發(fā)現(xiàn)有價值的問題,主動展開實(shí)驗(yàn)研究或文獻(xiàn)研究;挖掘內(nèi)部動力,主動開發(fā)課程資源,鼓勵師生對話交流,掌握引領(lǐng)學(xué)生自主、合作、探究的方法。

        4.2 在課堂轉(zhuǎn)型中將探究教學(xué)落實(shí)于行動

        原理探究的科學(xué)性強(qiáng),原創(chuàng)難度大。一方面,立足基礎(chǔ),循序漸進(jìn),善于挖掘課本素材,展開探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué);另一方面,研究和整合經(jīng)典,積極揣摩高考原創(chuàng)題的學(xué)科價值,將試題加工后應(yīng)用于課堂研究。課堂教學(xué)不允許也不可能有充足的時間按全部流程逐一進(jìn)行探究,更多的是就其過程中的某一個或某幾個片基(環(huán)節(jié))進(jìn)行深入探究[8]。以實(shí)驗(yàn)事實(shí)情境作為背景,主張學(xué)生質(zhì)疑、課堂留有懸念、變更研究主體、觀念引領(lǐng)教學(xué)、鼓勵交流評價,以提升學(xué)生探究的能力和技巧。

        參考文獻(xiàn):

        [1]宋兆爽,白建娥.化學(xué)反應(yīng)原理的實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)策略初探[J].化學(xué)教育,2013,(4):61.

        [2]張俊華,鄒映波.怎么做,讓學(xué)生不再恐懼實(shí)驗(yàn)探究題[J].化學(xué)教與學(xué),2012,(11):73.

        [3]王明召,高盤良,王磊.普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書·化學(xué)反應(yīng)原理[M].濟(jì)南:山東科學(xué)技術(shù)出版社,2007.

        [4]李化年.基于化學(xué)核心觀念構(gòu)建的課堂實(shí)踐研究[M].北京:學(xué)苑出版社,2012:202.

        [5]張偉剛.科學(xué)素養(yǎng)與培育[M].北京:科學(xué)出版社,2015:127.

        [6]吳星,呂琳,張?zhí)烊?中學(xué)化學(xué)疑難解析[M].南京:江蘇教育出版社,2012:154~155.

        [7]王云生.課堂轉(zhuǎn)型與學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)[M].上海:上海教育出版社,2016:209.

        [8]孫天山.淺談“探究教學(xué)”的異化與回歸[J].化學(xué)教學(xué),2015,(10):27.

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