洪艷萍

[摘? ?要]化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)是高中化學(xué)課程的教學(xué)目標(biāo)，又是當(dāng)前高考化學(xué)的考查重點(diǎn)，高中化學(xué)教師必須深入理解化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的內(nèi)涵，有效實(shí)施課堂教學(xué)，促進(jìn)學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)的養(yǎng)成。以濃硫酸與碳反應(yīng)產(chǎn)物的實(shí)驗(yàn)探究課為例，探析“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”“實(shí)驗(yàn)探究與創(chuàng)新意識(shí)”“宏觀辨識(shí)與微觀探析”“變化觀念與平衡思想”“科學(xué)精神與社會(huì)責(zé)任”等化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。

[關(guān)鍵詞]學(xué)科核心素養(yǎng);高中化學(xué);課堂教學(xué)

[中圖分類(lèi)號(hào)]? ?G633.8? ? ? ? [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]? ?A? ? ? ? [文章編號(hào)]? ?1674-6058（2019）05-0069-02

2014年教育部頒布的《關(guān)于全面深化課程改革落實(shí)立德樹(shù)人根本任務(wù)的意見(jiàn)》提出，要研究制訂各學(xué)段學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)體系。隨后，以北京師范大學(xué)林崇德教授為代表的國(guó)家課題組，開(kāi)始著手相關(guān)研究，并于2016年9月發(fā)布課題研究成果《中國(guó)學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)》。在此背景下，高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)修訂組根據(jù)《中國(guó)學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)》和高中化學(xué)課程特點(diǎn)，提出包含“宏觀辨識(shí)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”“實(shí)驗(yàn)探究與創(chuàng)新意識(shí)”“科學(xué)精神與社會(huì)責(zé)任”等五個(gè)維度的高中化學(xué)核心素養(yǎng)（簡(jiǎn)稱“化學(xué)核心素養(yǎng)”）。這五個(gè)維度既是高中化學(xué)課程的教學(xué)目標(biāo)，又是當(dāng)前高考化學(xué)的考查重點(diǎn)。中學(xué)化學(xué)教學(xué)要積極適應(yīng)新一輪的課程改革以及高考考試內(nèi)容的改革，努力提高學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。下面，筆者以濃硫酸與碳反應(yīng)產(chǎn)物的實(shí)驗(yàn)探究課為例，做進(jìn)一步探析。

濃硫酸與碳的反應(yīng)是體現(xiàn)濃硫酸強(qiáng)氧化性的一個(gè)反應(yīng)，而教材中關(guān)于濃硫酸的強(qiáng)氧化性只設(shè)計(jì)了濃硫酸與銅反應(yīng)的演示實(shí)驗(yàn)，對(duì)于濃硫酸與碳的反應(yīng)只是借助濃硫酸使蔗糖碳化的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象來(lái)推測(cè)其產(chǎn)物，并沒(méi)有實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。為此，筆者設(shè)計(jì)了這節(jié)濃硫酸與碳反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)探究課，不僅是對(duì)教材的延伸，還較全面地體現(xiàn)了化學(xué)核心素養(yǎng)的五個(gè)維度，很好地培養(yǎng)了學(xué)生的化學(xué)核心素養(yǎng)。

一、培養(yǎng)“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”素養(yǎng)

“證據(jù)推理”素養(yǎng)要求學(xué)生能夠收集各種證據(jù)，并能夠?qū)ψC據(jù)進(jìn)行分析推理，從而對(duì)物質(zhì)的性質(zhì)及其變化提出可能的猜想，并證實(shí)或證偽猜想。為培養(yǎng)學(xué)生的證據(jù)推理素養(yǎng)，在本節(jié)課中，筆者讓學(xué)生根據(jù)濃硫酸與銅反應(yīng)的原理，結(jié)合濃硫酸使蔗糖碳化的現(xiàn)象猜測(cè)濃硫酸與碳反應(yīng)的產(chǎn)物。濃硫酸與銅的反應(yīng)說(shuō)明濃硫酸在反應(yīng)中用作強(qiáng)氧化劑，S元素化合價(jià)降低，生成SO2氣體，再通過(guò)濃硫酸使蔗糖碳化的現(xiàn)象可猜測(cè)碳元素可能轉(zhuǎn)化為CO2氣體，最后根據(jù)元素守恒觀猜測(cè)還可能生成了水，從而得出反應(yīng)方程式：C + 2H2SO4（濃）[△] CO2↑+ 2SO2↑+2H2O。接著，告訴學(xué)生實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)，請(qǐng)學(xué)生根據(jù)提供的實(shí)驗(yàn)藥品和儀器（實(shí)驗(yàn)藥品：濃硫酸、木炭、澄清石灰水、品紅、無(wú)水硫酸銅、酸性高錳酸鉀溶液;實(shí)驗(yàn)儀器：鐵架臺(tái)、石棉網(wǎng)、酒精燈、圓底燒瓶、分液漏斗、干燥管、廣口瓶、導(dǎo)管等）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。

“模型認(rèn)知”作為一種有效的認(rèn)知工具，可以幫助學(xué)生把有效的知識(shí)高度濃縮，將次要的非本質(zhì)的信息濾去，使重要的本質(zhì)性知識(shí)形成清晰的知識(shí)框架，納入學(xué)生已有的知識(shí)體系中[1]。很多學(xué)生在解答化學(xué)問(wèn)題時(shí)常常感到困難，甚至無(wú)從下手，原因往往是不懂得化學(xué)本源知識(shí)，腦海中沒(méi)有構(gòu)建相應(yīng)的原理模型，所以無(wú)法舉一反三、觸類(lèi)旁通。特別是近幾年高考必考的化學(xué)實(shí)驗(yàn)探究題，問(wèn)題的設(shè)計(jì)越來(lái)越新穎，也越來(lái)越靈活，學(xué)生的得分率普遍較低。這類(lèi)題型經(jīng)常要求學(xué)生根據(jù)題目所給信息，以掌握的理論知識(shí)為依據(jù)，提出合理的猜測(cè)，并設(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行驗(yàn)證。因此，幫助學(xué)生建立化學(xué)實(shí)驗(yàn)探究題的認(rèn)知模型是十分必要的。本節(jié)課中，筆者首先提出實(shí)驗(yàn)的目的是探究濃硫酸與碳反應(yīng)的產(chǎn)物，然后以濃硫酸與銅反應(yīng)的原理和濃硫酸使蔗糖碳化的現(xiàn)象為理論依據(jù)，讓學(xué)生猜測(cè)濃硫酸與碳反應(yīng)的產(chǎn)物，接著引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)、優(yōu)化實(shí)驗(yàn)方案，最后再實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，從而幫助學(xué)生建立實(shí)驗(yàn)探究的基本模式：實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹碚撘罁?jù)—假設(shè)猜測(cè)—設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)—實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。

二、培養(yǎng)“實(shí)驗(yàn)探究與創(chuàng)新意識(shí)”素養(yǎng)

“實(shí)驗(yàn)探究”素養(yǎng)要求學(xué)生能夠根據(jù)探究的目的設(shè)計(jì)、優(yōu)化實(shí)驗(yàn)方案，完成實(shí)驗(yàn)操作，并且能夠?qū)τ^察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行合理的推斷，最終得出結(jié)論。本節(jié)課中，筆者設(shè)計(jì)了以下幾個(gè)層層遞進(jìn)的探究性問(wèn)題：① 產(chǎn)物H2O（g）、SO2、CO2分別用什么物質(zhì)檢驗(yàn)？②檢驗(yàn)H2O（g）、SO2、CO2時(shí)應(yīng)該最先檢驗(yàn)?zāi)囊粋€(gè)？③SO2、CO2應(yīng)先檢驗(yàn)?zāi)囊粋€(gè)？④應(yīng)用什么物質(zhì)除去CO2氣體中的SO2？⑤如何證明SO2已除盡？學(xué)生通過(guò)討論達(dá)成共識(shí)，設(shè)計(jì)出如下圖所示的實(shí)驗(yàn)流程：

“創(chuàng)新意識(shí)”素養(yǎng)要求學(xué)生能夠獨(dú)立思考，尊重實(shí)驗(yàn)事實(shí)，不迷信權(quán)威，不盲從教師，敢于質(zhì)疑，能夠?qū)?shí)驗(yàn)提出改進(jìn)的設(shè)想。本節(jié)課中在學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案后，筆者鼓勵(lì)學(xué)生大膽質(zhì)疑，表達(dá)自己不同的看法。有學(xué)生提出：裝置中第一個(gè)品紅溶液可以撤去，因?yàn)镃O2沒(méi)有還原性， KMnO4溶液既能除去SO2，又驗(yàn)證了SO2的存在。還有學(xué)生提出：后一個(gè)品紅溶液也可以撤去，因?yàn)槿绻鸎MnO4溶液沒(méi)有完全褪色，說(shuō)明KMnO4是過(guò)量的，從而說(shuō)明SO2已除盡。這些都是學(xué)生具有創(chuàng)新意識(shí)的體現(xiàn)。

三、培養(yǎng)“宏觀辨識(shí)與微觀探析”素養(yǎng)

“宏觀辨識(shí)”素養(yǎng)要求學(xué)生能夠通過(guò)觀察、辨識(shí)物質(zhì)在一定條件下形態(tài)、顏色等宏觀上的變化現(xiàn)象，知道物質(zhì)發(fā)生了某些化學(xué)或者物理上的變化;“微觀探析”素養(yǎng)要求學(xué)生能夠從微觀的層面上掌握物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)以及在一定條件下發(fā)生的變化。在本節(jié)課中對(duì)學(xué)生的宏觀辨識(shí)與微觀探析素養(yǎng)的培養(yǎng)體現(xiàn)在：通過(guò)觀察品紅溶液的褪色或不褪色這一宏觀現(xiàn)象，識(shí)別SO2存在與否;通過(guò)澄清石灰水是否變渾濁這一宏觀現(xiàn)象，識(shí)別CO2存在與否;從微觀角度分析濃硫酸與碳反應(yīng)時(shí)電子的轉(zhuǎn)移情況，確定氧化劑、還原劑、氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物，知道該反應(yīng)體現(xiàn)的是濃硫酸的強(qiáng)氧化性。

四、培養(yǎng)“變化觀念與平衡思想”素養(yǎng)

“變化觀念與平衡思想”素養(yǎng)要求學(xué)生知道物質(zhì)是在不斷運(yùn)動(dòng)、不斷變化的，物質(zhì)的變化是有條件的;能從量變與質(zhì)變、內(nèi)因與外因等方面分析物質(zhì)的變化;能用對(duì)立統(tǒng)一、動(dòng)態(tài)平衡等觀點(diǎn)分析化學(xué)反應(yīng)。本節(jié)課在一定程度上培養(yǎng)了學(xué)生的“變化觀念與平衡思想”素養(yǎng)。如隨著反應(yīng)的進(jìn)行，濃硫酸的濃度越來(lái)越小，當(dāng)濃硫酸的濃度降低到一定程度時(shí)，量變引起質(zhì)變，濃硫酸變成稀硫酸，強(qiáng)氧化性變成弱氧化性，反應(yīng)就不能再進(jìn)行了。這能讓學(xué)生學(xué)會(huì)從“量變引起質(zhì)變”的角度來(lái)分析物質(zhì)性質(zhì)的變化以及化學(xué)反應(yīng)的變化，而且能體會(huì)到物質(zhì)的變化是有條件的，初步學(xué)會(huì)從動(dòng)態(tài)平衡的角度來(lái)分析化學(xué)反應(yīng)，預(yù)測(cè)某種物質(zhì)在一定條件下可能發(fā)生的變化。

五、培養(yǎng)“科學(xué)精神與社會(huì)責(zé)任”素養(yǎng)

“科學(xué)精神與社會(huì)責(zé)任”素養(yǎng)要求學(xué)生具有嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)態(tài)度，以及探索未知、崇尚真理的意識(shí)，能贊賞化學(xué)對(duì)社會(huì)發(fā)展的重大貢獻(xiàn)，具有可持續(xù)發(fā)展意識(shí)和綠色化學(xué)觀念，能對(duì)與化學(xué)有關(guān)的社會(huì)熱點(diǎn)問(wèn)題做出正確的價(jià)值判斷[2]。本節(jié)實(shí)驗(yàn)探究課中，猜測(cè)濃硫酸與碳反應(yīng)的產(chǎn)物，并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證，能夠提高學(xué)生探索未知和崇尚真理的意識(shí);在設(shè)計(jì)、優(yōu)化SO2、CO2的檢驗(yàn)方案過(guò)程中，可以培養(yǎng)學(xué)生善于質(zhì)疑的批判精神和嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)態(tài)度;發(fā)生裝置中選擇分液漏斗而不選擇長(zhǎng)頸漏斗，以控制濃硫酸的用量，避免生成過(guò)多的SO2，以及是否需要尾氣處理裝置的討論，都能增強(qiáng)學(xué)生的可持續(xù)發(fā)展意識(shí)和綠色化學(xué)觀念。

《2018年普通高等學(xué)校招生全國(guó)統(tǒng)一考試大綱的說(shuō)明（理科）》中明確指出：化學(xué)科目考核以能力測(cè)試為主導(dǎo)，在測(cè)試考生進(jìn)一步學(xué)習(xí)所必需的知識(shí)、技能和方法的基礎(chǔ)上，全面檢測(cè)考生的化學(xué)科學(xué)素養(yǎng) [3]。因此，高中化學(xué)教師必須深入理解化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的內(nèi)涵，有效實(shí)施課堂教學(xué)，促進(jìn)學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的養(yǎng)成。

[? 參? ?考? ?文? ?獻(xiàn)? ]

[1]? 陳群，董軍.高三化學(xué)復(fù)習(xí)中建模思想滲透的實(shí)踐與研究 [J].中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考，2013（4）：37-39.

[2]? 周業(yè)虹.淺談學(xué)科核心素養(yǎng)視角下的高中化學(xué)教學(xué)策略 [J].中國(guó)考試，2017（2）：47-51.

[3]? 教育部考試中心. 2018年普通高等學(xué)校招生全國(guó)統(tǒng)一考試大綱的說(shuō)明（理科）[M].北京：高等教育出版社，2017.

（責(zé)任編輯? ? 羅? ?艷）