梁弘文 楊伏勇 馮求榮
摘要:文章從實(shí)驗(yàn)素材、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容要求、實(shí)驗(yàn)功能等三個(gè)方面簡(jiǎn)要總結(jié)了《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版)》對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的要求,并為實(shí)驗(yàn)教學(xué)提供了相關(guān)建議:(1)開發(fā)真實(shí)而有意義的實(shí)驗(yàn)素材,促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)方式轉(zhuǎn)變。(2)整體規(guī)劃實(shí)驗(yàn)及探究教學(xué),鍛煉學(xué)生高階思維能力。(3)關(guān)注課標(biāo)要求和實(shí)驗(yàn)原型,提高學(xué)生知識(shí)遷移水平。
關(guān)鍵詞:學(xué)科核心素養(yǎng);課程標(biāo)準(zhǔn);化學(xué)實(shí)驗(yàn)
文章編號(hào):1008-0546(2019)09-0069-05
中圖分類號(hào):G632.41
文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B
doi: 10.3969/j .issn. 1008-0546.2019.09.021
《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版)》(以下簡(jiǎn)稱“新課標(biāo)”)引導(dǎo)教師從“知識(shí)為本”到“素養(yǎng)為本”教學(xué)取向的改變,指引著中學(xué)教師課堂教學(xué)的改革方向。化學(xué)實(shí)驗(yàn)對(duì)于全面發(fā)展學(xué)生的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)有著極為重要的作用,也是高考化學(xué)的重要內(nèi)容之一。本文將以化學(xué)實(shí)驗(yàn)為對(duì)象,分析其在“新課標(biāo)”中的要求和特點(diǎn),并結(jié)合高考對(duì)實(shí)驗(yàn)的考查方向,提出相關(guān)教學(xué)建議以供化學(xué)同仁參考。
一、新課標(biāo)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的特點(diǎn)
“新課標(biāo)”緊扣化學(xué)學(xué)科特征,以學(xué)科核心素養(yǎng)的形式凸顯實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要性湘對(duì)于實(shí)驗(yàn)版課程標(biāo)準(zhǔn)來說更加突出對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究能力的培養(yǎng),其特點(diǎn)可總結(jié)為以下幾個(gè)方面:(1)實(shí)驗(yàn)素材上,圍繞真實(shí)問題情境選擇實(shí)驗(yàn)素材。(2)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容上,要求夯實(shí)基本實(shí)驗(yàn)原型對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究能力的培養(yǎng),凸顯實(shí)驗(yàn)探究過程中學(xué)生需掌握的方法和策略。(3)實(shí)驗(yàn)功能上,重視結(jié)構(gòu)化的實(shí)驗(yàn)活動(dòng),形成對(duì)真實(shí)問題解決的思路方法并外顯。下面分別從“實(shí)驗(yàn)素材”“實(shí)驗(yàn)內(nèi)容要求”“實(shí)驗(yàn)功能”三方面作具體闡述。
從“實(shí)驗(yàn)素材”上來看,“新課標(biāo)”給出的教學(xué)素材更加豐富。以必修課程為例,在數(shù)量上,新課標(biāo)在每個(gè)主題下給出的實(shí)驗(yàn)素材平均超過10個(gè);在類別上,除了實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn),還增加了化工模擬實(shí)驗(yàn)、家庭實(shí)驗(yàn)等項(xiàng)目,如“化工生成模擬實(shí)驗(yàn)(制硫酸)”“用生活中的材料制作簡(jiǎn)易電池”等;從素材呈現(xiàn)上看,實(shí)驗(yàn)素材將化學(xué)實(shí)驗(yàn)置于真實(shí)的問題情境中,改變了學(xué)生只是簡(jiǎn)單動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)狀,以期在真實(shí)的實(shí)驗(yàn)情境中讓學(xué)生解決問題,培養(yǎng)學(xué)生的高級(jí)學(xué)科思維,如用“含氯消毒劑及其合理使用”的素材取代“氯氣的漂白性”。實(shí)驗(yàn)素材的豐富提醒教師在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中要善于開發(fā)教學(xué)資源,讓學(xué)生在真實(shí)的實(shí)驗(yàn)情境中提出化學(xué)問題,基于真問題設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案,付諸實(shí)踐解決真問題,這樣的實(shí)驗(yàn)教學(xué)不僅僅是培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力,更重要的是掌握科學(xué)探究的核心思路和基本方法,認(rèn)識(shí)化學(xué)學(xué)科在問題解決中的價(jià)值。
從“實(shí)驗(yàn)內(nèi)容要求”上來看,“新課標(biāo)”在必修課程和選擇性必修課程中分別明確規(guī)定了9個(gè)學(xué)生必做實(shí)驗(yàn),這些基本實(shí)驗(yàn)原型直指化學(xué)學(xué)科的核心素養(yǎng)養(yǎng)成。例如“用化學(xué)沉淀法去除粗鹽中的雜質(zhì)離子”的實(shí)驗(yàn),不但培養(yǎng)了學(xué)生對(duì)物質(zhì)的分離與提純、物質(zhì)檢測(cè)這些實(shí)驗(yàn)過程的一般思路與方法,更能極大地激發(fā)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)、評(píng)價(jià)和優(yōu)化,開展基于給定實(shí)驗(yàn)方案機(jī)械完成實(shí)驗(yàn)操作,到基于簡(jiǎn)單問題設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案并合作完成實(shí)驗(yàn),再到自主完成實(shí)驗(yàn)方案和操作,最后進(jìn)行評(píng)價(jià)和優(yōu)化實(shí)驗(yàn)方案,實(shí)現(xiàn)科學(xué)探究水平的進(jìn)階,從而實(shí)現(xiàn)了知識(shí)與能力的遷移。同時(shí),“新課標(biāo)”也強(qiáng)調(diào)“尊重事實(shí)、充分討論、特別關(guān)注異常現(xiàn)象”“觀察并如實(shí)記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和數(shù)據(jù)”等能力。要求教師深入分析這些異常現(xiàn)象的根源,科學(xué)合理地對(duì)學(xué)生進(jìn)行引導(dǎo),著力對(duì)學(xué)生的“科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任”進(jìn)行培養(yǎng)。例如在“化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素”的必做實(shí)驗(yàn)中,學(xué)生需要使用FeCl3溶液催化H202分解,由于在催化過程中存在深色的過渡配合物,會(huì)出現(xiàn)溶液變成深棕色的異?,F(xiàn)象,教師通過對(duì)此異常的引導(dǎo)討論,可以幫助學(xué)生理解化學(xué)反應(yīng)的完整過程,并發(fā)展學(xué)生在真實(shí)的化學(xué)問題中演繹推理、假設(shè)的實(shí)驗(yàn)探究能力。
從“實(shí)驗(yàn)功能”上來看,新課程標(biāo)準(zhǔn)更重視真實(shí)問題解決的思路方法的形成與外顯。強(qiáng)調(diào)深刻認(rèn)識(shí)化學(xué)實(shí)驗(yàn)在教學(xué)中的作用。其一化學(xué)實(shí)驗(yàn)不是化學(xué)課堂教學(xué)的附屬品,它可以主導(dǎo)課堂教學(xué)的內(nèi)容,應(yīng)該讓學(xué)生在完整的實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)中學(xué)習(xí)化學(xué)知識(shí)。例如在“補(bǔ)鐵劑中鐵含量測(cè)定”的實(shí)驗(yàn)中學(xué)習(xí)(亞)鐵離子的檢驗(yàn)和性質(zhì),通過對(duì)補(bǔ)鐵劑中鐵元素的存在形式、是否真的含有Fe2、鐵元素含量的是否合格三個(gè)結(jié)構(gòu)化探究實(shí)驗(yàn)展開[1],形成基于物質(zhì)和元素價(jià)態(tài)的視角認(rèn)識(shí)、分析元素化合物,以及研究物質(zhì)性質(zhì)的一般思路和方法。其二,化學(xué)實(shí)驗(yàn)不僅僅是動(dòng)手操作實(shí)驗(yàn),還包括化學(xué)史實(shí)驗(yàn)、模擬板實(shí)驗(yàn)等,可以通過化學(xué)實(shí)驗(yàn)史,引導(dǎo)學(xué)生了解化學(xué)概念。例如,通過回顧法拉第等科學(xué)家對(duì)“電離”的發(fā)現(xiàn)和爭(zhēng)議學(xué)習(xí)“電解質(zhì)”的概念等。教師要在充分認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn)功能的基礎(chǔ)上精心設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng),增進(jìn)學(xué)生對(duì)科學(xué)探究的理解。
二、對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的啟示
1.開發(fā)真實(shí)而有意義的實(shí)驗(yàn)素材,促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)方式轉(zhuǎn)變
“新課標(biāo)”注重真實(shí)具體情境的功能,具體的學(xué)習(xí)情境是學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)形成和發(fā)展的平臺(tái)[2]。教師如何進(jìn)行實(shí)驗(yàn)素材的開發(fā)并開展實(shí)驗(yàn)探究教學(xué),直接影響學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)在課堂上的真實(shí)表現(xiàn)?,F(xiàn)以魯科版《物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)(選修)》中第二章第四節(jié)“氫鍵與物質(zhì)性質(zhì)”的教學(xué)實(shí)踐為例,來說明開發(fā)真實(shí)而有意義的實(shí)驗(yàn)素材,促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變,給學(xué)生提供真實(shí)的素養(yǎng)表現(xiàn)機(jī)會(huì)。
“氫鍵與物質(zhì)性質(zhì)”一節(jié),教材本身理論性較強(qiáng),內(nèi)容抽象,沒有實(shí)驗(yàn)活動(dòng),故教師的教學(xué)方式以講授為主,學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中以識(shí)記為主,即記住了什么是氫鍵及其對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響,往往無法深入理解其本質(zhì),很難通過對(duì)“氫鍵與物質(zhì)性質(zhì)”的學(xué)習(xí)達(dá)成學(xué)科核心素養(yǎng)的培育。筆者通過研讀挖掘教材,在教學(xué)過程的三個(gè)環(huán)節(jié)(見表1、2、3)植入了創(chuàng)新性的實(shí)驗(yàn),引導(dǎo)學(xué)生積極主動(dòng)開展建構(gòu)學(xué)習(xí)、探究學(xué)習(xí)和問題解決學(xué)習(xí),以達(dá)素養(yǎng)培育的目標(biāo)。
實(shí)驗(yàn)素材一通過對(duì)水的體積變化的反常和水的沸點(diǎn)的反常,啟發(fā)學(xué)生對(duì)范德華力這一原有分子間作用力的認(rèn)識(shí)模型的局限性的認(rèn)知,推測(cè)水分子間存在不同于范德華力的一種特殊的作用力。即沸點(diǎn)升高,該作用力強(qiáng)度可能大于范德華力;體積變化,該作用力可能具有一定的方向性,深化對(duì)微粒間相互作用模型的認(rèn)識(shí),發(fā)展學(xué)生“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”核心素養(yǎng)。實(shí)驗(yàn)素材二以學(xué)生生活中最熟悉的H20為例,用演示實(shí)驗(yàn)創(chuàng)設(shè)了真實(shí)的問題情境讓學(xué)生感受到氫鍵的存在,體會(huì)到氫鍵作為特殊的分子間作用力與范德華力的差別。該環(huán)節(jié)在真實(shí)的情境中引發(fā)科學(xué)問題,在問題驅(qū)動(dòng)下開展學(xué)習(xí)活動(dòng),在活動(dòng)中引發(fā)學(xué)生進(jìn)行推理、預(yù)測(cè),促進(jìn)學(xué)生反思原有的概念模型的局限性。
教學(xué)環(huán)節(jié)二中教師充分開發(fā)和利用現(xiàn)代信息技術(shù)資源,組織學(xué)生進(jìn)行小組合作探究。創(chuàng)設(shè)真實(shí)而有意義的化學(xué)學(xué)習(xí)情境,充分開發(fā)和利用現(xiàn)代信息技術(shù)資源是實(shí)施“素養(yǎng)為本”的化學(xué)課堂教學(xué)重要的教學(xué)策略之一[3],學(xué)生通過對(duì)沸點(diǎn)圖像表征得到水的沸點(diǎn)遠(yuǎn)高于甲烷的沸點(diǎn),通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)事實(shí)中提取證據(jù),提出相關(guān)假設(shè)——甲烷分子中的C-H不足以形成氫鍵,再通過手持技術(shù)實(shí)驗(yàn)從微觀上得到證據(jù),推出合理的結(jié)論——乙醇分子間作用力大于正戊烷,說明O-H能夠形成氫鍵,C-H難形成氫鍵,說明只有正電性高的氫原子才容易形成氫鍵,X-H…Y中X原子應(yīng)具備較強(qiáng)的電負(fù)性。在整個(gè)學(xué)習(xí)活動(dòng)的過程中,學(xué)生利用手持技術(shù)將“測(cè)定”“記錄”“比較”“總結(jié)”和“解釋”一系列行為組織起來,進(jìn)行了“分析”“評(píng)價(jià)”“選擇”等多種科學(xué)思維活動(dòng),對(duì)于發(fā)展學(xué)生“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”“宏觀辨識(shí)與微觀探析”等素養(yǎng)有重要的價(jià)值。
教學(xué)環(huán)節(jié)三通過演示磁鐵之間同極相斥、異極相吸來形象地說明分子間的氫鍵具有方向性;一根磁鐵的S極能吸引一定數(shù)量的N極,來說明分子間氫鍵具有飽和性。與磁極不同的是水分子之間不是通過磁極彼此吸引,而是通過電性的相互吸引,極性相反的兩個(gè)原子相互吸引,從而使分子形成一定的取向[4]。在“新課標(biāo)”中對(duì)于“氫鍵”的情境素材建議是“氫鍵與生命的密切聯(lián)系,如DNA、蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)中的氫鍵”。但是.如何讓學(xué)生在認(rèn)識(shí)到氫鍵的本質(zhì)及形成條件之后,進(jìn)一步建立氫鍵存在著方向性和飽和性,完善氫鍵的認(rèn)識(shí)模型,還需借助實(shí)物模型、計(jì)算機(jī)軟件模擬、視頻等多種直觀手段,促進(jìn)學(xué)生對(duì)物質(zhì)微粒間相互作用力模型的認(rèn)識(shí)深化??梢娊虒W(xué)素材的優(yōu)劣和使用的時(shí)機(jī),有賴于教師的教學(xué)智慧,合適的實(shí)驗(yàn)素材用在合適的教學(xué)節(jié)點(diǎn),能促使學(xué)生學(xué)習(xí)方式的改變,讓教與學(xué)和諧統(tǒng)一,取得事半功倍的效果。
2.整體規(guī)劃實(shí)驗(yàn)及探究教學(xué),培養(yǎng)學(xué)生高階思維能力
“新課標(biāo)”明確指出“整體規(guī)劃實(shí)驗(yàn)及探究教學(xué)”“選取真實(shí)的、有意義的、引發(fā)學(xué)生興趣的探究問題”以及“改變?cè)趯?shí)驗(yàn)中注重動(dòng)手但缺少思考的現(xiàn)狀,強(qiáng)調(diào)高級(jí)思維過程”。實(shí)驗(yàn)教學(xué)中調(diào)用學(xué)生的高階思維,是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究和創(chuàng)新意識(shí)的關(guān)鍵,而這樣的實(shí)驗(yàn)教學(xué)離不開教師結(jié)構(gòu)化思路和挑戰(zhàn)性問題的設(shè)計(jì)。筆者基于“離子反應(yīng)”課堂教學(xué)實(shí)例,以“食鹽精制”為情境素材,通過學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng),逐步建立分析電解質(zhì)在水溶液中行為的基本思路,以從微觀角度解決與電解質(zhì)溶液相關(guān)的實(shí)際問題為核心任務(wù),引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用基本思路進(jìn)行復(fù)雜問題解決?;诖?,在進(jìn)行“離子反應(yīng)”的教學(xué)中,確立如下教學(xué)目標(biāo):
(1)以食鹽精制為背景,設(shè)置了從微觀角度再看食鹽精制的核心任務(wù),學(xué)生在完成任務(wù)的過程中找到真正的反應(yīng)是離子間的反應(yīng),從而得出離子反應(yīng)的概念,培養(yǎng)了學(xué)生“分類表征”的學(xué)科素養(yǎng)。
(2)結(jié)合復(fù)分解反應(yīng)的本質(zhì)及離子反應(yīng)發(fā)生的條件,掌握離子反應(yīng)方程式的書寫方法。由現(xiàn)象去判斷反應(yīng)是否發(fā)生,從而培養(yǎng)了學(xué)生“宏微結(jié)合”的學(xué)科素養(yǎng)。
(3)將學(xué)習(xí)到的知識(shí)應(yīng)用到一個(gè)新的真實(shí)情境中。通過活動(dòng)的展開,使學(xué)生認(rèn)識(shí)到:從離子角度認(rèn)識(shí)廢水中的污染物,選擇合適的試劑,并能正確書寫離子方程式。整個(gè)過程綜合培養(yǎng)了學(xué)生“宏微結(jié)合”“變化守恒”及“綠色應(yīng)用”等學(xué)科素養(yǎng)。
整節(jié)課立足于食鹽溶液中微觀離子的探析,使得學(xué)生將初中階段從宏觀角度、孤立地認(rèn)識(shí)酸堿鹽及其之間的反應(yīng),發(fā)展到從宏觀和微觀兩個(gè)角度相互關(guān)聯(lián)地分析酸堿鹽等電解質(zhì)在水溶液中的行為,在解決問題時(shí)能在宏觀和微觀兩個(gè)角度之間進(jìn)行相互轉(zhuǎn)換——看到物質(zhì),立刻辨識(shí)其在水溶液中的存在形式,從基于物質(zhì)看反應(yīng)上升到基于微??捶磻?yīng),提升了學(xué)生對(duì)化學(xué)反應(yīng)的認(rèn)識(shí)層次。據(jù)此設(shè)計(jì)教學(xué)思路如下圖l所示:
本節(jié)課以學(xué)生熟悉的食鹽精制過程作為背景素材,巧妙地設(shè)計(jì)了不同梯度的問題解決活動(dòng)。學(xué)生已經(jīng)熟悉了基于物質(zhì)水平對(duì)粗鹽提純中反應(yīng)的認(rèn)識(shí),但是卻沒有形成從微觀的層面認(rèn)識(shí)溶液,由此設(shè)計(jì)了“一是粗鹽溶液中真正的雜質(zhì)是什么?二是除雜過程中真正的反應(yīng)是什么?”這兩個(gè)核心任務(wù),這兩個(gè)任務(wù)直指離子反應(yīng)的實(shí)質(zhì),引導(dǎo)學(xué)生先從微觀角度“看”物質(zhì),再?gòu)奈⒂^角度“看”反應(yīng),將學(xué)生的認(rèn)識(shí)視角從宏觀深化到微觀。形成了微觀的視角后再探討離子反應(yīng)發(fā)生的條件,將宏觀現(xiàn)象與離子間相互作用結(jié)果相結(jié)合,從宏觀和微觀相結(jié)合視角對(duì)溶液離子間的相互作用進(jìn)行符號(hào)表征,即離子方程式的書寫,最終幫助學(xué)生建立起研究水溶液系統(tǒng)的思路方法:“判斷物質(zhì)在水溶液中能否電離一分析離子的種類和數(shù)量一分析離子間是否反應(yīng)一相應(yīng)的宏觀現(xiàn)象及反應(yīng)產(chǎn)物”。由此可見實(shí)驗(yàn)教學(xué)中挑戰(zhàn)性問題和結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)了對(duì)學(xué)生高階思維的培養(yǎng)。
3.關(guān)注課標(biāo)要求和實(shí)驗(yàn)原型,提高學(xué)生知識(shí)遷移水平
實(shí)驗(yàn)在高考中是考查重點(diǎn),課標(biāo)中對(duì)實(shí)驗(yàn)的要求即是其命題的依據(jù),課標(biāo)中提供的實(shí)驗(yàn)素材也是其命題的參考。通過對(duì)近年高考實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的分類剖析,不難發(fā)現(xiàn)高考實(shí)驗(yàn)題大部分是能從課程標(biāo)準(zhǔn)中找到原型的。新課程考查的實(shí)驗(yàn)?zāi)P鸵话闶窃谝延械膶?shí)驗(yàn)原型的基礎(chǔ)上,考查學(xué)生對(duì)具有科學(xué)性的實(shí)驗(yàn)原理的理解,甚至對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行適當(dāng)?shù)母脑?,考查學(xué)生的遷移能力、創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力。這就要求日常的實(shí)驗(yàn)教學(xué)一定要注重基本實(shí)驗(yàn)原型的理解和遷移,提高學(xué)生知識(shí)遷移能力。中學(xué)化學(xué)基本實(shí)驗(yàn)原型包括常用儀器的識(shí)別、使用以及作用;一定物質(zhì)的量濃度溶液的配制、過濾、分液等實(shí)驗(yàn)基本操作;常見離子的檢驗(yàn)和鑒定;物質(zhì)的分離和提純;以及常見氣體的制備和檢驗(yàn)等方面知識(shí)點(diǎn),涉及到實(shí)驗(yàn)基本原理的領(lǐng)會(huì)、實(shí)驗(yàn)裝置的操作要點(diǎn)的把握、以及組織能力和語言表達(dá)能力等方面的考查。如2018年高考全國(guó)卷理綜化學(xué)部分中,全國(guó)卷(I)有2題、全國(guó)卷(Ⅱ)有3題、全國(guó)卷(Ⅲ)有1題,總共6題涉及到基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)知識(shí)的考查[5]。全國(guó)卷(I)第9題的實(shí)驗(yàn)室制備和純化乙酸乙酯、全國(guó)卷(I)第9題的甲烷與氯氣的取代反應(yīng)、全國(guó)卷(Ⅲ)第10題都屬于基本實(shí)驗(yàn)原型的考查,重在檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置和實(shí)驗(yàn)原理的熟悉程度。而全國(guó)卷(I)、(Ⅱ)、(Ⅲ)的第26題以及全國(guó)卷(Ⅱ)的28題涉及到氣體的制備和作用、常見儀器和試劑的識(shí)別和作用、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的原因分析、物質(zhì)的分離和提純操作等知識(shí)點(diǎn),考查了化學(xué)實(shí)驗(yàn)和探究能力以及分析信息、整合信息的能力,屬于綜合性題型,是對(duì)基本實(shí)驗(yàn)原型的拓展和提高,需要注重基本實(shí)驗(yàn)原型的理解和遷移。
注重基本實(shí)驗(yàn)原型的理解和遷移,重點(diǎn)在于回歸教材。所謂回歸教材,旨在聯(lián)系基本實(shí)驗(yàn)原型,理清基本實(shí)驗(yàn)原型的實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)裝置和操作要點(diǎn),提出“3W”問題——做什么(WHAT),怎么做(HOW),為什么這樣做(WHY),幫助學(xué)生在已有的基本實(shí)驗(yàn)原型中建立新的實(shí)驗(yàn)?zāi)P停鶕?jù)化學(xué)問題解決的需要,選擇常見實(shí)驗(yàn)儀器、裝置和試劑,確定探究目的,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究方案,進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究。全國(guó)卷(I)第26題的基本實(shí)驗(yàn)原型是氫氧化亞鐵的性質(zhì),考查的知識(shí)點(diǎn)是從實(shí)驗(yàn)原理上進(jìn)行遷移和提升。氫氧化亞鐵的制備原理(WHAT)是FeS04+2NaOH—Na2S04+Fe(OH)2↓.高中教材中為防止氫氧化亞鐵被氧化(HOW)做了如下操作:(1)用長(zhǎng)膠頭滴管吸氫氧化鈉溶液,浸入試管中的2mL硫酸亞鐵下面。(2)擠出氫氧化鈉溶液,不攪動(dòng)溶液,而后輕輕提出滴管。因?yàn)闅溲趸瘉嗚F中的二價(jià)鐵極易被氧化生成氫氧化鐵(WHY),除上述操作外還在氫氧化鈉溶液上方加一層植物油或者苯。全國(guó)卷(I)第26題中的信息提示明確了二價(jià)鉻和二價(jià)鐵相似的性質(zhì),因此可以聯(lián)系二價(jià)鐵和三價(jià)鐵相互轉(zhuǎn)化的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行解題。全國(guó)卷( I)第26題的三價(jià)鉻和二價(jià)鉻間相互轉(zhuǎn)化的離子方程式書寫考查了學(xué)生能否“根據(jù)已有經(jīng)驗(yàn)和資料做出預(yù)測(cè)和假設(shè),收集和表述實(shí)驗(yàn)證據(jù),基于實(shí)驗(yàn)事實(shí)得出結(jié)論?!背酥?,儀器的選擇、氣體的作用以及基本操作等問題正是對(duì)“3W”問題的提升。
注重基本實(shí)驗(yàn)原型的理解和遷移,關(guān)鍵在于挖掘內(nèi)涵。所謂內(nèi)涵指的是深入剖析題目的價(jià)值,深刻把握實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮蛯?shí)驗(yàn)原理,將基本實(shí)驗(yàn)原型的科學(xué)性原則延伸到新的實(shí)驗(yàn)?zāi)P椭?,提高知識(shí)遷移的能力。全國(guó)卷(Ⅱ)第26題考查的實(shí)驗(yàn)流程題借鑒了高中教材中的“從海水中提取化學(xué)物質(zhì)”以及“從鋁土礦中提取鋁”等知識(shí)要點(diǎn),在解答時(shí),需要深刻剖析題目?jī)r(jià)值。知識(shí)上,是各個(gè)實(shí)驗(yàn)的融合,除了考查物質(zhì)的分離提純、沉淀的轉(zhuǎn)化,還涉及了元素化合物的基本知識(shí)。故而在分析解答時(shí),一定要綜合應(yīng)用元素化合物的轉(zhuǎn)化、物質(zhì)的分離提純等化學(xué)知識(shí),靈活應(yīng)用本實(shí)驗(yàn)原型的原理和方法,提高知識(shí)遷移的能力。
三、結(jié)語
從1951年我國(guó)中學(xué)化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)的確立開始,化學(xué)實(shí)驗(yàn)就是中學(xué)化學(xué)教學(xué)的重要組成部分,歷經(jīng)近70年的風(fēng)雨,在如今以培養(yǎng)學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)的課程深化改革的背景下,中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)如何與課程改革目標(biāo)相契合,如何找準(zhǔn)功能與定位,如何發(fā)揮重要作用,仍需我們進(jìn)一步探索[6]。通過對(duì)“新課標(biāo)”的分析,結(jié)合課堂教學(xué),我們可以從以下幾個(gè)方面得到啟示:
第一,在實(shí)驗(yàn)素材的選擇上開發(fā)真實(shí)而有意義的實(shí)驗(yàn)素材,在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)素材時(shí)應(yīng)聯(lián)系生產(chǎn)生活實(shí)際,通過各種真實(shí)的問題情境,從中提取值得探究的化學(xué)問題,在真實(shí)的問題情境中引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)探究,而不是僅僅講授簡(jiǎn)單而直接的實(shí)驗(yàn)知識(shí)。這種基于真實(shí)的生產(chǎn)生活問題開展科學(xué)探究的方法,有利于激發(fā)學(xué)生化學(xué)學(xué)習(xí)的興趣,促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變。
第二,從“新課標(biāo)”對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的要求來看,注重基本實(shí)驗(yàn)原型的理解和遷移,實(shí)驗(yàn)題的考查,不論情境是陌生還是熟悉,其實(shí)質(zhì)仍然是考查基礎(chǔ)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)技能,因此在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中還是要圍繞裝置組裝、基本操作、基本原理等實(shí)驗(yàn)問題展開,以典型儀器、裝置、實(shí)驗(yàn)方法為原型,通過對(duì)實(shí)驗(yàn)原型的擴(kuò)展、延伸達(dá)成對(duì)一類實(shí)驗(yàn)問題的深度理解,形成知識(shí)的遷移,以此來解決情境陌生和綜合性高的實(shí)驗(yàn)題,促進(jìn)學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰蛯?shí)驗(yàn)素養(yǎng)的發(fā)展。
第三,對(duì)實(shí)驗(yàn)功能的定位上,首先,教師應(yīng)該在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中整體規(guī)劃實(shí)驗(yàn)及探究教學(xué),對(duì)于“在不同教學(xué)時(shí)間段開展何種形式的實(shí)驗(yàn)教學(xué)”這個(gè)問題,教師要做到心中有數(shù),整個(gè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程要從簡(jiǎn)單培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作能力到培養(yǎng)學(xué)生基于高級(jí)的學(xué)科思維的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力和分析、評(píng)價(jià)能力,最終達(dá)成學(xué)科核心素養(yǎng)的要求。其次,應(yīng)該在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中鍛煉學(xué)生高階思維。目前高考試題對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的考查主要集中在水平1和2,特別是水平2層次基于實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的證據(jù)推理是當(dāng)前化學(xué)實(shí)驗(yàn)考查的重點(diǎn)。這就提醒教師在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中要讓學(xué)生理解化學(xué)實(shí)驗(yàn)的目的和步驟,學(xué)會(huì)觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,引導(dǎo)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)探究中多思考“為什么這樣做”“這樣做可能會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象”“為什么會(huì)出現(xiàn)這種現(xiàn)象”等有價(jià)值的問題,培養(yǎng)學(xué)生基于實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的推理能力。實(shí)驗(yàn)題中對(duì)實(shí)驗(yàn)方案的評(píng)價(jià)考查對(duì)學(xué)生來說是一個(gè)難點(diǎn),建議教師在教學(xué)中多引導(dǎo)學(xué)生思考“還可以如何改進(jìn)”“還可以如何做”這樣高水平的問題,實(shí)現(xiàn)學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ恼嬲岣摺?/p>
參考文獻(xiàn)
[l]梁弘文,謝桂芳,張賢金,《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版)》特點(diǎn)及教學(xué)啟示[J].化學(xué)教學(xué),2018,40(6):32-37
[2] 中華人民共和國(guó)教育部,普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2017版)[M].北京:人民教育出版社,2018
[3]鄭長(zhǎng)龍,孫佳林,“素養(yǎng)為本”的化學(xué)課堂教學(xué)的設(shè)計(jì)與實(shí)施[J].課程·教材·教法,2018,38(4):71-78
[4] (美)Phillips,J.S等著.科學(xué)發(fā)現(xiàn)者·化學(xué)概念與應(yīng)用(下冊(cè))[M].王祖浩等譯.杭州:浙江教育出版社,2008
[5]王霞,王后雄,基于學(xué)科核心素養(yǎng)的2018年高考全國(guó)卷化學(xué)試題評(píng)析[J].教育測(cè)量與評(píng)價(jià),2018,11(11):48-57
[6]孫佳林,鄭長(zhǎng)龍.中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)發(fā)展歷程回顧及啟示(下)[J].化學(xué)教育(中英文),2018,39(15):44-48