楊琦莎 陳迪妹

[摘 ? 要]以“探究新制氯水的成分”的教學(xué)為例，以化學(xué)史為線索創(chuàng)設(shè)情境提出問題，并展開以客觀事實(shí)、化學(xué)實(shí)驗(yàn)等方式收集證據(jù)、驗(yàn)證猜想、推理結(jié)果的探究式教學(xué)，對(duì)化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)中“證據(jù)推理”素養(yǎng)的培養(yǎng)進(jìn)行了有效探究。

[關(guān)鍵詞]新制氯水的成分;線索;證據(jù)推理

[中圖分類號(hào)] ? G633.8 ? ? ? ?[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] ? A ? ? ? ?[文章編號(hào)] ? 1674-6058（2019）26-0072-02

一、問題的提出

高中化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)是高中生發(fā)展核心素養(yǎng)的重要組成部分，包括“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”“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)”“科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任”5個(gè)方面，是學(xué)生必備的科學(xué)素養(yǎng)[1]。每個(gè)核心素養(yǎng)與高中生的化學(xué)學(xué)習(xí)過程相輔相成。其中“證據(jù)推理”要求學(xué)生通過相應(yīng)的線索，基于證據(jù)進(jìn)行分析推理，證實(shí)或證偽假設(shè)，形成化學(xué)學(xué)科的思想和方法，形成證據(jù)意識(shí)。

“氯氣的性質(zhì)”選自蘇教版化學(xué)必修1，屬于元素化合物知識(shí)。元素化合物知識(shí)的學(xué)習(xí)，不僅能使學(xué)生掌握有關(guān)學(xué)習(xí)、生產(chǎn)、生活、科研所必備的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，也能加深其對(duì)基本概念和基礎(chǔ)理論的理解，是培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生化學(xué)學(xué)科能力和核心素養(yǎng)的重要途徑[2]?！奥葰馀c水的反應(yīng)”既是“氯氣的性質(zhì)”這一節(jié)課中有關(guān)氯氣性質(zhì)的重點(diǎn)，也是難點(diǎn)[3]。同時(shí)無機(jī)元素化合物的性質(zhì)、變化和應(yīng)用對(duì)于“證據(jù)推理和模型認(rèn)知”核心素養(yǎng)的要求很高[4]。因此，本文以“探究新制氯水的成分”為載體，以線索為導(dǎo)向，以證據(jù)為鏈接，開展探究式教學(xué)，為培養(yǎng)學(xué)生的“證據(jù)推理”核心素養(yǎng)提供有效的探究思路。

二、以線索為導(dǎo)向的教學(xué)設(shè)計(jì)

1.以史為線，創(chuàng)設(shè)情境

只有提供一定的線索提示，才能為后續(xù)的邏輯推理提供可能。蘇教版化學(xué)必修1第41頁(yè)的“化學(xué)史話”為推測(cè)“氯水中的成分”提供了很好的線索，成為證據(jù)推理的關(guān)鍵。

【化學(xué)史話】瑞典化學(xué)家舍勒于1774年在研究軟錳礦（主要成分是MnO2）時(shí)，把鹽酸與軟錳礦混合在一起加熱，意外地發(fā)現(xiàn)生成了一種具有強(qiáng)烈的刺激性氣味的黃綠色氣體。這立即引起了舍勒的興趣，并對(duì)它進(jìn)行了研究。他將制備出來的氣體溶解到水中，發(fā)現(xiàn)這種氣體的水溶液略顯酸性，還能使花朵、紙張、葉子等的顏色褪去;將蚱蜢放進(jìn)裝滿這種氣體的容器中，蚱蜢蹦跶幾下就死去了。這種黃綠色的氣體就是氯氣。

【線索提示】氯氣的水溶液為什么呈酸性？氯氣為什么能使花朵、紙張、葉子褪色？氯水的成分究竟是什么？

【演示實(shí)驗(yàn)1】取一支盛滿氯氣的試管，將其倒扣在水槽中，靜置一段時(shí)間后觀察現(xiàn)象。

【學(xué)生觀察】試管內(nèi)的液面上升，水溶液為淺黃綠色。

設(shè)計(jì)意圖：根據(jù)“化學(xué)史話”中隱含的線索，讓學(xué)生知道將氯氣通入水中其會(huì)與水發(fā)生反應(yīng)，形成淺黃綠色的氯水，呈酸性，并能使有色物質(zhì)褪色。再通過相應(yīng)的演示實(shí)驗(yàn)加深學(xué)生的直觀印象，為后續(xù)的證據(jù)推理埋下線索伏筆。

2.以證為鏈，實(shí)驗(yàn)佐證

化學(xué)是在分子、原子水平上研究物質(zhì)組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及其應(yīng)用的一門學(xué)科，以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)進(jìn)行證據(jù)推理需要在已有的信息提示下大膽地猜測(cè)，并通過實(shí)驗(yàn)小心地驗(yàn)證，從而建立觀點(diǎn)、結(jié)論和證據(jù)之間的邏輯關(guān)系。

【線索】酸性水溶液 ? ? ? ? ? ? 【猜想】H+（鹽酸）

漂白性 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?氯氣/新物質(zhì)

淺黃綠色 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?氯氣/新物質(zhì)

【教師提問】如何設(shè)計(jì)相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)方案驗(yàn)證氯水中含有鹽酸？

【學(xué)生探究性實(shí)驗(yàn)】

【順勢(shì)提問】這種具有漂白性的物質(zhì)是什么？

【大膽猜想】

【小心求證】學(xué)生小組討論設(shè)計(jì)相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)方案，交流分享，教師反饋。

（1）求證氯氣是否具有漂白性;（2）要排除水的影響;（3）前后要有對(duì)比。

【演示實(shí)驗(yàn)2】將干燥的氯氣依次通過放有干燥的紅色布條的集氣瓶和放有濕潤(rùn)的紅色布條的集氣瓶。

【學(xué)生】觀察并記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

【實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象】干燥的紅色布條不褪色;濕潤(rùn)的紅色布條褪色。

【教師追問】從上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以得出什么結(jié)論？

【學(xué)生總結(jié)】（1）干燥的氯氣本身沒有漂白性;（2）氯水具有漂白性;（3）氯氣與水反應(yīng)生成了另一種具有漂白性的物質(zhì)。

【學(xué)生疑惑】這種物質(zhì)究竟是什么呢？

設(shè)計(jì)意圖： 結(jié)合“化學(xué)史話”中的線索提示，學(xué)生一步步地推敲、猜想，從元素守恒的角度分析并通過相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，得到新制氯水中含有鹽酸。在檢驗(yàn)溶液中存在H+的實(shí)驗(yàn)時(shí)，進(jìn)一步證實(shí)了氯水具有漂白性，那么究竟是哪種物質(zhì)具有漂白性呢？學(xué)生通過小組討論、猜想，設(shè)計(jì)相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，進(jìn)而得到“干燥的氯氣無漂白性，氯水中有一種能使有色物質(zhì)褪色的新物質(zhì)”的結(jié)論。上述一系列環(huán)節(jié)，緊緊圍繞著“線索提示”展開，在“線索—猜想—設(shè)計(jì)方案—實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證—結(jié)論”這一系列環(huán)節(jié)中充分體現(xiàn)了“以學(xué)生為主體”，同時(shí)也有效地發(fā)展了學(xué)生的證據(jù)意識(shí)和探索精神。

“疑惑才能激發(fā)思維的碰撞?！蹦敲矗人械钠仔晕镔|(zhì)究竟是什么呢？仍需要學(xué)生根據(jù)相應(yīng)的線索做進(jìn)一步的探究。

3.以伏為解，解惑答疑

【學(xué)習(xí)卡】 次氯酸（HClO），一種很弱的酸，不穩(wěn)定，容易分解放出氧氣。其僅存在于溶液中，濃溶液呈黃色，稀溶液為無色，有非常刺激的、類似氯氣的氣味，能使染料等有機(jī)色素褪色，有漂白性，還能殺死水中的細(xì)菌，起消毒的作用。

【提煉信息】氯水中具有漂白性的物質(zhì)為次氯酸。

【教師提問】經(jīng)過上述驗(yàn)證，大家覺得新制得的氯水中應(yīng)含有哪些成分？

【學(xué)生回答】①氯水中含有水、鹽酸、次氯酸;②氯水中含有氯氣、水、鹽酸、次氯酸。

【教師追問】如何確定新制氯水中是否含有氯氣？

【學(xué)生回答】新制氯水為淺黃綠色溶液，而水、鹽酸均為無色，次氯酸濃溶液為黃色，稀溶液為無色，所以推測(cè)氯水中的顏色應(yīng)該是氯氣的顏色。

【教師反饋】很好！通過溶液的顏色我們可以推斷出氯水中含有氯氣。

【教師提問】那么，我們?nèi)绾斡米C據(jù)來說明氯水中含有水？

【學(xué)生回答】可用無水硫酸銅檢驗(yàn)，將氯水滴入無水硫酸銅中，若硫酸銅變藍(lán)色，則說明氯水中含有水。

【演示實(shí)驗(yàn)3】氯水滴入無水硫酸銅中。

【實(shí)驗(yàn)結(jié)果】白色的無水硫酸銅粉末變藍(lán)，說明氯水中含有水。

【學(xué)生總結(jié)】新制氯水中含有氯氣、水、鹽酸、次氯酸。

設(shè)計(jì)意圖：該環(huán)節(jié)通過學(xué)習(xí)卡的形式給學(xué)生提供相應(yīng)的信息，讓學(xué)生從所給的信息中得到相應(yīng)的線索和提示，發(fā)展了學(xué)生提煉信息的能力。同時(shí)該環(huán)節(jié)與演示實(shí)驗(yàn)1中的鋪墊相呼應(yīng)，上述的伏筆為學(xué)生推斷氯水中可能含有氯氣提供了有效的線索。最后，結(jié)合真實(shí)的直觀感受，通過分析氯水的顏色，說明氯水中確實(shí)存在氯氣。該環(huán)節(jié)不僅讓學(xué)生掌握了相應(yīng)的知識(shí)，還發(fā)展了學(xué)生邏輯的連貫性和思維的靈敏性，同時(shí)還能讓學(xué)生學(xué)以致用。

三、教學(xué)設(shè)計(jì)思路

該課例以“探究新制氯水的成分”為內(nèi)容載體，緊緊圍繞蘇教版化學(xué)必修1中關(guān)于“化學(xué)史話——氯的發(fā)現(xiàn)”中有關(guān)氯水的性質(zhì)為線索展開，從“酸性”“漂白性”“淺黃綠色”“水溶液”這四大方面對(duì)氯水的主要成分進(jìn)行有效探究，從“線索—猜想—證據(jù)—結(jié)論”各個(gè)方面優(yōu)化了教學(xué)設(shè)計(jì)（如圖1），從而有效落實(shí)了對(duì)學(xué)生“證據(jù)推理”核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。

四、教學(xué)反思

縱觀該課例的設(shè)計(jì)，以線索為導(dǎo)向，在課堂中充分體現(xiàn)了以“學(xué)生為主體”的教學(xué)理念。問題情境的創(chuàng)設(shè)能讓學(xué)生更好地融入課堂，知識(shí)的功能價(jià)值只有基于真實(shí)的學(xué)習(xí)情境和豐富多樣的學(xué)科活動(dòng)，才可能轉(zhuǎn)化為學(xué)生自覺主動(dòng)、合理的認(rèn)識(shí)方式（角度、思路、思維方式），形成核心素養(yǎng)[4]。以“化學(xué)史話”為線索創(chuàng)設(shè)情境，并以此展開探究式教學(xué)，讓學(xué)生通過已知線索結(jié)合書本中的實(shí)驗(yàn)自行設(shè)計(jì)探究性探究式實(shí)驗(yàn)，一步步地進(jìn)行推理、驗(yàn)證、總結(jié)，發(fā)展了學(xué)生的探究能力和證據(jù)推理能力，為學(xué)生的全面發(fā)展提供了可能。

[ ?參 ? 考 ? 文 ? 獻(xiàn) ?]

[1] ?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年版）[S].北京：人民教育出版社，2018.

[2] ?姜言霞， 王磊， 支瑤. 元素化合物知識(shí)的教學(xué)價(jià)值分析及教學(xué)策略研究[J]. 課程·教材·教法， 2012（9）：106-112.

[3] ?吳蘭. 化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的課例研究：以“新制氯水成分的探究”為例[J]. 化學(xué)教學(xué)， 2012（11）：39-41.

[4] ?王磊， 魏銳. 學(xué)科核心素養(yǎng)發(fā)展導(dǎo)向的高中化學(xué)課程內(nèi)容和學(xué)業(yè)要求：《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》解讀[J]. 化學(xué)教育， 2018（9）：48-53.

（責(zé)任編輯 羅 ? 艷）