新課改背景下實驗探究對學生核心素養的培養

朱銘錚

（浙江省金華市義烏中學）

新課改背景下實驗探究對學生核心素養的培養

朱銘錚

（浙江省金華市義烏中學）

高中化學是高中學科領域一門重要的課程，從其新課程標準目標和要求來看，其核心是以學生為本，培養學生動手實踐能力和探究精神，全面提高學生的基本素質。如何培養學生的化學學習核心素養已成為教師學者共同探究的問題。在新課程高中化學中，化學實驗是十分重要的教學內容，闡述了通過實施開放式實驗室，教師引導學生查閱文獻資料，學生自主申報實驗課題，開展合作探究的過程。旨在提高學生的創新精神和實踐能力，提高學生探究化學本質規律的能力，從而培養學生的化學學科素養、化學信息素養、合作能力，指導學生初步了解科學前沿，從更高的境界和視野上發展自我。

新課程；實驗；鋰硫電池

一、聯系實際，發現問題

隨著社會的發展，能源消耗和環境問題向我們的社會提出了巨大的挑戰，因此，發展具有高安全、高能量密度和高比容量的可充電鋰電池是現代社會發展的必要組成部分。用現實情境及問題來激活教材知識，并借此指導學生查閱文獻，了解有關科學前沿問題，并且聯系實際，自主提出申報課題，并積極了解問題的各個方面，從而培養其化學信息素養。

作為活性炭的主要原料，以木材和秸稈等為代表的生物質材料是典型的可再生資源。以稻殼為例，全國每年可產生4000萬噸，資源相當豐富。稻殼碳化后的產物中含有大量的二氧化硅（達30wt%），且多為納米級別，因此具有很高的電化學活性和吸附能力。有研究表明，在鋰硫電池正極材料中添加一定量的納米氧化物可以有效地提高硫的電化學活性，有利于提高其充放電可逆性。將高含硅量的稻殼加工成具有優異電化學活性的鋰硫電池正極載體材料，無疑是一種變廢為寶、一舉兩得的方法。基于此，本課題擬以生物質廢料為原料，開發具有一定二氧化硅含量的高比表面積稻殼活性炭，用于鋰硫二次電池正極的載體并優化硫/碳復合電極的電化學性能，為低成本、高容量的鋰硫電池的產業化提供技術支持。

二、實驗探究，合作交流

化學實驗是培養學生動手能力的主要手段，它是貫徹新課改思想，培養學生之間合作交流、科學觀察和科學思維能力的有效手段。在進行上述課題過程中，學生通過文獻數據與資料，交流確定進行實驗的材料及實驗過程。在實驗室中進行探究，課題的實驗過程如下：

（一）稻殼的碳化過程

稻殼碳經過水洗，除去表面黏附物，在100℃烘箱中烘干。將其放入管式電阻爐中，通氬氣，以每分鐘升溫6℃的速率升至450℃，然后維持2小時后降溫。

（二）稻殼的活化過程

活化劑選用氫氧化鉀，氫氧化鉀與碳化產物的質量比為3:1，加入10毫升水，攪拌充分溶解混勻后，在60℃烘箱中干燥。干燥后在450度預活化30分鐘，然后在700度活化1小時，升溫速率在6度每分鐘。自然冷卻至室溫，稀鹽酸洗滌至中性，干燥，得到稻殼活性炭載體。

（三）制備硫/碳復合材料，組裝鋰硫二次電池正極

制備硫/碳復合材料：將稻殼活性炭與升華硫以3:1混合，研磨30分鐘后均勻后置于反應釜中，加熱至155℃保溫24小時，使硫充分滲入到稻殼活性炭的孔洞之中，從而獲得一定負載量的硫/碳復合材料。

電極制作：將稻殼炭材料、導電炭黑和聚偏氟乙烯（PVDF）黏結劑按質量比7:2:1 混合，在N，N二甲基吡咯烷酮溶劑中攪拌成均勻的漿狀物，將其均勻地涂在鋁箔上，然后在60℃下真空干燥24 h。

組裝電池：在手套箱中進行電池組裝成鋰硫電池，并在電化學工作站進行性能測試。

三、分析數據，深入思考

學生通過化學概念原理和化學事實來對實驗現象與數據進行分析、綜合、比較、歸納與概括，從而提高自身的化學邏輯思維能力。通過以上的實驗過程，可得到一系列的實驗數據與圖表，再對其進行分析：

（一）SEM表征

圖1 硫/稻殼活性炭復合材料的SEM圖

硫/碳復合材料的SEM圖表面看不出有很多3.課堂后需總結的兩個要素

（1）總結知識。收集并整理學生的作品，對學生在學習過程中遇到的問題進行總結點評，學生對出錯的知識點進行鞏固。

（2）對整堂課進行評價。評價一方面可以驗證教師的教學情況，對出現的問題進行修改，可以進一步提高教學效果，另一方面也可以反映出學生在整堂課中的表現，對出現的問題教師及時指出，學生在以后的上課中要注意不能再犯。

五、翻轉課堂教學模式在高中信息技術課程中的應用思考

通過對翻轉課堂的教學研究，筆者認為以下幾點是值得認真思考的：

1.教師要制作高質量的視頻

翻轉課堂教學模式需要教師在課前準備高質量的教學視頻。這就要求教師將教學內容制作成優秀的教學視頻，該教學視頻必須將本節課的教學重難點講透，這樣才能幫助學生吸收本節課的主要知識點，提高課堂效率。

2.教師課上要進行精準的引導

高中班級學生人數比較多，在有限的教學時間內要想實現對學生精準地引導并不是一件容易的事情。筆者認為，一方面高中信息技術教師可以在課堂上對學生進行個別輔導或是分組輔導；另一方面也要求教師在備課方面多下功夫，盡可能考慮到學生會出現哪些方面的問題。

3.師生課后總結至關重要

筆者認為，在翻轉課堂實施之后，教師或是學生都應該交流體會和收獲，師生還要對心得體會進行相應的評價，評價的過程也是學習的過程。

翻轉課堂的應用研究已經成為當今時代教育教學研究的熱點，短期內就涌現出了大量有價值的研究，但是無論哪種新的模式適應實際的教學，都需要一個實踐和適應的過程。本研究最大的特點就是在實際的信息技術課程的教學中不斷地探索和改進，充分分析了高中信息技術課程教學中實際存在的問題和實際需求。筆者將繼續對翻轉課堂在高中信息技術課程中的應用進行細致分析，力爭找出有利于信息技術課程有效展開的方式、方法。

［1］李政，楊冠英.新課標指導下高中信息技術教學存在的問題及對策研究［J］.中小學電教（下），2012（12）：1-2.

［2］鐘曉流，宋述強，焦麗珍.信息化環境中基于翻轉理念的教學設計研究［J］.開放教育研究，2013（1）：58-64.

［3］趙興龍.翻轉課堂中知識內化過程及教學模式設計［J］.現代遠程教育研究，2014（3）：55-61.

［4］李巖巖.高中信息技術問題解決式教學策略研究［D］.遼寧師范大學，2014.

［5］張渝江.翻轉課堂變革［J］.中國信息技術教育，2012（3）：70-73.

·編輯 張珍珍