培養(yǎng)化學核心素養(yǎng)的課例研究

施健

【摘 要】五年制高職生在中專階段需要培養(yǎng)化學核心素養(yǎng)，包括宏觀辨識與微觀探析等五項內容。在化學實驗“萃取”的教學實踐中，這五項化學核心素養(yǎng)在各教學環(huán)節(jié)得以不同程度的體現和具體實施，本文闡述其課堂教學的實際做法與體會。

【關鍵詞】化學核心素養(yǎng);化學實驗教學;萃取

中圖分類號： G633.8文獻標識碼： A文章編號： 2095-2457（2019）29-0180-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.29.085

Case Study on Cultivating Chemical Core Literacy

——Taking “Extraction” of Experimental Teaching as an Example

SHI Jian

（Wuxi Higher Health Vocational Technology Schools， Wuxi Jiangsu 214111，China）

【Abstract】The five-year higher vocational students need to cultivate core chemical literacy in the secondary vocational school stage. Chemical core literacy includes five items，for example， macro-identification and micro-analysis， etc. In the teaching practice of “extraction” in chemical experiments，These five items can be embodied and implemented in different degrees in various teaching segments. This paper elaborates on these practices and experiences.

【Key words】Chemical core literacy; Experimental teaching; Extraction

課程改革要求教師從關注“教什么”轉向到關注“學生學會什么”，隨著改革的不斷深入，“什么知識最有力量”已成為課程的經典問題。2015年11月29日，中國教育學會、光明日報、教育部組織了一場“核心素養(yǎng)如何轉化為學生素質”的教育沙龍，與會教育專家指出，“只有能成為素養(yǎng)或智慧的知識才有力量”，以化學學科為例，將課程目標定位在核心素養(yǎng)上，才能回答“化學能留給他終身受用的東西是什么”。

1 化學學科核心素養(yǎng)的內涵

1.1 化學學科核心素養(yǎng)

吳俊明認為“學科核心素養(yǎng)”這個名詞有廣義和狹義兩種含義：狹義含義指只有本學科才有、非本學科一定沒有的那些必備品格和關鍵能力。[1]因此，首先要明確化學學科與物理、生物等學科的不同之處：“化學可以說是應用宏觀與微觀結合、思維與實驗結合的方法研究實物材料（化學物質）的組成、結構、性質和變化，以及它們的相互聯系，為人類利用自然、改造自然、保護自然、提高生活質量和生存安全服務，滿足人類的實際需要以及有關的好奇心和興趣的科學”。[2]在此基礎上，才能回答哪些關鍵能力和必備品格只能在化學學習中形成。目前國內大多數學者主張用“宏觀辨識與微觀探析、變化觀念與平衡思想、證據推理與模型認知、實驗探究與創(chuàng)新意識、科學態(tài)度與社會責任五項內容來概括”化學學科核心素養(yǎng)，并認為這五項是“高中生應該具備的化學學科核心素養(yǎng)的要素”。[3]

1.2 培養(yǎng)職校學生化學核心素養(yǎng)的必要性

本校藥學、生物制藥等專業(yè)的五年制高職學生，在一到三年級的中專階段學習無機化學、有機化學等基礎化學課程，這些基礎化學課程，絕大部分內容和高中化學內容雷同，且五年制高職生化學學習的起點和高中生相同，僅僅是初三學過一年化學。所以，本文討論的化學學科核心素養(yǎng)是基礎教育階段的化學學科核心素養(yǎng)，即上述“高中生應該具備的化學學科核心素養(yǎng)的要素”包括的五項內容。這些化學核心素養(yǎng)的養(yǎng)成，是五年制高職生在四、五年級大專階段學習藥物化學等專業(yè)相關課程的基礎。

2 在實驗教學中實踐化學核心素養(yǎng)的培養(yǎng)

利用現有實驗條件，對培養(yǎng)化學核心素養(yǎng)做了一些嘗試和探索。下面以有機化學課程中“萃取”的化學實驗為例，闡述化學學科核心素養(yǎng)的五項內容是如何在課堂教學實踐中逐一落實的。由于“萃取”的教學內容自身特點和限制，決定了這五項內容落實的程度不同，在情境問題設計、難點的突破、教學內容的組織安排等方面能落實化學核心素養(yǎng)的側重點也是不同的。

2.1 培養(yǎng)學生科學態(tài)度與社會責任感

“我們的化學教學在一定程度上缺乏真實情境下的化學學習，缺乏正確的化學情感、態(tài)度、價值觀引領，育分大于育人”。富有情感的真實情境做教學素材是培養(yǎng)化學核心素養(yǎng)之社會責任的支撐[4]。在“萃取”的實驗教學中，基于某制藥廠廢水中有害物質的真實數據，讓同學廣泛了解苯酚等物質對水、土壤等環(huán)境的破壞以及對人畜等健康的影響，查閱國家對工業(yè)廢水排放標準。通過這樣的案例設計，使學生認識：“實現化學科學的價值既要充分發(fā)揮化學科學技術為人類提供物質財富的作用，又要充分分析化學科學技術應用對人類社會發(fā)展帶來的負面影響，即充分承擔起化學科學對促進人類社會發(fā)展的社會會責任”。[5]

在萃取教學中，學生需要在實驗預習時完成學習任務書，填寫實驗課上環(huán)保注意一欄的內容，教師在課堂上也再次板書和提醒學生：將廢液廢物倒入指定容器。這些做法強化了學生的環(huán)保意識，有助于學生建立可持續(xù)發(fā)展和綠色化學觀念，也是對化學核心素養(yǎng)之一的社會責任感的培養(yǎng)。

2.2 培養(yǎng)學生宏觀辨析與微觀探析的能力

“在實際教學中，要引導學生將宏觀現象微觀機理相結合，透過現象看本質，培養(yǎng)學生‘宏觀切入一微觀分析一符號表達的化學思維模式。”[6]在“萃取”教學中，先讓學生觀察用四氯化碳提取碘水的碘這一顏色鮮明的實驗現象，再播放碘分子是如何從水層轉移到四氯化碳的動畫，使學生理解碘和四氯化碳都是非極性分子而相似相溶，認識到溶質在萃取劑和原溶劑不同的溶解程度可用符號K（分配比）表達，學習建立“宏觀切入-微觀分析-符號表達”的化學思維。

2.3 培養(yǎng)學生證據推理與模型認知的能力

教師通過上述對萃取原理的學習引導，能讓學生初步推理出分配比K的表達式，建立這一認知模型后，教師要求學生設計并分組討論實驗方案，就是根據以上模型認知（K值公式），從各種有機試劑如丙酮、乙醇、乙酸乙酯等中，選擇萃取廢水中苯酚最合適的萃取劑，并根據萃取次數n和分配比K的數學關系中推理出合適的萃取次數以及少量多次萃取的操作原則。由此看出，學生能根據K值大小選擇萃取劑，就是養(yǎng)成和應用了證據推理和模型認知的能力。只有不斷加強證據推理和模型認知的能力，才有可能讓學生順利完成知識的遷移，提高解決實際化學問題的能力。

2.4 培養(yǎng)學生實驗探究能力與創(chuàng)新意識

學生進行實驗設計，完成實驗儀器、試劑、實驗操作方案等的選擇，本身就是培養(yǎng)學生的實驗探究能力。萃取實驗教學中，堅持讓每一個學生動手操作實驗全過程，這一做法不僅可以解決實驗中常見的只觀摩不動手的問題，提高學生化學實驗操作能力，還可以讓學生體會到：實驗過程中可能會出現新問題，這些問題的解決更是培養(yǎng)自己化學實驗探究能力和創(chuàng)新意識的最好機會。萃取操作過程中出現的生成性問題有：影響分層的泡沫如何處理？分液時，兩相分界線到達分液漏斗旋塞的哪個部位停止放液？如何驗證原溶液中苯酚已達到排放標準？乙酸乙酯萃取苯酚后，怎么處理？

實驗結束后，教師提出實驗報告的具體要求：寫清實驗現象并逐一解釋，計算產率，分析異常實驗現象和操作失誤等產生的原因，對實驗提出建議和改進。還要求學生通過課程資源以及互聯網等平臺思考和拓展以下知識：如索氏萃取器用于什么樣的萃取？實際工業(yè)生產中，制藥工業(yè)廢水中的酚類是用哪些設備進行萃取的？還有哪些處理方法，需要哪些設備？

以上實驗中生成性問題的解決、實驗報告要求和實驗后習題設置，正是符合以下化學核心素養(yǎng)的培養(yǎng)要求：“‘實驗探究與創(chuàng)新意識要求學生發(fā)現和提出有探究價值的化學問題，能依據探究目的設計并優(yōu)化實驗方案，完成實驗操作，能對觀察記錄的實驗信息進行加工并獲得結論;能和同學交流實驗探究的成果，提出進一步探究或改進實驗的設想;能尊重事實和證據，不迷信權威，具有獨立思考、敢于質疑和批判的創(chuàng)新精神。積極參與有關化學問題的社會決策。”[7]

2.5 培養(yǎng)變化觀念與平衡思想

萃取的過程實際上是溫度一定時某一種物質在兩種互不相溶的液相中都能溶解，建立平衡的過程，這個平衡的平衡常數即該物質在兩種溶液中的濃度比，叫分配系數K，這就是分配規(guī)律。教師在講萃取原理時，強調用于萃取的基本原理還是平衡觀念，有助于學生鞏固平衡理念是貫穿于整個化學學習的基本觀念。

綜上所述，化學核心素養(yǎng)培養(yǎng)的理念，正是“萃取”化學實驗教學這一課在教學設計、教學內容組織、教學方法、信息化教學手段等方面的出發(fā)點和立足點。“萃取”化學實驗教學的具體實施，獲得了同行的肯定，因為其正視并彌補以往化學實驗教學中的一些不足，更是體現對“化學能留給他終身受用的東西是什么”這一終極目標的認真思考和追求。

【參考文獻】

[1][2]吳俊明.關于核心素養(yǎng)及化學學科核心素養(yǎng)的思考與疑問[J].化學教學，2016（11）：3-5.

[3][7]王云生.基礎教育階段學科核心素養(yǎng)及其確定——以化學學科核心素養(yǎng)為例[J].福建基礎教育研究，2016（2）：7-9.

[4]沈旭東.基于化學核心素養(yǎng)之社會責任感的調查與啟示[J].化學教育，2017（9）：50.

[5]吳星.對高中化學核心素養(yǎng)的認識[J].化學教學，2017（5）：3.

[6]包承幸.培養(yǎng)學生化學學科核心素養(yǎng)的教學實踐與思考——以《乙醇》的教學為例[J].廣西教育2017（8）：48.