基于探究實驗發展學生核心素養

鞏佳利

一、問題的提出

眾所周知，化學核心素養是學生核心素養的重要構成要素之一，是化學學科育人價值的具現，是國家從未來綜合性人才所需的價值觀、能力和品格對化學教學提出的具體要求，為開展“素養為本”的化學教學指明方向。化學教學的目標是由教學素材和教學方法構成，其目標是知識傳授和學生核心素養培養，進一步分析發現，教學知識是教學素材的重要組成，教學素材是培養化學核心素養的重要載體，教學方法是落實知識和學生化學核心素養的關鍵手段，二者的配合決定了課堂核心素養落實效果。就相同的教學素材而言，配以不同的方法，會出現迥然不同的教學效果，傳統演示實驗教學是最常用的實驗教學方法之一，通常將素材作為服務于知識傳授的介質，只側重知識的落實效果，完全忽略在學生能力和思維培養等方面的重要作用，使得化學核心素養在課堂中不能有效落實，探究實驗教學則彌補傳統演示實驗教學的缺陷，充分挖掘素材在素養培養方面的價值，培養學科的相關能力，提升學生綜合素質，真正做到“素養為本”的化學教學。顯然，探究實驗教學是發展學生化學核心素養行之有效的方法。如何在探究實驗教學中落實化學核心素養呢？本文就以化學能與熱能第一課時的教學為例進行探討。

二、促進學生化學核心素養發展的教學設計

1.整體教學思路

本節課的主體教學思路，基于學生知識和能力基礎，通過設計緊密連接的問題鏈，衍生逐步深入的探究性任務鏈，以“初建模型-完善模型-運用模型”學習模式逐層推進，定性發展對化學反應的認識，培養探究性問題的解決能力，提升探究能力，養成用注重實證、嚴謹求實的科學態度，開展“素養為本”的化學教學。

2.主要教學活動設計與實施

環節一：建立認識化學反應新角度

【問題1】請你給表2中的化學反應分類？

【任務1】請你用化學反應方程式表示表2中的化學反應，并對反應分類，說明分類依據。

【思考】請你給吸熱反應和放熱反應下個定義？

在學生化學反應分類的認知（反應物和生成物的類別和種類、電子轉移、是否有離子參與）基礎上，引導學生嘗試將其按熱量變化分為吸熱反應：反應1、3、4、5，與放熱反應：反應2。

設計意圖：

初步將化學反應從能量角度分類吸熱反應和放熱反應，增加化學反應分類的角度，發展分類觀，同時為環節二探究任務提供活動素材。

環節二：探究反應能量變化，初建模型

【問題2】從能量角度對化學反應分類正確嗎？如何證明？

【任務2】請你設計實驗方案，驗證你的預測。

儀器：試管、膠頭滴管、燒杯、玻璃棒

藥品：鋅粒、氧化鈣粉末、氫氧化鈉溶液、稀鹽酸、稀硫酸、Ba（OH）2·8H2O固體、NH4Cl固體、NaHCO3固體、水

【初建模型】

依據探究流程：提出問題→形成假設→設計方案→實驗驗證→收集證據→分析推理→形成結論，學生在教師幫助下完成前兩步，獨立實施后5步，最后學生提煉探究過程，并轉化為思維模型（見圖2）。對于反應3、5的異常現象，學生認為值得繼續探究。

設計意圖：

在本環節中，運用實驗方法定性認識化學反應與能量變化的關系，初步科學地建立從能量角度對化學反應分類的認知，養成注重實證的科學態度，在實驗探究過程，初步建構科學探究思維模型，培養分析推理、探究能力，促進“變化觀念”、“證據推理與模型認知”、“科學探究”、“科學態度”等核心素養發展，同時為環節三提供教學素材。

環節三：探究異常現象，完善模型

【問題3】

3.1環節二的實驗不足有哪些？如何改進？

【任務3】請你優化實驗不足，并創新實驗裝置。

【小結】實驗優化著手點

通過集體討論，學生認為應從節約、環保、空白對照、普適性、實驗室條件等方面對實驗進行優化、創新（見表4）。

3.2針對環節二，請你提出一個可探究的問題？并探究？

【任務4】結合環節二的實驗，提出問題，設計方案并進行驗證。

基于異常現象，學生能夠提出可探究的問題，再自主進行完整性的探究活動。

【歸納】

1.化學反應能量變化是化學反應基本特征之一，化學能與熱能可以相互轉化[1]。

2.常見的放熱反應：燃燒反應、大多數化合反應、金屬與酸（水）、中和反應

常見的吸熱反應：Ba（OH）2·8H2O固體與NH4Cl固體、NaHCO3固體與稀鹽酸、大多數分解反應

設計意圖：

在本環節中，完善科學探究思維模型，進而形成解決探究性問題的思路和方法，同時培養問題意識，發展創新能力，提升探究能力，養成注重實證，嚴謹求實的科學態度，再通過前面的學習，歸納常見的吸熱反應和放熱反應，學會用實驗方法科學地建立從能量角度認識化學反應的新認知，進一步促進學生化學核心素養發展。

三、結束語

綜上所述，采用探究實驗教學，選取利于凸顯化學核心素養的素材，設計聯系緊密的遞進式探究任務，有機的將核心素養對學生的具體要求融入逐級深入的實驗環節，搭建整體性思維框架，打造指向核心素養的螺旋式教學體系，有效的將知識轉化成素養，建立解決探究性問題角度和方法，提升探究能力和模型思維水平，是對發展學生化學核心素養教學一次有效的探討。