基于核心素養(yǎng)的高中化學思維能力提升策略分析

摘 要：培養(yǎng)學生的學科核心素養(yǎng)已成為現(xiàn)代教育的趨勢。傳統(tǒng)的教學模式難以滿足培養(yǎng)學生學科核心素養(yǎng)的要求，所以，在高中化學課堂教學中落實基于核心素養(yǎng)的學生化學思維能力的提升具有重要意義。作者根據(jù)近年來的教學實踐，從打破學生現(xiàn)有的學習格局和培養(yǎng)化學學科核心素養(yǎng)的角度出發(fā)，對在課堂教學中提升學生的化學思維能力的有效策略進行分析。

關(guān)鍵詞：高中化學;核心素養(yǎng);思維能力;提升策略

中圖分類號：G427? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：2095-9192（2022）15-0010-03

引? 言

高中化學是以實驗為基礎(chǔ)的學科，本身具有探究性和實踐性特點。基于此特點，《普通高中化學課程標準（2017年版2020年修訂）》對學科核心素養(yǎng)做了五點具體要求，以此幫助學生形成適應(yīng)終身發(fā)展和社會發(fā)展需要的必備品格和關(guān)鍵能力。

一、創(chuàng)設(shè)有趣的問題情境，激發(fā)學生的探究潛能

“自主、合作、探究”是當下的教育理念之一。化學是以實驗為基礎(chǔ)的學科，其知識的誕生多源于實驗。因此，引導學生自主探究，能夠使其體驗化學知識的產(chǎn)生過程，不但為知識的內(nèi)化做好鋪墊，而且為思維能力發(fā)展營造了良好的環(huán)境。在課堂教學開始時，教師可以創(chuàng)設(shè)有趣的問題情境，引入學生感興趣的化學現(xiàn)象，培養(yǎng)學生積極求索的科學態(tài)度，為學生思維能力的發(fā)展夯實基礎(chǔ)。筆者發(fā)現(xiàn)，以構(gòu)建開放性學習情境作為課堂導入的線索，不但體現(xiàn)了以生為本，而且拓展了學生的思維，為全面培養(yǎng)學生的化學學科核心素養(yǎng)創(chuàng)造了有利條件[1]。

例如，在進行“氯、溴、碘及其化合物”單元中氯氣性質(zhì)的內(nèi)容授課時，為了探究氯氣具有漂白性這一點，筆者創(chuàng)設(shè)了這樣的導入情境。

演示實驗：取一支試管加入適量的氫氧化鈉溶液，再加兩滴酚酞，溶液變紅色;將制備的氯氣通入該紅色溶液中，可以觀察到溶液的紅色逐漸褪去。

問題情境：“你能確定氯氣具有漂白性嗎？請設(shè)計相應(yīng)的實驗證明你的觀點。”

通過實驗演示，一部分學生判斷氯氣具有漂白性，與酚酞發(fā)生了反應(yīng)，溶液的紅色褪去了;而另一部分學生結(jié)合前面所學的電解飽和食鹽水的氯氣吸收化學知識來解釋這一現(xiàn)象。有了觀點對立，探究問題的熱情就會油然而生。這時，教師可引導學生自主設(shè)計實驗方案證明觀點，并將實驗結(jié)果進行總結(jié)，進而加深學生對氯氣性質(zhì)的了解。在這一過程中，學生要進行必要的猜想與探究。

學生猜想：（1）氯氣具有漂白性，與酚酞發(fā)生了反應(yīng);（2）氯氣與NaOH發(fā)生了反應(yīng)，中和了酚酞溶液的堿性而褪色。

學生探究：（1）氯氣與酚酞發(fā)生了反應(yīng)，缺少的是酚酞，可以滴加酚酞溶液，觀察原試管中的溶液是否再次變紅色;（2）氯氣與NaOH發(fā)生了反應(yīng)，缺少的是NaOH，可以滴加足量的NaOH溶液，觀察原試管中的溶液是否再次變紅。

創(chuàng)設(shè)目的：學生在沒有學習新知識之前應(yīng)該樹立問題意識。紅色溶液是氫氧化鈉和酚酞兩種物質(zhì)共存產(chǎn)生的結(jié)果，缺一不可，因此，氯氣只要與氫氧化鈉或酚酞二者之一反應(yīng)，即會出現(xiàn)溶液紅色褪去的現(xiàn)象。這種邏輯思維就是觀察變化現(xiàn)象進行宏觀辨識與微觀探析，是課堂教學幫助學生構(gòu)建學科素養(yǎng)的有效方法。

二、創(chuàng)設(shè)交流的對話情境，幫助學生樹立化學思想

在傳統(tǒng)的課堂上，學生總是按照教師布置的任務(wù)被動學習，學生的化學思維能力提升不盡如人意。雖然這種做法能突出學生的主體性，但在被動的學習氛圍下，學生只能成為被動接受知識的主體，不能成為探究的主體。教學實踐表明，創(chuàng)設(shè)交流的對話情境，通過良好的雙邊互動，可以讓學生變被動為主動。在交流的對話情境中，教師可以借助交流，促進學生化學思想的形成，為提升學生的化學思維能力營造適宜的課堂氛圍[2]。

例如，在開展“食品中的有機化合物”糖類的課堂教學時，筆者預設(shè)了這樣的教學過程。

師：同學們都吃過糖，想一想糖有哪些特點和用途？

生1：甜，溶于水。常見的糖都是晶體狀。

生2：能補充體能，如葡萄糖注射液。

生3：能作為食品的添加劑，做甜點。

師：其實糖類的范圍很廣泛，大家指出的性質(zhì)“甜、溶于水、晶體狀”并不是所有糖類都有的特征，如淀粉和纖維素也屬于糖類。

教師用電子白板展示教材中的糖類化合物的組成（見表1）。

在自然界的存在 葡萄汁、蜂蜜、帶甜味的水果 甘蔗、甜菜等 植物的種子（如大米、小麥）、塊根 植物的細胞壁、棉花、木材

師：為什么糖尿病患者不能食用過多的含糖食品、飲料等？目前市場上的“無糖食品”屢見不鮮，如無糖糕點、無糖奶粉、無糖八寶粥等。你知道無糖食品是什么嗎？所有的糖是不是都有甜味？根據(jù)展示的信息，分析其組成特點，說一說為什么人們將這些糖類化合物稱為“碳水化合物”？

學生認知：（1）糕點、八寶粥等食品的主要成分是淀粉，淀粉屬于糖類，不能說是“無糖食品”。

（2）根據(jù)糖類化合物的組成和化學式變形（見表2），自然推斷出糖類化合物稱為“碳水化合物”。

師：“碳水化合物”可以寫成Cn（H2O）m的形式，滿足Cn（H2O）m的形式一定是糖類嗎？

生：我們學過的生活中的兩種常見有機物之一CH3COOH可以寫成C2（H2O）2的形式，不屬于糖類。

師：人們提到的“碳水化合物”是特指糖類物質(zhì)，因此CH3COOH不能說是“碳水化合物”。

預設(shè)目的：一方面，通過師生雙邊的對話交流引導學生逐步理解化學知識在生活中的實際運用，從化學的角度科學解讀市場上“無糖食品”的含義，從糖類化合物的組成認知其共性。另一方面，通過讓學生自主探究糖類的“碳水化合物”特征，明確“碳水化合物”是糖類化合物的代名詞，但不是滿足Cn（H2O）m的形式就一定是糖類，逐步幫助學生構(gòu)建“證據(jù)推理與模型認知”的化學觀念。

三、提供團隊合作交流的平臺，拓展學生創(chuàng)新思維

傳統(tǒng)合作學習多為分組實驗，往往注重完成任務(wù)的形式，沒有明確的方案設(shè)計、小組分工，不能突出合作的價值。為了改變這一現(xiàn)狀，教師必須讓學生成為團隊合作交流中的設(shè)計者、過程的管理者。筆者在教學實踐中發(fā)現(xiàn)，只有鼓勵學生大膽創(chuàng)新，挖掘教材甚至是高考試題中的有用信息，才能讓學生敢于發(fā)言、敢于探究、敢于交流。

例如，在教學“中和滴定實驗”時，筆者將2020年全國理科綜合能力測試III卷的化學實驗題進行了改編，讓學生進行分組實驗。

實驗內(nèi)容：苯甲酸的制備、提取和純度測定。

在實驗室中可通過甲苯氧化制苯甲酸，其反應(yīng)原理如圖1、表3所示。

實驗步驟：

（1）苯甲酸的制備：在裝有溫度計、冷凝管和攪拌器的三頸燒瓶中加入1.5 mL甲苯、100 mL水和4.8 g

（約0.03 mol）高錳酸鉀，慢慢開啟攪拌器，并加熱回流至回流液不再出現(xiàn)油珠。

請學生選擇適當?shù)膬x器組裝實驗裝置。

（2）產(chǎn)品的提取：①停止加熱，繼續(xù)攪拌，冷卻片刻后，從冷凝管上口慢慢加入適量飽和亞硫酸氫鈉溶液（除去過量的高錳酸鉀），并將反應(yīng)混合物趁熱過濾，用少量熱水洗滌濾渣。②合并濾液和洗滌液，于冰水浴中冷卻，然后用濃鹽酸酸化至苯甲酸完全析出。③將析出的苯甲酸過濾，用少量冷水洗滌，放在沸水浴上干燥。④稱量粗產(chǎn)品質(zhì)量，讓學生選擇適當?shù)膬x器進行實驗并做好記錄。

（3）產(chǎn)品的純度測定：用電子臺秤稱取0.122 g粗產(chǎn)品，配成乙醇溶液，于100 mL容量瓶中定容。每次移取25 mL溶液，用0.01 mol·L-1的KOH標準溶液滴定。請學生繪制測定苯甲酸純度的實驗記錄表。

學生探究：選擇儀器組裝反應(yīng)裝置，實驗室中可選擇的儀器如圖2所示。

師：三種漏斗和兩種冷凝管如何選擇？說明理由。

生：（小組討論后）三種漏斗選擇分液漏斗，可以盛放液體并控制液體慢慢滴加;兩種冷凝管選擇球形冷凝管，球形冷凝管的冷凝效果比直形冷凝管更好。

師：組裝反應(yīng)裝置時，三頸燒瓶口①②③應(yīng)分別插入什么儀器？為什么要這樣做？

生：（小組研討后）①③口插入分液漏斗、球形冷凝管;②口插入攪拌器。攪拌器插入②口方便上下移動和攪拌溶液，不損壞三頸燒瓶。

學生進行實驗。實驗過程中，教師巡視并指導小組探究，在學生有偏差時及時進行糾正。

創(chuàng)設(shè)目的：將高考試題改編為學生的分組實驗情境，更能激發(fā)學生對酸堿中和滴定的探究興趣，提升學生獲取新知識的能力，從而在團隊合作交流中實現(xiàn)“科學探究與創(chuàng)新意識”的化學學科素養(yǎng)的培養(yǎng)。在學生動手實驗之前，筆者結(jié)合學生的學情特點合理分組，通過小組內(nèi)合作討論該實驗操作的三個階段具體的實驗事項，包括目的、過程和數(shù)據(jù)記錄，以團隊協(xié)作的方式合理分配操作任務(wù)。方案設(shè)計、過程操作、數(shù)據(jù)處理、建模反思的合作探究過程，不但能夠激發(fā)學生科學探究的興趣，而且能夠讓學生在思維能力的互補中得到發(fā)展與提升。

結(jié)? 語

總之，教師應(yīng)在高中化學課堂教學中創(chuàng)設(shè)有趣的問題情境，并通過一系列具體問題作為核心活動，激發(fā)學生的探究潛能，實現(xiàn)課堂結(jié)構(gòu)化;創(chuàng)設(shè)交流的對話情境，讓學生進行獨立思考，樹立化學觀念;提供團隊合作交流的平臺，借助學生間的緊密合作、師生間的深入追問，拓展學生的創(chuàng)新思維。上述方法有助于學生在面對陌生情境、陌生問題時進行情境關(guān)聯(lián)，利用已學化學知識和認識方法解決問題，有效提高學生基于核心素養(yǎng)的高中化學思維能力。

[參考文獻]

劉永謙.基于核心素養(yǎng)的高中化學教學策略研究[J].試題與研究（教學論壇），2020（02）：58.

劉志明.基于核心素養(yǎng)培養(yǎng)的高中化學教學策略探析[J].中學課程輔導（教學研究），2020，14（07）：32.

基金項目：本文系教育部福建師范大學基礎(chǔ)教育課程研究中心2021年度開放課題“基于‘讀思達’培育化學學科核心素養(yǎng)的高中化學教學實踐研究”（立項批準號：KCZ2021122）的階段性研究成果。

作者簡介：黃云鵬（1972.9-），男，福建莆田人，任教于福建省莆田第二中學，高級教師，本科學歷。