◎江優(yōu)瑾
高中化學學科核心素養(yǎng)是高中學生核心素養(yǎng)發(fā)展的重要組成部分,是學生具有化學學科特質的關鍵能力和品質。教學設計時教師必須重點考慮如何通過具體的知識載體教學來培養(yǎng)學生的化學核心素養(yǎng),本文以《硫酸的性質》教學設計為例,探索在教學中如何落實學生化學核心素養(yǎng)培養(yǎng)的途徑。
硫酸的性質是元素化合物學習中的一塊很重要的內容,如果僅僅是按照從物理性質到化學性質再到物質用途這樣羅列一下,然后做實驗寫幾個方程式,這樣的課只是對知識的簡單構建,根本達不到培養(yǎng)學科素養(yǎng)的目的。硫酸性質教學設計時,考慮以問題鏈為導向,構建一個有機的教學整體,以鏈狀結構環(huán)環(huán)相扣,體現出問題之間的能力增益和學科思維的推進深化(林小駿,2015)。要實現在“硫酸的性質”這節(jié)課中將核心素養(yǎng)落地生根,必須在教學過程中構建學生的化學觀,對化學基本思想和基本方法進行綜合和提升。教學環(huán)節(jié)的設計是通過對稀硫酸和濃硫酸性質的探究,形成元素觀和微粒觀,通過設置情境、實驗探究、猜想驗證等方法,建立證據推理和模型認知的思維方式;通過對比分析、深入探討,滲透量變到質變、對立統(tǒng)一的哲學觀。本節(jié)課導入部分通過視頻了解我國硫酸工業(yè)生產情況,問題層層遞進,形成問題鏈,培養(yǎng)學生科學精神與社會責任感,最終建構觀念,形成化學價值觀,整節(jié)課教學設計的主體思想通過板書展示如下:
1.情境引入,激發(fā)學習欲望 通過視頻播放,讓學生了解硫酸的發(fā)現史和用途,深刻體會硫酸被稱為化工之母的原因,這樣可以使學生快速進入學習狀態(tài),借助圖片給他們營造出強烈的視覺震撼,讓學生認識化學在科技發(fā)展和社會生活中的重要作用,激發(fā)學生探究硫酸性質的強烈欲望。這樣的教學設計能讓學生體會如何學以致用,如何在工業(yè)上投入大規(guī)模生產,為下節(jié)“硫酸的生產”教學奠定基礎打下伏筆。同時也能培養(yǎng)學生的科學精神和社會責任。
2.實驗探究,構建微粒觀
【實驗探究】課前5分鐘準備一張硬紙板,分別蘸取濃硫酸和稀硫酸在上面畫圈
【實驗現象】課堂展示畫有濃硫酸的一側變成黑圈,而稀硫酸的一側沒有明顯的變化
【實驗思考】(1)濃硫酸與稀硫酸的組成元素是什么?(2)濃硫酸和稀硫酸在組成上的差異是什么?(3)濃度不同的兩種硫酸性質不同,請從微觀角度討論可能(本質)原因。
【實驗結論】(1)濃硫酸與稀硫酸組成元素相同,濃度不同;(2)構成兩種酸的微粒不同,濃硫酸主要是由硫酸分子(H2SO4)構成,而稀硫酸是由氫離子(H+)和硫酸根離子構成的;(3)組成元素相同,但是微粒不同,其性質也不相同。
【設計目的】通過實驗產生視覺上的沖擊,感悟原有認知水平與實驗現象的反差,從而產生認知上的“沖突”,引出從微觀粒子的角度去思考,激發(fā)探究意識,也是對結構決定性質化學學科思想的補充,同時也與無聲處落實了宏觀辨識和微觀探析的核心素養(yǎng)。
3.實驗探究,構建科學的哲學化學觀
【實驗探究一】將原來紙板上無明顯變化的稀硫酸一側加熱
【實驗現象】加熱稀硫酸一側時,觀察到慢慢地也變成了黑圈
【實驗思考】加熱發(fā)生了什么變化?為什么會與濃硫酸出現相同的現象?
【實驗結論】加熱時將水份蒸發(fā),而硫酸仍在,說明硫酸是一種高沸點難揮發(fā)的酸
【實驗探究二】組裝實驗器材如右圖
實驗步驟:先將稀硫酸與銅片混合并加熱,觀察現象。再將濃硫酸與銅片加熱并觀察現象。
【實驗現象】銅與稀硫酸混合后無明顯現象,銅與濃硫酸能反應,且能生成使品紅溶液褪色的氣體
【實驗思考】(1)寫出銅與濃硫酸反應方程式,說明表現了濃硫酸什么性質?(2)稀硫酸有氧化性嗎?如有請設計實驗說明。
【實驗結論】濃硫酸和稀硫酸均有氧化性;由于構成微粒不同,稀硫酸的氧化性是由氫離子(H+)表現出來的,而濃硫酸的氧化性是由硫酸分子中的硫元素表現出來的。
【設計目的】教之道在于渡,學之道在于悟。這樣的教學設計能使學生自己悟出從量變到質變、對立統(tǒng)一的哲學學習觀。通過實驗證據推理,環(huán)環(huán)相扣,步步為營,能培養(yǎng)學生嚴謹的邏輯推理的思維模式。
4.實驗對比,探究現象背后的反應本質
【實驗探究】將硫酸銅晶體與蔗糖分別于濃硫酸混合,并攪拌(提示蔗糖的化學式)
【實驗現象】藍色的硫酸銅晶體變?yōu)榘咨徽崽亲兒谕瑫r伴有刺激性氣味
【實驗思考】硫酸銅晶體變白的原因?蔗糖變黑的原因?
【實驗結論】變白和變黑均是由于失掉水引起的,將失掉現成的水分子稱為吸水性,而將氫氧元素以水的形式脫出稱為脫水性。
【設計目的】這樣的教學設計能讓學生從表面的實驗現象背后體會到化學反應本質。本質與現象是表示事物的里表及其相互關系、反映人們對事物認識的水平和深度的一對哲學范疇。世界上的任何事物都是本質和現象的對立統(tǒng)一,這樣的教學設計可以讓學生透過現象把握其本質。
《硫酸的性質》教學設計,能將硫酸的性質深入到學生靈魂,將觀念、思想、思維滲入學生的骨內,有利于激發(fā)學生的學習興趣,調動他們的學習積極主動性,提高課堂學習效率,培養(yǎng)學生的化學核心素養(yǎng),從而全面提高課堂教學效果。為了培養(yǎng)學生核心化學素養(yǎng),具體課堂教學設計實踐中,教師要思考以下問題。
以問題鏈為設計模式,讓學生學會證據推理和模型認知。設計時要讓每個環(huán)節(jié)都是完整的遞進問題鏈,這樣便于有效地引導學生建立和發(fā)展化學核心觀念,教會學生從問題的推進中,感悟從現象的背后找出證據,推理演繹得出認知的模型;學習是學生自己主動建構知識的過程,教師要以圖式理論和建構主義教學理論為教學設計基礎,使學生把頭腦中的新舊知識結合起來,達到知識的再構建,實現量變到質變;以科學實驗探究為設計理念,讓學生親身體驗化學學習的樂趣,通過層層推進的實驗,讓學生參與到學習中來,以實現體驗式學習,讓學生在“做中學”。
參考文獻:林小駿,李躍、沈小紅,高中化學核心素養(yǎng)體系的構成和特點[J].教育導刊,2015(5):78-81