基于学科核心素养的改进实验案例研究　　.doc

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1、基于学科核心素养的改进实验案例研究　　作者：程波 作者简介：程波，安徽省宿州市第二中学，高级教师。原文出处：教育与装备研究内容提要：化学学科的核心素养是化学学科最具科学本质的素养，而自制实验是发展学生化学学科核心素养的有效途径。以“制备与性质检验实验改进”为例，创设真实的问题情境，引导学生开展一系列的科学探究活动，探索基于学科核心素养的自制实验案例的基本模式，并提出相应的思考。期刊代号：G37分类名称：中学化学教与学复印期号：2018年07期关键词：化学 核心素养 科学探究与创新意识 {G37AC737.jpg}制备与性质检验 改进       化学是一门以

2、实验为基础的实用科学，化学学科的核心素养是化学学科最具科学本质的素养[1]。《普通高中化学课程标准（2017年版）》提出“宏观辨识与微观探析”“变化观念与平衡思想”“证据推理与模型认知”“科学探究与创新意识”“科学态度与社会责任”5个维度的素养（其逻辑关系如下页图1所示），全面展现了学生通过化学课程学习形成的关键能力和必备品格[2]。      高中化学实验教学中如何落实“素养为本”的课程理念，尤其是促进学生“科学探究与创新意识”“科学态度与社会责任”素养的内化和提升，成为一线教师亟待解决的问题。本文以“制备与性质检验实验改进”为例，创设真实的问题情境，引导

3、学生开展一系列的科学探究活动，探索基于学科核心素养的自制实验案例的教学基本模式。            一、背景分析      是典型的酸性氧化物，其制备和性质具有较强的代表性。化学性质既有酸性氧化物的通性，又包括漂白性、弱氧化性、强还原性等。制备原理既有复分解反应（“强酸制弱酸”），又有氧化还原反应。其化学性质、制备原理及蕴含的学科素养关系如图2所示。            本案例的设计是在学生学习过基本性质后，围绕“制备与性质检验实验改进”开展的自制实验探究活动。设计目的是让学生在系统掌握核心知识的同时，体验科学探究的过程，提升其科学探究能力与创新意识。

4、此外，是大气污染的典型代表之一。我们在制备、性质检验时需引导学生关注环境问题，体会知识与社会、生活、健康、环境的联系。设计本课有助于培养学生的科学态度和价值观，落实核心素养中“科学态度与社会责任”的要求。      二、设计思路（见图3）            三、教学实施      （一）课堂教学阶段      （1）创设问题情境，引入新课      【教师】请大家根据的性质和制备方法，结合我们熟悉的实验装置，设计一套制备和性质检验实验装置。      【学生活动】交流、讨论，整理后得到如下制备方法：      [实验用品]固体、70%、品红试液、溴水、溶

5、液、NaOH溶液等。      [实验原理]      +品红试液→无色溶液（高中不需掌握其反应）            [实验装置]如图4所示。            [预期现象]锥形瓶中有无色气体产生，品红褪色、溴水褪色、溶液中有淡黄色浑浊。      设计意图：基于核心素养的教学一个显著的特征是问题来源于真实情境。学习完性质后如何设计实验进行验证成为学生的迫切需求。因此，抛出此问题后，立刻吸引学生兴趣，激发其探究热情。从学科素养角度分析，学生需掌握的物理性质、化学性质（涉及化合价的变化、氧化还原理论、“以强制弱”规律、类比转化思想、微观表征）和实验装置

6、模型等“宏微结合”“变化平衡”“证据推理”素养。      （2）活动探究，发现新问题      【教师】下面请大家根据讨论结果，进行实验验证。      【学生活动】学生组装仪器，进行探究。      结果汇报：实验时只能观察到品红试液褪色；溴水溶液刚开始没有现象，一段时间后发现颜色变浅，但始终没有褪去；溶液中始终看不到浑浊。      【教师追问】此套装置除上述问题，还存在哪些不足之处？      【学生活动】认真观察，并交流讨论。      结果汇报：实验结束后，整个装置内残留的大量气体无法被碱液吸收，造成严重污染；整个装置组装起来费时费力，且实验中所

7、需药品较多。      设计意图：学生利用已有知识预测的结果和实际实验现象不同，产生认知冲突，让学生体会到理想的实验设计必须要经过动手实践才能发现问题。同时收集实验事实，为进一步探究奠定基础。此外教师在追问环节及接下来的学生讨论，再次让学生深刻理解环保意识、资源节约理念等，提升其“科学态度与社会责任”素养。      （3）深入探究，布置新任务      【教师】结合刚才我们遇到的新问题，请大家分析产生上述问题的原因。      学生交流发言，教师适当引导。      【师生小结】经过分析，造成以上问题的主要原因：①由于该装置是气体连续反应，这就需要反应器中

8、的压强足够大，才能够通过所有试剂瓶观察到所有实验现象