新课改背景下实验探究对学生核心素养的培养

朱铭铮

（浙江省金华市义乌中学）

新课改背景下实验探究对学生核心素养的培养

朱铭铮

（浙江省金华市义乌中学）

高中化学是高中学科领域一门重要的课程，从其新课程标准目标和要求来看，其核心是以学生为本，培养学生动手实践能力和探究精神，全面提高学生的基本素质。如何培养学生的化学学习核心素养已成为教师学者共同探究的问题。在新课程高中化学中，化学实验是十分重要的教学内容，阐述了通过实施开放式实验室，教师引导学生查阅文献资料，学生自主申报实验课题，开展合作探究的过程。旨在提高学生的创新精神和实践能力，提高学生探究化学本质规律的能力，从而培养学生的化学学科素养、化学信息素养、合作能力，指导学生初步了解科学前沿，从更高的境界和视野上发展自我。

新课程；实验；锂硫电池

一、联系实际，发现问题

随着社会的发展，能源消耗和环境问题向我们的社会提出了巨大的挑战，因此，发展具有高安全、高能量密度和高比容量的可充电锂电池是现代社会发展的必要组成部分。用现实情境及问题来激活教材知识，并借此指导学生查阅文献，了解有关科学前沿问题，并且联系实际，自主提出申报课题，并积极了解问题的各个方面，从而培养其化学信息素养。

作为活性炭的主要原料，以木材和秸秆等为代表的生物质材料是典型的可再生资源。以稻壳为例，全国每年可产生4000万吨，资源相当丰富。稻壳碳化后的产物中含有大量的二氧化硅（达30wt%），且多为纳米级别，因此具有很高的电化学活性和吸附能力。有研究表明，在锂硫电池正极材料中添加一定量的纳米氧化物可以有效地提高硫的电化学活性，有利于提高其充放电可逆性。将高含硅量的稻壳加工成具有优异电化学活性的锂硫电池正极载体材料，无疑是一种变废为宝、一举两得的方法。基于此，本课题拟以生物质废料为原料，开发具有一定二氧化硅含量的高比表面积稻壳活性炭，用于锂硫二次电池正极的载体并优化硫/碳复合电极的电化学性能，为低成本、高容量的锂硫电池的产业化提供技术支持。

二、实验探究，合作交流

化学实验是培养学生动手能力的主要手段，它是贯彻新课改思想，培养学生之间合作交流、科学观察和科学思维能力的有效手段。在进行上述课题过程中，学生通过文献数据与资料，交流确定进行实验的材料及实验过程。在实验室中进行探究，课题的实验过程如下：

（一）稻壳的碳化过程

稻壳碳经过水洗，除去表面黏附物，在100℃烘箱中烘干。将其放入管式电阻炉中，通氩气，以每分钟升温6℃的速率升至450℃，然后维持2小时后降温。

（二）稻壳的活化过程

活化剂选用氢氧化钾，氢氧化钾与碳化产物的质量比为3:1，加入10毫升水，搅拌充分溶解混匀后，在60℃烘箱中干燥。干燥后在450度预活化30分钟，然后在700度活化1小时，升温速率在6度每分钟。自然冷却至室温，稀盐酸洗涤至中性，干燥，得到稻壳活性炭载体。

（三）制备硫/碳复合材料，组装锂硫二次电池正极

制备硫/碳复合材料：将稻壳活性炭与升华硫以3:1混合，研磨30分钟后均匀后置于反应釜中，加热至155℃保温24小时，使硫充分渗入到稻壳活性炭的孔洞之中，从而获得一定负载量的硫/碳复合材料。

电极制作：将稻壳炭材料、导电炭黑和聚偏氟乙烯（PVDF）黏结剂按质量比7:2:1 混合，在N，N二甲基吡咯烷酮溶剂中搅拌成均匀的浆状物，将其均匀地涂在铝箔上，然后在60℃下真空干燥24 h。

组装电池：在手套箱中进行电池组装成锂硫电池，并在电化学工作站进行性能测试。

三、分析数据，深入思考

学生通过化学概念原理和化学事实来对实验现象与数据进行分析、综合、比较、归纳与概括，从而提高自身的化学逻辑思维能力。通过以上的实验过程，可得到一系列的实验数据与图表，再对其进行分析：

（一）SEM表征

图1 硫/稻壳活性炭复合材料的SEM图

硫/碳复合材料的SEM图表面看不出有很多3.课堂后需总结的两个要素

（1）总结知识。收集并整理学生的作品，对学生在学习过程中遇到的问题进行总结点评，学生对出错的知识点进行巩固。

（2）对整堂课进行评价。评价一方面可以验证教师的教学情况，对出现的问题进行修改，可以进一步提高教学效果，另一方面也可以反映出学生在整堂课中的表现，对出现的问题教师及时指出，学生在以后的上课中要注意不能再犯。

五、翻转课堂教学模式在高中信息技术课程中的应用思考

通过对翻转课堂的教学研究，笔者认为以下几点是值得认真思考的：

1.教师要制作高质量的视频

翻转课堂教学模式需要教师在课前准备高质量的教学视频。这就要求教师将教学内容制作成优秀的教学视频，该教学视频必须将本节课的教学重难点讲透，这样才能帮助学生吸收本节课的主要知识点，提高课堂效率。

2.教师课上要进行精准的引导

高中班级学生人数比较多，在有限的教学时间内要想实现对学生精准地引导并不是一件容易的事情。笔者认为，一方面高中信息技术教师可以在课堂上对学生进行个别辅导或是分组辅导；另一方面也要求教师在备课方面多下功夫，尽可能考虑到学生会出现哪些方面的问题。

3.师生课后总结至关重要

笔者认为，在翻转课堂实施之后，教师或是学生都应该交流体会和收获，师生还要对心得体会进行相应的评价，评价的过程也是学习的过程。

翻转课堂的应用研究已经成为当今时代教育教学研究的热点，短期内就涌现出了大量有价值的研究，但是无论哪种新的模式适应实际的教学，都需要一个实践和适应的过程。本研究最大的特点就是在实际的信息技术课程的教学中不断地探索和改进，充分分析了高中信息技术课程教学中实际存在的问题和实际需求。笔者将继续对翻转课堂在高中信息技术课程中的应用进行细致分析，力争找出有利于信息技术课程有效展开的方式、方法。

［1］李政，杨冠英.新课标指导下高中信息技术教学存在的问题及对策研究［J］.中小学电教（下），2012（12）：1-2.

［2］钟晓流，宋述强，焦丽珍.信息化环境中基于翻转理念的教学设计研究［J］.开放教育研究，2013（1）：58-64.

［3］赵兴龙.翻转课堂中知识内化过程及教学模式设计［J］.现代远程教育研究，2014（3）：55-61.

［4］李岩岩.高中信息技术问题解决式教学策略研究［D］.辽宁师范大学，2014.

［5］张渝江.翻转课堂变革［J］.中国信息技术教育，2012（3）：70-73.

·编辑 张珍珍