培养化学核心素养的课例研究

施健

【摘 要】五年制高职生在中专阶段需要培养化学核心素养，包括宏观辨识与微观探析等五项内容。在化学实验“萃取”的教学实践中，这五项化学核心素养在各教学环节得以不同程度的体现和具体实施，本文阐述其课堂教学的实际做法与体会。

【关键词】化学核心素养;化学实验教学;萃取

中图分类号： G633.8文献标识码： A文章编号： 2095-2457（2019）29-0180-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.29.085

Case Study on Cultivating Chemical Core Literacy

——Taking “Extraction” of Experimental Teaching as an Example

SHI Jian

（Wuxi Higher Health Vocational Technology Schools， Wuxi Jiangsu 214111，China）

【Abstract】The five-year higher vocational students need to cultivate core chemical literacy in the secondary vocational school stage. Chemical core literacy includes five items，for example， macro-identification and micro-analysis， etc. In the teaching practice of “extraction” in chemical experiments，These five items can be embodied and implemented in different degrees in various teaching segments. This paper elaborates on these practices and experiences.

【Key words】Chemical core literacy; Experimental teaching; Extraction

课程改革要求教师从关注“教什么”转向到关注“学生学会什么”，随着改革的不断深入，“什么知识最有力量”已成为课程的经典问题。2015年11月29日，中国教育学会、光明日报、教育部组织了一场“核心素养如何转化为学生素质”的教育沙龙，与会教育专家指出，“只有能成為素养或智慧的知识才有力量”，以化学学科为例，将课程目标定位在核心素养上，才能回答“化学能留给他终身受用的东西是什么”。

1 化学学科核心素养的内涵

1.1 化学学科核心素养

吴俊明认为“学科核心素养”这个名词有广义和狭义两种含义：狭义含义指只有本学科才有、非本学科一定没有的那些必备品格和关键能力。[1]因此，首先要明确化学学科与物理、生物等学科的不同之处：“化学可以说是应用宏观与微观结合、思维与实验结合的方法研究实物材料（化学物质）的组成、结构、性质和变化，以及它们的相互联系，为人类利用自然、改造自然、保护自然、提高生活质量和生存安全服务，满足人类的实际需要以及有关的好奇心和兴趣的科学”。[2]在此基础上，才能回答哪些关键能力和必备品格只能在化学学习中形成。目前国内大多数学者主张用“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、实验探究与创新意识、科学态度与社会责任五项内容来概括”化学学科核心素养，并认为这五项是“高中生应该具备的化学学科核心素养的要素”。[3]

1.2 培养职校学生化学核心素养的必要性

本校药学、生物制药等专业的五年制高职学生，在一到三年级的中专阶段学习无机化学、有机化学等基础化学课程，这些基础化学课程，绝大部分内容和高中化学内容雷同，且五年制高职生化学学习的起点和高中生相同，仅仅是初三学过一年化学。所以，本文讨论的化学学科核心素养是基础教育阶段的化学学科核心素养，即上述“高中生应该具备的化学学科核心素养的要素”包括的五项内容。这些化学核心素养的养成，是五年制高职生在四、五年级大专阶段学习药物化学等专业相关课程的基础。

2 在实验教学中实践化学核心素养的培养

利用现有实验条件，对培养化学核心素养做了一些尝试和探索。下面以有机化学课程中“萃取”的化学实验为例，阐述化学学科核心素养的五项内容是如何在课堂教学实践中逐一落实的。由于“萃取”的教学内容自身特点和限制，决定了这五项内容落实的程度不同，在情境问题设计、难点的突破、教学内容的组织安排等方面能落实化学核心素养的侧重点也是不同的。

2.1 培养学生科学态度与社会责任感

“我们的化学教学在一定程度上缺乏真实情境下的化学学习，缺乏正确的化学情感、态度、价值观引领，育分大于育人”。富有情感的真实情境做教学素材是培养化学核心素养之社会责任的支撑[4]。在“萃取”的实验教学中，基于某制药厂废水中有害物质的真实数据，让同学广泛了解苯酚等物质对水、土壤等环境的破坏以及对人畜等健康的影响，查阅国家对工业废水排放标准。通过这样的案例设计，使学生认识：“实现化学科学的价值既要充分发挥化学科学技术为人类提供物质财富的作用，又要充分分析化学科学技术应用对人类社会发展带来的负面影响，即充分承担起化学科学对促进人类社会发展的社会会责任”。[5]

在萃取教学中，学生需要在实验预习时完成学习任务书，填写实验课上环保注意一栏的内容，教师在课堂上也再次板书和提醒学生：将废液废物倒入指定容器。这些做法强化了学生的环保意识，有助于学生建立可持续发展和绿色化学观念，也是对化学核心素养之一的社会责任感的培养。

2.2 培养学生宏观辨析与微观探析的能力

“在实际教学中，要引导学生将宏观现象微观机理相结合，透过现象看本质，培养学生‘宏观切入一微观分析一符号表达的化学思维模式。”[6]在“萃取”教学中，先让学生观察用四氯化碳提取碘水的碘这一颜色鲜明的实验现象，再播放碘分子是如何从水层转移到四氯化碳的动画，使学生理解碘和四氯化碳都是非极性分子而相似相溶，认识到溶质在萃取剂和原溶剂不同的溶解程度可用符号K（分配比）表达，学习建立“宏观切入-微观分析-符号表达”的化学思维。

2.3 培养学生证据推理与模型认知的能力

教师通过上述对萃取原理的学习引导，能让学生初步推理出分配比K的表达式，建立这一认知模型后，教师要求学生设计并分组讨论实验方案，就是根据以上模型认知（K值公式），从各种有机试剂如丙酮、乙醇、乙酸乙酯等中，选择萃取废水中苯酚最合适的萃取剂，并根据萃取次数n和分配比K的数学关系中推理出合适的萃取次数以及少量多次萃取的操作原则。由此看出，学生能根据K值大小选择萃取剂，就是养成和应用了证据推理和模型认知的能力。只有不断加强证据推理和模型认知的能力，才有可能让学生顺利完成知识的迁移，提高解决实际化学问题的能力。

2.4 培养学生實验探究能力与创新意识

学生进行实验设计，完成实验仪器、试剂、实验操作方案等的选择，本身就是培养学生的实验探究能力。萃取实验教学中，坚持让每一个学生动手操作实验全过程，这一做法不仅可以解决实验中常见的只观摩不动手的问题，提高学生化学实验操作能力，还可以让学生体会到：实验过程中可能会出现新问题，这些问题的解决更是培养自己化学实验探究能力和创新意识的最好机会。萃取操作过程中出现的生成性问题有：影响分层的泡沫如何处理？分液时，两相分界线到达分液漏斗旋塞的哪个部位停止放液？如何验证原溶液中苯酚已达到排放标准？乙酸乙酯萃取苯酚后，怎么处理？

实验结束后，教师提出实验报告的具体要求：写清实验现象并逐一解释，计算产率，分析异常实验现象和操作失误等产生的原因，对实验提出建议和改进。还要求学生通过课程资源以及互联网等平台思考和拓展以下知识：如索氏萃取器用于什么样的萃取？实际工业生产中，制药工业废水中的酚类是用哪些设备进行萃取的？还有哪些处理方法，需要哪些设备？

以上实验中生成性问题的解决、实验报告要求和实验后习题设置，正是符合以下化学核心素养的培养要求：“‘实验探究与创新意识要求学生发现和提出有探究价值的化学问题，能依据探究目的设计并优化实验方案，完成实验操作，能对观察记录的实验信息进行加工并获得结论;能和同学交流实验探究的成果，提出进一步探究或改进实验的设想;能尊重事实和证据，不迷信权威，具有独立思考、敢于质疑和批判的创新精神。积极参与有关化学问题的社会决策。”[7]

2.5 培养变化观念与平衡思想

萃取的过程实际上是温度一定时某一种物质在两种互不相溶的液相中都能溶解，建立平衡的过程，这个平衡的平衡常数即该物质在两种溶液中的浓度比，叫分配系数K，这就是分配规律。教师在讲萃取原理时，强调用于萃取的基本原理还是平衡观念，有助于学生巩固平衡理念是贯穿于整个化学学习的基本观念。

综上所述，化学核心素养培养的理念，正是“萃取”化学实验教学这一课在教学设计、教学内容组织、教学方法、信息化教学手段等方面的出发点和立足点。“萃取”化学实验教学的具体实施，获得了同行的肯定，因为其正视并弥补以往化学实验教学中的一些不足，更是体现对“化学能留给他终身受用的东西是什么”这一终极目标的认真思考和追求。

【参考文献】

[1][2]吴俊明.关于核心素养及化学学科核心素养的思考与疑问[J].化学教学，2016（11）：3-5.

[3][7]王云生.基础教育阶段学科核心素养及其确定——以化学学科核心素养为例[J].福建基础教育研究，2016（2）：7-9.

[4]沈旭东.基于化学核心素养之社会责任感的调查与启示[J].化学教育，2017（9）：50.

[5]吴星.对高中化学核心素养的认识[J].化学教学，2017（5）：3.

[6]包承幸.培养学生化学学科核心素养的教学实践与思考——以《乙醇》的教学为例[J].广西教育2017（8）：48.