基于探究实验发展学生核心素养

巩佳利

一、问题的提出

众所周知，化学核心素养是学生核心素养的重要构成要素之一，是化学学科育人价值的具现，是國家从未来综合性人才所需的价值观、能力和品格对化学教学提出的具体要求，为开展“素养为本”的化学教学指明方向。化学教学的目标是由教学素材和教学方法构成，其目标是知识传授和学生核心素养培养，进一步分析发现，教学知识是教学素材的重要组成，教学素材是培养化学核心素养的重要载体，教学方法是落实知识和学生化学核心素养的关键手段，二者的配合决定了课堂核心素养落实效果。就相同的教学素材而言，配以不同的方法，会出现迥然不同的教学效果，传统演示实验教学是最常用的实验教学方法之一，通常将素材作为服务于知识传授的介质，只侧重知识的落实效果，完全忽略在学生能力和思维培养等方面的重要作用，使得化学核心素养在课堂中不能有效落实，探究实验教学则弥补传统演示实验教学的缺陷，充分挖掘素材在素养培养方面的价值，培养学科的相关能力，提升学生综合素质，真正做到“素养为本”的化学教学。显然，探究实验教学是发展学生化学核心素养行之有效的方法。如何在探究实验教学中落实化学核心素养呢？本文就以化学能与热能第一课时的教学为例进行探讨。

二、促进学生化学核心素养发展的教学设计

1.整体教学思路

本节课的主体教学思路，基于学生知识和能力基础，通过设计紧密连接的问题链，衍生逐步深入的探究性任务链，以“初建模型-完善模型-运用模型”学习模式逐层推进，定性发展对化学反应的认识，培养探究性问题的解决能力，提升探究能力，养成用注重实证、严谨求实的科学态度，开展“素养为本”的化学教学。

2.主要教学活动设计与实施

环节一：建立认识化学反应新角度

【问题1】请你给表2中的化学反应分类？

【任务1】请你用化学反应方程式表示表2中的化学反应，并对反应分类，说明分类依据。

【思考】请你给吸热反应和放热反应下个定义？

在学生化学反应分类的认知（反应物和生成物的类别和种类、电子转移、是否有离子参与）基础上，引导学生尝试将其按热量变化分为吸热反应：反应1、3、4、5，与放热反应：反应2。

设计意图：

初步将化学反应从能量角度分类吸热反应和放热反应，增加化学反应分类的角度，发展分类观，同时为环节二探究任务提供活动素材。

环节二：探究反应能量变化，初建模型

【问题2】从能量角度对化学反应分类正确吗？如何证明？

【任务2】请你设计实验方案，验证你的预测。

仪器：试管、胶头滴管、烧杯、玻璃棒

药品：锌粒、氧化钙粉末、氢氧化钠溶液、稀盐酸、稀硫酸、Ba（OH）2·8H2O固体、NH4Cl固体、NaHCO3固体、水

【初建模型】

依据探究流程：提出问题→形成假设→设计方案→实验验证→收集证据→分析推理→形成结论，学生在教师帮助下完成前两步，独立实施后5步，最后学生提炼探究过程，并转化为思维模型（见图2）。对于反应3、5的异常现象，学生认为值得继续探究。

设计意图：

在本环节中，运用实验方法定性认识化学反应与能量变化的关系，初步科学地建立从能量角度对化学反应分类的认知，养成注重实证的科学态度，在实验探究过程，初步建构科学探究思维模型，培养分析推理、探究能力，促进“变化观念”、“证据推理与模型认知”、“科学探究”、“科学态度”等核心素养发展，同时为环节三提供教学素材。

环节三：探究异常现象，完善模型

【问题3】

3.1环节二的实验不足有哪些？如何改进？

【任务3】请你优化实验不足，并创新实验装置。

【小结】实验优化着手点

通过集体讨论，学生认为应从节约、环保、空白对照、普适性、实验室条件等方面对实验进行优化、创新（见表4）。

3.2针对环节二，请你提出一个可探究的问题？并探究？

【任务4】结合环节二的实验，提出问题，设计方案并进行验证。

基于异常现象，学生能够提出可探究的问题，再自主进行完整性的探究活动。

【归纳】

1.化学反应能量变化是化学反应基本特征之一，化学能与热能可以相互转化[1]。

2.常见的放热反应：燃烧反应、大多数化合反应、金属与酸（水）、中和反应

常见的吸热反应：Ba（OH）2·8H2O固体与NH4Cl固体、NaHCO3固体与稀盐酸、大多数分解反应

设计意图：

在本环节中，完善科学探究思维模型，进而形成解决探究性问题的思路和方法，同时培养问题意识，发展创新能力，提升探究能力，养成注重实证，严谨求实的科学态度，再通过前面的学习，归纳常见的吸热反应和放热反应，学会用实验方法科学地建立从能量角度认识化学反应的新认知，进一步促进学生化学核心素养发展。

三、结束语

综上所述，采用探究实验教学，选取利于凸显化学核心素养的素材，设计联系紧密的递进式探究任务，有机的将核心素养对学生的具体要求融入逐级深入的实验环节，搭建整体性思维框架，打造指向核心素养的螺旋式教学体系，有效的将知识转化成素养，建立解决探究性问题角度和方法，提升探究能力和模型思维水平，是对发展学生化学核心素养教学一次有效的探讨。