基于核心素养在探究式分组实验教学中的实践与思考——以“氢氧化钠变质”探究式分组实验教学为例

江苏省兴化市楚水初级中学 邵长浩

《全日制义务教育化学课程标准》（2011版）基本理念之一就是让学生拥有更多的机会主动地体验科学探究的基本过程，以科学探究作为课程改革的突破口，注重学生合作能力的培养，努力提高学生的核心素养，具有初步的创新精神和实践能力。如何将核心素养在教学中生根、发芽、成长是这次课程改革的重头戏。

本文围绕“氢氧化钠是否变质以及变质后生成了什么物质”这一主题展开。通过学生分组实验探究活动，在培养学生科学探究能力的同时，也达到了提升学生核心素养的目的。

一、合理分组，任务管理

初三学生学习化学的年龄一般在14-16岁，正值青春期。这一时期的生理特点主要表现在：身高、体重的迅速增长，心脏、大脑的迅速发育，其功能大大增强。这个阶段正是一个人的身心逐渐走向成熟的过渡时期。这主要集中表现在以下五个方面：第一，具有强烈的好奇心。他们一进入实验室，往往对许多仪器产生好奇，喜欢东摸西碰，急于动手，对许多化学现象喜欢“打破砂锅问到底”，喜欢怀疑与争论，对外界事物充满好奇，表现出强烈的好奇心和求知欲望。第二，具有较强的自尊心。他们希望得到老师和家长的认可，希望被看作“大人”，不轻信和盲从师长，渴望独立。第三，模仿性越来越强。初三学生的注意力也越来越集中。第四，自我克制力较差。中学生思想单纯，敢想敢说、敢作敢为，但思维上往往表现出一定的片面性，容易偏激，缺乏克制能力。在学习过程中一旦遇到难点，便失去学习的兴趣，导致学习成绩的两极分化。第五，具有较强的可塑性。

在研究学生的个体差异与特点的基础上，再对学生进行合理分组。分组的原则通常有两个：第一，组内异质、组间同质原则。这样既保证了组内各成员间的差异与互补，又达到了小组之间合理公平竞争的目的。接下来再结合所要做的分组实验的难度进行组内成员间的合理分工，使组内每一位学生都拥有一个身份，承担一份职责，确保“人人有事做，个个能做事”。第二，组长负责制原则。组长是老师的得力助手，对本小组的成员起监督的作用，是本小组的第一责任人，在力所能及的权限内负责对本小组成员的协调与管理、监督与指导工作，调控好本小组合作的行为规范，做到“两参与”（主动参与、全员参与）、“三意识”（责任意识、互助意识、集体意识）。具体如表1。

表1 角色分类与学生的特征分析一览表

B1（组员）基础较扎实，能力偏上，纪律尚可，在他人的帮助下能顺利完成学习任务。在组长或其他组员的帮助、指导下能顺利完成实验规定的任务。B2（组员）基础中等，学习习惯不好，有的动手能力较强，但自我纪律约束能力较低，容易受外界环境的干扰。在组长或其他组员的帮助、指导下能完成实验规定的任务。C（组员）双基比较薄弱，学习习惯和纪律都较差，存在很强的依赖心理，表现为自信心不足。在组长或其他组员的帮助、指导下能基本完成实验规定的任务。说明学生的角色分类并不是固定不变的，实施一段时间后可进行机动灵活的调整,这有利于全班同学之间的合作与学习，从而带动整个班集体总体水平的提高。

将学生合理分组后，分别给每一个小组布置相关的任务，任务的设计要求：任务应能激发学生的学习兴趣和探究欲望，应符合学生的知识、能力的要求，应与实验的教学目标相一致，符合最近发展区的要求。在整个实验教学的过程中应坚持“以任务为主线、以教师为主导、以学生为主体”的原则，具体如表2。

表2 “氢氧化钠变质”学生分组实验中小组任务分配一览表

5探究：白色粉末既有氢氧化钠又有碳酸钠？取约2毫升待测试液于试管中，向其中滴加2～3滴氯化钡溶液，观察现象，静置，再滴加2～3滴无色酚酞试液，观察溶液颜色的变化6取约2毫升待测试液于试管中，向其中滴加5毫升的氯化钡溶液，观察现象，静置，再滴加2～3滴无色酚酞试液，观察溶液颜色的变化

二、优化实验教学设计

化学实验教学设计以化学问题为出发点，主要包含学情分析、教学目标、教学方法等。

1.学情分析。

初三学生经过近一年的学习，已经具备了一定的探究能力和合作意识，但一旦涉及到综合分析及运用的具体任务时，有时感到束手无策。本文就以物质的检验为背景，学生通过实验、讨论、分析得出物质鉴别的方法和结论。

2.教学三维目标。

知识与技能：能设计出氢氧化钠、碳酸钠的检验方案。

过程与方法：①掌握物质检验的一般方法和步骤；②能对不同方案进行评价。

情感态度与价值观：通过实验探究，丰富科学体验，培养学生的合作能力和实事求是的科学态度。

3.教学重点与难点。

教学重点：物质检验方案的设计。

教学难点：一种物质存在对另一种物质检验的影响分析。

4.教学方法。

自主探究、启发指导、讨论交流

5.实验仪器及药品。

待测试液、稀盐酸、无色酚酞、氯化钡溶液、硝酸钡溶液、氢氧化钙溶液、试管、点滴板、试管架、胶头滴管、大烧杯等。

6.实验方案。

帮助、引导学生尽可能地进行合理猜想与假设，然后根据学生提出的不同假设与猜想，制定实验的计划和方案。教师共同参与学生的讨论，帮助学生分析本小组的实验方案是否具有科学性、严密性，以加深学生的理解。具体方案如下：

【方案1】检验白色粉末是否是氢氧化钠？取少许待测试液于点滴板的空穴中，向其中滴加2—3滴无色酚酞试液（或2-3滴氯化铁试液），观察现象。

【方案2】检验白色粉末是否是碳酸钠？取少许待测试液于试管中，向其中滴加足量的稀盐酸试液，观察现象。

【方案3】白色粉末既有氢氧化钠又有碳酸钠？取少许待测试液于试管中，向其中滴加足量的氯化钡溶液（足量的氯化钙溶液），观察现象，静置一段时间后，再滴加2-3滴无色酚酞试液，观察溶液颜色的变化。

三、合作探究交流讨论

由于学生带着对“白色粉末到底是什么物质”的探究欲望，教师可以不失时机地引导学生进行分组实验，进行探究活动。首先，用药匙小心地取下一定量的白色粉末，将其置于500ml的洁净的烧杯中，加水溶解后，再将它转移到细口瓶中分发给学生备用。

在实验过程中，分别根据不同的猜想，将学生划分成三大组，共六小组进行实验。在此过程中，教师应做好指导工作，及时纠正学生的错误。可根据学生所做实验的具体情形，实时提出有效的问题，激发学生思考与讨论，将其引向深入探究，加深对实验的理解，得出相关结论，从而判断其是否与假设相符。是氢氧化钠溶液蒸发后析出少许的氢氧化钠粉末，还是氢氧化钠变质引起的？或兼而有之？学生分小组讨论后，很容易得出以下哪一个猜想是正确的：【猜想1】是氢氧化钠粉末（未变质）；【猜想2】是碳酸钠粉末（全部变质）；【猜想3】是氢氧化钠和碳酸钠的混合物(部分变质)。

四、得出结论，反思评价

通过实验探究活动，依据实验过程中的现象，大家共同讨论、交流，来论证自己的假设是否正确、合理，进一步加深了对问题的认识与理解，得出相应的结论，同时完成实验报告。在整个分组实验的教学过程中，实验任务明确。在第1小组中，若实验过程中出现了酚酞试液变成红色，却不能得出猜想1就肯定正确，因为氢氧化钠样品部分变质或全部变质酚酞试液都会变红；在第3小组中，若向试样中滴加几滴稀盐酸，结果并没有气泡产生，我们也不能肯定样品中就不存在碳酸钠，因为样品中的氢氧化钠如果部分变质，所滴加的稀盐酸（少量）首先会与氢氧化钠反应，实验过程中也不会观察到有气泡产生；在第5-6小组中须检验氢氧化钠、碳酸钠同时存在，所滴加的氯化钡或硝酸钡试液必须保证足量，目的是为了完全除去碳酸钠，否则对接下来的氢氧化钠的检验会造成测定的干扰，影响实验的准确性。在实际设计的方案中，也有同学提出向试样中滴加几滴（适量的）氢氧化钙溶液，此时会引入氢氧根离子（即生成了氢氧化钠），这就对原先的氢氧化钠的检验造成了干扰。

五、教学反思

探究模式下的学生分组实验的教学，因其所研究的内容与实验结论对学生而言是“不做不知”，它完全不同于验证性实验“未做先知”，这就需要小组同伴之间积极配合、有效合作，主动地去收集资料和信息，作出相应的假设，并进行分组实验方案的设计（每一小组的方案有可能不同），同时还须借助老师的指导、帮助，对所设计的实验方案进行科学性分析与可行性分析。在整个实验探究的过程中，本小组学生之间应做到分工明确，规范操作，认真观察实验现象并做好如实记录，收集相关的证据，进行分析、讨论、交流，得出结论。因此，在探究模式下学生的分组实验具有探究性、合作性、主体性、科学性、可行性、开放性等六大特点。根据学生的不同猜想结果，再结合所要探究的实验内容，将学生合理分组，帮助学生分析计划的科学性、可行性。学生制定的实验方案也许不严密，但通过下一步的探究活动，他们学会了“用实验事实说话”，根据具体的实验现象，分析、推理，从而确定该白色粉末的组成，这也会帮助学生养成勤于思考、善于合作的科学精神。

1.创设真实的学习情景，激发学生的学习热情。

以真实的问题情境为基础，将书本中的相关知识以“任务”的方式连接起来，并进行重新整合，学生通过探索问题的本质，理解背后的知识，从而将各方面的知识融会贯通并能够迁移应用。在这个过程中，学生的认知能力和思维能力、自主学习能力均得到了提高。

本文围绕“氢氧化钠是否变质以及变质后生成了什么物质”这一主题展开，并要求将其检验，用生动的事实和诱人思考的问题呈现作为手段，引起学生对要学习的问题产生情感共鸣，既而能全身心地投入学习活动中。问题一提出，即刻引来了学生的热烈反应，纷纷提出有效的鉴别方法，思维一下子活跃起来，课堂也顿时变得有生气、有乐趣，学生的注意力也马上集中了。这样的真实情景的创设有效地激发了学生的学习热情，也使教育回归生活，改变课堂教学机械沉闷和程式化的模式，并为接下来的氢氧化钠、碳酸钠两种物质共存时的检验提供方法、打开思路奠定了基础。

2.倡导合作学习，培养协作探究精神。

新课程倡导探究学习、合作学习。当学生思考问题有困难时，当学生的方法不止一种时，当学生意见不一致时，当实验中出现异常现象时，这些都是组织合作学习的好时机，教师要适时选择有探究价值的问题，引导学生思考和探究，这也有助于学生创造力的培养。教师应成为学生学习的组织者，而不是权威的讲授者，让学生进行深度学习，在合作中探究，在探究中成长，从而提升自身的核心素养。

总之，在化学分组实验的教学研究过程中学生的热情表现得很高涨，教师角色也在潜移默化地发生真正的转变,扮演着一名“帮助者、促进者”的角色，而不再单纯是知识的“传授者、灌输者”，努力营造一种民主、和谐的实验教学氛围。与此同时，对化学教师自身的专业素养也提出了更高的要求，会遇到更大的挑战。教师只有真正埋下身子、真心研究，才能正确引领学生进行科学探究活动，做到：引导有法，指导有方，真正体现新课程的理念与精神。