基于核心素养的高中化学情境教学实践研究

林 春

(阳春市博泰实验中学,广东 阳江 529500)

《普通高中化学课程标准( 2017 年版) 》明确指出: 化学学科核心素养是学生必备的科学素养,是学生终身学习和发展的重要基础.面对以核心素养为导向的新型人才培养目标,作为一线教师就必需思考如何将学科核心素养融入到课堂教学中.情境教学的设计能彰显“教学的艺术不在于传授的本领,而在于激励、唤醒、鼓舞.”情境素材的来源广泛,在课堂教学中的运用形式多样,常见来源主要有以下七种途径.

1 生活情境——课堂解决生活问题

在教学中,教师尽可能选取与学生息息相关的生活实例引入课堂,从生活实例中发现问题,创设合适的情境,在情境中贯穿知识,用知识解决生活问题,更容易激起学生的情感共鸣,激发学生的学习兴趣.学生认识到化学学科的学习并不局限于书本知识,更体现在生活中的方方面面[1].

如在“二氧化硫”的教学中,教师准备一瓶红葡萄酒,询问学生有没有喝过葡萄酒,这时学生的热情被点燃起来,叽叽喳喳,有学生描述自己第一次喝葡萄酒时的情景.接着教师提出疑问:葡萄酒保存的时候为什么要卧放?倒入杯子中为什么要摇晃?笑着问大家有没有看过标签,展示这瓶葡萄酒的标签,有学生发现标签中明确写出了食品添加剂中有二氧化硫0.25 g/L.提出疑惑,SO2不是有毒嘛,怎么加到葡萄酒中了?喝了会不会中毒?这个发现让学生很疑惑,学生学习热情一下子就提起来了.教师播放视频揭开谜底,SO2具有杀菌和防氧化的作用,卧放是为了让木塞浸泡在酒中膨胀,这样空气进不来,SO2就是防止空气中的氧气进入作还原剂被氧化的,再给出SO2与O2反应的化学方程式,其表现还原性.杯中摇晃醒酒是除去剩余二氧化硫,使口感更好.接着教师拿出放了好多年的必修1化学课本和学生的新课本对比,发现纸张泛黄,什么原因呢?这是因为SO2具有漂白性,一般纸张都是用二氧化硫漂白,生成了无色的物质,这种物质不稳定,时间久了又分解,所以泛黄,学生记住了SO2具有漂白性的同时又明白了SO2的漂白原理.是不是所有的东西漂白了都好呢?教师又展示图片市面上的两种银耳,一种很白,一种有点黄,为什么那么白?哪种好?进一步加深印象,巩固知识.这节课学生在情境中学习了SO2的主要性质,同时还解决了生活中的实际问题.

2 新闻情境——新闻中发现问题

学生对社会上的热点新闻比较感兴趣,教师在课堂教学中,如果利用好此类情境能更好吸引学生的注意力.教师利用新闻中的情节创设系列的问题组,激发学生的求知欲,使整节课的主要内容围绕着新闻这条线展开.以此,引导学生思考问题,探究问题的本质,从而培养学生科学探究、科学态度与社会责任感等核心素养.

如在“钠”的教学中,教师先播一则储存金属钠的仓库在雨天起火的新闻片段,然后提取新闻中的主要信息:(1)钠保存在桶中用煤油封存;(2)由于最近下雨引起了火灾;(3)消防员只能用沙子切断火势蔓延,不能用水、二氧化碳灭火器灭火,否则会燃烧的更旺甚至会爆炸;(4)储存的钠是制药的原料.然后教师提出设想,如果你是一名消防员,你如何灭火?围绕这些问题结合实验开展教学,学生学习的激情被点燃,思维被打开.教师先抛出问题:(1)钠为什么要用煤油封存?随即展示实验室储存钠的玻璃瓶.学生通过观察得出钠的物理性质,钠的密度比煤油的大,而且不反应,钠容易被空气中的氧气氧化,煤油可以隔绝空气,给出钠在空气中与氧气反应的两个化学方程式;(2)下雨天为什么会引起火灾?结合金属钠与水反应的实验,总结实验现象,得出反应化学方程式;(3)为什么不可以用水、二氧化碳灭火?如果你是消防员,你要怎样灭火?运用钠与水反应及过氧化钠与水、二氧化碳反应的原理解释.作为消防员怎样灭火?更是让学生感受到化学学科的魅力.(4)钠有哪些的用途?拓展学生掌握金属钠的用途.由钠引起的一场火灾,这则新闻情境把整节课很好地贯穿起来,依托情境,创设系列问题组,引导学生思考问题,培养学生科学探究与求真的意识.

3 实验情境——根据实验现象探究问题

化学实验在教学中发挥着无可替代的作用,它可以让学生更好地体会到研究化学的乐趣,同时也是学生主动探索新知识的开始.在教学中,教师不仅要利用实验上好课,更应善于把握实验中的“异常现象”,将其转化为课堂教学的宝贵资源[2].

如在选择性必修一“原电池”的教学中,设计学生实验引入盐桥: 单液锌铜原电池中,作为负极的锌片上覆盖有红色物质,红色的物质是铜单质,怎么会在锌片上?应该是锌与 CuSO4溶液直接反应得到的.此时,引导学生思考,怎样避免两种反应物因直接反应而耗损能量?怎样才能让铜锌原电池的化学能尽可能地转变成电能?从而引入盐桥.然后,让学生用盐桥亲自组装双液原电池的实验,分析学习双液原电池的工作原理,归纳对比单液原电池和双液原电池的工作原理和构成条件,进一步分析、讨论,形成“分析原电池问题的认知模型”.再引入不同类型的原电池情境,运用刚刚建立的认知模型进行分析,从而突破重难点.

4 化学史情境——重温发展史分析问题

高中化学课本设计了科学史话栏目,简单地呈现了某些物质的发现、性质的探究、某些原理或者规律的提出的发展历程和在研究过程中科学家如何去解决遇到的困难.如果教师能够巧妙地运用化学史的小故事或者发展过程创设情境,将知识贯穿在发展史中,假设学生就是科学家,解决一个又一个的科学问题,将这段历史长河浓缩在一节课的教学中.

如在“化学反应的调控”的教学中,有关生产条件的选择渗透工程思维,化学反应速率与化学平衡知识属于原理知识,学生很难理解.所以,在讲授化学反应的调控时,先提出为什么要合成氨?科学家“向空气要面包—合成氨中的化学问题”有哪些?然后整节课以“寻找工业合成氨的适宜条件”的化学史作为线索创设情境,让学生想象自己就是科学家,遇到问题怎样运用所学的知识进行假设验证,从化学家哈伯实验室合成氨→博施发现以铁为主体的催化剂实现合成氨的工业化→埃特尔探索出合成氨的最佳比例,三位化学家执着合成氨的研究,分别因此获得诺贝尔奖,前后经历了100多年的时间.最后介绍“合成氨”里的中国人,中科院大连化学物理研究所研究团队将合成氨的温度和压强分别降到了350 ℃、1 MPa.这个情境创设可以让学生体会到科学研究的艰辛,培养学生严谨的科学态度和坚韧不拔的科研精神,让学生终生受益.

5 实物情境——直观化解决微观问题

微观世界是人的肉眼不能直接观察到的,很难用语言描述的,学生也难以在头脑中构想出来.这时就需要教师在教学中将某些知识用表格、分子模型、化学试剂、图片等实物简单、直接地呈现给学生,让学生用更直观的方式理解抽象的知识,认识微观世界,理解科学的本质.

如在学习同分异构体和同系物这两个概念时,学生很容易混淆.在教学中,让学生用球棍模型组装好乙醇分子和乙醚分子、甲烷分子和乙烷分子.再根据概念进行判断,就非常容易了.在学习同分异构体的书写时,也让学生自己组装戊烷的同分异构体,并根据组装的结构书写对应的结构式.这样便通过球棍模型在宏观和微观建立起联系,当学生再遇到相似问题时,在头脑中就会浮现见过的分子模型.

6 多媒体情境——形象化突破疑难问题

多媒体技术集文字、声音、图片、数据、动画和视频等信息于一体,完美地解决肉眼无法看到的微观世界,使微观世界宏观化,抽象的理论具体化,突破教学中的疑难问题;播放视频资料,缩短时空距离;模拟实验室中不宜开展的有毒实验,使实验更加完整.多媒体情境打开了学生的视野,激发学生学习兴趣,活跃了学生的思维,也让课堂充满了活力,呈现出多样化的学习氛围,提高课堂教学效率[3].

如在选择性必修2“杂化轨道”的学习,教师利用多媒体制作动画视频展示甲烷分子中碳原子的一个2s轨道与三个2p轨道杂化形成四个相同的sp3杂化轨道的微观过程,原本很抽象的知识通过动画直观展示出来,学生能够直观地得出甲烷分子的空间结构,碳原子的四个sp3杂化轨道分别与四个氢原子的1s轨道重叠,形成四个C-Hσ键,呈正四面体形,同时也培养了学生的空间思维的能力.以此类推,通过动画模拟,学生很轻松地掌握了常见杂化类型:sp、sp2,得出中心原子的杂化类型与VSEPR模型的关系,突破了本节的重难点知识.

7 科研情境——深化学生知识理解

化学涉猎的范围比较广泛,包括能源、医疗、考古等前沿科技领域,教师若能把学生所学的知识与前沿的科技成果联系起来,创设科研情境,鼓励学生运用所学的知识进行解答,不但可以缩短学生对前沿科技的距离感,而且还可以深化学生对已有知识的理解,增强学生学习化学的积极性,在学生的生涯规划上还有一定的指引作用.

如在“萃取”的教学中,学生对萃取的原理很难理解,教师可以创设屠呦呦发现青蒿素的情境,她受到东晋葛洪《肘后救卒方》中“青蒿一握,以水二升渍,绞取汁,尽服之”的启发,改用低沸点的溶剂乙醚代替乙醇,青蒿素易溶于乙醚,难溶于水,让学生理解萃取的目的,再解释萃取的原理,这样学生不仅学会了萃取,同时也明白了无论何时,萃取都是科学家使用的一种分离提纯的重要方法.科研和创新并不是只有高端先进,只有认认真真学习好基本的技能,才能走向更高的科研创新.