鄭婷婷 張賢金

福建省福安市范坑中學(xué)(355013) 福建教育學(xué)院化學(xué)教育研究所(350025)

在一線教學(xué)實踐中，面對剛剛接觸化學(xué)的學(xué)生，作為學(xué)生們學(xué)習(xí)化學(xué)的啟蒙教師，筆者經(jīng)常會遇到學(xué)生問：“老師，為什么我們需要學(xué)習(xí)化學(xué)？”對于這個問題，筆者認(rèn)為，如果直接告訴學(xué)生“因為中考要考化學(xué)”，那么學(xué)生并不會信服。學(xué)生提出的這個問題實際上涉及到的是初中化學(xué)的學(xué)科特質(zhì)和學(xué)科價值的問題，也就是學(xué)習(xí)化學(xué)對于學(xué)生一生的工作、生活和學(xué)習(xí)有什么幫助的問題。高中階段目前已經(jīng)提出了化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)這個概念。初中階段目前還沒有明確提出學(xué)科核心素養(yǎng)的概念。初中化學(xué)階段目前提得比較多的是科學(xué)素養(yǎng)和學(xué)科素養(yǎng)。有研究認(rèn)為，學(xué)科素養(yǎng)的構(gòu)成要素主要包括：學(xué)科知識、學(xué)科方法、學(xué)科思維、學(xué)科能力和學(xué)科價值。學(xué)科素養(yǎng)的培養(yǎng)需要在具體的知識的學(xué)習(xí)中，在特定的情境中，才有可能落地?！俺Ｒ姷膲A”是人教版9年級《化學(xué)》第10單元課題1第3課時的教學(xué)內(nèi)容，蘊含豐富的學(xué)科素養(yǎng)培養(yǎng)素材，是學(xué)科素養(yǎng)培養(yǎng)的良好載體，筆者嘗試以該課時為例，從學(xué)科知識、學(xué)科方法、學(xué)科思維、學(xué)科能力、學(xué)科價值等5個維度分析化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)如何在課堂教學(xué)情境中落實。

1 利用視頻信息，強化學(xué)科知識

學(xué)生所學(xué)的化學(xué)知識最終要回歸于生活實踐、生產(chǎn)中，為此創(chuàng)設(shè)如下情境，讓學(xué)生從視頻信息中歸納整理本節(jié)課所學(xué)知識，感受如何將課本知識應(yīng)用到真實的生產(chǎn)過程中，讓知識不僅僅停留在課本上，形成知識與實踐的結(jié)合。

情境1：觀看皮蛋的制作過程，歸納皮蛋制作過程涉及到的化學(xué)方程式。

學(xué)生總結(jié)出制作皮蛋過程的化學(xué)方程式有：①高溫煅燒石灰石，得到生石灰；②用生石灰制取熟石灰(氫氧化鈣)；③氫氧化鈣與純堿溶液的反應(yīng)；④氫氧化鈣與草木灰(主要是碳酸鉀)的反應(yīng)。

通過情境增強學(xué)生對化學(xué)知識的綜合應(yīng)用能力，同時為后面的學(xué)習(xí)做好鋪墊。

2 體驗實驗過程，培養(yǎng)學(xué)科方法

授人以魚不如授人以漁。通過學(xué)習(xí)化學(xué)學(xué)科的學(xué)習(xí)方法，培養(yǎng)學(xué)生從化學(xué)的視角認(rèn)識事物、解決問題的能力。本課時教學(xué)中引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會用觀察、歸納、對比等方法認(rèn)識物質(zhì)，同時建立已學(xué)知識和新知識的聯(lián)系，構(gòu)建系統(tǒng)學(xué)科知識。為此筆者設(shè)計如下情境。

情境2：教師演示人教版課本實驗10-5和實驗10-6，引導(dǎo)學(xué)生觀察歸納得出氫氧化鈉和氫氧化鈣的物理性質(zhì)和部分化學(xué)性質(zhì)。在演示實驗中，學(xué)生能清楚地觀察到氫氧化鈉的潮解、觸摸燒杯外壁能感受到氫氧化鈉溶于水放熱的現(xiàn)象。氫氧化鈉的潮解和溶于水放熱的現(xiàn)象調(diào)動起學(xué)生探究氫氧化鈉的欲望，也為以后描述類似實驗現(xiàn)象奠定基礎(chǔ)。

情境3：展示氫氧化鈉腐蝕雞爪圖片、氫氧化鈉用于肥皂、石油、造紙、紡織、印染等工業(yè)的圖片，以及氫氧化鈣在建筑、配制波爾多溶液等方面用途圖片。通過圖片展示，讓學(xué)生了解到氫氧化鈉和氫氧化鈣的具體用途，開闊學(xué)生視野。

通過情境2和情境3讓學(xué)生繪制氫氧化鈉和氫氧化鈣的俗稱、物理性質(zhì)及用途的對比表格。在比較、分析、歸納等方法上，進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生化學(xué)思維，從而構(gòu)建化學(xué)知識體系。

3 演示微觀動畫，激發(fā)學(xué)科思維

化學(xué)學(xué)科的學(xué)習(xí)不僅要從宏觀上理解物質(zhì)的性質(zhì)，更要從微觀上明白為什么物質(zhì)具有這些性質(zhì)。為幫助學(xué)生理解酸、堿的性質(zhì)，就要從微觀上認(rèn)識酸、堿的組成和結(jié)構(gòu)，筆者在這里設(shè)置如下情境。

通過情境4,學(xué)生從微觀層面上對上述四種溶液的組成進(jìn)行對比、分類、歸納，得到稀鹽酸溶液和稀硫酸溶液中都含有H+，而氫氧化鈉溶液和氫氧化鈣溶液中都含有OH-。結(jié)合酸、堿的化學(xué)性質(zhì)知識點，切換宏觀、微觀、符號三重表征，建構(gòu)學(xué)生“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)，性質(zhì)決定用途”的觀念，逐步建立宏觀和微觀模型思維。

4 設(shè)計實驗探究，發(fā)展學(xué)科能力

本節(jié)課采用氫氧化鈉與二氧化碳反應(yīng)作為學(xué)生探究實驗。筆者在執(zhí)教過程中通過設(shè)置4個小問題，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實驗探究。課前將所需試管標(biāo)成A、B兩類，上課時標(biāo)有A的試管中加入氫氧化鈣溶液，標(biāo)有B的試管中加入氫氧化鈉溶液。

問題1：如何辨別出氫氧化鈉溶液和氫氧化鈣溶液呢？

問題2：試管B中的氫氧化鈉溶液和二氧化碳發(fā)生反應(yīng)了嗎？

問題3：如果氫氧化鈉和二氧化碳發(fā)生了反應(yīng)，那會生成什么物質(zhì)呢？

問題4：如何設(shè)計實驗證明氫氧化鈉溶液和二氧化碳發(fā)生了反應(yīng)？

有關(guān)問題1，學(xué)生提出可以向2個試管中吹氣。請2個學(xué)生到講臺上利用吸管分別向2支試管中吹氣。部分學(xué)生認(rèn)為問題2沒有反應(yīng)，此處學(xué)生意見出現(xiàn)了分歧，這個問題值得我們?nèi)ヌ骄?。問題3的設(shè)置是培養(yǎng)學(xué)生通過類比氫氧化鈣和二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈣推測氫氧化鈉和二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈉。問題4是讓學(xué)生分組討論、設(shè)計實驗方案。對學(xué)生所設(shè)計的方案進(jìn)行分類,大致有兩類，第一類是反應(yīng)物的消耗，第二類是生成物的生成。設(shè)計第一類方案的學(xué)生比較多，歸納如下。

方案1：如圖1，分別往系有氣球的二氧化碳集氣瓶中滴加等體積的水和氫氧化鈉溶液，觀察實驗現(xiàn)象。

現(xiàn)象：觀察到2個氣球都變大且滴加氫氧化鈉溶液的氣球變大程度比滴加水的氣球大。

方案2：如圖2，連接好裝置，分別向2個二氧化碳集氣瓶中滴加等體積的水和氫氧化鈉溶液，反應(yīng)后，打開止水夾，觀察實驗現(xiàn)象。

現(xiàn)象：打開止水夾，觀察到滴加氫氧化鈉溶液的燒杯中水倒流，滴加水的裝置無明顯現(xiàn)象。

方案3：如圖3，將2支裝有二氧化碳的試管分別倒扣到等體積的水和氫氧化鈉溶液的燒杯中，觀察實驗現(xiàn)象。

現(xiàn)象：倒扣在氫氧化鈉溶液中的試管液面上升比倒扣在水中的試管液面上升的高。

方案4：如圖4，將二氧化碳通入到飽和的氫氧化鈉的乙醇溶液中，觀察實驗現(xiàn)象。

現(xiàn)象：產(chǎn)生白色沉淀。

方案5：如圖5，將二氧化碳與氫氧化鈉反應(yīng)后的溶液B分成兩等分，分別滴加等量的水和稀鹽酸，觀察實驗現(xiàn)象。

現(xiàn)象：滴加稀鹽酸的試管產(chǎn)生氣泡，滴加水的試管無明顯現(xiàn)象。

方案6：如圖6，往滴加酚酞的氫氧化鈉溶液中通入二氧化碳，觀察實驗現(xiàn)象。

現(xiàn)象：溶液由紅色變?yōu)闊o色。

學(xué)生能較好地完成方案1、2、3，方案4和方案5需要教師給予學(xué)生提示。在方案4中給予學(xué)生提示：前面的幾種方案我們是通過反應(yīng)物二氧化碳的消耗，產(chǎn)生壓強的變化來推測出二氧化碳與氫氧化鈉溶液發(fā)生了反應(yīng)，那能不能通過生成物的生成來驗證二氧化碳與氫氧化鈉溶液發(fā)生了反應(yīng)呢？通過類比二氧化碳和氫氧化鈣溶液反應(yīng)生成的碳酸鈣難溶于水，我們找到一種碳酸鈉難溶于其中的物質(zhì)乙醇。已知25 ℃時，氫氧化鈉在乙醇中的溶解度為17.3 g，25 ℃時,碳酸鈉在乙醇中的溶解度小于0.01 g，得到碳酸鈉難溶于乙醇。學(xué)生根據(jù)教師的提示能設(shè)計出方案4。方案5中教師給予學(xué)生提示：碳酸鈣可以和稀鹽酸發(fā)生反應(yīng)，是否可以往二氧化碳和氫氧化鈉反應(yīng)后的溶液中滴加稀鹽酸呢？如果滴加稀鹽酸會出現(xiàn)什么現(xiàn)象呢？學(xué)生設(shè)計出方案5，并通過實驗來驗證。

通過方案4和方案5對于生成物的提示，有一組學(xué)生提出方案6：往二氧化碳和氫氧化鈉反應(yīng)后的溶液中滴加酚酞，如果酚酞由紅色變?yōu)闊o色，說明二氧化碳和氫氧化鈉發(fā)生了反應(yīng)。這位學(xué)生的設(shè)計思路非常好，能夠用酸、堿的分類思想來設(shè)計。但是由于學(xué)生還沒有學(xué)過鹽類物質(zhì)的性質(zhì)，不知道碳酸鈉溶液呈堿性也可以使酚酞變紅。筆者當(dāng)場讓這組學(xué)生到講臺前進(jìn)行演示，取少量二氧化碳和碳酸氫鈉反應(yīng)后的溶液，向其中加酚酞，酚酞變紅。而不是之前預(yù)想的“溶液由紅色成為無色”，討論發(fā)現(xiàn)酚酞變紅是因為生成物碳酸鈉以及可能沒有反應(yīng)完的氫氧化鈉溶液引起。所以方案6是學(xué)生在課堂上的生成性問題，屬于錯誤方案。

整個實驗過程效果很好，學(xué)生在實驗操作過程中基本沒什么問題。在設(shè)計實驗方案時出現(xiàn)的問題有：(1)設(shè)計時缺少對比實驗；(2)缺乏控制變量思想。以上情境主要通過創(chuàng)設(shè)二氧化碳是否可以和氫氧化鈉發(fā)生反應(yīng)的問題情境，引發(fā)學(xué)生分析問題；利用類比氫氧化鈣和控制變量的方法，設(shè)計實驗方案，并加以驗證，從而培養(yǎng)學(xué)生的實驗探究和創(chuàng)新能力。

5 利用實物用途，建構(gòu)學(xué)科價值觀

化學(xué)來源于生活又服務(wù)于生活，為拉近化學(xué)學(xué)科與學(xué)生生活間的距離，引導(dǎo)學(xué)生利用“化學(xué)的眼睛”觀察身邊的事物，體驗學(xué)科價值，為此筆者設(shè)計如下情境導(dǎo)入。

情境5：展示一包方便火鍋加熱包，讓學(xué)生猜想方便火鍋加熱包里面主要成分是什么，引導(dǎo)學(xué)生解讀加熱包說明書。隨后讓學(xué)生上臺演示：往燒杯中加入適量水，放入加熱包觀察燒杯前后溫度的變化，驗證加熱包里面主要成分生石灰的性質(zhì)。

學(xué)生觀察實驗后可以得到生石灰與水反應(yīng)放出熱量，通過討論得到生石灰與水反應(yīng)生成氫氧化鈣，并理解生石灰可作干燥劑等用途。通過情境讓學(xué)生感受到化學(xué)知識在我們生活、生產(chǎn)中的應(yīng)用，從而培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科價值觀。

綜上所述，初中化學(xué)教學(xué)中學(xué)科素養(yǎng)的培養(yǎng)是一個漫長的過程，在具體教學(xué)情境中學(xué)科素養(yǎng)的5個要素并不是孤立存在的，而是相互聯(lián)系的。只有教師不斷挖掘教材、聯(lián)系生活實際、提高自身水平，有意識地將學(xué)科素養(yǎng)落實于每節(jié)課的教學(xué)中，才能使學(xué)生學(xué)科素養(yǎng)得到有效的提升。