以实验探究为抓手落实化学学科核心素养

苗颖，周晓娟

摘   要：实验探究是重要的教学手段，对于培养学生的化学学科核心素养具有独特的优越性，同时新课标理念还倡导开展以实验探究为主的化学教学。这就要求物理教师要重视实验探究，并以实验探究为抓手落实学生化学学科核心素养的培养，如此可落实新课标理念下“以素养为主”的教育要求。

关键词：中学化学;实验探究;化学学科核心素养

中图分类号：G633.8    文献标识码：A    文章编号：1009-010X（2022）17-0048-03

一、引言

（一）理论意义

1.现阶段中学实验教学的不足。高中化学课时少、任务重，实验教学大多是教师演示实验或看视频，甚至是讲实验、背实验，学生没有机会亲自动手进行实验操作，所以对实验结果的理解很浅显，无法提升创新精神和实践能力。

2.新课标“以素养为本”的要求。新课标明确了学生应该形成的价值观念、必备品格和关键能力;化学学科核心素养包含“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”“科学探究与创新意识”“科学态度和社会责任”五个方面;倡导开展以实验为主的多种探究活动，以促进学生学习方式的转变。

（二）应用价值

1.提升学生的化学学科核心素养。让学生亲历完整的探究過程，有利于学生理解学科知识和概念，并逐步形成科学态度和社会责任感，进而可提升学生的化学学科核心素养。

2.为一线教师提供参考。可为中学化学教师提供新的教学思路和教学参考，进而可引发教师深度思考。

（三）研究现状

1.关于实验探究的研究。国内有关实验探究的研究主要集中在教学理论的研究和实施方面，并以探究性实验的调查为主。

2.关于化学学科核心素养的研究。通过查找国内外文献资料发现，对化学学科核心素养的研究主要集中在定义研究、内容体系研究、培养策略研究以及教学实践研究等方面。

3.对本研究的启示。通过对国内外的文献进行梳理，发现“核心素养的培养”已成为共同的育人目标，但是相应的教学设计仍需大量开发。

二、以实验探究为抓手落实化学学科核心素养的教学设计

基于“以素养为本”的教学理念，结合化学学科的特点和所选教材内容，对“苯酚”这节课进行重新设计。即在对教材进行反复研读的基础上，对教材内容进行适当调整：把苯酚的酸性教学提前，然后再从结构的角度分析原因，这样处理更有助于激发学生的学习兴趣。

【教材分析】苯酚作为芳香烃中重要的含氧衍生物，安排在乙醇之后进行教学，目的是与乙醇进行对比，即同样含有羟基官能团，但苯酚与乙醇的性质却不完全相同。本节内容很好地体现了结构决定性质的思想，即有机物基团间的相互影响既能引起物质结构上的差异性也能导致物质性质上的差异性;也体现了变化的思想，对我们研究有机物的性质提供了很好的思维方法。

【教学内容分析】苯酚的结构中有羟基和苯基两种基团，所以本节课的探究分为两部分：一是对苯酚中羟基弱酸性的探讨，二是对苯酚中苯环取代反应活性的探讨。通过对羟基和苯基的性质进行实验探究，学生掌握了探究的一般方法和技能，如此可帮助学生建立研究有机化合物结构和性质的思路和方法。

【学情分析】通过学习人教版高中化学必修2和选修5前两章，学生对芳香烃、羟基的结构和性质已基本了解，对有机物的化学性质由官能团决定，以及基团间的相互影响也有了一定的认识，同时还具备了一定的实验操作能力，但实验探究的整体设计思路和方法还未成系统。通过选修4的学习，学生对通过电离常数比较物质的酸碱性有了一定的理解和认识，但缺乏主动将这部分知识联系在一起的能力，这需要教师培养和启发。

【教学目标】（1）能通过搜集与苯酚有关的素材，了解苯酚的用途。（2）通过实验探究，掌握苯酚的化学性质，进而更深刻地理解结构决定性质的化学规律。（3）能通过对比物质结构和化学性质的差异，了解有机物基团之间的互相影响。（4）了解科学研究的一般过程，树立严谨求实、团结协作的精神。

【教学重、难点】重点：对苯酚酸性的探究及其与浓溴水的取代反应。

难点：苯酚的化学性质及苯酚中的羟基对其化学性质的影响。科学探究一般过程的建立。

【教学过程设计及解析】

教学环节1  展示苯酚在生活中的用途，由此引发学生探究苯酚的兴趣

设计意图：通过展示生活中含有苯酚成分的用品，导入研究主题，引发学生思考苯酚的相关物理性质和化学性质，由此使学生直接获得感性认知。本环节的设计可以培养学生的科学探究和创新意识学科核心素养。

化学学习的社会价值：学生通过搜集材料，提取说明书中的内容，了解苯酚在生活中的广泛应用及其可能具有的化学性质。

教学环节2  自主实验探究苯酚的性质，掌握进行科学研究的方法

设计意图：通过苯酚酸性的探究，尤其是苯酚与碳酸、碳酸氢根酸性的比较，学生掌握了科学研究的一般过程。本环节的设计可以培养学生的科学探究与创新意识学科核心素养，以及化学变化与守恒、宏观与微观相结合的思想。

化学学习的社会价值：苯酚与碳酸、碳酸氢根酸性强弱的比较过程，对学生今后的科学探究有非常重要的指导意义。

教学环节3  对比讨论乙醇与苯酚的性质，掌握不同基团的相互影响

设计意图：通过对比讨论苯酚中酚羟基与乙醇中醇羟基化学性质的不同，以及苯酚与溴和苯与溴取代反应的不同，体会有机物基团之间相互影响、相互制约的关系。本环节的设计可以培养学生的科学探究与创新意识学科核心素养以及宏观与微观相结合的思想。

化学学习的社会价值：培养学生进行辩证分析的能力，掌握科学的方法论。

教学环节4  回扣开头，拓展应用

设计意图：通过探究化学中的一条普遍规律

——结构决定性质，性质决定用途，展示苯酚在生活中的应用，以回应开头。

化学学习的社会价值：培养学生终身学习的意识。引导其关注与化学有关的产品，认识合理使用产品的重要性，并深刻理解化学在实际生产、生活中的重要价值。

三、总结反思

教学设计主要从以下几个方面落实化学学科核心素养：

（一）建立进行科学探究的思维方式

由学生分组讨论并进行实验探究，如此可帮助学生理清进行科学探究的一般思路和方法：提出假設—分析讨论—提出理论依据—实验探究。由浅表知识走向深度学习，由此可构建起解决复杂问题的思维框架。在此过程中，学生不拘泥于已有知识，独立设计实验方案并进行自主实验，如此可培养学生独立思考的品质以及进行小组合作的能力。这样的教学，落实了科学探究与创新意识学科核心素养。电离常数的数据为碳酸、苯酚和碳酸氢根的酸性比较提供了有力的理论依据。学生根据数据，可提出苯酚具有弱酸性的假设，然后通过小组讨论设计并优化探究方案，完成探究实验获得结论。通过此过程，学生建立起探究问题的思维模型，同时实验结果又回证了数据的科学性。这样的教学，落实了证据推理与模型认知学科核心素养。

（二）改变传统的教学顺序

本节课不再按照结构—性质—用途这样的传统顺序进行教学，而是调整为搜集身边含有苯酚的物品—苯酚软膏说明书的展示—预测苯酚的性质—分析推理—实验探究—结构解释这一顺序进行教学。学生收集日常生活中含苯酚成分的物品，阅读说明书并对苯酚的性质提出预测，然后通过分析苯酚的结构和验证实验证明假设成立。这样的教学，落实了证据推理与模型认知学科核心素养。学生关注与化学有关的产品和社会热点，并深刻理解化学在实际生产、生活中的重要价值，如此可使学生树立终身学习的意识。这样的教学，落实了科学态度与社会责任学科核心素养。

（三）提纲挈领，突出重、难点

教学内容不再面面俱到，对苯酚酸性的探究及其与浓溴水的取代反应为教学重点，苯酚的化学性质、苯酚中羟基与苯环的相互影响为教学难点。学生从物质的微观层面理解其组成、结构和性质之间的联系，即微观上所含基团不同，导致宏观上的性质既有相似性又有差异性。这样的教学，落实了宏观辨识与微观探析学科核心素养。苯酚与浓溴水的取代反应，学生可从定性和定量两个角度分析酚羟基邻对位的变化，如此可培养学生的守恒思想。这样的教学，落实了变化观念与平衡思想学科核心素养。

实验探究是重要的教学手段，对于培养学生的化学学科核心素养具有独特的优越性。因此我们教师要重视实验探究，即要以实验探究为抓手落实学生化学学科核心素养的培养。