化學學科素養
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化學學科素養范文第1篇
文章編號：1005C6629（2017）6C0029C06 中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：B
中學化學教材中包含著很多化工素材，一方面體現了化學科學來源、發展于社會實踐的鮮明特點；另一方面，也彰顯了化學教學要聯系社會實際、豐富生活閱歷、完善學習方式的課程理念。在上科版的化學教材中，化工素材的內容主要以三種形式出現：第一，以簡約的文字、生動的圖片出現在正式文本中；第二，以“拓展視野”、“化學史話”、“資料庫”的板塊出現在輔助資料中；第三，以“思考與討論”、“探究與實踐”、“復習與思考”的板塊出現在課堂活動的要求或課后作業的設計中。
對于化工素材的處理，教師一般的做法是：其一，作為導課的材料。例如，“自來水生產中使用氯氣進行消毒殺菌”（文字），常用作“氯氣的性質”一課的開場白。其二，作為問題的情景。例如，“如何從海水中提取溴和碘呢？”（文字結合圖片），這樣的引言就是針對“從海水中提取溴和碘”一課創設的問題情景。其三，作為自主學習的素材。例如，“拓展視野――電池的發明”（教材板塊），即為“原電池”一課中為學生自主學習提供的材料。其四，作為授課的內容載體。例如，“工業制硫酸”（整節教材），整堂課以工業制硫酸的素材作為教學內容的背景和載體。以上做法，應該說對促成日常教學任務、教學目標的達成起到了重要作用，也是眾多教師的教學常態。但是，在當前關注學科核心素養培養的教育形勢下，其發揮的能量和教育的成效顯然存在不足。如何進一步挖掘、提升化工素材的育人價值，為落實“化學學科核心素養”的育人工作助一臂之力？這就是本文要探討的話題。下面，筆者談一些粗淺的看法和做法。
1 對“化學學科核心素養”的理解及其在化工素材中的蘊含分析
目前，關于“化學學科核心素養”的研究正成為熱點。吳俊明教授認為，化學學科的核心素養包括若干基本觀念、相應的思維和實踐能力以及態度與責任心，其中既包括具有化學專屬性的內容，也包括跟化學有聯系的、必備的一般科學素養、人文素養、社會素養和公民素養等內容[1]。吳星教授認為，高中化學核心素養應該包括化學學科觀念、化學學科思維、科學探究實踐和化學學科價值追求[2]。劉前樹老師提出，化W核心素養包括4個維度：①化學基本觀念；②化學過程；③化學在生活中的應用；④對化學的態度[3]。2016年，普通高中化學課程標準（征求意見稿，下稱“征求意見稿”）指出：化學學科核心素養包括“宏觀辨識與微觀探析”、“變化觀念與平衡思想”、“證據推理與模型認知”、“科學探究與創新意識”、“科學精神與社會責任”等5個維度[4]。筆者認為，上述觀點有異曲同工之處，反映到課程實施、課堂實踐上有相互融合和補充的優勢。它們的共同點是，一方面體現化學學科獨特的育人價值；另一方面反映化學學科中必須養育的作為一個人發展必備的品格和關鍵的能力。本文中的“化學學科核心素養”，筆者主要采用征求意見稿中的觀點表述，同時吸納其他專家的成果精粹。
那么，高中化學教材中的化工素材有什么特點，它們又蘊含著哪些“化學學科核心素養”的培養機會呢？
其一，化工素材作為教學內容的授課載體，貫穿整個知識點或課堂教學的始終，其蘊含較多核心素養的培養機會。載體型化工素材是一個支持某個探究點或整堂課教學活動的、數量較多且相互關聯的素材群。以上科版教材第2章第1節“海水曬鹽”一課為例，教材以“海水取鹽”為背景和載體展開，其中分布了7個化工素材點（參見“表1編號1”）。素材1：“海水取鹽的歷史、鹽田法”的文本；素材2：圖2.1《天工開物》中制鹽海圖；素材3：圖2.2現代鹽田的技術設備和生產情景；素材4：表2.1海水濃縮過程中析出鹽的種類和質量數據表；素材5：[學生實驗]粗鹽的提純；素材6：[資料庫]海水中主要元素的含量；素材7：[拓展視野]從海水中提取微量元素。
首先，素材之間有密切聯系，共同為達成教學目標服務。素材1、2、3是為“理解海水提取食鹽的方法”的“知識與技能”目標服務；素材4是為“感受制鹽生產中利用控制鹵水密度范圍來控制產品質量”的“過程與方法”目標服務；素材5服務于“理解粗鹽提純的一般方法”的“知識與技能”目標；素材6、7，一方面服務于“知道海洋是人類可利用的最大資源庫”的“知識與技能”目標，另一方面服務于“領略海洋資源的豐富和開發海洋資源的偉大意義”的“情感態度與價值觀”目標。7個素材共同成為本堂課授課內容的載體，貫穿課堂教學的全過程。
其次，素材之中富含針對“化學學科核心素養”的培育機會。素材1、2是一種實證古人取鹽的資料，素材4呈現了現代制鹽的技術和環節，它們共同為“證據推理與模型認知”的核心素養提供培養機會；同時，利用這些素材并結合“溶解平衡”知識，可以進行“平衡思想”核心素養的培養；素材1、2和3的組合，又是反映人類開展科學研究、促進文明發展的對比材料，為培養“科學精神與社會責任”的核心素養提供了載體；素材4、5是反映數據分析和實驗研究的教學資源，為培養“科學探究與創新意識”埋下了伏筆；另外，素材6、7是一組化學科學的信息資料，可以為培養化學學科的關鍵能力（化學信息能力）[5]創造條件。
其二，化工素材作為教學內容的佐證材料，提供即時聯系和實踐論證的需要，其蘊含較少核心素養的培養機會。高中化學的有些內容與化工生產有一定距離，而且教材中設計的化工素材也不多。這些孤立或關聯性化不強的化工素材，在課堂教學中無法對整個探究點或整堂課的探究活動提供支持，而只能作為其部分內容或活動的佐證材料。它們蘊含的針對核心素養培養的機會也相對較少，維度也相對單一。例如，第3章“離子鍵”一課中的化工素材（圖3.4食鹽的實物照片和結構模型），為“宏觀辨識與微觀探析”核心素養的培養創造了機會；第4章“熱化學方程式”一課中的化工素材（[資料庫]比較常見的燃料的熱值），用數據表明液化氣是一種高熱值的民用燃料，為“證據推理”核心素養的培養提供了載體。再如第2章“鹽酸”一課中的化工素材（圖2.6氯化氫合成塔及工作示意圖；參見“表1編號3”），其實物圖片及工作示意圖為培養“證據推理與模型認知”的核心素養提供了資源；同時，氯氣在內管、氫氣在外管燃燒的示意圖（保證氯氣燃燒完全保護環境）為“科學精神與社會責任”核心素養的培養做好了鋪墊。
2 基于“化學學科核心素養”培養的化工素材育人資源的挖掘
筆者以上科版化學教材高一年級“第2章開發海水中的鹵素資源”為例[6]，嘗試研發基于“化W學科核心素養”培養的化工素材育人資源，為化學課堂的實踐探索作好準備。為了研究方便，筆者將“化學學科核心素養”的內容進行了編號，形成了序列：A-宏觀辨識與微觀探析；B-變化觀念與平衡思想；C-證據推理與模型認知；D-科學探究與創新意識；E-科學精神與社會責任；F-關鍵能力（化學信息能力、化學學習能力、化學實踐能力）[7]；G-公民素養[8]；H-社會素養[9]；I-人文素[10]。在此基礎上開展“三項”工作，形成如下成果（見“表1”）：
第一，梳理化工素材。詳細閱讀教材，將教材中所有涉及化學工業的資料（包括化工產品、化工知識、背景材料、技術前沿、模擬實驗等），進行全面梳理。用簡要的文字、課本原有的圖表編號、欄目名稱進行呈現，用表格形式進行匯總（參見表1）。
第二，完善化工素材。觀照教學內容和教學目標，教材上既有的化工素材有時不能實現（或不能達到最佳）教育效果，此時可以增補、完善化工素材，或標注修正或使用的說明。例如，在“氯堿工業”一課中，書上只提供了實驗室電解飽和食鹽水的裝置示意圖（圖2.5），為了合理地解釋電解過程中的安全問題和效率問題，可以增補“隔膜電解槽”、“離子膜電解槽”的實物照片及工作示意圖（參見“表1編號2”）。
第三，定位素材類型?；に夭姆譃椤笆谡n載體型”和“佐證材料型”兩類。前者，是由數量較多的化工素材組成的素材群，形式多樣，一般有照片、圖表、文字等；同時，呈現于不同的教材欄目。例如“化學史話”、“資料庫”、“拓展視野”、“思考與討論”、“探究與實踐”等。素材之間相互補充、關系密切，為達成同一個教學目標服務。后者，是由數量較少、相對獨立的化工素材組成的素材點。由于數量少，其形式、欄目也相對單一。確定素材類型的原則是，以教學目標、教學內容和化工素材的匹配程度（數量）、互動時間（深度）、實施效果等因素進行綜合判斷。一般素材數量多、匹配程度好，互動時間長、深度大，則定位成“授課載體型”；相反，則定位成“佐證材料型”（參見“表1-素材類型”）。
第四，確定培育目標。這里的培育目標是指化學學科核心素養。由于一個化工素材可以針對多個培育目標，多個化工素材也可以針對同一個培育目標。因此，做好這項工作有一定難度，也是工作的關鍵。我們的做法是：以某個核心素養為基準，選擇相應匹配的化工素材，然后反向進行目標匹配性評估及針對性修正，以此類推。以第二章“氯堿工業”一課為例（參見“表1編號2”），第一步以核心素養“宏觀辨識與微觀探析”為基準選擇素材：素材3，電解飽和食鹽水的化學方程式（宏觀辨識）；增補“電極反應及順序判斷”（修正后針對“微觀探析”）。第二步，以核心素養“變化觀念與平衡思想”為基準選擇素材：素材3，電解飽和食鹽水的化學方程式，強調“電解是反應發生的必要條件；電能轉化成化學能”（修正后針對“變化觀念與平衡思想”）。第三步，以核心素養“證據推理與模型認知”為基準選擇素材：素材4，[課堂實驗]電解飽和食鹽水；素材5，圖2.5電解飽和食鹽水的工作示意圖。第四步，以核心素養“科學探究與創新意識”為基準選擇素材：素材4，[課堂實驗]電解飽和食鹽水；素材6，增補“隔膜電解槽、離子膜電解槽實物圖及工作示意圖”（修正后針對“創新意識”）。第五步，以核心素養“科學精神與社會責任”為基準選擇素材：素材1，p25氯堿工業的產品介紹；素材2，圖2.4上海氯堿總廠離子膜電解車間；素材7，[化學史話]近代著名實業家吳蘊初先生。
3 運用化工素材培養“化學學科核心素養”的教學案例研究
下面以第2章第2節中“漂白粉和水的消毒”一課中的“載體型”化工素材育人資源為例（參見“表1編號5”），對照“化學學科核心素養”的培養目標，總結我們在教學設計和課堂實踐上的具體做法（“佐證型”化工素材育人資源的實施可參照于此）。
3.1 明確化工素材的輔助主體――教學目標、教學內容
本課的“知識與技能”目標是：理解氯水的概念，理解氯水漂白和殺菌原理，理解氯水的不穩定性，理解氯氣跟堿的反應，知道漂粉精的制法和消毒原理；“過程與方法”目標是：在氯水化學性質的討論中，認識物質的組成及微粒的性質是影響物質化學性質的決定因素；“情感態度與價值觀”目標是：通過制漂粉精的工業生產的學習，感悟化工生產對人類生活作出的貢獻，以及化工生產中對成本、效益等諸多問題進行系統思考、綜合解決的意義。教材中正式的文本內容是：氯氣的用途氯氣貯存、運輸的不方便次氯酸鹽的特點工業上制造漂粉精的原理漂粉精發揮效能的原理?；に夭牡脑O計、運用必須建立在輔助教學目標、教學內容的基礎之上，課的教學目標、教學內容是選擇、運用化工素材的重要依據。
3.2 用好教材主體的培養資源――系統設計、合理布局
教材中的教學資源，除了化工素材，還有承載教學目標、教學內容的主體資源，例如核心概念、元素化合物知識、基本原理等專業知識；還有針對非化工素材的教學素材，例如科學家探究科學的史實材料；等等。特別是承載著化學學科專業知識的主體資源，在培養“宏觀辨識與微觀探析”、“變化觀念與平衡思想”、“證據推理與模型認知”等核心素養上起著關鍵作用。筆者的做法是：系統設計、合理布局，即：根據先前的研究成果――化學課堂“有效共識”[11]，以“目標、線索、結構、問題、環節、方法”為抓手，全面、系統地設計一堂課，形成以教材主體資源為主線，以包括化工素材在內的輔助資源為支持的課堂結構，合理布局教育資源的運用及其探究活動。下面是“漂白粉和水的消毒”一課的課堂結構[12]（化工素材的育人資源蘊含在問題設計及其探究環節之中）：
3.3 抓住化工素材的實施策略――融入設計、彰顯落實
針對化工素材的教學設計，我們采取“融入設計”的工作對策，即：根據本課的教學目標、教學內容，將化工素材融入整課的教學設計，在設計課堂結構及探究活動中全面系統、有選擇地布局化工素材，包括素材運用的契機、呈現的形式，素材使用的時間、需要配合的資源，針對核心素養的教師評論；等等，讓化工素材最大程度地為實現課堂的教學目標服務。
針對化工素材的課堂實施，我們采取“彰顯落實”的教學策略，即：根據“化學學科核心素養”的培養目標，使用最佳技術呈現素材，組織最佳活動使用素材，運用最精致語言詮釋素材，從而彰顯、強化核心素養的落實過程和結果。其中，詮釋素材的針對性、有效性成為落實核心素養的最關鍵操作。
下面是“漂白粉和水的消毒”一課的教學設計、意圖說明及其教育效果：
[H1]一、氯水
[投影/引言]（素材1）圖2.15氯氣的用途。氯氣有許多用途，為人類作出了很大貢獻。今天我們來討論水的消毒以及漂粉精的制造。
[演示/討論]展示一瓶氯水，將氯水滴到藍色石蕊試紙上。討論現象、原因。
[小結]
1.化學反應
現象：試紙先變紅再變白。
原因：變紅是因為鹽酸具有酸性，變白是因為次氯酸具有漂白性。
[講述]（素材2）次氯酸能使許多有機色質褪色，還能殺滅水中的細菌。
[意圖與效果]素材1，以投影形式呈現，配合教師精簡的導入語。一方面起到導課作用，另一方面讓學生感受化學對社會的貢獻，起到激發“社會責任”的效果。素材2，采用教師講述形式，一是拓展前面的實驗講解（次氯酸功能），二是作為證據材料培養學生的“證據推理”意識。實踐證明，這兩個素材的選擇和運用是比較成功的。
2.微粒種類
[討論]新制氯水、久置氯水、液氯的區別？（久置氯水就是鹽酸）
[意圖與效果]雖然教學內容“2.微粒種類”、“3.化學性質”沒有用到預設的化工素材，但教學設計中卻清晰地蘊涵了“宏觀辨識與微觀探析”的培養契機。在聯系了“1.化學反應”中的化學方程式之后，啟發學生從微粒的角度判定物質變化的結果，起到了較好的教育效果。同時，這里也可以作為“變化觀念與平衡思想”核心素養的培養機會。
[H2]二、工業上制造漂粉精
[講述]（素材3）HClO不穩定；Cl2貯存、運輸不方便。而次氯酸鹽比次氯酸穩定得多，且能溶于水，在二氧化碳和水的作用下能生成次氯酸。
[提問/互動]（素材5）為何不用氫氧化鈉？（氫氧化鈉價格高，且容易潮解）
[意圖與效果]素材3，采用教師講述形式。從教學過程上來講，它起著承上啟下、教學銜接的作用；而從核心素養的培養角度上來說，它提供了一種“證據推理”的論證材料。素材4，采用化學符號的形式，并以教師板書的技術展開，它起著強化“變化觀念”的教育效果。素材5，采用提問的形式呈現，并通過師生互動解決，旨在體現一種“社會素養”的培養，即：經濟效益和產品質量是一個企業生存、發展的基礎。
[討論] 2.漂白原理
[指導閱讀]（素材6、7）水的其他消毒方法、漂白粉消毒游泳池。
3.貯存措施
隔絕空氣，密封保存。
（素材8）失效原因：漂粉精和二氧化碳、水反應，生成的次氯酸見光分解。
[意圖與效果]素材4，采用化學符號的形式、并以教師板書的技術逐漸展開，是“變化觀念”教育的載體。素材6，以資料庫形式呈現；素材7，以圖片形式呈現，兩者均通過指導閱讀的手段，讓學生感受化W對人類生活的貢獻，起到培養“社會責任”的教育目的；同時，素材6中“臭氧的消毒原理”可以培養學生的“微觀探析”思想。素材8，以提問形式呈現，并以師生互動方式解決，旨在培養一種基本的“公民素養”，即：“漂粉精露置在空氣會變質”是一種生活常識。以上素材，均收到了預期的教育效果。
[小結]對本堂課進行小結。
[作業]（素材9）自由組合成3～5人研究小組，自制褪色靈，二周時間內完成。
[意圖與效果]素材9，源于[探究與實踐]欄目的課堂實驗，現改為實踐性作業的形式，既尊重了課堂實際（課上沒有時間完成）；又體現了學科中開展研究性學習的課程理念和目標。同時，從時空條件和小組合作的角度上來說，這樣的學習方式更有利于培養學生的“科學探究與創新意識”。但要注意，需要加強過程管理，避免出現流于形式、應付結果的“假研究”。
總之，化工素材是化學學科重要的教育資源，它不僅可以支持教學內容的落實，促進教學目標的達成；而且可以在“化學學科核心素養”的培養實踐上發揮積極作用。讓我們共同努力，為進一步挖掘、提升化工素材的育人價值作出貢獻！
參考文獻：
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[3]劉前樹.試論化學核心素養的結構[J].化學教育，2016，（21）：4～8.
[4]教育部基礎教育課程教材專家工作委員會普通高中課程標準修訂組.普通高中化學課程標準（征求意見稿），2016年9月.
[6]姚子鵬.高級中學化學課本高一年級第一學期（試用本）[M].上海：上海科技技術出版社，2007：21～54.
化學學科素養范文第2篇
一、問題的提出
2014年3月教育部頒發的《關于全面深化課程改革落實立德樹人根本任務的意見》明確提出，基礎教育階段應該幫助學生形成適應個人終身發展和社會發展需要的必備品格和關鍵能力。“核心素養”被置于進一步深化課程改革、落實立德樹人目標的基礎地位?；A教育的學科教學，其終極目標發展為促進學生學科核心素養的形成。高中化學課程標準修訂組根據“中國學生發展核心素養（征求意見稿）”和高中化學課程特點，提出包含“宏觀辨識與微觀探析”“變化觀念與平衡思想”“證據推理與模型認識”“實驗探究與創新意識”“科學精神與社會責任”等5個要素的高中化學核心素養。學生學科核心素養的形成，需要在真實性的問題情境中，與學習環境的持續互動與作用?；诎l展學生化學學科核心素養的教學方式，必然要實現從以“教”為中心向以“學”為中心的轉變，實現以“知識教學為本”向以“觀念建構為本”的轉變。
化學是一門以實驗為基礎的自然科學，其本質特征是“在原子、分子的微觀水平上研究物質及其變化”。培養學生運用實驗、假說、模型、分類等方法，通過動手實驗、調查與資料獲取，運用歸納、概括、推理論證等邏輯思維方法，通過小組交流、討論和反思等活動形式開展物質及其變化的研究，并從元素的宏觀視角認識物質及其變化的規律、從粒子的微觀層面揭示物質及其變化的本質，能從化學的視角解決與化學有關的社會問題，參與和化學有關的社會決策，秉持可持續發展和綠色化學理念，是幫助學生形成適應個人終身發展和社會發展需要的必備品格和關鍵能力的必由之路。因此，積極開展實驗教學是培育和發展學生化學學科核心素養的重要途徑。
二、設計的背景
乙烯是學生學習甲烷、烷烴之后的另一類重要的有機物，是烯烴的典型代表物。本節課的學習將為學生繼續學習乙炔、苯和選修5“有機化學基礎”相關內容做鋪墊。本節課的重點是乙烯的結構特點、乙烯的化學性質與加成反應概念；學習的障礙點是乙烯分子結構中碳碳雙鍵為什么有一根鍵容易斷裂，先前概念取代反應對加成反應概念的形成造成干擾。從教材的編寫意圖和學生已有認知水平分析，對乙烯化學性質開展實驗探究教學，有利于學生基于實驗產生的宏觀現象，借助模型認知等途徑從微觀分析和符號表征，能凸顯教學重點、化解難點，更為重要的是在實驗探究過程中學生真切地體悟和掌握了研究有機物結構和性質的一般思路與方法，形成了“結構決定性質”的基本觀念，發展了學生的化學學科核心素養。
三、教學目標
1. 通過自主學習和問題解決等方式了解乙烯的物理性質和用途。
2. 通過模型搭建、問題解決和實驗探究等活動，經歷“宏觀―微觀―符號”三重表征的思維方式，理解乙烯的結構和化學性質，初步樹立“結構決定性質”的基本觀念。
3. 通過實驗探究活動，?w驗實驗探究的一般過程和樂趣，認識到化學實驗不僅是獲取實驗事實的途徑，而且是認識事物本質的重要方法。
四、教學過程
環節一：創設情境，引發學習興趣
【創設情境】為什么青蘋果和熟香蕉放在一起會大大縮短青蘋果變熟的時間？
【拓展延伸】呈現相關資料和圖片，展現乙烯利（乙烯磷）在農業上是優質高效的植物生長調節劑；一定條件下，乙烯利可以釋放出乙烯，具有促進果實成熟等功效。
【設計意圖】從生活走進化學，讓學生體會到化學就在我們身邊，能真實地感悟到化學學科在人類生產、生活中的重要作用。
環節二：模型認知，探究結構特征
【自主學習】根據教師提供的素材，了解乙烯的物理性質和用途及其化學式。
【模型搭建】探究乙烯的結構特征，并寫出其電子式和結構式。
【設計意圖】讓學生在自主學習中提高對有效信息的獲取和加工能力；通過模型搭建，讓學生在“做中學”，親身經歷探究的過程，實現化學知識和思維的雙重建構。
環節三：創新實驗，探究化學性質
1. 乙烯的制取實驗
【創新實驗】用一支針筒吸入1mL40%的乙烯利溶液，注入另一支下端套有橡皮套，且內裝有少量NaOH固體的針筒中（如圖1）。
【設計意圖】通過設計微型化的實驗，引導學生發現該實驗不僅無需加熱，反應速度快，產生的乙烯氣體純度高，而且安全度高，節約時間和成本，體會實驗創新帶來的樂趣和價值。
2. 乙烯的燃燒實驗
【實驗創新】用針筒抽取少量產生的乙烯氣體，在針端直接點燃，學生觀察現象。
【設計意圖】安全性較好，無需驗純，且實驗現象鮮明，比教材中燃燒石蠟油在催化劑、高溫條件下的分解產物（其產物主要是乙烯和其他烷烴的混合物）更有說服力。
3. 乙烯與酸性高錳酸鉀和溴水反應的實驗
【實驗創新】在一小培養皿（直徑為6cm）內放置一紅色瓶蓋（加入少許飽和的NaOH溶液）和兩白色瓶蓋（分別滴加一滴酸性高錳酸鉀溶液和溴水），向紅色瓶蓋中加入少許乙烯利溶液，蓋上大表面皿（直徑為9cm）。當兩白色瓶蓋中溶液褪色后，在旁邊再分別滴加一滴酸性高錳酸鉀溶液和溴水。
【觀察思考】根據學習甲烷性質的經驗思考酸性高錳酸鉀褪色的原因是什么？
【比較說明】溴水褪色的原因是發生取代反應嗎？請說明理由？
【證據推理】提供數據（如表1），從化學反應的本質判斷原因？引入加成反應的概念。
【模型認知】通過學生自己動手搭建產物的模型，寫出反應的化學方程式；通過類比遷移寫出乙烯與H2、HCl、H2O反應的化學方程式。
【設計意圖】學生在培養皿中進行微型化實驗，現象明顯且形成鮮明的對比，不僅讓學生獲得了直觀的實驗現象，而且讓學生體會到了一種實驗設計的思想。通過問題導學，學生思維不斷深入，學會從不同視角認識加成反應，經歷“宏觀―微觀―符號”三重表征的思維方式學習化學，初步樹立“結構決定性質”的基本觀念。
【提出問題】比較加成反應和取代反應的特點，設計實驗證明乙烯與溴水發生加成反應？
【比較實驗】依據兩種反應類型的特點，引導學生瞄準生成物HBr，確定實驗設計的思路，并進行分組實驗：A組用HNO3酸化的AgNO3溶液檢驗Br-；B組用pH試紙測反應前后溶液的pH。
【認知沖突】①在A組學生觀察到產生大量淺黃色沉淀的基礎上引導學生思考一定是生成物HBr導致的嗎？還可能是什么原因？②如果是反應不完全的溴水導致的，請你設計實驗驗證？ 學生通過淀粉-KI試紙檢驗發現沒有變藍。③B組學生發現pH試紙變紅，酸性明顯增強。④綜合A、B兩組實驗現象，你又該如何做出合理解釋呢？
【文獻查閱】烯烴可以與氯或溴的稀溶液水溶液發生加成反應得到β-鹵代醇。
【?O計實驗】引導學生進一步思考如何設計實驗證明是否受溶劑水的影響？
【設計意圖】在比較的基礎上設計探究思路，能聚焦學生的思維，做到有的放矢，提高了課堂的學習效率。通過分組實驗創設問題情境，引發學生的認知沖突，再通過一系列問題驅動學生的認識不斷發展和深化，思維能力得到了有效的鍛煉。通過文獻法培養學生獲取信息和加工信息的素養，初步認識到有機化學反應的復雜性特點。最后通過實驗設計使學生的認識能力進一步升華。
環節四：對比歸納，學以致用提升
【對比歸納】對比總結乙烷和乙烯的結構、化學性質，如表2所示。
【課堂小結】歸納總結研究有機物化學性質的一般思路，進一步形成結構決定性質、性質反應結構的基本觀念。
【學以致用】水果采摘后會有大量的乙烯產生，乙烯量的增加會加快水果的成熟和腐爛，為延長保存期，請利用本節課所學知識設計簡單易行的保鮮方案。
【設計意圖】通過乙烷和乙烯的結構、化學性質的對比和課堂小結，引導學生進一步樹立“結構決定性質”的基本觀念，最后通過問題解決從化學回歸生活，培養了學生從化學的視角解決實際問題的能力。
化學學科素養范文第3篇
科學知識是科學素養的重要內容，也是提高學生科學素養的主要途徑?；瘜W課堂教學中如何通過有效的方法提高學生的學科知識素養呢？首先相對于“滿堂灌”，我們更需要的是學法指導，關注學生“怎么學”。其次，教材也不再是純閱讀材料，而是通過設置“你知道嗎？”“活動與探究”、“信息提示”、“問題解決”、“交流與討論”等欄目來改變學生單純接受、死記硬背、機械訓練的學習方法，它不僅要學生理解記憶性知識，還要學會發現問題、解決問題的能力。
如在“同一反應中用不同的物質來表示反應速率時數值與化學計量數的關系”的內容學習上，教材沒有直接給出或舉例給出結論，而是在“交流與討論”欄目提供了“N2O5在四氯化碳溶液中發生分解反應的實驗數據”，讓學生自己通過計算得到數據，填入表格，并通過問題啟發學生分析發現有關規律。這一知識點不是很難，學生通過直接聽講也能理解，但這樣除了記憶性知識之外別無所獲。在實踐中，教師可充分利用課本欄目資源轉換教與學方式，培養學生勇于實踐、敢于提出挑戰的探究精神，學生不僅能學會學科知識，更直接體驗了科學探究的過程，將“是什么”和“怎么得到”融為一體，使學生對知識的理解和把握更加有效，培養了學生探究和自主學習的能力，提高學生的科學素養。在這知識快速發展的時代，只有“學會學習”的學生才能迎接各類挑戰。轉換學生的學習方式，通過探究，帶著問題去學習，凸顯學習過程，形成學生內在的學習動機、批判的思維品質和思考問題的習慣；通過自主學習，凸顯學習的主動性和獨立性，弘揚人的自主精神；“學會學習”的主要目的首先在于讓學生在學習方式轉變的前提下，更好更扎實地掌握科學知識。有了扎實的科學知識，才能更有效的提高學生科學素養。
2通過化學實驗，提高學生科學素養
高中化學實驗教學是教學的重要內容，教師通過實驗教學滲透對學生的科學素養教育，以此實現科學素養提高的目標。在具體教學時，教師首先要引導學生對教材中安排的實驗進行分析，通過小組合作討論等不同形式，針對實驗設計中的不足進行優化，借此培養學生的思維能力與創新意識。其次，在化學實驗教學中，教師還可以借助儀器設備的制作來培養學生的動手能力和創新精神。日常實驗教學中，適當引入實驗器材的自制活動，以及對現有器材進行組裝、改進和調整，讓學生在操作過程中進一步掌握實驗器材的設計原理與實驗的反應原理。
如“氨氣的性質”在高中化學中是一個重要的知識點，教材用三個演示實驗分別介紹了氨氣極易溶于水、水溶液成堿性和能與酸反應的三個性質，但實驗中存在著以下的缺陷：前期制備氨氣的過程復雜，而且排空氣法收集氨時容易擴散到空氣中，造成空氣污染，預先準備好的氨氣往往會出現泄漏、潮濕等現象，導致實驗效果不理想，實驗2和實驗3中的濃氨水露置在空氣中，也造成空氣污染，不符合綠色化學的理念，影響健康。因此通過改進實驗方案和實驗裝置，把三個實驗結合在一起做可以避免上面的缺陷。實驗裝置設計如圖1。具體操作如下：進行氣密性檢查后在燒瓶1的底部加入一些固體氫氧化鈉，在針頭處換上裝有濃氨水的針筒，在燒杯1處放PH試紙（紅色石蕊試紙）后，慢慢的把濃氨水注入燒瓶1中，通過向下排空氣法收集氨氣，若PH試紙變（紅色石蕊試紙）藍色了（實驗2），說明氨氣已經收集滿了。然后在燒杯2中滴入酚酞，關閉止水夾2和止水夾3，把針筒內的水打入燒瓶2內，同時打開止水夾1，燒杯2中的水迅速上升，在燒瓶2中的尖嘴導管上出現紅色的噴泉現象（實驗1）。最后等噴泉結束后，在燒瓶1上口的針頭處換上裝有濃鹽酸的針筒，把濃鹽酸打入燒瓶1內，出現大量白煙（實驗3）。這個實驗首先實現了氨氣的制備、收集和物理性質、化學性質實驗的一體化處理，使實驗成功率，可信度更高，讓學生更真實地去體驗理解氨氣的性質；同時操作輕松快捷，現象明顯，課堂耗時短，非常適合做演示實驗；而且兩個燒瓶一紅一白，有很強的視覺效果，很好地提高了學生的實驗興趣。最重要的避免了氨氣進入空氣中，環保無污染，體現了綠色化學思想。
高中化學課程標準指出：“通過以化學實驗為主的多種探究活動，培養學生的創新精神和實踐能力?！痹诒景咐校紫韧ㄟ^操作復雜實驗，來引導學生思考如何簡化，通過合作討論，互通信息，解決學生在實驗理解上的“信息溝”差距，達到共同思考共同提高的目的；其次根據學生討論結果和教師引導的方向進行實驗改裝，讓學生更直觀地把思考和動手結合起來，有效強化學生的探究意識，促進思考方式改變，進而促進學習方式的自覺轉變，更重要的是通過改裝，讓學生明白技能創新和實踐方法的真正意義所在；同時培養學生的實驗興趣和個性特長，良好的實驗興趣是形成良好的科學品質的前提。有了良好的科學品質，科學素養的提高是指日可待的事情了。
3利用化學史，培養學生科學上的人文素養
化學學科在發展過程中，無數研究人員為之付出了艱辛努力，他們的介紹化學家們的科學態度、研究方法、成功或失敗的經驗教訓，勇于探索、大膽創新的科學態度，堅持實踐、百折不擾的科學精神，既能向學生展示化學知識的“來龍去脈”，加深對化學知識的理解，又可讓他們明白化學并不枯燥呆板，而是一門不斷發展的生動有趣的學科。因此，傅鷹教授認為化學史教育是很有必要的，他認為“化學史給人以智慧?！比缭趯W習元素周期表知識時，可介紹元素周期律的發現史：1862年尚古多的“螺旋圖”1864年邁爾的“六元素表”1869年門捷列夫化學元素周期律的確立，把化學元素納入了一個完整的體系，使化學進入了系統化的階段。從以上的故事中我們可以讓學生領悟到：科學和真理是人們在不斷追求和探索中逐漸呈現的，許多科學家始終堅持實事求是的科學態度、精益求精的工作作風、鍥而不舍的鉆研精神，獲得了一個又一個的重大發明和發現。通過對這些史實的感受，使學生體會人類在追求真理的道路之曲折艱辛，但只要孜孜不倦的不懈努力終會結出累累碩果。
講到科學素養時，人們往往會有一種誤解：認為科學素養就是做實驗或通過研究得出結論。實驗、研究的確是有關科學的方面，但絕不是全部。實際上，實驗、研究是進行科學研究的一種手段和方法，科學家進行研究的過程實際上就是科學素養和探索精神的體現。而這個研究過程和體現的素養和精神其實就是人文素養的一個方面。案例中的“元素周期表”知識，表面上看來是一個記憶性的知識，但它的發展完善歷程卻能體現出科學家的素養和精神，因此可以認為是科學方面的人文精神，而這對于現代學生而言又是不可或缺的。
化學學科素養范文第4篇
密切聯系現實生活，激發學生的求知欲望
化學這門學科與人類的生活息息相關，生活中處處有化學。身邊的化學現象比比皆是，如液化氣燃燒、食物腐敗、鐵釘生銹等，它們都是化學啟蒙教育的素材。為了激發學生的求知欲，編者首先密切聯系現實生活，大量選取生活中常見的物質，來引出化學知識，讓化學與生活牽手，在學生固有經驗與新知識之間建立起一座溝通的橋梁，讓學生愉快地步入學習化學的天地。如第2章談到了空氣、氧氣、二氧化碳、水等身邊司空見慣的物質；第4章談到了煤與石油兩種重要燃料；第5章列舉了鐵、鋁、銅、石灰石、生石灰、熟石灰等金屬材料及礦物質；第6章講到了蔗糖水、食鹽水、石灰水等溶液；第7章講到了酸堿鹽中的食醋、小蘇打和化學肥料、胃液中的鹽酸；第8章涉及了淀粉、油脂、蛋白質、維生素等人體需要的有機化合物，林林總總，種類繁多，皆與生活息息相關。這些化學物質客觀、真實地存在著，在學生的心目中留有一定的印象。從這些身邊的事物入手，提示其奧秘，能夠讓學生體驗到生活中處處有化學，時時有化學，化學反應就在自己身邊不斷進行著，進而激發學生的學習興趣，增強學好化學的信心。濃厚的興趣和強烈的求知欲如同化學反應中的催化劑，能快速引領學生步入化學學習的快車道———誠如大科學家愛因斯坦所言：“興趣是最好的老師。”
切實開展實驗活動，培養學生的實驗能力
《義務教育化學課程標準（2011年版）》在“課程性質”一欄中指出：“化學是一門以實驗為基礎的學科，在教學中創設以實驗為主的科學探究活動，有助于激發學生對科學的興趣，引導學生在觀察、實驗和交流討論中學習化學知識，提高學生的科學探究能力?！笨梢?，化學實驗既是教師開展教學的重要手段，又是學生學習的重要方法，還是激發學生學習熱愛化學、學好化學的源泉所在?，F行滬教版化學教材根據教學的需要，在“活動與探究”中設置了許多實驗，為學生動手操作提供了機會，搭建了平臺，其宗旨是讓學生親歷探究過程，親自“做科學”并體會其中樂趣，鍛煉學生的觀察和思維能力，以期掌握科學的研究方法，培養化學科學素養。如第1章中“銅綠”性質的實驗；第2章中“高錳酸鉀分解制取氧氣”、“二氧化碳與水反應”的實驗；第4章“質量守恒定律”的探究性實驗；第7章中探究“酸堿鹽”性質的實驗，等等。面對這些實驗，筆者總是在課前做好充分的準備，運用不同的形式進行實驗。實驗過程中給予學生耐心的指導，鼓勵學生動手操作，讓學生在課堂上平等分享教學資源。這些生動有趣的探究性實驗，引領學生走進奇妙的化學世界，讓學生充分享受到化學實驗的樂趣，感受到化學的魅力，培養學生化學實驗的能力。
著力滲透思想教育，強化學生的環保意識
化學學科素養范文第5篇
[關鍵詞]實驗教學 科學素養 化學教學
實驗是化學學科賴以產生和發展的基礎，是化學教學中落實素質教育、培養學生化學科學素養的重要渠道和主陣地。當前有部分化學教師對化學實驗教學可提高學生科學素養的教學功能缺乏足夠的認識，存在重理論輕實驗、重結論輕過程的現象，這不利于學生化學科學素養的提高。因此，在中學化學實驗教學中應轉變教學觀念，發揮化學實驗教學的優勢，捕捉契機，這對于提高學生的化學科學素養十分必要。
一、轉變實驗教學觀念，培養學生掌握科學的研究方法
傳統的實驗教學目的是“重結論”，而不是將實驗作為“再發現”的過程。因此，學生只是機械地接受知識，這不利于學生掌握科學的研究方法。教師應轉變觀念，建立以實驗教學為基礎的化學教學觀，充分挖掘化學實驗的教學潛能，為落實新課程教學理念創造條件，營造―個良好的化學實驗教學環境。
1.改革演示實驗。目前，中學化學演示實驗多為教師先演示，學生觀察現象，然后歸納得出物質的性質、制法或定律，最后由學生通過實驗驗證。在實驗中學生往往只是簡單機械地重復，沒有積極地思維和創新，也沒有探索的目標和方向。這種實驗模式缺乏對學生獨立思考能力、豐富想象力、獨立動手實踐能力、創新意識及創造能力的培養，不利于學生科學素養的提高。因此，必須轉變實驗教學觀念，改變傳統實驗教學模式，培養學生掌握科學的研究方法。例如，在金屬鈉與水反應的演示實驗中，不但要教會學生對實驗現象進行正確地觀察和描述：鈉浮在水面上，熔成小球，小球不停地在水面上轉動，發出“嘶嘶”響聲，有水霧及氣體生成，反應后溶液能使酚酞試液變紅等，而且要能得出結論：鈉能與水反應產生氣體，同時生成NaOH。更重要的是還要啟發學生思考，因為實驗中學生肯定已發現一些“特殊”現象：鈉是金屬，為什么不沉入水底？又為什么能熔成小球？學生對此疑惑不解，而且十分迫切想知道是什么氣體。這時學生處于迫切需要知道“為什么”的心理狀態，產生較強的情感震憾。學生的需要被喚起，動機被激發，產生了進一步學習的興趣，自然有利于教學目標的順利實現。
2.重視學生分組實驗教學。對于高一年級，進一步熟練化學實驗的基本操作仍然是學生分組實驗的任務之一，但形成良好的觀察品質、能夠合理地解釋實驗并獲得相應的實驗結論就顯得更為重要。為了培養學生嚴謹治學的科學態度，把一些驗證性的學生分組實驗改為實驗測試或實驗考查的形式，而且在考查的標準中制定一些鼓勵性的條目，如“能夠觀察到實驗的異常現象”、“能夠解釋實驗的異常現象”、“能夠發現實驗成功的某些具體措施”、“能夠提出完成實驗的其他實驗方案”，等等。通過這樣的測試與考查，學生在鞏固已有知識的基礎上提高了觀察興趣，優化了觀察品質。
在高二、高三年級，由于大部分學生分組實驗已經以邊講邊實驗的方式完成，余下的要么是一些裝置復雜、耗時較長的實驗，要么便是實驗習題。對于這些實驗可以要求學生以研究實驗的方式完成。所要研究的問題，如實驗條件的確定及其原因、實驗裝置的選擇及其依據、藥品加入順序和實驗操作順序對實驗有無影響及其影響結果，以及對所驗證的實驗或所設計的實驗方案進行診斷，分析是否存在有失嚴謹、可以改進的地方等等。學生形成了這種研究性的實驗習慣后，就會在實驗過程中自主地發現問題并最終解決問題，從而達到完善學科素質的教學目的。
二、改進實驗裝置，對實驗進行拓展和延伸，培養學生的創造性思維
實驗裝置是化學實驗的客觀載體，也是學生科學素質培養的重要媒體。引導學生認識到實驗裝置改進的必要性并最終可以對實驗裝置提出自己的改進設想，對學生進行的思維訓練將具有很大的力度。因此，在化學實驗教學中應充分注意對實驗裝置的改進。改進實驗裝置的目的有以下幾方面：
1.使現象更鮮明。化學實驗只有具有鮮明的現象，才能起到其應有的作用。因此，進行化學實驗特別是演示實驗時，首先追求的一項指標就應是現象鮮明，除了選用大容積的儀器、實物投影或進行背景、空白對照等手段外，改進實驗裝置也是一種重要途徑。
2.使實驗更客觀。實驗的客觀性是相對實驗的理想化模式而言的。中學化學實驗中的理想化處理大部分是合理的，是與教育對象心理特征相適應的。但是，隨著學生年齡的增長，特別是進入高中后，如果完全忽略實驗的客觀性，一味地把實驗內容的實際問題理想化，將對學生思維的細節刻劃、充實校正等品質的形成產生負面影響，限制了他們創造思維品質的良性發展，在學生創造思維的細節性上留下缺憾。如在氯氣的實驗室制法實驗中，當分析了制得的氯氣中可能含有雜質氣體水蒸氣和氯化氫氣體后，基于學生的接受能力和掌握知識的需要，特別是為了增強實驗的客觀性，可引導學生繼續思考：怎樣重新設計實驗除去雜質氣體制得干燥純凈的氯氣？在此實驗設計中，凈化、干燥裝置是學生在初中已經了解的，而有毒氣體封閉式的收集和防止污染的吸收裝置，則是學生在高中階段必須掌握的。通過這種實驗設計，學生不僅能動地掌握了氯氣的實驗室制法，而且可以有效地掌握新知識，找到新舊知識之間的區別與聯系，更重要的是在實驗的參與中訓練了思維。接受了學科思想和環境意識的熏陶。
3.使結論更嚴謹?；瘜W實驗是化學重要理論、概念及元素化合物知識的感性認識基礎，其所得出的結論是否嚴謹，不僅直接影響學生對這些重要理論、概念及知識的理解與掌握，而且還將對學生學科素質的完善產生重要的影響。因此，由化學實驗所得出的結論更為嚴謹，這也是化學實驗敦學的重要目的。改進實驗裝置可以在這方面起到積極的作用。
三、增大實驗訓練力度，在探索性實驗中培養學生的創新能力
化學實驗包括驗證性實驗和探索性實驗兩大類。目前教材中設計的學生實驗大多屬驗證性實驗。隨著教學的深入，學生具有一定的化學知識和實驗技能后，原來的照方抓藥、按部就班式的驗證性實驗就顯得過于機械呆板，這類實驗雖能提高學生的實驗操作熟練程度，但對培養學生的創造能力就顯得后勁不足，具有很大的局限性。
與驗證性實驗相對的便是探索性實驗。探索性實驗是指探索研究對象的未知性質，了解它具有怎樣的組成，有哪些屬性和變化特征以及與其他對象和現象的聯系等的實驗。它是通過“問題實驗科學抽象結論應用”這樣一個過程來體現。教材中有不少富有探索性的實驗，它們都是培養學生創造力的良好素材。只要教師把握好時機，教學時注意啟發引導，發揮學生的主體性，對學生創造力培養非常有效。實驗習題就是其中很好的探索性實驗題材。
總之，在中學化學實驗教學中，教師應轉變教學觀念，積極開發實驗教學潛能。要讓學生“動”起來：眼動、手動、腦動，強化學生的主體地位，真正讓學生學得主動，不斷提高學生的化學素質，更好地適應社會發展需要。
參考文獻：
[1]楊先昌.化學教育學[M].南昌:江西教育出版社,1991.
