基于核心素養(yǎng)在探究式分組實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的實(shí)踐與思考-以“氫氧化鈉變質(zhì)”探究式分組實(shí)驗(yàn)教學(xué)為例

《全日制義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》（2011版）基本理念之一就是讓學(xué)生擁有更多的機(jī)會(huì)主動(dòng)地體驗(yàn)科學(xué)探究的基本過程，以科學(xué)探究作為課程改革的突破口，注重學(xué)生合作能力的培養(yǎng)，努力提高學(xué)生的核心素養(yǎng)，具有初步的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力。如何將核心素養(yǎng)在教學(xué)中生根、發(fā)芽、成長是這次課程改革的重頭戲。本文圍繞“氫氧化鈉是否變質(zhì)以及變質(zhì)后生成了什么物質(zhì)”這一主題展開。通過學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)，在培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究能力的同時(shí)，也達(dá)到了提升學(xué)生核心素養(yǎng)的目的。一、合理分組，任務(wù)管理初三學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的年齡一般在14-16歲，正值青春期。這一時(shí)期的生理特點(diǎn)主要表現(xiàn)在：身高、體重的迅速增長，心臟、大腦的迅速發(fā)育，其功能大大增強(qiáng)。這個(gè)階段正是一個(gè)人的身心逐漸走向成熟的過渡時(shí)期。這主要集中表現(xiàn)在以下五個(gè)方面：第一，具有強(qiáng)烈的好奇心。他們一進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室，往往對(duì)許多儀器產(chǎn)生好奇，喜歡東摸西碰，急于動(dòng)手，對(duì)許多化學(xué)現(xiàn)象喜歡“打破砂鍋問到底”，喜歡懷疑與爭論，對(duì)外界事物充滿好奇，表現(xiàn)出強(qiáng)烈的好奇心和求知欲望。第二，具有較強(qiáng)的自尊心。他們希望得到老師和家長的認(rèn)可，希望被看作“大人”，不輕信和盲從師長，渴望獨(dú)立。第三，模仿性越來越強(qiáng)。初三學(xué)生的注意力也越來越集中。第四，自我克制力較差。中學(xué)生思想單純，敢想敢說、敢作敢為，但思維上往往表現(xiàn)出一定的片面性，容易偏激，缺乏克制能力。在學(xué)習(xí)過程中一旦遇到難點(diǎn)，便失去學(xué)習(xí)的興趣，導(dǎo)致學(xué)習(xí)成績的兩極分化。第五，具有較強(qiáng)的可塑性。在研究學(xué)生的個(gè)體差異與特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，再對(duì)學(xué)生進(jìn)行合理分組。分組的原則通常有兩個(gè)：第一，組內(nèi)異質(zhì)、組間同質(zhì)原則。這樣既保證了組內(nèi)各成員間的差異與互補(bǔ)，又達(dá)到了小組之間合理公平競(jìng)爭的目的。接下來再結(jié)合所要做的分組實(shí)驗(yàn)的難度進(jìn)行組內(nèi)成員間的合理分工，使組內(nèi)每一位學(xué)生都擁有一個(gè)身份，承擔(dān)一份職責(zé)，確保“人人有事做，個(gè)個(gè)能做事”。第二，組長負(fù)責(zé)制原則。組長是老師的得力助手，對(duì)本小組的成員起監(jiān)督的作用，是本小組的第一責(zé)任人，在力所能及的權(quán)限內(nèi)負(fù)責(zé)對(duì)本小組成員的協(xié)調(diào)與管理、監(jiān)督與指導(dǎo)工作，調(diào)控好本小組合作的行為規(guī)范，做到“兩參與”（主動(dòng)參與、全員參與）、“三意識(shí)”（責(zé)任意識(shí)、互助意識(shí)、集體意識(shí)）。具體如表1。表1角色分類與學(xué)生的特征分析一覽表B1（組員）基礎(chǔ)較扎實(shí)，能力偏上，紀(jì)律尚可，在他人的幫助下能順利完成學(xué)習(xí)任務(wù)。在組長或其他組員的幫助、指導(dǎo)下能順利完成實(shí)驗(yàn)規(guī)定的任務(wù)。B2（組員）基礎(chǔ)中等，學(xué)習(xí)習(xí)慣不好，有的動(dòng)手能力較強(qiáng)，但自我紀(jì)律約束能力較低，容易受外界環(huán)境的干擾。在組長或其他組員的幫助、指導(dǎo)下能完成實(shí)驗(yàn)規(guī)定的任務(wù)。C（組員）雙基比較薄弱，學(xué)習(xí)習(xí)慣和紀(jì)律都較差，存在很強(qiáng)的依賴心理，表現(xiàn)為自信心不足。在組長或其他組員的幫助、指導(dǎo)下能基本完成實(shí)驗(yàn)規(guī)定的任務(wù)。說明學(xué)生的角色分類并不是固定不變的，實(shí)施一段時(shí)間后可進(jìn)行機(jī)動(dòng)靈活的調(diào)整,這有利于全班同學(xué)之間的合作與學(xué)習(xí)，從而帶動(dòng)整個(gè)班集體總體水平的提高。將學(xué)生合理分組后，分別給每一個(gè)小組布置相關(guān)的任務(wù)，任務(wù)的設(shè)計(jì)要求：任務(wù)應(yīng)能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和探究欲望，應(yīng)符合學(xué)生的知識(shí)、能力的要求，應(yīng)與實(shí)驗(yàn)的教學(xué)目標(biāo)相一致，符合最近發(fā)展區(qū)的要求。在整個(gè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的過程中應(yīng)堅(jiān)持“以任務(wù)為主線、以教師為主導(dǎo)、以學(xué)生為主體”的原則，具體如表2。表2“氫氧化鈉變質(zhì)”學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)中小組任務(wù)分配一覽表5探究：白色粉末既有氫氧化鈉又有碳酸鈉？取約2毫升待測(cè)試液于試管中，向其中滴加2～3滴氯化鋇溶液，觀察現(xiàn)象，靜置，再滴加2～3滴無色酚酞試液，觀察溶液顏色的變化6取約2毫升待測(cè)試液于試管中，向其中滴加5毫升的氯化鋇溶液，觀察現(xiàn)象，靜置，再滴加2～3滴無色酚酞試液，觀察溶液顏色的變化二、優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)以化學(xué)問題為出發(fā)點(diǎn)，主要包含學(xué)情分析、教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)方法等。1.學(xué)情分析。初三學(xué)生經(jīng)過近一年的學(xué)習(xí)，已經(jīng)具備了一定的探究能力和合作意識(shí)，但一旦涉及到綜合分析及運(yùn)用的具體任務(wù)時(shí)，有時(shí)感到束手無策。本文就以物質(zhì)的檢驗(yàn)為背景，學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)、討論、分析得出物質(zhì)鑒別的方法和結(jié)論。2.教學(xué)三維目標(biāo)。知識(shí)與技能：能設(shè)計(jì)出氫氧化鈉、碳酸鈉的檢驗(yàn)方案。過程與方法：①掌握物質(zhì)檢驗(yàn)的一般方法和步驟；②能對(duì)不同方案進(jìn)行評(píng)價(jià)。情感態(tài)度與價(jià)值觀：通過實(shí)驗(yàn)探究，豐富科學(xué)體驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的合作能力和實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度。3.教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)。教學(xué)重點(diǎn)：物質(zhì)檢驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)。教學(xué)難點(diǎn)：一種物質(zhì)存在對(duì)另一種物質(zhì)檢驗(yàn)的影響分析。4.教學(xué)方法。自主探究、啟發(fā)指導(dǎo)、討論交流5.實(shí)驗(yàn)儀器及藥品。待測(cè)試液、稀鹽酸、無色酚酞、氯化鋇溶液、硝酸鋇溶液、氫氧化鈣溶液、試管、點(diǎn)滴板、試管架、膠頭滴管、大燒杯等。6.實(shí)驗(yàn)方案。幫助、引導(dǎo)學(xué)生盡可能地進(jìn)行合理猜想與假設(shè)，然后根據(jù)學(xué)生提出的不同假設(shè)與猜想，制定實(shí)驗(yàn)的計(jì)劃和方案。教師共同參與學(xué)生的討論，幫助學(xué)生分析本小組的實(shí)驗(yàn)方案是否具有科學(xué)性、嚴(yán)密性，以加深學(xué)生的理解。具體方案如下：【方案1】檢驗(yàn)白色粉末是否是氫氧化鈉？取少許待測(cè)試液于點(diǎn)滴板的空穴中，向其中滴加2—3滴無色酚酞試液（或2-3滴氯化鐵試液），觀察現(xiàn)象。【方案2】檢驗(yàn)白色粉末是否是碳酸鈉？取少許待測(cè)試液于試管中，向其中滴加足量的稀鹽酸試液，觀察現(xiàn)象?！痉桨?】白色粉末既有氫氧化鈉又有碳酸鈉？取少許待測(cè)試液于試管中，向其中滴加足量的氯化鋇溶液（足量的氯化鈣溶液），觀察現(xiàn)象，靜置一段時(shí)間后，再滴加2-3滴無色酚酞試液，觀察溶液顏色的變化。三、合作探究交流討論由于學(xué)生帶著對(duì)“白色粉末到底是什么物質(zhì)”的探究欲望，教師可以不失時(shí)機(jī)地引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行探究活動(dòng)。首先，用藥匙小心地取下一定量的白色粉末，將其置于500ml的潔凈的燒杯中，加水溶解后，再將它轉(zhuǎn)移到細(xì)口瓶中分發(fā)給學(xué)生備用。在實(shí)驗(yàn)過程中，分別根據(jù)不同的猜想，將學(xué)生劃分成三大組，共六小組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。在此過程中，教師應(yīng)做好指導(dǎo)工作，及時(shí)糾正學(xué)生的錯(cuò)誤。可根據(jù)學(xué)生所做實(shí)驗(yàn)的具體情形，實(shí)時(shí)提出有效的問題，激發(fā)學(xué)生思考與討論，將其引向深入探究，加深對(duì)實(shí)驗(yàn)的理解，得出相關(guān)結(jié)論，從而判斷其是否與假設(shè)相符。是氫氧化鈉溶液蒸發(fā)后析出少許的氫氧化鈉粉末，還是氫氧化鈉變質(zhì)引起的？或兼而有之？學(xué)生分小組討論后，很容易得出以下哪一個(gè)猜想是正確的：【猜想1】是氫氧化鈉粉末（未變質(zhì)）；【猜想2】是碳酸鈉粉末（全部變質(zhì)）；【猜想3】是氫氧化鈉和碳酸鈉的混合物(部分變質(zhì))。四、得出結(jié)論，反思評(píng)價(jià)通過實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)，依據(jù)實(shí)驗(yàn)過程中的現(xiàn)象，大家共同討論、交流，來論證自己的假設(shè)是否正確、合理，進(jìn)一步加深了對(duì)問題的認(rèn)識(shí)與理解，得出相應(yīng)的結(jié)論，同時(shí)完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。在整個(gè)分組實(shí)驗(yàn)的教學(xué)過程中，實(shí)驗(yàn)任務(wù)明確。在第1小組中，若實(shí)驗(yàn)過程中出現(xiàn)了酚酞試液變成紅色，卻不能得出猜想1就肯定正確，因?yàn)闅溲趸c樣品部分變質(zhì)或全部變質(zhì)酚酞試液都會(huì)變紅；在第3小組中，若向試樣中滴加幾滴稀鹽酸，結(jié)果并沒有氣泡產(chǎn)生，我們也不能肯定樣品中就不存在碳酸鈉，因?yàn)闃悠分械臍溲趸c如果部分變質(zhì)，所滴加的稀鹽酸（少量）首先會(huì)與氫氧化鈉反應(yīng)，實(shí)驗(yàn)過程中也不會(huì)觀察到有氣泡產(chǎn)生；在第5-6小組中須檢驗(yàn)氫氧化鈉、碳酸鈉同時(shí)存在，所滴加的氯化鋇或硝酸鋇試液必須保證足量，目的是為了完全除去碳酸鈉，否則對(duì)接下來的氫氧化鈉的檢驗(yàn)會(huì)造成測(cè)定的干擾，影響實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性。在實(shí)際設(shè)計(jì)的方案中，也有同學(xué)提出向試樣中滴加幾滴（適量的）氫氧化鈣溶液，此時(shí)會(huì)引入氫氧根離子（即生成了氫氧化鈉），這就對(duì)原先的氫氧化鈉的檢驗(yàn)造成了干擾。五、教學(xué)反思探究模式下的學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)的教學(xué)，因其所研究的內(nèi)容與實(shí)驗(yàn)結(jié)論對(duì)學(xué)生而言是“不做不知”，它完全不同于驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)“未做先知”，這就需要小組同伴之間積極配合、有效合作，主動(dòng)地去收集資料和信息，作出相應(yīng)的假設(shè)，并進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)（每一小組的方案有可能不同），同時(shí)還須借助老師的指導(dǎo)、幫助，對(duì)所設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行科學(xué)性分析與可行性分析。在整個(gè)實(shí)驗(yàn)探究的過程中，本小組學(xué)生之間應(yīng)做到分工明確，規(guī)范操作，認(rèn)真觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并做好如實(shí)記錄，收集相關(guān)的證據(jù)，進(jìn)行分析、討論、交流，得出結(jié)論。因此，在探究模式下學(xué)生的分組實(shí)驗(yàn)具有探究性、合作性、主體性、科學(xué)性、可行性、開放性等六大特點(diǎn)。根據(jù)學(xué)生的不同猜想結(jié)果，再結(jié)合所要探究的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，將學(xué)生合理分組，幫助學(xué)生分析計(jì)劃的科學(xué)性、可行性。學(xué)生制定的實(shí)驗(yàn)方案也許不嚴(yán)密，但通過下一步的探究活動(dòng)，他們學(xué)會(huì)了“用實(shí)驗(yàn)事實(shí)說話”，根據(jù)具體的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，分析、推理，從而確定該白色粉末的組成，這也會(huì)幫助學(xué)生養(yǎng)成勤于思考、善于合作的科學(xué)精神。1.創(chuàng)設(shè)真實(shí)的學(xué)習(xí)情景，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。以真實(shí)的問題情境為基礎(chǔ)，將書本中的相關(guān)知識(shí)以“任務(wù)”的方式連接起來，并進(jìn)行重新整合，學(xué)生通過探索問題的本質(zhì)，理解背后的知識(shí)，從而將各方面的知識(shí)融會(huì)貫通并能夠遷移應(yīng)用。在這個(gè)過程中，學(xué)生的認(rèn)知能力和思維能力、自主學(xué)習(xí)能力均得到了提高。本文圍繞“氫氧化鈉是否變質(zhì)以及變質(zhì)后生成了什么物質(zhì)”這一主題展開，并要求將其檢驗(yàn)，用生動(dòng)的事實(shí)和誘人思考的問題呈現(xiàn)作為手段，引起學(xué)生對(duì)要學(xué)習(xí)的問題產(chǎn)生情感共鳴，既而能全身心地投入學(xué)習(xí)活動(dòng)中。問題一提出，即刻引來了學(xué)生的熱烈反應(yīng)，紛紛提出有效的鑒別方法，思維一下子活躍起來，課堂也頓時(shí)變得有生氣、有樂趣，學(xué)生的注意力也馬上集中了。這樣的真實(shí)情景的創(chuàng)設(shè)有效地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，也使教育回歸生活，改變課堂教學(xué)機(jī)械沉悶和程式化的模式，并為接下來的氫氧化鈉、碳酸鈉兩種物質(zhì)共存時(shí)的檢驗(yàn)提供方法、打開思路奠定了基礎(chǔ)。2.倡導(dǎo)合作學(xué)習(xí)，培養(yǎng)協(xié)作探究精神。新課程倡導(dǎo)探究學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)。當(dāng)學(xué)生思考問題有困難時(shí)，當(dāng)學(xué)生的方法不止一種時(shí)，當(dāng)學(xué)生意見不一致時(shí)，當(dāng)實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)異?，F(xiàn)象時(shí)，這些都是組織合作學(xué)習(xí)的好時(shí)機(jī)，教師要適時(shí)選擇有探究價(jià)值的問題，引導(dǎo)學(xué)生思考和探究，這也有助于學(xué)生創(chuàng)造力的培養(yǎng)。教師應(yīng)成為學(xué)生學(xué)習(xí)的組織者，而不是權(quán)威的講授者，讓學(xué)生進(jìn)行深度學(xué)習(xí)，在合作中探究，在探究中成長