引导学生自主学习，培养化学核心素养

刘星

【摘要】中学生已经有了一定的自主学习能力，很多化学知识可以在教师的引导下开展“猜想预测——实验验证——归纳补充”的自主学习模式，在自主学习的过程中科学思维得以发展、核心素养得以提升。本文以“二氧化硫的性质”教学为例，探索引导中学生开展自主学习物质性质的一套较为高效的步骤和方法：1.引导学生根据物质的类别和化合价等因素头脑风暴式预测物质的性质，启发科学思维;2.引导学生设计简单易操作的实验验证物质的性质，发展科学思维;3.引导学生查找资料补充和完善物质的性质，归纳整理形成知识体系，促成模型建构，完善科学思维。

【关键词】自主学习;核心素养;物质性质;二氧化硫;科学思维

核心素养是指个体在面对现实生活情境时，能运用自身知识、观念、思想和方法解决真实问题时所表现出来的关键能力与必备品格。化学学科的核心素养具体包括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、实验探究与创新意识、科学精神与社会责任等五个方面。

物质的性质是中学化学学习的重点，中学生所学的化学物质往往与社会、生活联系较为紧密，高中生学习化学时已经有了一定的基础，也有了一定的实验能力，这为引导学生自主学习，培养学生“科学精神”“ 学会学习”“ 实践创新”等化学学科核心素养，发展科学思维奠定了基础。高中化学必修一第四章第三节“硫和氮的氧化物”中的“二氧化硫”，从所处课程模块看，属于必修模块的学习内容，属于基础知识;从化学学科核心素养看，几乎涉及化学学科核心素养五个方面的所有内容。因而 “二氧化硫”的性质知识应作为高中化学的核心知识来教学。教学中可通过物质分类、实验探究、证据推理等过程，引导学生对二氧化硫的性质等知识自主学习与建构，在自主学習过程中培养和提升核心素养。

笔者认为，引导高中生自主学习物质性质可以按如下步骤和方法进行（以“二氧化硫的性质”为例）。

一、引导学生根据物质的类别和化合价等因素头脑风暴式预测物质的性质，启发科学思维

物质的性质包括物理性质和化学性质，物质的物理性质一般包括颜色、状态、气味、溶解性、熔点、沸点、硬度、密度等，学习二氧化硫的物理性质时，先引导学生联想：想到二氧化硫，你会联想到什么？（汽车尾气、燃煤燃烧的产物……）根据这些我能预测到的二氧化硫的物理性质有那些呢？（把能预测到的二氧化硫的颜色、状态、气味、溶解性、密度等物理性质列举出来），化学性质又有哪些？（把能预测到的二氧化硫的化学性质列举出来）

从物质类别看，二氧化硫属于非金属氧化物，我们知道很多非金属氧化物是碱性氧化物，那么我们可以怎样设计实验证明二氧化硫是否属于碱性氧化物呢？（引导学生设计出实验方案）

从化合价角度来看，二氧化硫又会具有哪些性质呢？（引导学生画出含硫物质的价类二维图）：

从含硫物质的价类二维图中预测出二氧化硫应该既有还原性又有氧化性，那么我们可以设计那些实验来验证二氧化硫的还原性和氧化性呢？（引导学生列举出来）

教学实录：

【提问】想到二氧化硫，你会联想到什么？

【学生思考回答】汽车尾气、燃煤燃烧的产物……

【提问】根据你对二氧化硫的了解你能预测到的二氧化硫的物理性质有那些？请在笔记本上列举出来。

【学生书写】颜色：无色（红色、黄色……）

状态：气态（液态……）

气味：刺激性气味（无味、不知道什么气味……）

溶解性：可溶于水（不溶于水、不知道……）

熔点：较低（……）

沸点：较低（……）

密度：比空气大（……）

【交流预测依据】学生1：我知道酸雨很大程度是二氧化硫导致的，但我并没有看到这个过程空气中有有色气体，所以我认为二氧化硫是无色的;

学生2：我看汽车尾气好像是有颜色的，乌黑、红褐色，所以我预测二氧化硫是红色的;

学生3：凭直觉我觉得二氧化硫是气体;既然是气体，熔点、沸点肯定较低;

学生4：二氧化硫能导致酸雨，我觉得它可溶于水;

学生5：通过计算我得出二氧化硫的相对分子质量是64，比空气的平均相对分子质量29要大，所以它的密度大于空气。

……

【提问】你会怎样预测二氧化硫的化学性质？

【学生思考回答】学生交流讨论后典型回答1：我觉得从类别来看，二氧化硫属于非金属氧化物，我猜应该是酸性氧化物，所以我预测二氧化硫可以分别与水、与碱、与碱性氧化物反应;

学生交流讨论后典型回答2：二氧化硫中硫元素的化合价是+4价，从含硫物质的价类二维图可以看出，+4价的硫元素既不是最高价也不是最低价而是处于中间价态，所以二氧化硫应该既有还原性又有氧化性;

……

以上思维过程可谓科学思维中的猜想和推理。

二、引导学生设计简单易操作的实验验证物质的性质，发展科学思维

化学是一门与实验相关的自然学科。预测的物质的性质是否符合事实，还需“实践”来检验。在化学学习中，探究实验能帮助学生把猜测变为真实的知识;另外，通过设计和改造实验方案，使学生了解科学探究的普遍方法，培养创新意识;实验过程同学们相互合作完成实验操作、观察记录实验现象，对实验现象进行加工并获得结论，能培养学生的科学态度、科学思维和合作意识，实验也是提升学生对化学学科兴趣的重要手段。实验探究可以说既是化学学科核心素养的重要要素，也是培养学生化学学科核心素养的重要方法。

“二氧化硫的性质”学习中，对二氧化硫的性质有了猜想后，设计实验进行验证是“检验真理”的途径。实验设计应考虑到实际因素，尽量设计简单易操作现象明显的实验。

教学实录：

【展示并提问】向学生展示充满二氧化硫气体的集气瓶，说说现在你知道了二氧化硫的哪些物理性质，哪些你可以设计什么样的实验得出？