开探究之路 求素养之实

摘 要： 新的高中化学课程标准提出包含“科学探究与创新意识”在内的五个方面的核心素养.在培养核心素养过程中都需要通过学生的探究活动来实现，同时还能培养学生的高阶思维能力.本文从激发探究、实验探究、自主探究和鼓励探究等四方面，结合

教学实践介绍了在化学课堂中如何通過探究来实现学科核心素养和高阶思维能力的培养.

关键词： 探究;核心素养;高阶思维;高中化学

中图分类号： G632 文献标识码： A 文章编号： 1008-0333（2022）12-0134-03

收稿日期： 2022-01-25

作者简介： 刘成，中小学高级教师，从事高中化学教学研究.

基金项目： 此文系徐州市中小学教学研究室第十三期教学研究立项课题“发展学生高阶思维，培养化学学科核心素养的校本化教学建构”（课题编号：徐教研KT13115）阶段性成果.

传统的化学教学注重对已有知识的理解和运用，核心素养下的课程理念要求 转向素养为核心，转向培养学生的一种高阶思维能力.

高阶思维需要能够在对知识理解的基础之上去分析、探究、评价、创新等.问题的解决方案通常也不是唯一的.

新课程标准突出了创新意识和证据推理能力的培养，这些核心素养的培养都是需要学生通过探究活动来完成.作为高中化学教师，在平时的教育教学过程中时刻想着如何让学生主动参与课堂讨论，自主去探究疑难问题，积极的进行实践探索.让学生养成良好的课堂探究习惯，让新课标提出的探究合作学习方式得到充分的落实，这也是培养学生高阶思维中的一种能力.

1 激发探究，巧设问题

化学学科核心素养的培养必须以具体的化学知识为载体，通过巧妙的问题设计，激发学生的探究兴趣，让学生在化学知识学习过程中体会学科核心素养的内涵，切实培养和提升学生的化学核心素养.

如苏教版化学2“煤的综合利用 苯”中“苯的分子结构”既是这节课的重点也是本节课的教学难点.课堂中如何更好地让学生理解苯的分子结构，从而为接下来苯的化学性质的学习做好铺垫，成为本节课教学成败的关键.为了突破难点，笔者设计了以下几个步骤，以求能够提高课堂教学效益.

1.1 提出问题

从凯库勒式来看，苯的分子中是碳碳单键和碳碳双键交替排列的，也就是说苯分子中存在碳碳双键，那么如何去检验呢？

对于碳碳双键的性质，学生根据学过的乙烯知识基础，可以作出如下的设计：分别向苯中滴加酸性高锰酸钾溶液和溴水，观察酸性高锰酸钾溶液和溴水是否褪色.根据乙烯的性质知道，乙烯可以使酸性高锰酸钾溶液和溴水褪色，这是碳碳双键典型的化学性质.既然苯分子中存在碳碳双键，那么苯也应该能使酸性高锰酸钾溶液和溴水褪色，事实是这样的吗？

1.2 实验验证

提供给学生如下药品：苯、酸性高锰酸钾溶液、溴水.请学生自己动手实验来探究完成刚才提出的验证方案.

学生进行分组实验：在2支试管中各加入2mL苯，向其中1支试管加入几滴酸性高锰酸钾溶液，向另1支试管中加入1mL溴水，振荡静置，观察实验现象.通过实验，学生并未观察到酸性高锰酸钾溶液和溴水褪色，原因是什么呢？此时学生会产生困惑，通过思考很快便可以得出苯的结构中不存在碳碳双键.那么苯的结构到底是什么样的？

这时，教师可以展示苯的分子结构模型，通过苯分子的平面正六边形结构，帮助学生分析苯的结构特点，进一步指出苯分子中的6个碳原子之间的共价键完全相同，这是一种介于碳碳单键和碳碳双键之间的独特的共价键.

1.3 追问提升

根据苯的分子结构特点分析，邻二甲苯是否存在同分异构体呢？

学生根据刚才的学习，不难得出苯中既然不存在碳碳单键和碳碳双键交替排列的现象，那么邻二甲苯就只有一种结构.

教学中教师创设问题的情境，通过提出问题、实验验证、追问提升等环节可以激发学生的探究欲望.通过分析引导，实验探究，初步让学生形成了探究的理念，训练了学生的一种探究思维能力.通过学生自己设计方案推测苯的分子结构，自己动手实验去验证自己的方案，可以更好地调动学生的主动性和积极性.当学生发现验证实验与自己的推测产生矛盾时，进一步激发了学生的探知欲和对学习苯的结构的兴趣.通过如此的课堂设计，不仅能够让学生深刻理解苯的结构特点，为苯的化学性质的学习打下良好的基础，还能够培养学生的“宏观辨识与微观探析”、“证据推理与模型认知”等核心素养.

2 实验探究，培养创新

化学是一门以实验为基础的学科.在化学课堂教学过程中引导学生通过实验探究，特别是将书本上的实验进行一定的改进创新，有利于学生分析和解决问题，培养学生创新思维，有助于学生科学精神的养成.

比如在“二氧化硫的性质”教学中，二氧化硫的化学性质实验比较多，而且书本上的实验不太好做.另外二氧化硫有刺激性的气味且有毒，如果课堂上随制随做的话，会造成教室里充满刺激性有毒气体，影响学生的健康且实验效果较差.笔者在教学中做了如下的实验改进：（1）课前先在实验室用空纯净水瓶收集满一瓶二氧化硫，再用医用针管收集几针筒二氧化硫备用.（2）分别将氯水、酸性高锰酸钾溶液、品红溶液装入西林瓶中.（3）课堂中完成以下实验，①向盛有二氧化硫的空纯净水瓶加入适量蒸馏水并迅速盖上瓶盖;②分别将针管中的二氧化硫压入装有氯水、酸性高锰酸钾溶液的西林瓶中;③再将针管中的二氧化硫压入装有品红溶液的西林瓶中，然后再在酒精灯上加热.学生通过观察到纯净水瓶瘪了可以得出二氧化硫易溶于水;通过观察西林瓶中氯水、酸性高锰酸钾溶液褪色得出二氧化硫具有还原性;通过观察西林瓶中品红溶液褪色，加热以后又恢复红色，得出二氧化硫的漂白性及漂白原理，然后再由小组讨论探究二氧化硫的漂白与氯水漂白原理的不同以及二氧化硫的漂白性与还原性的区别.通过如此实验改进，选择身边常见的用品——纯净水瓶、针管和西林瓶，既简单易操作又现象明显便于学生观察且不会造成污染.学生在好奇的目光中既印象深刻地学习了二氧化硫的性质，又在不知不觉中培养了创新思维.

3 自主探究，注重主体

自主探究性学习注重以学生为主体，以课堂自主探究为中心，强调问题的解决过程，关注为学生的终身发展奠基.学生能通过主动思考探究而得到答案，强调学生的主体性，学习的主动性和独立性，通过探究的过程中遇到问题去主动寻找解决问题的一般思维路径.高中生已近成年，自主探究的培养有助于提高学生的探究意识和思维能力，也有利于帮助学生领会到学习的价值，学习的根本目的是去解决问题.如果没有自主探究能力就缺乏主动去解决问题的意愿.在高中化学中，各种化学原理及化学规律需要学习掌握，有了自主探究能力就能在遇到问题时对相似的问题做出总结归纳，学习一种物质的化学性质而拓展到相关物质的化学性质，找到化学知识内在的联系.高中化学知识点多且杂，掌握起来很困难，就更需要学生能去主动探究、总结，寻找到其中的内在逻辑.

如在学习浓硫酸强氧化性的知识时，提出问题：如何证明浓硫酸具有强氧化性？浓硫酸起强氧化性的元素是什么呢？能否设计实验去验证？学生通过自主探究进行分组实验：将浓硫酸、稀硫酸分别与铜加热观察实验现象.根据现象：铜与稀硫酸不反应，与浓硫酸能反应产生了有刺激性气味的气体.进一步将产生的气体通入品红溶液中，发现品红溶液褪色.学生通过如此探究便不难得出浓硫酸具有强氧化性的原因与浓硫酸中的+6价硫元素有关，与浓硫酸中的氢元素无关.同样在以后学习浓、稀硝酸强氧化性的知识时便可以采用同样的探究自主归纳总结出其中的联系.

4 鼓励探究，掌握规律

化学核心素养的培养更重要的是体现在学生的思维能力培养上，培养学生的思维能力，需要教师在课堂上鼓励学生通过探究抓住化学学科内在的变化规律.新课程标准提出化学学科需要培养“宏观辨识与微观探析”的核心素养.研究物质的性质时，首先需要去探究物质的内部结构，因为结构决定着物质的性质.结构是微观的，性质是宏观的，通过探析物质的微观结构，可以更准确地去研究物质的性质以及进一步分析物质的用途.

如氮元素原子核外有2个电子层，最外层有5个电子， 在元素周期表中位于第二周期第ⅤA族.学生不难从元素周期表的位置以及最外层容易得到3个电子分析得出结论：氮元素的非金属性较强，氮气应该较活泼.而事实上生活中经常使用氮气作为保护气，这是为什么呢？学生进一步通过氮气的结构分析，存在N≡N共价键，键能较大，所以不活泼.然而氮元素毕竟是非金属性较强的元素，所以氮气在一定的条件下仍然能够发生相应的化学反应.如工业上用氮气和氢气在高温高压及催化剂的作用下合成氨，很明显从反应条件来看，反应变得困难了.学生在明白了氮气有关反应的特征之后，就容易理解氮气是在常温下可以作为保护气.一旦条件改变， N≡N 共价键也可能会被破坏，从而会表现出较活泼的另一面性质.

化学学科中蕴含着丰富的内在规律，其核心是变化.无论是原子守恒还是电子守恒;无论是吸热反应还是放热反应;无论是化学平衡还是溶解平衡，在课堂上鼓励学生将复杂的变化从不同的角度分类探究，掌握不同变化的内在规律，这是化学核心素养的要求，也是培养了学生高阶思维的一种能力.

综上，自主探究性学习是当前化学课堂中一种较为科学的教学模式.它不仅能够让学生初步形成探究的理念，培养探究的思维能力，调动学生的积极性，帮助学生树立正确的学习观.还能够让教师在化学教学中完成对学生学科核心素养的培养，在高中化学课堂上定能起到举足轻重的作用和收到意想不到的教学效果.

參考文献：

[1] 中华人民共和国教育部.普通高中化学课程标准 [M ].北京：人民教育出版社，2017：3.

[2 ] 何芬.中学化学教学中学科核心素养的培养 [J ].中学教学参考，2018（5）：76-77.

[责任编辑：季春阳]