基于化學(xué)核心素養(yǎng)的教學(xué)設(shè)計優(yōu)化策略與反思

徐龍勝

摘要：以蘇教版“化學(xué)平衡的移動”教學(xué)設(shè)計為例，根據(jù)發(fā)展化學(xué)核心素養(yǎng)要求，對高中化學(xué)課堂教學(xué)方法提出幾最優(yōu)化策略，并針對以培養(yǎng)化學(xué)核心素養(yǎng)為目的的高中化學(xué)教學(xué)中存在問題進行反思。

關(guān)鍵詞：核心素養(yǎng)；化學(xué)平衡；優(yōu)化策略；教學(xué)反思

課程改革十多年來，“德育為先、能力為重、全面發(fā)展”的教育理念已經(jīng)得到普遍認同。隨著經(jīng)濟全球化深入發(fā)展，信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)突飛猛進，時代和社會發(fā)展需要進一步提高國民的綜合素質(zhì)，在此背景下，發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)的教育顯得尤為重要。

核心素養(yǎng)是滿足學(xué)生個人發(fā)展，融入社會及滿足工作需要的基礎(chǔ)性素養(yǎng)，學(xué)生適應(yīng)終身發(fā)展和社會發(fā)展需要的必備品格和關(guān)鍵能力。普通高中課程標準修訂專家工作委員會化學(xué)組專家研究指出，高中化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)包括“宏觀辨識與微觀探析”“變化觀念與平衡思想”“證據(jù)推理與模型認知”“實驗探究與創(chuàng)新意識”“科學(xué)精神與社會責任”等內(nèi)容，要求通過教學(xué)實施幫助學(xué)生逐步建立和發(fā)展“基于元素認識物質(zhì)”“微粒之間存在相互作用”“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”“化學(xué)反應(yīng)中的守恒與平衡”“實驗是科學(xué)探究的基本過程和方法”“化學(xué)科學(xué)技術(shù)促進社會可持續(xù)發(fā)展（STSE）”等化學(xué)核心觀念。基于發(fā)展化學(xué)核心素養(yǎng)的教學(xué)對于深化課程改革、提升教育品質(zhì)的意義舉足輕重。

2016年底，以“發(fā)展化學(xué)核心素養(yǎng)”為主題的江蘇省優(yōu)課評比活動在常州市前黃高級中學(xué)展開，高二組課題為“化學(xué)平衡的移動”，在優(yōu)課展示活動中，各位老師各顯神通，以發(fā)展學(xué)生化學(xué)核心素養(yǎng)為主旨進行教學(xué)設(shè)計，教學(xué)過程中亮點頻現(xiàn)，異彩紛呈。筆者根據(jù)此次活動感悟，提出基于化學(xué)核心素養(yǎng)的課堂教學(xué)設(shè)計優(yōu)化策略。

一、基于化學(xué)核心素養(yǎng)的教學(xué)設(shè)計優(yōu)化策略

1.情境創(chuàng)設(shè)——立足實際問題解決

化學(xué)核心素養(yǎng)是學(xué)生借助化學(xué)學(xué)習過程形成的解決實際問題所必需的最有用的化學(xué)知識、最關(guān)鍵的化學(xué)能力、最能滿足終身發(fā)展的化學(xué)思維，發(fā)展化學(xué)核心素養(yǎng)旨在解決實際問題。因此創(chuàng)設(shè)情境真實化，有利于學(xué)生更好地利用化學(xué)知識解決實際問題。

以“化學(xué)平衡”為代表的化學(xué)反應(yīng)原理模塊抽象性、理論性較強，以至于在平時的教學(xué)中，很多老師采取的引入方法是習題引入，在課堂教學(xué)內(nèi)容即將結(jié)束時，又通過習題對所學(xué)內(nèi)容進行鞏固。這種方法雖然具有一定的優(yōu)勢，卻難免讓學(xué)生陷入應(yīng)試教育的誤區(qū)：學(xué)習是為了解題？學(xué)習是為了考試？顯然，這種做法與化學(xué)核心素養(yǎng)的培養(yǎng)目的相悖。因此，在教學(xué)中我們要善于在實際生活中發(fā)現(xiàn)化學(xué)相關(guān)知識，并且讓化學(xué)知識融入生活，服務(wù)生活。本次比賽中，來自吳縣中學(xué)的畢老師以生活中發(fā)現(xiàn)的化學(xué)現(xiàn)象：黑枸杞在不同條件下泡制的茶飲顏色為切入點，創(chuàng)設(shè)真實的情境。具體創(chuàng)設(shè)方法如下：

案例1：黑枸杞引發(fā)的思考

問題1：黑枸杞泡水的顏色是什么物質(zhì)造成的？

問題2：黑枸杞用不同酸堿度的水沖泡，為何顏色有不同？

問題3：黑枸杞用熱水或冷水泡，為何顏色有所不同？

案例評析：此案例中，利用黑枸杞中花青素在水溶液中的平衡為知識載體，通過改變礦泉水的品牌來改變?nèi)芤旱乃釅A性、通過冷水泡和熱水泡改變反應(yīng)的溫度等，形象地解釋了影響化學(xué)平衡狀態(tài)的因素，見圖1。

與此類似的案例還有“風濕性關(guān)節(jié)炎為何在冬天變得嚴重？”等。根據(jù)真實情境創(chuàng)設(shè)的問題，不僅有利于培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習興趣，同時也能促進化學(xué)與生活的融合，提高其實用性。

2.史實教育——重現(xiàn)真實歷史

科學(xué)精神與社會責任是化學(xué)核心素養(yǎng)的重要組成部分，而化學(xué)史實是科學(xué)精神和社會責任培養(yǎng)的絕佳載體，化學(xué)史實不僅為化學(xué)這門學(xué)科增加了生動性、趣味性，學(xué)生在化學(xué)史所創(chuàng)設(shè)的情境中，更易主動建構(gòu)知識、全面認識科學(xué)本質(zhì)。然而在實際教學(xué)中，我們往往只是注重了化學(xué)史實的趣味性，卻忽視了化學(xué)史實的更重要的功能——培養(yǎng)科學(xué)精神和社會責任。如講有機化合物苯的結(jié)構(gòu)時，我們常常引入凱庫勒夢見蛇咬尾巴的故事，很多學(xué)生覺得這個夢很有趣，也感嘆這個夢的巧合，卻忽視了凱庫勒為確定苯的結(jié)構(gòu)所付出的艱辛努力，之所以有這個夢，也是凱庫勒平時對苯結(jié)構(gòu)做過深入的研究和思考。

在化學(xué)平衡這節(jié)課中，江蘇靖江高級中學(xué)的徐老師通過合成氨化學(xué)史引入課題，通過比較哈伯和能斯特對合成氨條件的控制，讓化學(xué)史實真實的呈現(xiàn)在學(xué)生面前，并引導(dǎo)學(xué)生對比得出外界條件對合成氨工業(yè)的影響，參與化學(xué)探究過程。具體如表1所示：

通過比較兩個實驗的不同條件，學(xué)生認識到增大壓強、降低溫度有利于氨的合成，推導(dǎo)出勒夏特列原理。通過該段歷史的學(xué)習，學(xué)生不僅贊賞化學(xué)對社會發(fā)展的重大貢獻，也能通過比較、歸納等方法形成科學(xué)結(jié)論，掌握科學(xué)探究方法。此外，本節(jié)課還利用哈伯合成氨應(yīng)用于軍事造成爭議的史實，讓學(xué)生認識到化學(xué)工作者應(yīng)當勇于承擔社會責任，用所學(xué)的化學(xué)知識造福人類?？梢姡谡n教師通過本節(jié)課深入地挖掘了化學(xué)史的育人功能，在化學(xué)史實的教學(xué)中，著力培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神和社會責任，充分體現(xiàn)了化學(xué)核心素養(yǎng)目標的培養(yǎng)要求。

3.自主探究——訓(xùn)練探究能力和創(chuàng)新意識

化學(xué)核心素養(yǎng)特別強調(diào)了探究能力和創(chuàng)新意識的重要地位。然而，傳統(tǒng)的化學(xué)課堂中，關(guān)于化學(xué)實驗的作用更多的是傾向于對結(jié)論的驗證，而忽視了實驗探究的過程。以“化學(xué)平衡的移動”為例，在實際教學(xué)中，很多老師也依照課本，讓學(xué)生按照蘇教版化學(xué)選修4課本上的實驗步驟進行實驗：

[實驗1]向試管中加入4mL0.1mol/L K2Cr2O7溶液，再滴加數(shù)滴1mol/LNaOH溶液，觀察溶液顏色。

[實驗2]將上述溶液分成兩份，向其中一份中滴加1mol/L HN03溶液，觀察溶液顏色的變化，并和另一份溶液作對比。

很顯然，這種實驗方式忽視了“發(fā)現(xiàn)和提出有探究價值的化學(xué)問題”、“依據(jù)探究目的設(shè)計并優(yōu)化實驗方案”、“能和同學(xué)交流實驗探究的成果，提出進一步探究或改進實驗的設(shè)想”等環(huán)節(jié)，不利于培養(yǎng)學(xué)生獨立思考能力和創(chuàng)新精神，忽視了學(xué)生的主體作用。因此，可以對探究方案做如下優(yōu)化：

（1）探究方案選擇

平衡是針對可逆反應(yīng)而言，所以首先讓學(xué)生列舉常見的可逆反應(yīng)，再根據(jù)反應(yīng)條件、反應(yīng)現(xiàn)象、實驗操作難度、對環(huán)境影響等諸多因素，選擇合理實驗方案。方案選擇如下：

（2）實驗藥品選擇

我們平時設(shè)計的“探究”實驗，往往重視預(yù)設(shè)忽視生成，學(xué)生實驗臺上只有符合老師設(shè)計方案的實驗藥品，學(xué)生沒有余地選擇，所以表面上是探究，實際上完全按照教師的思路來進行，所以這種方案表面上是探究，實際只是對實驗結(jié)果的驗證，不利于學(xué)生的創(chuàng)新能力培養(yǎng)。對此，在做探究實驗時，我們應(yīng)當給學(xué)生更多的選擇余地。如針對反應(yīng)：

學(xué)生在實驗藥品的選擇上可能會選擇稀硫酸、濃硫酸、稀硝酸、濃硝酸，甚至選擇氫氧化鈉等藥品。如有學(xué)生從安全、環(huán)保等因素考慮選擇了稀硫酸，我們不應(yīng)當立即指出其錯誤，而是讓學(xué)生自己通過實驗現(xiàn)象或者理論分析（稀硫酸中含有較多水分）等角度去認識到該方案的不足。這種“試誤”過程，才能真正體現(xiàn)化學(xué)實驗的育人目的。

（3）自主完成探究

基于化學(xué)核心素養(yǎng)培養(yǎng)的課堂教學(xué)應(yīng)當培養(yǎng)學(xué)生具有獨立思考、敢于質(zhì)疑和批判的創(chuàng)新精神。而傳統(tǒng)的實驗過程中，教師總是習慣越俎代庖，對學(xué)生不夠信任，于是出現(xiàn)了這樣的一幕：教師在講臺上說一步，學(xué)生在下面操作一步，按部就班。這樣的實驗，充其量也就是實驗操作步驟的演練，很大程度上遏制了學(xué)生的自主性和創(chuàng)造性。所以，基于發(fā)展學(xué)生化學(xué)核心素養(yǎng)的學(xué)生實驗，應(yīng)當在保證學(xué)生安全的前提下，給予學(xué)生最大的自由，讓學(xué)生自己去探究，去發(fā)揮創(chuàng)造性。比如說，在本次實驗中有學(xué)生用到了濃硫酸等危險性藥品，教師應(yīng)當提醒學(xué)生這些藥品使用時的注意事項，而不是一味地回避有危險的實驗，否則學(xué)生永遠都不會使用這些藥品。

4.理論推演——強化宏觀辨識與微觀探析

實驗是化學(xué)的基礎(chǔ)，但是實驗不是進行化學(xué)探究的唯一方法?；瘜W(xué)公開課中，很多教師在化學(xué)實驗花費了大量時間和精力進行實驗儀器、實驗原理創(chuàng)新，如人教版化學(xué)必修1“氨氣銨鹽”一課中，某教師在實驗過程中，對噴泉實驗裝置進行了多個創(chuàng)新，如“熱敷法”、“冷敷法”等多種方法來引發(fā)噴泉。實驗過程轟轟烈烈，精彩紛呈，然而卻悖離了該節(jié)課的教學(xué)目的——氨氣的性質(zhì)。真正的探究更應(yīng)當讓學(xué)生認識到隱藏在實驗現(xiàn)象后面的科學(xué)本質(zhì)，引發(fā)學(xué)生積極的思考，所以理論推演在探究過程中同樣起到非常重要的作用。如化學(xué)平衡這節(jié)課中，對于裝有NO2注射器體系，

二、基于化學(xué)核心素養(yǎng)培養(yǎng)的教學(xué)策略的反思

1.課程基礎(chǔ)知識與過程方法并重

培養(yǎng)學(xué)生化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)最重要的目的是讓其掌握化學(xué)學(xué)習的方法，讓學(xué)生能用所學(xué)到的方法解決其它化學(xué)問題乃至所有科學(xué)問題，而不是將化學(xué)知識死記硬背，將學(xué)生培養(yǎng)成解題機器?；瘜W(xué)不是記憶科學(xué)，可是我們一些教師卻經(jīng)常讓學(xué)生背方程式、背實驗。如關(guān)于鈉和水的反應(yīng)現(xiàn)象，教師往往讓學(xué)生背住“浮游熔響紅”五個字，卻忽略了實驗觀察能力的培養(yǎng)，違背了通過化學(xué)實驗育人的初衷，更是違背核心素養(yǎng)的育人要求。但是我們也不能矯枉過正，從一個極端走到另一個極端，基于化學(xué)核心素養(yǎng)培養(yǎng)的課堂教學(xué)，不是認為知識不再重要，相反，我們更注重基礎(chǔ)知識，因為科學(xué)探究也是建立在一定的基礎(chǔ)知識上的，只是這些知識的獲取方法應(yīng)當改變，如通過自己動手實驗，不僅實驗技能得到訓(xùn)練、實驗觀察能力得到培養(yǎng)，所獲取的規(guī)律、結(jié)論（基礎(chǔ)知識）也會記憶得更牢。

2.課堂教學(xué)手段創(chuàng)新與繼承并用

化學(xué)核心素養(yǎng)要求學(xué)生能夠交流實驗探究的成果，提出進一步探究或改進實驗的設(shè)想；能尊重事實和證據(jù)，不迷信權(quán)威，具有獨立思考、敢于質(zhì)疑和批判的創(chuàng)新精神?；诖耍鞯馗咧谢瘜W(xué)公開課都非常注重教學(xué)手段的創(chuàng)新，尤其是化學(xué)實驗，琳瑯滿目的創(chuàng)新使化學(xué)課堂煥然一新。然而，這些實驗中，并不是每個創(chuàng)新都是有意義的，如有教師在實驗時為了體現(xiàn)創(chuàng)新，將濃硫酸和蔗糖混合的黑面包實驗改在硬質(zhì)塑料飲料瓶中進行，并在瓶口套上氣球，以體現(xiàn)出綠色環(huán)保，然而最后實驗多次失敗，因為實驗放出的大量的熱使飲料瓶融化變形，最終氣體溢出導(dǎo)致更嚴重的污染。在本次比賽中，有教師只是根據(jù)教材要求，選擇在點滴板上進行重鉻酸鉀溶液滴加酸堿進行實驗，實驗現(xiàn)象明顯，便于比較不同酸堿環(huán)境下平衡體系的顏色區(qū)別，同時使用藥品劑量少，體現(xiàn)出綠色化學(xué)觀念。所以，在課堂教學(xué)中，我們不能因為創(chuàng)新而創(chuàng)新，而是因根據(jù)實際需要而創(chuàng)新，對經(jīng)典實驗要進行保留和繼承。

3.化學(xué)正面價值和負面影響并識

科學(xué)是把雙刃劍，化學(xué)也是如此，我們需要客觀地認識科學(xué)，認識化學(xué)。曾經(jīng)的化學(xué)教學(xué)中，很多老師采取諸如氨氣泄漏、氯氣泄漏等化學(xué)事故，酸雨的侵蝕、光化學(xué)煙霧等污染事件引入課題，這種教學(xué)方式過于夸大了化學(xué)的負面影響，讓人們談化學(xué)色變。近些年來，越來越多的化學(xué)教師注意到這個問題，在平時的教學(xué)中只談化學(xué)學(xué)科的好處，化學(xué)工業(yè)對人類進步的作用，試圖改善人們對化學(xué)的錯誤認識。但是這樣的教學(xué)在筆者看來也是有失偏頗的，不利于學(xué)生全面地認識化學(xué)。培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神與社會責任，我們的教學(xué)不僅要求學(xué)生能夠贊賞化學(xué)對社會發(fā)展的重大貢獻，也能運用已有知識和方法綜合分析化學(xué)過程對自然可能帶來的各種影響，權(quán)衡利弊，勇于承擔責任。所以，基于化學(xué)核心素養(yǎng)培養(yǎng)的教學(xué)應(yīng)當幫助學(xué)生形成正確的化學(xué)觀、科學(xué)觀，全面地去看待問題，認識并承認化學(xué)可能帶來的環(huán)境問題，積極去解決問題而不是回避問題。