基于發(fā)展化學核心素養(yǎng)的“化學能與電能”課堂教學設計

天津市崇化中學 高 璐

核心素養(yǎng)的內涵：學生應具備的適應終身發(fā)展和社會發(fā)展需要的必備品格和關鍵能力。

普通高中必修化學課程設置五個主題，旨在促進全體學生在“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”“科學探究與創(chuàng)新意識”“科學精神與社會責任”等化學學科核心素養(yǎng)的各個方面都有一定的發(fā)展。必修模塊課程是全體學生必須修習的課程，是普通高中學生發(fā)展的共同基礎。必修課程努力體現(xiàn)化學學科的核心觀念與發(fā)展趨勢，促進全體學生化學學科核心素養(yǎng)的發(fā)展，以適應未來社會發(fā)展需求。作為高中基層教育實施者，在教學實踐中應圍繞“高中化學學科核心素養(yǎng)”的要求，組織教學資源，設計發(fā)展學生化學學科核心素養(yǎng)的教學方案實施教學。

一、明確教學主題的素養(yǎng)發(fā)展價值

對于每章節(jié)每節(jié)課的教學主題，教師首先要明確教學主題的素養(yǎng)發(fā)展價值和功能定位，即教學主題能培養(yǎng)學生什么樣的品格和關鍵能力，發(fā)展學生什么樣的素養(yǎng)。每節(jié)課只有明確了素養(yǎng)發(fā)展價值才能更好的在教學設計和教學過程中實現(xiàn)學生素養(yǎng)為本的教學目的。

能源是化學學科研究的重要課題，電能的開發(fā)和利用更是能源問題中的關鍵問題。學生學習到高一必修二階段，已經(jīng)掌握了氧化還原反應的原理及本質并可以較熟練的進行分析，對能源的分類、利用及能量的轉化也有了一定的認識。高中化學必修二中的《化學能與電能(第1課時)》的設計基于發(fā)展學生的化學學科核心素養(yǎng)為目標，以發(fā)展學生的認識為教學的目的。本節(jié)課的教學目的是發(fā)展學生對氧化還原本質的認識，提升綜合應用已有知識解決實際問題的能力。以“如何獲得電能”和“如何將化學能直接轉化為電能”兩個問題情境為線索，加入化學反應原理、化學反應與能量等內容的綜合分析與應用，讓學生充分調動已有知識，在真實問題情境中解決實際問題。

1.本節(jié)課學生的必備品格和關鍵能力

（1）必備品格

對環(huán)境的關愛、對能源的開發(fā)利用的社會責任感，勇于創(chuàng)新的科學的探究精神。

（2）關鍵能力

對原電池原理理解認識，能運用知識自主的設計、改進原電池，簡單評價能源的使用情況，解決實際問題。

（3）學科素養(yǎng)

促進學生獲得“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”、“科學精神與社會責任”等化學學科核心素養(yǎng)不同程度的發(fā)展。

二、教學設計思路與流程

“素養(yǎng)取向”的化學課堂教學的基本理念是“素養(yǎng)為本”，強調運用所學的知識及科學過程和科學方法解決真實問題。本節(jié)課創(chuàng)設兩個真實問題情境，通過幾個有價值的核心問題做線索，引導學生通過活動任務串聯(lián)起知識線，最終實現(xiàn)本節(jié)課的知識學習和素養(yǎng)發(fā)展功能。

整節(jié)課的教學思路和流程如圖所示。

三、注重發(fā)展學生學科素養(yǎng)的學習任務設計及重要的教學環(huán)節(jié)

本節(jié)課的設計以學生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)為目標，以發(fā)展學生的認識為教學的目的，針對學生的偏差認識（認識沖突）設計問題、使問題更有開放性、討論空間更大。通過給學生設計幾個核心任務驅動學生的主動學習，將學科素養(yǎng)的五個方面分散在不同的教學環(huán)節(jié)中滲透教育。本節(jié)課為學生設計了四個主要學習任務：

（一）學習任務1

通過學生交流對能源的認識及如何獲得電能，引入火力發(fā)電的弊端。引發(fā)學生的思考找到解決火力發(fā)電弊端的方法即本節(jié)課的關鍵問題——氧化還原反應，以關鍵問題為引領帶動學生的學習認識。這一學習任務中，目的是培養(yǎng)學生通過宏觀能量的轉換過程分析出微觀原因解釋的能力，發(fā)展化學學科宏觀辨識與微觀探析的學科素養(yǎng)。

（二）學習任務2

原電池的模型構建，通過討論分析氧化還原反應的實質和能量轉換化過程及演示實驗等教師示范作用，建立銅鋅稀鹽酸的原電池模型，并引導學生的主動分析，培養(yǎng)學生的證據(jù)推理與模型認知的學科素養(yǎng)，同時，通過分析并將宏觀現(xiàn)象用電極反應式的化學符號表達出來，突出化學學科的三重表征，也是進一步培養(yǎng)學生的宏觀辨識與微觀探析。

（三）學習任務3

原電池的組成探究。在學生學習了原電池模型之后，進行原電池組成探究。此任務是將學生分為三個大組進行實驗探究, 分別探究原電池模型中的電極材料、溶液成分和原電池實質, 以實現(xiàn)學生自主歸納總結原電池模型構成要素的核心知識的學習。這里既有實驗探究也有理論探究，著力培養(yǎng)學生證據(jù)推理與模型認知，實驗探究與創(chuàng)新意識等學科素養(yǎng)。此環(huán)節(jié)更是本節(jié)課的核心知識形成的關鍵環(huán)節(jié)，更多通過學生的自主學習來實現(xiàn)。

（四）學習任務4

學以致用環(huán)節(jié)?；瘜W學習的根本目的不全在最后高考的一紙分數(shù)，更深遠的意義在于應用于生活，解決生活中的實際問題。這是基于真實情境和實際問題的學習任務的設計，通過學生在無電的特殊情況下自主設計水果電池產生電流來暫時應急供電。教師借助伏打電池的發(fā)現(xiàn)史實，教育學生善于觀察和創(chuàng)新，培養(yǎng)學生的變化觀念與平衡思想，實驗探究與創(chuàng)新意識等學科素養(yǎng)，將本節(jié)課的知識升華為生活應用。

課程最后展示新能源石墨烯電池視頻，目的在于教育學生開發(fā)新能源和提高能源利用率的責任落在青少年肩上，滲透科學精神與社會責任的學科素養(yǎng)的教育。

四、體現(xiàn)“教、學、評”的一體化設計

任何有效地教學都不能與評價相悖，應保持二者的一致性。做到化學教學目標與評價目標的一致性，化學學習任務與評價任務的一致性。通過研讀課標，結合本節(jié)課素養(yǎng)為本的教學目標將本節(jié)課的考試評價要求確定如下：

1.診斷并發(fā)展學生對氧化還原反應認識進階（物質水平、微粒水平、能量水平）。例如能舉出化學能轉化為電能的實例，能辨識簡單原電池的構成要素，并能分析簡單原電池的工作原理。

2.診斷并發(fā)展學生對能源的認識水平（能量的轉化及利用效率）。例如能從物質及能量變化的角度評價燃料的使用價值。能舉例說明化學電源對提高生活質量的重要意義。