基于學(xué)科核心素養(yǎng)的教學(xué)方式探究

劉飛 王亞珍

摘? 要 培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)已成為世界各國(guó)教育改革的目標(biāo)和熱點(diǎn)。以人教版《化學(xué)1（必修）》“富集在海水中的元素——氯”第1課時(shí)的教學(xué)實(shí)踐為例，探析在實(shí)際教學(xué)中如何落實(shí)核心素養(yǎng)。

關(guān)鍵詞 核心素養(yǎng);高中化學(xué);氯氣;實(shí)驗(yàn)

中圖分類號(hào)：G633.8? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1671-489X（2019）05-0078-04

1 前言

2014年4月，教育部印發(fā)的《關(guān)于全面深化課程改革，落實(shí)立德樹人根本任務(wù)的意見》中首次提出“研究制訂學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)體系和學(xué)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)”，明確學(xué)生應(yīng)具備的適應(yīng)終身發(fā)展和社會(huì)需要的必備品格和關(guān)鍵能力。2014年12月，教育部全面啟動(dòng)普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)修訂工作，提出“凝練核心素養(yǎng)，推動(dòng)落實(shí)‘立德樹人的根本任務(wù)”。2018年1月16日，教育部發(fā)布《普通高中課程方案和語(yǔ)文等學(xué)科課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》，課程標(biāo)準(zhǔn)中特別提到“重視開展素養(yǎng)為本的教學(xué)”：倡導(dǎo)真實(shí)問(wèn)題情境的創(chuàng)設(shè)，開展以化學(xué)實(shí)驗(yàn)為主的多種探究活動(dòng)，重視教學(xué)內(nèi)容的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變，培養(yǎng)他們的創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力[1]。

基于此，筆者以人教版《化學(xué)1（必修）》“富集在海水中的元素——氯”第1課時(shí)的教學(xué)實(shí)踐為例，談?wù)劼鋵?shí)化學(xué)教學(xué)中素養(yǎng)為本、科學(xué)育人的心得體會(huì)。

2 什么是學(xué)生的核心素養(yǎng)

中國(guó)學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)? 核心素養(yǎng)是學(xué)生在接受相應(yīng)學(xué)段的教育過(guò)程中，逐步形成的適應(yīng)個(gè)人終身發(fā)展和社會(huì)發(fā)展需要的必備品質(zhì)與重要能力。發(fā)展核心素養(yǎng)是一個(gè)可持續(xù)發(fā)展、與時(shí)俱進(jìn)的伴隨終生的動(dòng)態(tài)優(yōu)化過(guò)程。它的產(chǎn)生將引領(lǐng)課程改革和育人模式變革[2]。中國(guó)學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)以培養(yǎng)“全面發(fā)展的人”為核心，可劃分為六大素養(yǎng)：科學(xué)精神、學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)、健康生活、責(zé)任擔(dān)當(dāng)、實(shí)踐創(chuàng)新、人文底蘊(yùn)。各素養(yǎng)之間相互聯(lián)系、互相補(bǔ)充、相互促進(jìn)，在不同情境中整體發(fā)揮作用。未來(lái)基礎(chǔ)教育的頂層理念就是強(qiáng)化學(xué)生的核心素養(yǎng)。

化學(xué)核心素養(yǎng)及其內(nèi)涵? 化學(xué)核心素養(yǎng)是學(xué)習(xí)者經(jīng)過(guò)化學(xué)學(xué)習(xí)后所養(yǎng)成的比較穩(wěn)定的心理品格。這一素養(yǎng)影響個(gè)人的終身發(fā)展，更影響個(gè)體對(duì)社會(huì)、時(shí)代發(fā)展的適應(yīng)能力[3]。高中化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)是形成和發(fā)展中學(xué)生核心素養(yǎng)的重要組成部分，是高中生綜合素質(zhì)的具體體現(xiàn)，反映了社會(huì)主義核心價(jià)值觀下化學(xué)學(xué)科育人的基本要求，全面展現(xiàn)了學(xué)生通過(guò)化學(xué)課程學(xué)習(xí)形成的關(guān)鍵能力和必備品格?；瘜W(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)包括“宏觀辨識(shí)與微觀探析”“變化觀念與平衡思想”“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)”“科學(xué)精神與社會(huì)責(zé)任”五個(gè)維度。

3 化學(xué)核心素養(yǎng)的培養(yǎng)

化學(xué)課堂是促進(jìn)學(xué)生化學(xué)核心素養(yǎng)形成和發(fā)展的重要平臺(tái)，對(duì)于科學(xué)文化的傳承和科技人才的培養(yǎng)具有不可替代的作用。因此，在新課程理念引領(lǐng)下，在教學(xué)中確立嶄新的教育觀念，加強(qiáng)科學(xué)知識(shí)、科學(xué)方法、科學(xué)思維、科學(xué)精神的教育，以此來(lái)從各個(gè)方面落實(shí)學(xué)生的核心素養(yǎng)。

“宏觀辨識(shí)與微觀探析”素養(yǎng)的落實(shí)

教學(xué)片段1：認(rèn)識(shí)氯原子的結(jié)構(gòu)。

[教師]為什么氯在自然界中以化合態(tài)存在？

[引導(dǎo)]從原子結(jié)構(gòu)角度進(jìn)行分析。

[學(xué)生]氯原子半徑小，最外層電子數(shù)為7，極易得到1個(gè)電子;氯元素非金屬性很強(qiáng)，在自然界中以化合態(tài)存在。

[引導(dǎo)]這一點(diǎn)和我們前面學(xué)過(guò)的哪個(gè)金屬元素很像？

[學(xué)生]這與我們前面學(xué)的金屬元素鈉很相似，鈉原子最外層只有1個(gè)電子，極易失去電子;鈉元素金屬性很強(qiáng)，在自然界中也以化合態(tài)存在。

【設(shè)計(jì)意圖】宏觀和微觀相結(jié)合的視角分析與解決實(shí)際問(wèn)題是化學(xué)學(xué)習(xí)的主要特征，學(xué)生從微觀角度認(rèn)識(shí)原子的結(jié)構(gòu)，從而理解氯元素非金屬性強(qiáng)及氯氣化學(xué)性質(zhì)活潑的宏觀表征。讓學(xué)生從微觀的角度思考問(wèn)題，形成“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”的觀念。

“變化觀念與平衡思想”素養(yǎng)的落實(shí)

教學(xué)片段2：認(rèn)識(shí)新制氯水與久置氯水。

[教師]展示兩瓶溶液，淺黃綠色的溶液為新制氯水，無(wú)色透明的溶液為久置氯水，為什么氯水久置后會(huì)變?yōu)闊o(wú)色？

[學(xué)生1]因?yàn)槁葰鈴娜芤褐幸莩觥?/p>

[學(xué)生2]因?yàn)槁葰夂湍承┪镔|(zhì)反應(yīng)了。

[引導(dǎo)]如果氯氣從溶液中逸出，那久置氯水就是水;如果氯氣和某些物質(zhì)反應(yīng)了，那么久置氯水就不是僅僅只有水了。那我們?cè)O(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證久置氯水是不是水。

[實(shí)驗(yàn)證明]用pH計(jì)測(cè)量久置氯水的pH，測(cè)得其pH為0.21。

[結(jié)論]久置氯水不是水，而是某種酸性溶液。

[講解]氯氣溶于水時(shí)，部分氯氣與水發(fā)生反應(yīng)：Cl2+H2OHCl+HClO。由于次氯酸不穩(wěn)定，在光照時(shí)容易分解，使上述可逆反應(yīng)不斷向右進(jìn)行，從而溶液中氯氣越來(lái)越少，鹽酸越來(lái)越多，久置后就變成鹽酸。

[拓展]如何保存氯水？原理是什么？

[學(xué)生]新制氯水保存在棕色試劑瓶中，并置于避光陰涼處，因?yàn)檫@樣可以避免次氯酸的分解。

[拓展]為了增大氯水中次氯酸的濃度，通常向其中加入一些NaHCO3晶體，你覺得原理可能是什么？

[學(xué)生]可能是NaHCO3只與HCl反應(yīng)，而不與HClO反應(yīng)，所以使上述可逆反應(yīng)不斷向右進(jìn)行，HClO濃度越來(lái)越大。

【設(shè)計(jì)意圖】高一新生并沒有學(xué)習(xí)化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)反應(yīng)限度的知識(shí)，而且該節(jié)內(nèi)容課本上也未將該反應(yīng)表示為可逆反應(yīng)，但是通過(guò)客觀事實(shí)及分析，可以得出氯氣與水反應(yīng)是有限度的;而且通過(guò)問(wèn)題拓展，學(xué)生能感覺到條件的變化可以調(diào)控反應(yīng)，初步形成化學(xué)反應(yīng)限度的思想。

教學(xué)片段3：認(rèn)識(shí)漂白液、漂白粉的漂白原理。

[引導(dǎo)]漂白液、漂白粉的有效成分分別為NaClO和Ca（ClO）2，而起漂白及消毒殺菌作用的是HClO，請(qǐng)從離子反應(yīng)角度思考如何將兩種鹽轉(zhuǎn)化為酸？

[學(xué)生]可以加入H+。

[引導(dǎo)]我們?cè)谑褂?4消毒液或漂白粉的時(shí)候并未直接向其中加入酸，那么是誰(shuí)提供了H+呢？

[學(xué)生]水中溶有CO2，可以形成碳酸，碳酸提供了H+。

[引導(dǎo)]因?yàn)樗械奶妓釢舛刃?，為了加快漂白效果，向其中加入少量醋酸，原理是什么?/p>

[學(xué)生]因?yàn)榇姿岜忍妓崴嵝詮?qiáng)，溶液中所含H+濃度大，所以加快了反應(yīng)。

[新聞材料]有報(bào)道稱，某酒店洗手間因清潔工混合使用84消毒液和潔廁靈（主要成分為HCl），結(jié)果產(chǎn)生大量刺激性氣味的氣體，使該清潔工中毒休克。請(qǐng)大家猜想是什么原因？

[學(xué)生]兩者混合肯定生成了Cl2，應(yīng)該是HClO具有強(qiáng)氧化性，將HCl氧化生成了氯氣。

[結(jié)論]因?yàn)榇温人岵环€(wěn)定，不易保存，所以我們通常將其轉(zhuǎn)化為鹽（NaClO和Ca（ClO）2）的形式，在酸性條件下可以轉(zhuǎn)化為次氯酸，同時(shí)增大H+濃度可以加快漂白、消毒殺菌的效果，但是不能將次氯酸鹽與鹽酸混合。

【設(shè)計(jì)意圖】利用次氯酸鹽轉(zhuǎn)化為次氯酸條件的改變，讓學(xué)生初步形成可以通過(guò)外界條件來(lái)控制化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行得快慢的觀念，從而在不同場(chǎng)合選擇不同的反應(yīng)條件。同時(shí)體會(huì)到物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)的一般性和特殊性，只有全面認(rèn)識(shí)事物，才能充分掌握其性質(zhì)特點(diǎn)。

“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”素養(yǎng)的落實(shí)

教學(xué)片段4：氯水成分的探究。

[教師]氯氣溶于水后的水溶液呈淺黃綠色，說(shuō)明氯水中一定含什么微粒（分子和離子）？

[學(xué)生]肯定含有氯氣分子和水分子。

[引導(dǎo)]還含有哪些離子呢？為什么？

[學(xué)生]還含有水分子電離出的H+和OH-。

[引導(dǎo)]如果只含有這些微粒，那么氯水應(yīng)該呈中性，我們可以來(lái)測(cè)一下氯水的pH。

[實(shí)驗(yàn)證明]用pH計(jì)測(cè)量氯水的pH，測(cè)得其pH為2.12。

[結(jié)論]氯水呈酸性，有大量H+存在，此H+并非水分子電離出來(lái)的，那么應(yīng)該是誰(shuí)電離出來(lái)的呢？

[學(xué)生]應(yīng)該是某種酸，根據(jù)元素守恒，有可能是HCl分子電離出來(lái)的。

[引導(dǎo)]為了證實(shí)猜想是否正確，準(zhǔn)備表1所示實(shí)驗(yàn)試劑及用品，請(qǐng)大家來(lái)自己動(dòng)手驗(yàn)證自己的猜想。

[引導(dǎo)]為了減少污染和節(jié)約藥品，我們采用的是玻璃片微型實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)操作如圖1所示。

[引導(dǎo)]大家觀察到了怎樣的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)論呢？

[學(xué)生1]我觀察到硝酸酸化的AgNO3溶液變渾濁，有白色沉淀生成，說(shuō)明氯水中有Cl-。

[學(xué)生2]我觀察到藍(lán)色石蕊試紙和pH試紙變紅了，但是等我做完其他實(shí)驗(yàn)再觀察時(shí)，發(fā)現(xiàn)紅色都褪去了。試紙變紅是因?yàn)槁人泻写罅縃+，但我不知道為什么紅色會(huì)褪去？

[引導(dǎo)]能不能從氧化還原反應(yīng)角度進(jìn)一步說(shuō)說(shuō)你的猜想？

[學(xué)生]說(shuō)明Cl2與H2O反應(yīng)后，Cl元素化合價(jià)降低，我覺得O元素或者Cl元素化合價(jià)有可能升高。

[引導(dǎo)]如果是O元素化合價(jià)升高，你覺得氧化產(chǎn)物可能是什么？

[學(xué)生]O元素可能會(huì)從-2價(jià)升高到-1價(jià)或者0價(jià)，如果是0價(jià)，就意味著生成了O2。但是在前面Cl2溶于水的過(guò)程中未看到有氣泡產(chǎn)生，我覺得應(yīng)該升高到-1價(jià)。

[引導(dǎo)]O元素對(duì)應(yīng)-1價(jià)的物質(zhì)是什么呢？

[學(xué)生]我覺得應(yīng)該是H2O2，而且H2O2與Na2O2一樣具有強(qiáng)氧化性，能漂白有機(jī)物。

[結(jié)論]氯水中有Cl2、H2O等分子，以及H+、OH-、Cl-等離子，還有一種能褪色的物質(zhì)（可能是Cl2或者H2O2或者Cl元素化合價(jià)升高后對(duì)應(yīng)的物質(zhì)）。

【設(shè)計(jì)意圖】很多教師在處理氯水成分時(shí)，會(huì)直接或者通過(guò)實(shí)驗(yàn)結(jié)論簡(jiǎn)單推理后，告訴學(xué)生氯水中含有“三分”（Cl2、H2O、HClO）、“四離”（H+、OH-、Cl-、ClO-），從而使剛進(jìn)入高一的新生失去一次很好的欣賞化學(xué)演繹之美的過(guò)程，失去一次很好的化學(xué)頭腦風(fēng)暴的過(guò)程。本片段中讓學(xué)生通過(guò)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，結(jié)合基本化學(xué)理論推理出不簡(jiǎn)單的結(jié)論，然后加以證實(shí)或證偽，建立觀點(diǎn)、結(jié)論和證據(jù)之間的邏輯關(guān)系，讓其知道可以通過(guò)分析、推理等方法認(rèn)識(shí)研究對(duì)象的本質(zhì)特征、構(gòu)成要素及其相互關(guān)系，從而提高學(xué)生的科學(xué)精神和素養(yǎng)。

“實(shí)驗(yàn)探究與創(chuàng)新意識(shí)”素養(yǎng)的落實(shí)

教學(xué)片段5：Cl2是否具有漂白性的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。

[引導(dǎo)]前面我們推斷出氯水中能使物質(zhì)褪色的可能是Cl2，那么請(qǐng)大家利用現(xiàn)有的一瓶氯氣設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證Cl2是否具有漂白性。

[分組實(shí)驗(yàn)]學(xué)生分小組實(shí)驗(yàn)。

[分組交流]大家是如何操作的？結(jié)論如何？

[小組甲]將紅色紙條放入瓶中。

[小組乙]將紅色紙條下半截潤(rùn)濕，小心放入瓶中（如圖2所示）。

[引導(dǎo)]為了增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)效果，采用對(duì)比實(shí)驗(yàn)的小組設(shè)計(jì)更優(yōu)。

[結(jié)論]氯氣沒有漂白性，是氯氣和水反應(yīng)的產(chǎn)物具有漂白性。

教學(xué)片段6：氯氣水溶性的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。

[實(shí)驗(yàn)]將約200 mL水加入裝有氯氣的550 mL的礦泉水瓶中，擰緊瓶蓋，充分振蕩，觀察現(xiàn)象（如圖3所示）。

[現(xiàn)象]礦泉水瓶發(fā)生明顯形變被擠癟，溶液變?yōu)闇\黃綠色，但瓶中上部分仍然有黃綠色氯氣剩余。

[結(jié)論]氯氣在水中溶解度不大，常溫下1體積水可溶解約2體積氯氣。

[引導(dǎo)]在剛才的操作中因?yàn)橐蜷_瓶蓋向瓶中加入蒸餾水，導(dǎo)致部分氯氣逸出污染空氣，大家想想這個(gè)實(shí)驗(yàn)應(yīng)如何改進(jìn)？

[學(xué)生]可以改變加水方式，采用注射器向其中注水，這樣可以避免氯氣逸出。

【設(shè)計(jì)意圖】化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，實(shí)驗(yàn)則離不開探究，那么為什么要探究？怎樣去探究？探究的結(jié)果是什么？結(jié)果中還有沒值得探究的方面？高一新生雖然化學(xué)實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)不高，但是要培養(yǎng)他們掌握探究的程序，在探究中進(jìn)行合作，通過(guò)觀察思考，敢于對(duì)異?，F(xiàn)象提出自己的假想。

“科學(xué)精神與社會(huì)責(zé)任”素養(yǎng)的落實(shí)

教學(xué)片段7：氯氣泄漏事故現(xiàn)場(chǎng)如何開展自救和他救？

[引導(dǎo)]氯氣在生活生產(chǎn)中用途非常廣泛，如可以制取農(nóng)藥、合成塑料、冶金、制取漂白劑、制取鹽酸等，還可以對(duì)自來(lái)水消毒殺菌;但是氯氣有毒，第一次世界大戰(zhàn)中德國(guó)就使用氯氣制造毒氣彈。如果運(yùn)輸氯氣的槽罐車發(fā)生事故，引起氯氣泄漏，我們?cè)诂F(xiàn)場(chǎng)該如何自救？如果我們是救災(zāi)小組負(fù)責(zé)人，又該如何組織施救？

[展示]氯氣泄漏現(xiàn)場(chǎng)圖片。

[學(xué)生1]如果我在現(xiàn)場(chǎng)，我會(huì)往地勢(shì)高的地方跑。

[學(xué)生2]如果我在現(xiàn)場(chǎng)，我會(huì)將衣服用水潤(rùn)濕，然后捂住口鼻。

[引導(dǎo)]大家都利用氯氣的相關(guān)性質(zhì)進(jìn)行了自救，不過(guò)別忘了在保證自己安全的前提下要幫助其他的群眾。那如果你是救災(zāi)小組負(fù)責(zé)人，該如何組織施救呢？

[學(xué)生]首先將傷員轉(zhuǎn)移至安全地方，疏散附近群眾，同時(shí)對(duì)槽罐噴灑水霧來(lái)吸收氯氣。

[引導(dǎo)]對(duì)于已破損有泄漏的槽罐，我們可以將其放入石灰池中進(jìn)行處理。

【設(shè)計(jì)意圖】安全生產(chǎn)每年都在強(qiáng)調(diào)，但是重大安全責(zé)任事故還是年年頻出，學(xué)生以后可能是平凡的勞動(dòng)者，也可能是城市的管理者，強(qiáng)化他們的安全意識(shí)和培養(yǎng)他們的社會(huì)責(zé)任感，是教師不可推卸的責(zé)任。

4 反思與啟示

反思? 本節(jié)課課堂上采用兩線齊發(fā)來(lái)完成學(xué)生素養(yǎng)的培養(yǎng)。如圖4所示，表層線是師生活動(dòng)線，通過(guò)講授與聆聽、設(shè)問(wèn)與對(duì)答等活動(dòng)展開。活動(dòng)主體可以是教師，也可以是學(xué)生，比如讓學(xué)生講授、教師聆聽，又比如學(xué)生提問(wèn)、學(xué)生回答，等等，讓學(xué)生在潛移默化中完成內(nèi)層線——學(xué)生的思維發(fā)展線。只有學(xué)生的思維活了，課堂才是活躍的課堂。教師在其中要做好引導(dǎo)和啟發(fā)，要讓學(xué)生的思維活而不亂，如此才能讓學(xué)生的素養(yǎng)有目的、有效果地達(dá)成。

啟示? 學(xué)科核心素養(yǎng)的提出改變了以往以知識(shí)為導(dǎo)向的教學(xué)：重化學(xué)理論，輕化學(xué)實(shí)踐探究;重化學(xué)知識(shí)的縱向拓展，輕化學(xué)知識(shí)跨學(xué)科的橫向綜合，結(jié)果使知識(shí)本位強(qiáng)于能力本位。提出高中化學(xué)核心素養(yǎng)的目的，就是促進(jìn)教育模式的轉(zhuǎn)型，由重視教學(xué)“化學(xué)知識(shí)體系的科學(xué)性和系統(tǒng)性”，轉(zhuǎn)向重視“學(xué)生化學(xué)核心能力和化學(xué)素養(yǎng)的生成”;由重視學(xué)生“化學(xué)知識(shí)結(jié)構(gòu)”，輕“學(xué)生能力”培養(yǎng)，轉(zhuǎn)向促進(jìn)“學(xué)生化學(xué)能力提升和全面發(fā)展”。把學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)有機(jī)地融入自己的學(xué)科教學(xué)實(shí)踐之中，這既是義務(wù)教育階段教師的教育教學(xué)任務(wù)，也是高中階段教師培育學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

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