促進(jìn)學(xué)科核心素養(yǎng)形成的“問題鏈”教學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)踐

彭英邦　陳迪妹

[摘? ?要]學(xué)科思想觀念是高中化學(xué)教學(xué)的靈魂，而思維品質(zhì)需要在問題解決中提升，可見，“問題”是思維的原點(diǎn)，“問題鏈”是綜合素養(yǎng)培養(yǎng)的有效路徑。新課程倡導(dǎo)培養(yǎng)學(xué)生的問題意識(shí)，通過問題解決來提升思維能力，培養(yǎng)創(chuàng)新精神。以人教版選修4《鹽類的水解》教學(xué)為例，運(yùn)用“問題鏈”教學(xué)設(shè)計(jì)來促進(jìn)學(xué)生認(rèn)知發(fā)展，探討落實(shí)化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的教學(xué)方法。

[關(guān)鍵詞]學(xué)科核心素養(yǎng);問題鏈;教學(xué)設(shè)計(jì);鹽類的水解

[中圖分類號(hào)]? ? G633.8? ? ? ? [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]? ? A? ? ? ? [文章編號(hào)]? ? 1674-6058（2021）08-0075-03

一、問題的提出

2016年9月，隨著《中國學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)》總體框架的正式發(fā)布，“核心素養(yǎng)”成為熱點(diǎn)研究課題。如何在教學(xué)中落實(shí)學(xué)生的核心素養(yǎng)培養(yǎng)，是新課程改革最為關(guān)注的問題。鹽類的水解內(nèi)容多且理論知識(shí)較深，多數(shù)學(xué)生不能正確分析離子濃度以及量之間的關(guān)系，不能獨(dú)立解決鹽類水解的應(yīng)用問題。如何解決鹽類的水解的教學(xué)重難點(diǎn)內(nèi)容，提升學(xué)生解決問題的思維能力，并落實(shí)學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)培養(yǎng)，是新課程發(fā)展理念的突出體現(xiàn)，更是提升教學(xué)實(shí)效的需要。

1.學(xué)科核心素養(yǎng)

《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》指出化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)由“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)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任”等5個(gè)要素構(gòu)成[1]。核心素養(yǎng)是學(xué)生在教育過程中，逐步形成的適應(yīng)個(gè)人終身發(fā)展和社會(huì)發(fā)展需要的必備品格與關(guān)鍵能力。那么如何開展促進(jìn)學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)發(fā)展的課堂教學(xué)呢？鄭長龍、孫佳林認(rèn)為在“素養(yǎng)為本”的化學(xué)課堂中，要注重化學(xué)核心教學(xué)策略的運(yùn)用、注重培養(yǎng)學(xué)生化學(xué)認(rèn)識(shí)視角和化學(xué)認(rèn)識(shí)思路、注重開展有助于發(fā)展學(xué)生高階思維的活動(dòng)，通過有效的課堂實(shí)施，培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)[2]。核心素養(yǎng)的落實(shí)路徑有多個(gè)方面，而培養(yǎng)思維品質(zhì)是提升化學(xué)核心素養(yǎng)的關(guān)鍵路徑，構(gòu)建學(xué)科思想觀念是高中化學(xué)教學(xué)的靈魂。因此，在高中化學(xué)教學(xué)中，應(yīng)圍繞核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，以課程為載體，通過教學(xué)來幫助學(xué)生形成解決實(shí)際問題的思維品質(zhì)和知識(shí)能力，并形成能夠滿足終身發(fā)展的學(xué)科核心素養(yǎng)。

2.問題鏈教學(xué)設(shè)計(jì)

鄭長龍從一堂課的構(gòu)成要素方面對(duì)如何進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)進(jìn)行闡述，認(rèn)為教師應(yīng)進(jìn)行基于核心素養(yǎng)取向的化學(xué)課堂教學(xué)設(shè)計(jì)，具體而言，要對(duì)教學(xué)主題的素養(yǎng)發(fā)展價(jià)值、板塊的素養(yǎng)發(fā)展功能有深入的認(rèn)識(shí)，在此基礎(chǔ)上圍繞學(xué)生核心素養(yǎng)的發(fā)展設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)任務(wù)，注重化學(xué)學(xué)習(xí)目標(biāo)的素養(yǎng)化設(shè)計(jì)，注重教、學(xué)、評(píng)的一體化設(shè)計(jì)[3]。而問題鏈教學(xué)是核心素養(yǎng)培養(yǎng)的有效路徑，其核心是“問題”，學(xué)生圍繞問題分析和解決開展學(xué)習(xí)任務(wù)。教學(xué)中教師通過創(chuàng)設(shè)合理的問題情境，設(shè)計(jì)問題鏈，形成探究的教學(xué)氛圍，培養(yǎng)學(xué)生的問題意識(shí)，進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)。

二、促進(jìn)學(xué)科核心素養(yǎng)形成的問題鏈教學(xué)設(shè)計(jì)

人教版教材中《鹽類的水解》內(nèi)容編排在《化學(xué)平衡》和《電離平衡》之后，主要探討水溶液中離子的變化情況，是化學(xué)平衡思想的延伸，也是“宏觀辨識(shí)與微觀探析”和“變化觀念與平衡思想”的重要體現(xiàn)。因此，《鹽類的水解》教學(xué)應(yīng)圍繞微粒觀和平衡觀的學(xué)科思想來進(jìn)行問題鏈的設(shè)計(jì)。微粒觀是從微粒間相互作用的條件與規(guī)律，認(rèn)識(shí)電解質(zhì)在水溶液中的行為和結(jié)果。平衡觀則是從可逆反應(yīng)的限度及平衡移動(dòng)，認(rèn)識(shí)弱電解質(zhì)的電離平衡、鹽類的水解平衡及難溶電解質(zhì)的沉淀溶解平衡等。微粒觀與平衡觀的形成，讓學(xué)生能夠準(zhǔn)確把握鹽溶液中各種微粒的來源，進(jìn)而理解微粒間的相互作用及變化，構(gòu)建鹽類水解的思維模型。從問題鏈、化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)層面及學(xué)科能力水平評(píng)價(jià)三個(gè)方面來展開教學(xué)，通過問題情境的創(chuàng)設(shè)和學(xué)習(xí)任務(wù)的設(shè)計(jì)，調(diào)動(dòng)學(xué)生積極思考，引導(dǎo)學(xué)生從化學(xué)觀念的視角去分析問題，建立鹽類水解的思路和方法。具體的問題鏈設(shè)計(jì)如表1所示。

表1 《鹽類的水解》問題鏈設(shè)計(jì)

[問題鏈 化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)層面 學(xué)科能力水平評(píng)價(jià) 問題鏈Ⅰ 思維起點(diǎn)：為何鹽的水溶液酸堿性不同？ 生活經(jīng)驗(yàn)的積累及課堂探究實(shí)施的水平 問題鏈Ⅱ 論證推理：分析鹽類水解的實(shí)質(zhì) 從具體的實(shí)例中抽象出原理的水平 問題鏈Ⅲ 學(xué)科方法：構(gòu)建鹽類水解的分析模型 運(yùn)用學(xué)科方法來分析問題的水平 問題鏈Ⅳ 遷移應(yīng)用：凈水劑的應(yīng)用與溶液配制 學(xué)科思維在實(shí)際生產(chǎn)生活中的應(yīng)用水平 ]

1.教學(xué)與評(píng)價(jià)目標(biāo)

（1）核心素養(yǎng)發(fā)展目標(biāo)

①變化觀念與平衡思想：分析鹽溶液呈現(xiàn)不同酸堿性的原因，掌握鹽類水解的原理，能根據(jù)“宏觀現(xiàn)象—微觀粒子的行為—化學(xué)符號(hào)表征”描述鹽類水解的過程，形成分析鹽溶液呈現(xiàn)酸堿性的一般思路。

②科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)：通過實(shí)驗(yàn)探究了解鹽溶液可能呈現(xiàn)酸性、堿性、中性，自主構(gòu)建水解模型;會(huì)寫簡單的鹽類水解方程式;會(huì)運(yùn)用鹽類水解的原理分析生活中鹽類水解的實(shí)例。

（2）評(píng)價(jià)目標(biāo)

①形成實(shí)驗(yàn)探究意識(shí)，掌握實(shí)驗(yàn)探究的一般思路和方法。診斷并發(fā)展學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究水平（定性水平、基于經(jīng)驗(yàn)水平）。

②體會(huì)化學(xué)的社會(huì)價(jià)值，綜合應(yīng)用學(xué)科知識(shí)解釋和解決相關(guān)的STSE問題，逐步形成可持續(xù)發(fā)展思想（學(xué)科價(jià)值視角、社會(huì)價(jià)值視角）。診斷并發(fā)展學(xué)生解決實(shí)際問題的能力水平。

2.教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)

鹽類水解的本質(zhì);鹽類水解模型的構(gòu)建。

3.教學(xué)過程

（1）問題鏈Ⅰ

情境設(shè)計(jì)：Na2CO3俗稱純堿，類別上它屬于鹽，為何稱之為堿呢？為什么在溫水條件下，純堿溶液去除油污的效果更好呢？

學(xué)習(xí)任務(wù)：結(jié)合已有經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)（如弱電解質(zhì)的電離、溶液的酸堿性等），完成以下探究。

①在兩支試管中分別裝入相同體積、相同濃度的Na2CO3溶液，向兩支試管中滴加3滴酚酞，觀察溶液顏色的變化。

②將其中一支試管進(jìn)行微熱，觀察試管中溶液顏色的變化。

思考：Na2CO3溶液中有哪些微粒（包括分子和離子）？這些微粒是如何產(chǎn)生的？請(qǐng)用離子方程式來表述微粒的產(chǎn)生過程。根據(jù)②中的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，分析溶液顏色變化的原因，能得出怎樣的結(jié)論？

設(shè)計(jì)意圖：問題探究的學(xué)習(xí)氛圍，有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)Na2CO3溶液中微粒的產(chǎn)生過程及相互作用，探究鹽類水解的影響因素，通過微粒觀和平衡觀的構(gòu)建，促進(jìn)學(xué)生核心知識(shí)體系的形成。通過實(shí)驗(yàn)設(shè)置鹽類水解的問題鏈，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)鹽溶液呈酸堿性的成因，進(jìn)一步運(yùn)用平衡思想分析鹽類水解的一般思路和規(guī)律。

（2）問題鏈Ⅱ

問題情境：為何不同的鹽溶液的酸堿性不同？

學(xué)習(xí)任務(wù)：通過實(shí)驗(yàn)探究，測定不同鹽溶液的pH。根據(jù)鹽溶液中存在的離子，討論鹽溶液呈現(xiàn)酸堿性的原因。觀看“鹽溶液中微粒的變化過程”動(dòng)畫視頻，總結(jié)鹽類水解的實(shí)質(zhì)和規(guī)律。

①根據(jù)上述討論，請(qǐng)預(yù)測CH3COONa溶液顯酸性、中性還是堿性，并用pH計(jì)測定0.1 mol/L CH3COONa溶液的pH。

②按照CH3COONa溶液的分析思路，請(qǐng)預(yù)測NH4Cl溶液顯酸性、中性還是堿性，并用pH計(jì)測定0.1 mol/L NH4Cl溶液的pH。

③根據(jù)上述分析，你能總結(jié)出鹽溶液顯酸性或堿性的本質(zhì)原因嗎？請(qǐng)用離子方程式表示NH4Cl溶液顯酸性、CH3COONa溶液顯堿性的過程。

④你能用離子方程式表示FeCl3、NaCl、NaHCO3溶液顯酸性、堿性或中性的過程嗎？

⑤結(jié)合前面幾種鹽溶液的酸堿性及微觀分析過程，討論鹽類水解問題的一般思路（鹽類水解思維模型）。

設(shè)計(jì)意圖：通過該驅(qū)動(dòng)性問題鏈的設(shè)計(jì)，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到鹽溶液顯酸性、堿性或中性的原因，加深對(duì)“水解模型”的認(rèn)識(shí)。通過對(duì)不同鹽溶液酸堿性的探究，診斷并發(fā)展學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究水平，促進(jìn)學(xué)生對(duì)鹽類水解本質(zhì)的認(rèn)識(shí)，實(shí)現(xiàn)從“宏觀辨識(shí)”到“微觀探析”的轉(zhuǎn)變，自主構(gòu)建“鹽類水解思維模型”：寫出水的電離方程式——分析鹽在水溶液中的行為——確定溶液中的微?！治鑫⒘ｉg的相互作用——推斷作用結(jié)果。通過對(duì)鹽類水解實(shí)質(zhì)的分析及水解方程式的書寫，診斷并發(fā)展學(xué)生的“變化觀念與平衡思想”。在問題鏈的解決過程中，學(xué)生對(duì)本節(jié)課的重難點(diǎn)知識(shí)有了進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)，同時(shí)獲得問題分析解決的一般認(rèn)識(shí)論與方法論，促進(jìn)學(xué)科素養(yǎng)的形成。

（3）問題鏈Ⅲ

問題情境：鹽溶液的微粒相互作用及其變化過程分析，從微粒量的角度進(jìn)一步認(rèn)識(shí)鹽類水解的過程。

學(xué)習(xí)任務(wù)：寫出CH3COONa溶液中存在的微粒，并判斷各微粒之間的大小關(guān)系，嘗試分析各微粒間存在的定量關(guān)系，總結(jié)出鹽溶液中微粒大小關(guān)系問題的分析思路。

設(shè)計(jì)意圖：引導(dǎo)學(xué)生從微粒觀的角度分析溶液中各微粒的來源，并認(rèn)識(shí)鹽溶液中各微粒間的定量關(guān)系，如各微粒濃度的守恒關(guān)系及大小關(guān)系，平衡常數(shù)的計(jì)算及相互關(guān)系等。設(shè)計(jì)問題鏈引導(dǎo)學(xué)生思考，逐步化解問題，直至認(rèn)識(shí)鹽類水解的實(shí)質(zhì);強(qiáng)化學(xué)生在平衡思想下認(rèn)識(shí)微粒的存在形式、微粒間的相互作用及其結(jié)果。通過問題鏈的解決，培養(yǎng)學(xué)生在問題解決過程中積極思維的習(xí)慣。

（4）問題鏈Ⅳ

問題情境1：明礬和高鐵酸鹽凈水劑的對(duì)比。

①凈水劑是怎樣實(shí)現(xiàn)凈水作用的？你能根據(jù)它們的主要成分分析其中的原理嗎？

②閱讀并找出材料中的兩種凈水劑各自的優(yōu)缺點(diǎn)是什么。選擇一種合適的凈水劑，要從哪些方面考慮？

問題情境2：配制一定濃度的FeCl2溶液有哪些注意事項(xiàng)？你是從哪些方面來考慮的？

學(xué)習(xí)任務(wù)：感受鹽類的水解在學(xué)科內(nèi)以及社會(huì)生活中的應(yīng)用價(jià)值。課前搜集生活中常見的凈水劑的相關(guān)資料，閱讀教師提供的材料《明礬和高鐵酸鹽凈水劑的對(duì)比》，并根據(jù)材料分析兩種凈水劑的凈水原理及各自的優(yōu)缺點(diǎn);從學(xué)科知識(shí)角度思考實(shí)驗(yàn)室配制鹽溶液的注意事項(xiàng)。

設(shè)計(jì)意圖：從學(xué)科和社會(huì)價(jià)值視角設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)任務(wù)，把化學(xué)課堂教學(xué)延伸到生產(chǎn)生活實(shí)際，拓寬培養(yǎng)學(xué)生問題意識(shí)的渠道。以傳統(tǒng)凈水劑明礬和新型凈水劑高鐵酸鹽凈水的特點(diǎn)對(duì)比，讓學(xué)生總結(jié)鹽類水解的實(shí)質(zhì);并通過選擇凈水劑要考慮的問題，考查學(xué)生運(yùn)用化學(xué)原理來解決生產(chǎn)生活中實(shí)際問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生的問題意識(shí)，提升學(xué)生的思維品質(zhì)，強(qiáng)化學(xué)生的科學(xué)態(tài)度和社會(huì)責(zé)任感。

綜上，結(jié)合日常所見鹽溶液酸堿性的測定，引導(dǎo)學(xué)生在感性認(rèn)知的基礎(chǔ)上總結(jié)歸納出鹽的種類，認(rèn)識(shí)不同類型鹽的水解過程，分析鹽類水解的實(shí)質(zhì)，結(jié)合化學(xué)平衡原理、弱電解質(zhì)的電離平衡分析，認(rèn)識(shí)溶液中各種離子間的相互作用，聯(lián)系生產(chǎn)生活實(shí)際分析鹽類水解的具體應(yīng)用。其中，問題鏈的設(shè)計(jì)注重學(xué)生學(xué)習(xí)任務(wù)的解決路徑和問題的層次性，且建立在學(xué)生原有知識(shí)的基礎(chǔ)上，同時(shí)又蘊(yùn)含著新的認(rèn)知規(guī)律，適合學(xué)生的認(rèn)知水平和思維容量。學(xué)生根據(jù)問題情境之間的邏輯關(guān)系，逐個(gè)突破學(xué)習(xí)難點(diǎn)，并在不斷設(shè)問、釋問的過程中發(fā)展化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。

[? ?參? ?考? ?文? ?獻(xiàn)? ?]

[1]? 中華人民共和國教育部.普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）[S].北京：人民教育出版社，2018.

[2]? 鄭長龍，孫佳林.“素養(yǎng)為本”的化學(xué)課堂教學(xué)的設(shè)計(jì)與實(shí)施[J].課程·教材·教法，2018（4）：71-78.

[3]? 鄭長龍.2017年版普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)的重大變化及解析[J].化學(xué)教育（中英文），2018（9）：41-47.

（責(zé)任編輯 羅 艷）