從同課異構案例談化學核心素養(yǎng)在課堂教學中的滲透

曾友良

摘要：基于同課異構“金屬的腐蝕與防護”，分析新老教材內容結構及課堂教學流程，從（1）真實問題情境;（2）化學學科特征;（3）證據推理;（4）模型構建;（5）辯證思維五個維度談化學核心素養(yǎng)在課堂教學中的滲透。

關鍵詞：同課異構;化學核心素養(yǎng);課堂教學

文章編號：1008-0546（2021）06-0011-04 中圖分類號：G632.41 文獻標識碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2021.06.003

2020年修訂版《化學課程標準》指出，學科核心素養(yǎng)是學科育人價值的集中體現(xiàn)，是學生通過學科學習而逐步形成的正確價值觀、必備品格和關鍵能力[1]?；瘜W核心素養(yǎng)是發(fā)展學生學科核心素養(yǎng)的重要組成部分，對提升學生綜合素養(yǎng)具有重要作用，而化學五個方面的核心素養(yǎng)要落實到具體的課堂教學中，滲透到對學生品格和能力的培育上，對奮斗在教學一線的老師們而言，還是很有挑戰(zhàn)的。

每學期開學第七周是我校的對外開放周，本學期化學對外開放周的主題是同課異構·人教版化學選擇性必修1“金屬的腐蝕與防護”，觀摩了6位老師的課堂教學，筆者認為，老師們課堂中的精彩呈現(xiàn)，對如何落實化學核心素養(yǎng)在課堂教學中的滲透起到了很好的引領示范作用，現(xiàn)闡述如下。

一、新、老教材內容分析

老教材中此內容出現(xiàn)在化學選修4化學反應原理第四章第四節(jié)“金屬的電化學腐蝕與防護”，其內容結構如圖1所示。

在新課程化學選擇性必修1中此內容在第四章第三節(jié)“金屬的腐蝕與防護”[2]，內容結構如圖2所示。

從課程主題與內容結構上可以發(fā)現(xiàn)，新教材的內容呈現(xiàn)更注重學科知識的結構性和完整性。化學知識結構化，凸顯了化學知識間的內在邏輯，更符合學生的認知發(fā)展規(guī)律，因此，也更有利于發(fā)展和培育學生的化學學科核心素養(yǎng)。但其實，對比新、老教材可看出，此內容的重難點知識是一致的：（1）理解金屬腐蝕的原因并能從原理上建構金屬防護的方法;（2）辨析金屬電化學腐蝕的兩種類型。如果僅僅是灌輸知識，就不需要進行課程改革、優(yōu)化課程結構，更不需要談“核心素養(yǎng)”這個抽象的概念，但為師者，教書育人，責無旁貸，這是老師們的使命和責任。下面，筆者從縱向的角度綜合談談這6位老師是如何挖掘新教材的教學屬性來“育人”的。

二、教學設計思路

6位老師的教學都體現(xiàn)了新課改倡導的以創(chuàng)設真實問題情境為導、以實驗探究活動為主、以發(fā)展學生素養(yǎng)為本的教學，但老師們對化學核心素養(yǎng)的理解和如何在課堂教學中有效滲透的理解層次是有差異的，主要體現(xiàn)為兩個問題，邏輯和證據。腐蝕是什么？為什么會腐蝕？學生以什么方式認知？以證據思想來論述，以符合學生認知發(fā)展的方式來串聯(lián)，這就是邏輯。雖然認識程度不同，課堂呈現(xiàn)效果也各有千秋，但老師們都精心準備，充分挖掘教學素材，抽絲剝繭，層層深入，為化學核心素養(yǎng)在課堂教學中有效滲透提供助力。其教學流程大致相同，見圖3。

三、同課異構案例與化學核心素養(yǎng)滲透

1.基于真實問題情境，推進學習發(fā)生

建構主義學習理論認為，只有“親歷”“體驗”對知識的認識與探索過程，才能促進學習?！熬场笔侵竼栴}環(huán)境，情是由“境”引發(fā)的師生間的交流與溝通，將學生置于真實的情境中，探索問題，體驗過程，可以喚起學生的求知欲和情感體驗，激發(fā)學生的學習興趣，促進學習的遷移[3]。老師們不約而同地創(chuàng)設了“港珠澳大橋”防腐工程、暖寶寶、鐵鍋等生活中的鐵制品生銹、有關鋼鐵腐蝕而造成的經濟損失的視頻等問題情境，有同學們生活中的真實體驗，豐富又鮮活，有熱點新聞“港珠澳大橋”，真實而準確。老師們把握好創(chuàng)設問題情境的度，在學生“已知”的基礎上，激起疑問，推進學習發(fā)生。

其中，有一位老師在學以致用環(huán)節(jié)引用文獻研究中的真實數據創(chuàng)設圖表、數據、符號等處理信息的問題情境，讓學生通過對比分析圖表中的數據（利用顏色差別引起學生的有意注意），從不同維度深度思考、提取有效信息來完成學習的遷移，這不僅是一種對課堂教學與學生學習效果的評價手段，也滲透了學習方式的轉變，更是新高考形勢下命題的一種趨勢，關注學生核心素養(yǎng)的落實和關鍵能力提升，關注化學知識在真實問題情境中的實際應用，達成育人目標。（表1、表2來自文獻《大氣環(huán)境中碳鋼腐蝕速率推測方法》[4]，表1提問：為什么碳鋼腐蝕速率青島高于北京？表2提問：為什么碳鋼腐蝕速率沈陽高于瓊海？）

2.基于化學學科特征，開展實驗探究

化學是以實驗為基礎的自然學科，實驗是研究物質及其變化的基本方法，也是學生獲取知識和培養(yǎng)能力的重要手段，對發(fā)展學生的化學核心素養(yǎng)有著重要作用。因此，課堂教學中應充分利用化學實驗的獨特價值，精心設計實驗探究活動，激發(fā)學生學習興趣，并在實驗探究過程中滲透科學的方法，啟迪學生思維，幫助學生理解、應用化學知識，掌握實驗技能，培養(yǎng)學生的科學態(tài)度和社會責任。

老師們都很好地發(fā)揮了實驗對素養(yǎng)培養(yǎng)的獨特功能。其中，有一位老師通過查閱文獻，并展示了利用文獻研究中的數據所做對比實驗的圖片，設計探究性實驗過渡到金屬的電化學腐蝕。（表3來自文獻“實驗探究氯化鈉濃度對金屬腐蝕的影響”，圖4為實驗探究：鐵釘在NaCl溶液中是否形成原電池？）

另一位老師則設計對比實驗來引發(fā)學生對構成原電池的思考，并進一步利用原電池實驗來驗證學生的推斷。（圖5：左邊試劑瓶中加了Fe粉和C粉，紅墨水液面出現(xiàn)左低右高現(xiàn)象，變化明顯;右邊試劑瓶中只放Fe粉，變化不明顯。）

還有一位老師則通過記錄各學習合作小組的不同探究實驗現(xiàn)象，有的學習小組由于加硫酸較多，U形管中紅墨水液面左低右高，有的學習小組由于只加了幾滴硫酸（圖6，注意U形管夾持部位的液面變化），U形管中紅墨水液面先出現(xiàn)左低右高，后液面回落，最終變?yōu)樽蟾哂业停▓D6中第3張圖片角度剛好與前兩張相反），由此引導學生思考、分析并得出，鐵的電化學腐蝕，在酸性較強條件下以析氫腐蝕為主，而在中性和堿性條件下以吸氧腐蝕為主。

3.基于證據推理，完善邏輯認知

證據推理，即基于證據而進行的理性分析?；瘜W理論體系就是建立在對無數事實材料進行嚴密的邏輯推理而形成的，推理是化學的基礎，基于證據的推理，才能彰顯化學的思維和邏輯，才能反映物質的本質和關聯(lián)，將之應用于課堂教學中，學生才能感受到化學知識的生成和內涵，學生的邏輯認知才能更加完善，因此，注重證據推理，對發(fā)展學生下公學學科核心素養(yǎng)具有重要作用。

在驗證由于構成原電池加快了金屬腐蝕的活動中，首先是原電池實驗驗證，接著，老師設計了小組研討，從原理角度分析、預測正負極的物質變化并提供驗證方案。

正極產物的證據推理過程（圖7）：

學生：O2得e-生成OH-，酚酞試劑驗證

教師質疑：2H2O+2e-=H2↑+2OH-

學生：消耗了O2，體系壓強減小，倒吸驗證

教師質疑：其他氣體得e-也會倒吸

學生：……

教師：氧氣傳感器，實驗驗證

另一位老師設計了不同形式的氧氣傳感器（圖8），通過自動采集氧氣含量，動態(tài)化地生成走勢圖來證明金屬腐蝕過程中消耗了氧氣，從而推斷為吸氧腐蝕（忽略前段不穩(wěn)定因素）。

教學過程中培養(yǎng)學生證據推理的方式不一定相同，但老師們在教學設計時都在設法滲透證據推理意識，讓學生在證據上推理新知識，有理有據，知其然，知其所以然，從而不斷完善學生的邏輯認知過程，同時也感受證據推理和化學學習的魅力。

4.基于模型構建，明晰宏微過程

化學區(qū)別于其他學科的本質特征，是從原子、分子水平研究物質及其變化，從微觀層面揭示物質及其變化規(guī)律，以化學符號或模型表征物質及其變化。化學核心素養(yǎng)也強調能從不同層次認識物質多樣性，遵循人的認知發(fā)展，能構建認知模型并運用模型描述和解釋化學現(xiàn)象，揭示現(xiàn)象的本質和規(guī)律，追尋化學本質之美和素養(yǎng)養(yǎng)成之效。

在實驗探究金屬腐蝕和對腐蝕現(xiàn)象觀察、感知的基礎上，老師們試圖用模型來建構腐蝕過程中粒子的運動和物質的變化，建立起現(xiàn)象與本質、過程與結果之間的聯(lián)系，并用“宏觀一微觀一符號”三重表征來明晰宏微過程及其關聯(lián)，促使學生在獲得感性認識的同時，能從化學本質上獲得思維的增長及認識的方式轉變，從本源上促進學生化學核心素養(yǎng)的發(fā)展（圖9）。

5.基于辮證思維，滲透價值判斷

傳統(tǒng)化學課堂教學總是避諱向學生講授化學不好的一面，而努力宣傳化學積極、正面的形象。任何事物都有兩面性，且在一定條件下能相互轉化，如今信息化的時代，學生獲取知識的途徑也不再單一，因此，教學中不能總回避這種問題，而需直面問題，有意識地培養(yǎng)學生“一分為二”辯證看問題的思維能力，鼓勵學生勇于追求真相，學會獨立思考，做出個人價值判斷。

學生是課堂的主體，新課程強調樹立“以人為本”的教學理念，讓學生主動參與到學習、實踐的各個環(huán)節(jié)，落實學生主體地位。老師們努力創(chuàng)設條件，為學生提供多樣的學習活動及充足的教學素材，充分發(fā)揮學生的主觀能動性去全面認識事物的多面性，從而形成有效的價值判斷。如在認識金屬腐蝕的本質后，有一位老師以圖片的形式展示了生活中隨處可見的腐蝕和“暖寶寶、自嗨鍋、方便火鍋”，讓學生闡述學習后的自我認識，有一位學生這樣表述，“事物的本質存在那里，我們沒有辦法改變它，但是我們可以選擇利用它，發(fā)揮它的功效為我們生活帶來便利?！绷硪晃焕蠋焺t在“正確認識金屬腐蝕的利弊”環(huán)節(jié)播放了三個微視頻“心臟支架、微電解凈水、鋼鐵發(fā)黑”，一個學生的直觀感受，“不美好的一面也有它的美好用途，學習化學也變得有意義了?！眱蓚€學生的課堂體驗不僅是對課的評價，也反映著學科價值的有效滲透，同時，也能從學生的評價中去評價學生的學習效果，無疑，是成功的課堂。

參考文獻

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[2]課程教材研究所，化學課程教材研究開發(fā)中心北學選擇性必修1[M].北京：人民教育出版社，2020：107-112

[3]杜淑賢.普通高中化學課程標準解讀[M].上海：上海教育出版社，2017：1-73

[4]崔夢晨，穆志純等.大氣環(huán)境中碳鋼腐蝕速率推測方法[J].腐蝕與防護，2016（6）：503-507

本文系湖南省十三五規(guī)劃課題“中學生化學學科核心素養(yǎng)發(fā)展的課堂教學實踐研究”（課題批準號：XJK17BZXX018）研究成果。