基于學(xué)科核心素養(yǎng)的高中化學(xué)教學(xué)實踐

曹立美

摘 要：在基于化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的高中化學(xué)課堂教學(xué)中，教師不僅要提升學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的熱情，還要培養(yǎng)學(xué)生形成正確的價值觀念。碳酸鈉、碳酸氫鈉這兩種物質(zhì)是高中化學(xué)教學(xué)中涉及的重要化合物，也是學(xué)生在自己的日常生活中經(jīng)常見到的物質(zhì)。文章以探索碳酸鈉、碳酸氫鈉性質(zhì)的教學(xué)為例，培養(yǎng)學(xué)生的問題解決能力，讓學(xué)生體驗科學(xué)探究的過程，養(yǎng)成積極動腦思考的好習(xí)慣，培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：核心素養(yǎng);教學(xué)設(shè)計;高中化學(xué)

高中化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)目標(biāo)是使學(xué)生在進(jìn)行了化學(xué)學(xué)科的學(xué)習(xí)之后形成相對健全的學(xué)科品格，獲得探索學(xué)科知識的方法與能力，形成正確的價值觀念。當(dāng)前的高中化學(xué)教師應(yīng)當(dāng)明白，學(xué)生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)需要在日常的課堂教學(xué)中進(jìn)行。筆者選擇了探索碳酸鈉、碳酸氫鈉性質(zhì)的實驗作為教學(xué)的案例，讓學(xué)生通過比較碳酸鈉和碳酸氫鈉性質(zhì)的差異，明確將兩種物質(zhì)區(qū)分開的方法并設(shè)計實驗加以證明，以此激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生解決問題的能力，讓學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)在教學(xué)中得以提升。

一、化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的內(nèi)涵

《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》中指出，化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)一般包括五個方面的內(nèi)容，這五個方面的內(nèi)容為化學(xué)核心素養(yǎng)的培養(yǎng)指明了方向，對化學(xué)教師的教學(xué)實踐具有一定的指導(dǎo)意義。

第一個素養(yǎng)是宏觀辨識和微觀探析。物質(zhì)有宏觀的，也有微觀的。高中階段的化學(xué)教學(xué)要求教師培養(yǎng)學(xué)生能從不同層次認(rèn)識化學(xué)物質(zhì)的多樣性、并對物質(zhì)進(jìn)行分類的能力。要讓學(xué)生能從元素和原子、分子等角度認(rèn)識物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和變化，能從宏觀和微觀相結(jié)合的視角分析與解決實際問題。

第二個素養(yǎng)是變化觀念和平衡思想。學(xué)生在學(xué)習(xí)化學(xué)的過程中，要以實驗為基礎(chǔ)，明白化學(xué)變化需要一定的條件，并且遵循一定的規(guī)律，化學(xué)反應(yīng)就是物質(zhì)要達(dá)到新的平衡，即一種相對穩(wěn)定的狀態(tài)。而化學(xué)的變化，是有一定的限度的，是可以調(diào)控的。學(xué)生要在學(xué)習(xí)和探究的過程中逐步形成發(fā)展變化的觀念和平衡的思想，為今后進(jìn)行更深入的研究打下堅實的基礎(chǔ)。

第三個素養(yǎng)是證據(jù)推理與模型認(rèn)知。學(xué)生要有證據(jù)意識，能基于證據(jù)對物質(zhì)組成、結(jié)構(gòu)及其變化提出可能的假設(shè)，通過分析推理加以證實或證偽，從而建立觀點，總結(jié)知識原理。模型也是高中化學(xué)學(xué)習(xí)方法之一。學(xué)生通過分析、推理和實驗等，研究化學(xué)物質(zhì)的性質(zhì)，建立認(rèn)知模型，再利用模型解釋化學(xué)現(xiàn)象，解釋化學(xué)反應(yīng)的規(guī)律和本質(zhì)。

第四個素養(yǎng)是科學(xué)探究和創(chuàng)新意識，在化學(xué)學(xué)習(xí)的過程中，學(xué)生需要對物質(zhì)進(jìn)行研究，并注意探究過程的科學(xué)性，確保研究結(jié)論的正確性。創(chuàng)新意識是探究過程中學(xué)生應(yīng)具有的品質(zhì)。

第五個素養(yǎng)是科學(xué)態(tài)度和社會責(zé)任，從化學(xué)的角度研究物質(zhì)的最終目的是實現(xiàn)更美好的生活。學(xué)生在進(jìn)行化學(xué)學(xué)習(xí)時要有綠色化學(xué)的意識和可持續(xù)發(fā)展的理念，要注意保護(hù)環(huán)境。此外，在實施科學(xué)探究的過程中，學(xué)生要具備科學(xué)的態(tài)度，對相關(guān)的化學(xué)熱點問題作出正確的價值判斷。

二、核心素養(yǎng)在高中化學(xué)教學(xué)中的意義

化學(xué)核心素養(yǎng)是在我國課程教育改革的過程中提出的，是素質(zhì)教育的重要內(nèi)容[1]。在中學(xué)階段，化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)要求學(xué)生在學(xué)習(xí)化學(xué)知識后具備關(guān)鍵的學(xué)科學(xué)習(xí)能力，同時也要樹立正確的價值觀念，讓化學(xué)知識對學(xué)生未來的學(xué)習(xí)和生活產(chǎn)生積極的影響?；瘜W(xué)核心素養(yǎng)的重要性不言而喻，那么，如何才能發(fā)展學(xué)生的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)，這是擺在高中化學(xué)教師面前的一個重要的問題。教師要認(rèn)識到，要培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)，可以將學(xué)科知識融入一些相應(yīng)的學(xué)科活動，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，深化學(xué)生對知識的理解。

三、教學(xué)案例分析

基于以上分析，筆者選擇人教版高中化學(xué)必修一第二章第一節(jié)第二課時的內(nèi)容“碳酸鈉和碳酸氫鈉的性質(zhì)”作為教學(xué)案例，分析化學(xué)科學(xué)核心素養(yǎng)背景下的課堂教學(xué)過程。

碳酸鈉和碳酸氫鈉在日常生活中的用途非常廣泛，從生活中常見的食品到醫(yī)學(xué)藥品，都可以看到它們的身影，但學(xué)生在生活中一般不會有意識地從化學(xué)以及化學(xué)實驗的視角出發(fā)，去對這兩者進(jìn)行探討，缺乏對碳酸鈉和碳酸氫鈉的性質(zhì)的了解。教師進(jìn)行教學(xué)時，比較重要的方法就是讓學(xué)生自己動手做實驗。學(xué)生只有親自動手操作實驗，在實驗中認(rèn)識了物質(zhì)的屬性，才能深化對知識的理解，形成相對完善的知識體系。

高一學(xué)生在初中時已經(jīng)簡單學(xué)習(xí)碳酸鈉和碳酸氫鈉的相關(guān)知識，對這兩種物質(zhì)有了基本的了解，但是，學(xué)生對碳酸鈉和碳酸氫鈉的用途的了解是片面的，其對于碳酸鈉、碳酸氫鈉更深層次的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)的了解仍然需要一個全面的視角。

（一）教學(xué)目標(biāo)與評價目標(biāo)

1.教學(xué)目標(biāo)

（1）了解碳酸鈉和碳酸氫鈉在生活中的用途。

（2）通過觀察，了解碳酸鈉和碳酸氫鈉的物理性質(zhì)。

（3）能設(shè)計實驗驗證碳酸鈉和碳酸氫鈉的性質(zhì)。

（4）通過設(shè)計實驗，總結(jié)科學(xué)研究的方法。

2.評價目標(biāo)

（1）通過教師提供的信息，認(rèn)識碳酸鈉和碳酸氫鈉的用途。

（2）通過觀察教師提供的碳酸鈉和碳酸氫鈉，識別二者在物理性質(zhì)上的不同。

（3）從碳酸鈉、碳酸氫鈉的化學(xué)性質(zhì)的區(qū)別出發(fā)，設(shè)計探究實驗。

（4）通過設(shè)計實驗，診斷并發(fā)展學(xué)生的高階思維。

（二）教學(xué)與評價思路

（三）教學(xué)過程

1.課前導(dǎo)入

【問題導(dǎo)入】同學(xué)們，請大家看看課件上的這幅圖片，這幅圖片主要介紹了哪兩種物質(zhì)的用途呢？

【多媒體展示】展示碳酸鈉和碳酸氫鈉用途的圖片。

【學(xué)生活動】觀察并回答：碳酸鈉和碳酸氫鈉。

【設(shè)計意圖】讓學(xué)生了解碳酸鈉、碳酸氫鈉的用途，感受碳酸鈉、碳酸氫鈉在人們生產(chǎn)和生活中的作用。

【教師追問】課件上的這幅圖片向大家展示了碳酸鈉和碳酸氫鈉的用途，這二者的用途有什么區(qū)別呢？小A，你起來幫大家總結(jié)一下。

【學(xué)生活動】觀察并回答：碳酸鈉可以應(yīng)用于造紙、紡織、制皂、制玻璃;碳酸氫鈉可以用于制藥、焙制糕點。

【總結(jié)并引入】這位同學(xué)回答得很好，總結(jié)能力很強(qiáng)，請坐下?；瘜W(xué)物質(zhì)的性質(zhì)決定了其用途，那么，為什么碳酸鈉和碳酸氫鈉會有這么廣泛的用途呢？下面，我們進(jìn)入今天的學(xué)習(xí)，解決這個問題。

導(dǎo)入環(huán)節(jié)的設(shè)計意圖是讓學(xué)生了解碳酸鈉、碳酸氫鈉的用途，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

2.探究碳酸鈉和碳酸氫鈉的物理性質(zhì)

（1）顏色和狀態(tài)

【提出問題】碳酸鈉和碳酸氫鈉在外觀上有無區(qū)別？

【學(xué)生活動】把碳酸鈉和碳酸氫鈉分別取出放到表面皿上，觀察兩者在顏色和狀態(tài)上的區(qū)別。

【設(shè)計意圖】從宏觀角度觀察碳酸鈉和碳酸氫鈉的顏色和狀態(tài)。

（2）溶解性

【提出問題】如何探究碳酸鈉和碳酸氫鈉的溶解性呢？

【學(xué)生討論】分別在水中放入兩種固體。

【學(xué)生活動】各取等量碳酸鈉和碳酸氫鈉固體放入試管，用膠頭滴管分別向試管中滴入幾滴水，觸摸試管外部。

【實驗結(jié)論】碳酸鈉在溶于水時會放出熱量，而碳酸氫鈉在溶于水時會吸收熱量，碳酸鈉在水中的溶解度比碳酸氫鈉在水中的溶解度大。

【設(shè)計意圖】讓學(xué)生動手的能力以及解決問題的能力得到進(jìn)一步的提升。

3.探究碳酸鈉和碳酸氫鈉的化學(xué)性質(zhì)

（1）酸堿性

【提出問題】要分別檢測碳酸鈉和碳酸氫鈉的酸堿性，需要什么試劑？

【學(xué)生討論】酚酞、石蕊等酸堿指示劑。

【學(xué)生活動】分別取相同量碳酸鈉、碳酸氫鈉放于試管中并滴入適量水，在兩支試管中分別滴入兩滴酚酞溶液，觀察試管中溶液的顏色變化。

【實驗結(jié)論】兩支試管中的溶液在加入酚酞溶液后，溶液顏色都發(fā)生了變化，都變紅了。裝碳酸鈉的試管紅色更深，裝碳酸氫鈉的試管紅色更淺。

【設(shè)計意圖】讓學(xué)生通過動手操作和觀察，得出碳酸鈉和碳酸氫鈉的酸堿性，并提升其實驗操作能力和問題解決能力。

【教師追問】檢測溶液的酸性和堿性時，除了用酸堿指示劑，還有另外的方法、試劑嗎？

【學(xué)生討論】可以利用酸堿中和反應(yīng)。

【學(xué)生活動】向以上兩支已經(jīng)變成紅色的液體中分別加入幾滴稀鹽酸溶液。

【實驗現(xiàn)象】兩支試管中液體的顏色都逐漸變淺，逐漸褪色，裝有碳酸鈉的試管在最開始沒有氣泡，逐滴滴入稀鹽酸溶液一段時間后才開始有氣泡，而裝有碳酸氫鈉的試管在剛滴入稀鹽酸溶液后就有氣泡冒出。

【實驗結(jié)論】逐滴加入的稀鹽酸溶液與碳酸鈉反應(yīng)：CO32-+H+=HCO3-、HCO3-+H+=H2O+CO2↑;逐滴加入的稀鹽酸溶液與碳酸鈉反應(yīng)：HCO3-+H+= H2O+CO2↑

（2）熱穩(wěn)定性

【提出問題】如何驗證碳酸鈉和碳酸氫鈉的熱穩(wěn)定性？

【教師演示】對實驗裝置進(jìn)行氣密性檢查后，分別裝好碳酸鈉和碳酸氫鈉的水溶液再開始加熱。

【實驗現(xiàn)象】加熱裝有碳酸鈉的試管，其先冒幾個泡之后就無明顯現(xiàn)象了;加熱裝有碳酸氫鈉的試管，其內(nèi)壁的水汽和澄清石灰水變渾濁。

【實驗結(jié)論】碳酸鈉的穩(wěn)定性更強(qiáng)，不容易發(fā)生分解，碳酸氫鈉的穩(wěn)定性不強(qiáng)，容易發(fā)生分解，2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O。

【設(shè)計意圖】通過實驗來比較碳酸鈉、碳酸氫鈉在加熱條件下的穩(wěn)定性，提高學(xué)生分析、歸納的能力。

4.課堂小結(jié)

本節(jié)課結(jié)合實驗，學(xué)生學(xué)習(xí)了碳酸鈉、碳酸氫鈉這兩種物質(zhì)的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)，知道了這兩種固體在物理性質(zhì)與化學(xué)性質(zhì)方面的差異與聯(lián)系，如表1所示。

四、總結(jié)

基于核心素養(yǎng)的高中化學(xué)實驗教學(xué)，讓學(xué)生從宏觀和微觀結(jié)合的視角認(rèn)識了碳酸鈉、碳酸氫鈉這兩種物質(zhì)的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)，并設(shè)計實驗驗證，培養(yǎng)了學(xué)生證據(jù)推理、模型認(rèn)知的能力和科學(xué)探究的意識。對碳酸鈉和碳酸氫鈉的物理性質(zhì)與化學(xué)性質(zhì)的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新意識、科學(xué)態(tài)度和社會責(zé)任感。學(xué)生通過學(xué)習(xí)，不但了解了碳酸鈉、碳酸氫鈉這兩種物質(zhì)的相關(guān)性質(zhì)，也知道了碳酸鈉、碳酸氫鈉這兩種物質(zhì)在日常生活中的用途。經(jīng)過本節(jié)課的教學(xué)，學(xué)生習(xí)得對物質(zhì)性質(zhì)進(jìn)行探究的基本程序和方法，逐漸了解如何通過實驗現(xiàn)象剖析物質(zhì)的本質(zhì)，提升了動手操作能力。同時，學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中，在教師的指導(dǎo)下，能明白如何在實驗中發(fā)現(xiàn)問題，學(xué)會思考問題，對問題進(jìn)行分析，再利用已知的方法解決新問題。經(jīng)過一系列的學(xué)習(xí)過程，學(xué)生的化學(xué)核心素養(yǎng)得以發(fā)展，學(xué)科思維的品質(zhì)得到進(jìn)一步提高。

[參考文獻(xiàn)]

余文森.論學(xué)科核心素養(yǎng)形成的機(jī)制[J].課程.教材.教法，2018，38（01）：4-11.