素养为本的化学教学设计

周业虹 王晶

摘要： 铝及其化合物是目前中学教学的重要内容，在生活、生产、国防等领域有重要的应用。结合这部分内容的教学目标，认真研究教学内容，关注学科核心素养，可以创设不同的问题情境，引导学生从生活、生产、科学方法和原理

等视角切入，最终形成关于铝及其化合物知识的结构化认识，达到落实并发展学科核心素养的目的。

关键词： 核心素养; 教学设计; 问题情境; 知识结构化; 课程标准

文章编号： 10056629（2018）12003605中图分类号： G633.8文献标识码： B

1 素养为本的化学教学设计

2016年9月《中国学生发展核心素养》总体框架的发布，对在各个学科教学中培养学生的核心素养提出了挑战。

《普通高中化学课程标准（2017年版）》中指出了化学学科核心素养是高中学生发展核心素养的重要组成部分，反映了社会主义核心价值观下化学学科育人的基本要求，全面展现了化学课程学习对学生未来发展的重要价值[1]。

课堂教学是落实并发展化学学科核心素养的重要途径。那么，在核心素养的视角下，如何进行化学课程的教学设计，达到落实核心素养的目的呢？

课程标准中指出，我们要重视开展“素养为本”的教学，倡导真实问题情境的创设，重视教学内容的结构化设计，激发学生学习化学的兴趣，促进学生学习方式的转变，培养他们的创新精神和实践能力。

《现代汉语词典》将情境解释为“情景、境地”[2]。《辞海》中将情境解释为“基于人们某种特定社会行为所产生的具体条件”[3]。问题情境，就是把学生置于运用已经掌握的知识去研究新的未知问题的氛围之中，使学生在提出问题、思考问题、解决问题的动态过程中学习[4]。

教師创设问题情境进行教学活动，不是让学生简单、机械地从教师或教材中接受现成的知识，而是指学生根据所创设的情境衍生出的问题进行探究，在教师的引导下自主学习相关的知识、规律等。这样的教学过程既能让学生将已掌握的知识运用于实际去解决问题，又能让学生在学习过程中发现新的问题，继续进行深层次的学习，获得新的知识和新的方法，最终实现以学科知识为载体提升学科核心素养的目的。

创设问题情境的基本出发点是课程标准，要依据教材和教学内容，同时要关注教学目标、学生的知识和能力基础。问题情境的要素、情境特点及要达成的目标如图1所示。

2 铝及其化合物的教学设计

本文选择现行人教版普通高中课程标准实验教科书《化学1》（必修）中有关铝、铝的化合物的教学内容，结合《普通高中化学学科课程标准（2017年版）》

中化学学科核心素养的内容，对相应的教材内容进行分析，从不同的角度进行设计，剖析其学科核心素养价值，深入分析如何依据核心素养的要求，创设问题情境，创造性地开发和使用教材，最终通过有效的教学活动设计，达到提升化学学科核心素养的目的。

2.1 以铝及其化合物在生活中的应用为线索展开，突出“科学探究与创新意识”

铝及其重要化合物（氧化铝、氢氧化铝）是典型的两性物质，日常生活中，学生有所接触，比较熟悉，容易引起探究的欲望;学科知识上，学生在初中阶段学习过铝与酸的反应，也能依据金属氧化物与酸的反应类推出氧化铝与酸的反应，因此具备了应用已有的知识和经验解决问题的能力。

基于此，选取了如下问题情境： 铝及其化合物在日常生活中应用广泛，如可用于治疗胃酸过多、可制成易拉罐盛装饮料、可用于制作炊具，但是铝制品不能用来蒸煮或长时间存放酸性、碱性食物。

由此问题情境引发系列问题，在不断出现问题、不断解决问题的过程中，探究并获取证据，落实“科学探究与创新意识”的学科核心素养，教学过程及设计意图如表1所示。

本节课的设计创设了来自于生活中的真实的问题情境，贴近学生，素材生动而平实，蕴含的知识内容符合学生的认知水平。可以说，围绕这条生活线索，从“科学态度与社会责任”这一核心素养价值引入，学生很快进入学习状态。在学习中通过创设的系列问题情境，引导学生进行实验探究，不断发现问题、解决问题，培养他们的“科学探究与创新意识”。在实验探究中寻找证据进行推理，获取铝及其化合物知识的同时，构建研究金属及其化合物的基本思路和方法，发展“证据推理与模型认知”的核心素养。最终引导学生应用所学知识解释生活中的“管道通”的化学原理，再一次体现“科学态度与社会责任”的核心素养。

2.2 以物质的分类为线索展开，突出“宏观辨识与微观探析”

课程标准中“宏观辨识与微观探析”这一核心素养要求包括： 能从不同层次认识物质的多样性，并对物质进行分类;能从元素和原子、分子水平认识物质的组成、结构、性质和变化，形成“结构决定性质”的观念;能从宏观与微观相结合的视角分析与解决实际问题。

铝的重要化合物是“金属的重要化合物”的第二课时，是金属的化学性质知识的延伸和发展。在上一章“化学物质及其变化”中，学生已学习了物质的简单分类法。铝及其化合物的学习中，突出了以物质分类为线索的研究方法，在前面学习铝单质及对生活中常见的氧化物及氢氧化物进行分类的基础上，引导学生应用分类的思想对氧化铝、氢氧化铝的性质进行预测。由此展开探究，获取证据，逐步认识铝的重要化合物的性质及其关系。

基于此，选取了如下问题情境： 用交叉分类法按照非金属氧化物、酸性氧化物、金属氧化物、碱性氧化物的类别对二氧化碳、二氧化硫、氧化钙、氧化铝进行分类，使学生对氧化铝是否属于碱性氧化物产生认知冲突，以此展开对氧化铝性质的研究。教学流程设计如图2所示。

本节课的设计创设了有关物质分类的问题情境，结合最近发展区，从学生初中学过的物质类别出发，结合上一章学习的物质分类的知识，创设氧化铝是否属于碱性氧化物的认知冲突，从“宏观辨识与微观探析”这一核心素养价值引入，在探究氧化铝和氢氧化铝的化学性质的过程中，培养“科学探究与创新意识”的学科核心素养;在实验中寻找证据，发现这两种物质既能和酸又能和强碱反应，得出其属于两性化合物的结论，同时隐含了研究金属及其化合物的基本思路，强化了“证据推理与模型认知”的学科核心素养。

2.3 以工业上铝的冶炼方法为线索展开，突出“科学态度与社会责任”

课程标准中“科学态度与社会责任”这一核心素养要求包括： 深刻认识化学对创造更多物质财富和精神财富、满足人民日益增长的美好生活需要的重大贡献。

铝制品在生产、生活、科技、国防等领域中有着极其广泛的应用，铝元素在地壳中的含量非常丰富，但是铝的利用却比铁和铜晚，这是为什么呢？于是，以工业上冶炼铝的方法为线索创设问题情境，从工业生产实际出发，围绕氧化铝、氢氧化铝的性质提出系列问题，完善对铝及其化合物的知识的认识。

[教学环节1]创设情境——展示工业冶炼铝的流程图。

设计目的： 关注化学知识在生产中的应用，了解铝的冶炼历史，赞赏化学科学为人类社会做出的贡献，突出“科学态度与社会责任”学科核心素养。

[教学环节2]探究实验——设计实验，探究氧化铝和氢氧化铝的化学性质。

设计目的： 围绕铝的冶炼过程，逐一分析过程中的化学反应原理，认识铝的化合物的两性，体会科学探究在研究氧化铝和氢氧化铝性质中的重要作用，突出“科学探究与创新意识”学科核心素养;在建构了氧化铝的两性之后，采用类比的研究方法继续学习氢氧化铝的化学性质，突出“证据推理与模型认知”的学科核心素养。

[教学环节3]提升思维——针对研究结果，引导学生形成概念和知识体系。

设计目的： 通过氧化铝和氢氧化铝的研究，得出两性化合物的概念;总结研究方法和思路，帮助学生建构思维模型;展示工业冶炼铝的完整流程图，帮助学生梳理知识体系，这些都培养了“证据推理与模型认知”的学科核心素养。通过工业冶炼铝的学习，引导学生进一步体会化学在生产中的价值，体现“科学态度与社会责任”的学科核心素养。

[教学环节4]建构体系——以“铝的大家族”为话题，让学生总结铝及其重要化合物的性质。

设计目的： 引导学生建构完整的知识体系，让学生全面认识铝及其化合物，总结研究物质的基本思路和方法，从宏观和微观两个视角分析问题，发展“宏观辨识与微观探析”的学科核心素养，为学习其他金属及其化合物奠定基础。

本节课的设计创设了与工业上冶炼铝的方法有关的问题情境，从“科学态度与社会责任”这一核心素養价值引入，结合工艺流程图中冶炼铝的步骤设计问题，引导学生探究氧化铝和氢氧化铝的性质，发展“科学探究与创新意识”。最终帮助学生认识两性化合物，帮助学生建构铝及其化合物的知识体系，明确研究金属及其化合物的基本思路，强化了“证据推理与模型认知”的学科核心素养。

2.4 以明矾的净水原理及其组成为线索展开，突出“证据推理与模型认知”

课程标准中“证据推理与模型认知”这一核心素养要求中包括： 具有证据意识，能基于证据对物质组成、结构及其变化提出可能的假设，通过分析推理加以证实或证伪。

在生活中，明矾可用于净水，为什么呢？教师引导学生阅读资料信息——明矾溶解于水后电离出的铝离子与水结合生成氢氧化铝，氢氧化铝具有吸附作用，可吸附水中悬浮的杂质。那么，怎么证明明矾中是否含有铝离子呢？以此线索创设问题情境，从铝离子的检验入手，寻找证据，从氢氧化铝的性质到氧化铝的性质进行探究，最终形成两性化合物的知识体系。

教学设计如图3所示。

与前面几种设计方案不同的是，本节课的设计采用了从氢氧化铝到氧化铝的顺序。引入时结合明矾净水这一重要应用，通过阅读相关材料了解明矾的组成，围绕铝离子的检验，进行实验探究，培养“科学探究与创新意识”;在探究中获取证据，首先得出氢氧化铝的两性特征，初步认识两性化合物，发展“证据推理与模型认知”这一核心素养。类比氢氧化铝的学习，引导学生进一步认识氧化铝的两性，形成对两性化合物的完整的认识。最终回归化学知识的应用，帮助学生树立正确的用铝的安全意识。

3 结束语

化学学科核心素养的落实与发展不是一蹴而就的，是一个持久的过程，教师需要结合课程特点、教学目标、学生特点和教学内容进行整体规划和设想，围绕相应的内容精心设计问题情境，在情境中“引导学生开展分类与概括、证据与推理、模型与解释、符号与表征等具有学科特质的学习活动”[5]，最终帮助学生对化学知识形成结构化认识，同时在问题的解决中达到落实和发展化学学科核心素养的目的。

感谢对文中的教学设计进行实施的北京景山学校宁滨、北京二中高修库、北京五十五中陈鑫和徐京汉四位老师。

参考文献：

[1][5]中华人民共和国教育部制定.普通高中化学课程标准（2017年版）[S].北京： 人民教育出版社， 2018： 3.

[2]中国社会科学院语言研究所词典编辑室.现代汉语词典[K].北京： 商务印书馆， 2016： 1068.

[3]夏征农.辞海[K].上海： 上海教育出版社， 2000： 1193.

[4]欧阳芬主编.课堂教学能力培养与提升[M].北京： 华龄出版社， 2005： 58.