基于化学学科核心素养培养的教学设计

陈风雷

【摘 要】针对“人教版”《化学1》中“几种重要的金属化合物”——“铝的重要化合物”，在基于化学学科核心素养培养的基础上，根据 “从生活走进化学，从化学走向社会”教学理念设计教学过程，并从突出科学探究、密切联系实际等方面进行了自我反思。

【关键词】学科核心素养；铝的重要化合物；教学设计

【基金项目】本文系江苏省第五期“333工程”培养资金资助项目、南通市教育科学“十三五”规划课题（课题编号：GH2016286）的阶段性研究成果之一。

中图分类号：G630 文献标识码：A 文章编号：1671-0568（2017）25-0030-03

“中国学生发展核心素养”已于2016年正式发布，有关培育学生核心素养的新一轮课程改革正在进行，如何在化学课堂教学中渗透本学科核心素养理念（宏观辨识与微观探析、变化观念与平衡思想、证据推理与模型认知、实验探究与创新意识、科学精神与社会责任），使学生能够自觉地投入学习、主动地参与活动，促成学生的能力提升和素养发展，迫切需要我们每一位教师认真思考和积极实践。

对于“铝的重要化合物”的教学，“课程标准”要求根据生产、生活中的应用实例或通过实验探究，了解铝的重要化合物的主要性质。《课程标准教学要求》（江苏版）将其进行了细化，要求关注氧化铝和氢氧化铝在生产、生活中的应用实例，通过对铝的重要化合物性质的实验探究，增强学生学习化学的兴趣，发展学生的科学探究能力；了解铝的重要化合物的主要物理性质；了解氧化铝与酸、碱等物质反应的情况；了解氢氧化铝的制备方法，了解氢氧化铝的两性；通过对铝的重要化合物之间的转化关系的归纳，体会学习元素化合物知识的有关方法。

由于铝的氧化物和氢氧化物的两性，它们有着与其他金属的氧化物和氢氧化物所不同的性质，所以对于铝的氧化物和氢氧化物的学习，不仅能够帮助学生了解它们的性质、制备和用途，而且能在原有的学科观念（主要包括元素观、转化观、分类观、实验观和化学价值观）的基础上，对物质的转化观、分类观等形成辩证的认识。

学生在初中已经学习了金属活动性顺序，结合之前钠的性质的学习，能预测氧化铝和氢氧化铝作为较活泼金属的氧化物和氢氧化物可以与酸发生反应的性质，为两性氧化物和两性氢氧化物的学习从一个侧面提供了铺垫。 根据建构主义的教学理念，教师作为学生学习的帮助者、促进者，要为学生设计好学习新知识的阶梯，帮助他们顺利地解决可能遇到的困难和问题，保护他们学习化学的兴趣和热情。

1. 教学流程图

2. 教学过程

（1）教学进程：用胃药广告引入新课，并在分析胃药中和胃酸原理的过程中初步认识氢氧化铝的弱碱性。

教师活动：让学生根据中和反应的原理思考胃药中添加氢氧化铝的目的，写出氢氧化铝与盐酸反应的化学方程式，同时思考为什么胃药不能用氢氧化钠或者氢氧化钙而用氢氧化铝的原因。

学生活动：阅读药品成分和功效，书写胃药中氢氧化铝与盐酸反应的化学方程式，思考氢氧化钠、氢氧化钙不能做胃药的原因，形成氢氧化铝可能是一种弱碱的猜想。

教学资源：视频——斯达舒胃药广告。实物——复方氢氧化铝片。

设计意图：①通过视频激发学生的兴趣，活跃课堂气氛，并通过具体问题检测学生对初中所学酸碱中和反应等相关知识的掌握情况；②通过生活实际引入化学知识的学习，提升学生的化学价值观。

（2）教学进程：探究氢氧化铝的制备方法（用碱与盐反应），同时发现氢氧化铝的弱酸性。

教师活动：引导学生通过碱与盐反应制备氢氧化铝实验的探究，认识氢氧化钠、氨水、氢氧化铝碱性强弱的变化规律，得出制备氢氧化铝的较好方案之一是“可溶性铝盐和弱碱反应”，同时在实验探究过程中发现氢氧化铝能与强碱溶液反应而体现酸性。

学生活动：①讨论交流制备氢氧化铝的方案设计和现象预测；②进行氢氧化铝的制备实验；③反思实验操作，感受控制试剂用量的重要性。

教学资源：提供试剂——氯化铝溶液，氢氧化钠溶液和稀氨水。提供仪器——试管，滴管。

设计意图：①从讨论交流到设计方案再到动手操作，课堂探究程度逐漸开放，教学中根据学生实际操作逐一分析，体现课堂教学的生成性；②通过对比实验和定量控制突破本课的教学难点，使学生在探究氢氧化铝制备方案的过程中理解氢氧化铝的两性，从而培养学生的证据推理能力与科学探究精神。

（3）教学进程：小结氢氧化铝的两性。

教师活动：引导学生归纳总结氢氧化铝既能与强酸反应又能与强碱反应的性质，得出两性氢氧化物的概念。

学生活动：书写氢氧化铝与盐酸和氢氧化钠溶液反应的离子方程式。

教学资源：（PPT展示）两性氢氧化物的概念。

设计意图：突出氢氧化铝的两性，同时使学生对转化观、分类观形成辩证的认识，培养学生宏观辨识与微观探析能力。

（4）教学进程：探究氢氧化铝的又一制备方法（用酸与盐反应）。

教师活动：引导学生通过酸与盐反应制备氢氧化铝实验的探究，认识盐酸、碳酸、氢氧化铝酸性强弱的变化规律，得出制备氢氧化铝的又一较好方案是“可溶性偏铝酸盐和弱酸反应”。

学生活动：①向新制的偏铝酸钠溶液中滴加盐酸；②在老师的指导下归纳总结氢氧化铝的制备方案。

教学资源：演示实验——向新制的偏铝酸钠溶液中通入二氧化碳气体。

设计意图：尝试采用“酸和盐反应生成新酸和新盐”的规律，并通过实验探究验证，学习制备化学物质的常用方法，进一步强化学生的变化观念及创新意识。

（5）教学进程：由氢氧化铝受热分解生成氧化铝的性质，过渡到氧化铝的性质学习环节。

教师活动：介绍氢氧化铝的热稳定性及实际应用——阻燃填充剂，以及工业制备纯净氧化铝的方法。

学生活动：书写氢氧化铝受热分解的化学方程式。

教学资源：（PPT展示图片）介绍氢氧化铝的用途——阻燃填充剂。

设计意图：通过氢氧化铝在生产生活中重要应用的介绍，使学生进一步认识化学和生产生活的紧密联系，提升学生的化学价值观和社会责任感。

（6）教学进程：探究氧化铝的性质，认识氧化铝的两性。

教师活动：（引导学生）①从金属氧化物角度认识氧化铝与酸的反应；②联系氢氧化铝的两性，猜想氧化铝是否也具有两性；③分析氧化铝与碱的反应，得出两性氧化物概念。

学生活动：①书写氧化铝与盐酸反应的化学方程式；②猜想氧化铝的两性并提出验证方案；③学生实验：对比打磨和未打磨铝条与氢氧化钠溶液的反应现象。

教学资源：（实物展示）号称“永不生锈”的金属——铝条。提供试剂：铝条，氢氧化钠溶液。提供仪器：试管、砂皮。

设计意图：①通过回顾金属氧化物与酸反应的性质，巩固旧知识；②通过对比探究实验验证猜想的正确性，进一步使学生认识到实验对获取化学知识的重要性，从而培养学生的科学探究能力。

（7）教学进程：认识自然界中氧化铝的存在形式和用途。

教师活动：介绍氧化铝在自然界中的存在形式和用途。

学生活动：体会用途和性质的关系：用途体现性质，性质决定用途。

教学资源：（PPT展示图片） ①世界著名珍宝；②五彩斑斓的人造宝石、机械轴承；③耐火坩埚、耐火管、等耐高温实验仪器。

设计意图：丰富的图片，能增加教学直观性，激活学生感受性；以境促知、情知交融，能突出性质与用途的关系，提升学生的化学价值观。

（8）教学进程：了解由铝土矿制备铝的工业流程。

教師活动：引导学生利用铝的重要化合物之间的转化关系解决实际问题，并在制备金属铝工业流程中认识氧化铝用途和性质。

学生活动：理解化学知识与工业生产联系。

教学资源：（PPT展示图片） 铝土矿冶炼金属铝的工业流程。

设计意图：根据工业生产实际深化对铝的重要化合物的认识，并进一步突显化学对人类社会进步的积极作用，提升学生的变化观念意识和社会责任感。

（9）课堂小结。

教师活动：帮助学生建构有关物质之间的转化关系，利用整体结构指导学生认识重要代表物的性质，实现思维的系统化、有序化和结构化，提升学科素养。

学生活动：建构新知识的框架，完善铝的重要化合物的转化关系图。

教学资源：（PPT展示图片） 铝的重要化合物之间关系图。

设计意图：以铝的重要化合物为载体，深化认识元素化合物的一般思路和方法，让学生从物质类别角度构建铝的化合物知识体系，能使学生逐步建构以“学科观念”为核心的化学学科思想，全面提升化学学科素养。

3. 教学设计反思

本课教学设计首先根据 “从生活走进化学，从化学走向社会”教学理念，从“复方氢氧化铝片”等日常生活的实例出发，创设真实的教学情境，以激发学生的学习兴趣，同时又注意指导学生运用新获得的知识，认识“从铝土矿到铝合金”过程中的有关变化，这样可以使学生认识到化学知识在社会发展中的重要作用，学生在获取和深化新知识的基础上，学会知识的真实应用，切实提升学生的化学学科素养。

由于科学探究是化学课程改革的突破口，为此，本课教学设计注意将实验作为科学探究的重要手段，选择与教学相适应的实验资源加以利用。如从实验室制备氢氧化铝出发，使学生意识到试剂定量控制的意义，加深学生对氢氧化铝的两性的认识；增设铝和覆盖有氧化铝的铝与碱反应的对比实验，引发学生的认知冲突，提高学生证据推理意识，促使学生主动思考，发散学生思维。这样不仅使学生在探究的过程中获取新知识，理解科学实验的意义，更加激发学生的探究热情，培养学生的创新意识，达到化学学科素养的真正提升。

总之，教师应转变教学观念，紧紧围绕这五个方面的化学学科核心素养进行课堂教学设计和实践。这样不仅能深化学生的认知、提升学生的化学素养及能力，更能打开学生的思维、使学生综合素质及能力得以有效提升。当然，发展学生核心素养的研究之路还刚起步，我们应以理论为指导，在不断探索中奋力前行。

参考文献：

[1] 中华人民共和国教育部制订.普通高中化学课程标准（实验）[M].北京：人民教育出版社，2003：12.

[2] 江苏省教育科学研究院课程教材研究中心，江苏省中小学教学研究室.普通高中课程标准教学要求（物理·化学·生物）[M].南京：江苏教育出版社，2007：38.

[3] 张华.论核心素养的内涵[J].全球教育展望，2016，（4）：10～24.

[4] 钟启泉.基于核心素养的课程发展：挑战与课题[J].全球教育展望，2016，（1）：3～25.

（编辑：胡 璐）