优化课堂教学策略培养学科核心素养

吴伟丰

[摘 要]化学教师必须适应新时代的要求，转变教学理念，以对比教学为阶梯、情境教学为途径、生成建构为目的、实践创新为驱动、活动课程为辅助等来多角度优化教学策略，以便有效进行学科核心素养的培养，使学生能够适应未来社会发展的需要。

[关键词]课堂教学策略；学科核心素养；“参照一对比”；“情境—探究”

[中图分类号] G633.8 [文献标识码] A [文章编号] 1674-6058（2018）26-0065-03

精心优化教学的情境、方法、行为、内容、过程、路径等教学策略，是培养化学学科核心素养的重要保证。下面笔者结合教学实践，列举如何运用不同的课堂教学策略有针对性地培养学生的化学学科核心素养。

一、实施“参照—对比”教学，引导宏观辨识与微观探析

“参照—对比”教学策略，要求教师在教学活动中结合学生的已有知识和生活实际，选用学生熟知的有比较价值的实例，搭建学生认识新事物的阶梯，引领学生通过比较、思考、探究后建构新的知识。

例如，在对“化学反应为什么有的吸热、有的放热”进行理论探究时，可以从宏观和微观两个角度进行。首先，让学生以宏观事物“水能变化”为参照，与化学反应中的“化学能变化”进行对比，得出结论：可以通过比较反应物总能量与生成物总能量的大小来确定反应是放热的还是吸热的。然后，从微观角度来探讨，如我们可以从旧化学键断裂和新化学键形成时发生能量变化的角度认识化学反应为什么会有吸热和放热之分（如图1）。

通过从宏观和微观的角度对问题进行分析，培养学生多角度对问题进行探究的能力，养成由外到内、由表及里探究问题的习惯。采用这种“参照—对比”的方法进行思考分析，有助于学生认识化学反应中能量变化的本质。

二、采取“情境—探究”教学，建立变化观念与平衡思想

“情境—探究”教學策略要在教学过程中选取符合学生实际生活经验和原有知识的典型实例，来营造情感氛围，使学生在合适的情感氛围中主动探究、建构新的知识。学生对于化学反应随着条件的变化而变化了解不多、印象不深，这就需要教师为学生创设各种探究情境，使学生在知识探究的过程中建立变化观念与平衡思想。如，氢氧燃料电池正极上的电极反应会随着介质的不同而不同，我们可以设计如下教学情境，让学生在情境中对此问题进行探究。

问题情境1：写出下列图2至图5四种氢氧燃料电池的正极电极反应式。

经过探究，学生发现这四种电池虽然都是氢氧燃料电池，但由于介质的不同，正极的电极反应式也不相同。通过类似这样的探究变化让学生明白许多化学反应随着反应条件的变化而变化，可以帮助学生树立变化观念，进一步认识事物总是发展和变化的。同时要让学生认识到正是由于事物的发展与变化，才会不断打破旧的平衡，建立新的平衡。如在探究物质变化过程中的微观粒子时，我们可以设计如下教学情境，让学生在情境中探究。

问题情境2：分别溶有Cl2、Br2、I2、NH3、SO2、CO2的六种水溶液中各存在哪些微粒？这些微粒各有何性质？为什么“84消毒液”与“洁厕精”不能混合使用？为什么浓盐酸与次氯酸钠固体反应时生成氯气，而稀盐酸与次氯酸钠固体反应时生成次氯酸？久置氯水和新制氯水成分上有什么差别？原因是什么？将碳酸钙粉末加入新制氯水中会发生什么反应？将碳酸盐加入新制氯水中能增强漂白效果吗？NO2与Br2两种气体能用硝酸银溶液鉴别吗？

这些问题可以分别从溶解平衡、化学平衡、电离平衡等角度加以解释，即凡是平衡式的两边微粒都是同时存在的。如新制氯水中存在如下四个电离式，其中前三个是平衡式： Cl2+H2O [ ]HCl+HClO，HClO [ ]OH++ClO-，H2O [ ]H++OH-，HCl=H++Cl-，故溶液中有三种分子、四种离子，溴水、碘水与之类似；氨水中存在两个平衡式： NH3+H2O [ ]NH3·H2O [ ]NH[+4]+OH-，H2O [ ]H++OH-，故溶液中有三种分子、三种离子；SO2的水溶液中存在三个平衡式：SO2+H2O [ ]H2SO3 [ ]H++HSO[-3]，HSO[-3] [ ]H++SO[2-3]，H2O [ ]H++OH-，故溶液中有三种分子、四种离子，CO2水溶液与之类似。有了以上分析，许多问题均可迎刃而解，同时也帮助学生建立起牢固的平衡思想。

三、进行“互动—生成”教学，助力证据推理与模型认知

证据推理的主要问题在于理解并收集有效证据进行逻辑推理；模型认知主要是把研究对象的一些次要的、表面的干扰性因素去掉，从而以简化易懂的形式重现原理本质的一种科学思想。证据推理与模型认知是一个接受信息、处理信息、输出信息的过程，是学与用的统一。

如在气体摩尔体积的教学中，可运用“科学探究五阶段模式”进行证据推理，学生在“互动—生成”过程中，一步步地建立起认知气体摩尔体积和阿伏加德罗定律的模型，最终达到实现从本质上认知该知识点并能灵活应用。

1.创设问题情境阶段

教师展示如图6所示的实验装置，常温、常压下左右两个干燥管里分别装有纯净的氧气和氯气，在左边的导管中用一小滴红墨水将氧气与外界隔离，中间的活塞在实验前关紧。

2.问题与假设阶段

教师设置问题：若打开活塞，红墨水的位置会如何变化？并说明理由。

甲同学认为红墨水向右移，理由是根据初中学过的“两种液体混合后的体积略小于两者原体积之和”，同样气体分子间也有空隙，两种气体混合，体积也应略为减少。乙同学认为红墨水不会移动。因为在同一个水平位置，活塞打开和不打开是一样的。丙同学认为：红墨水会移动，理由是气体体积会改变，压强会有变化，但不知道清楚怎么变。

3.实验与事实阶段

请一位学生上台打开活塞，其他学生一起观察现象。

师：你们发现实验结果是怎样的？

生1：红墨水没有移动，体积不变。

师：为什么呢？

（生1表示惊讶，疑惑，不知该如何回答）

4.解释与建立模型阶段

师：气体的量一定时，影响其体积的因素有哪些？

生2：加压，气体体积减小；升温，气体体积增大。

师：正确，那么为什么会这样呢？

生2：加压使分子相互靠拢，分子间间距缩小，使体积减小；升温可以使分子之间的距离拉大，使体积增大。

师：对，当温度、压强一定时，分子间间距是一定的，一个分子所占的空间也是一定的。你们能否建立一种模型呢？

（学生经过讨论、合作、尝试，最终得出如图7所示的模型）

师：很好。这种模型能够表示一个分子在一定的压强和温度条件下所占的空间。事实上，气体分子本身的大小远远小于分子之间的距离，所以气体分子本身的大小可以忽略。在分子数一定的情况下，影响气体体积的主要因素是分子间的距离。下面请思考如何在此基础上建立起多个分子所占体积的模型。

（学生经过交流讨论，认为多个气体分子所占体积可以看作是多个小立方体堆积起来所占的空间，学生动手画出如图8的模型）

师：对的。那么，你们能否根据建立的模型来说明温度和压强一定时，决定气体体积的因素是什么？

生3：在一定的温度和压强下，分子间的平均距离是相等的，分子本身的体积很小，可以忽略不计。因此，气体体积的大小只取决于分子数的多少。

师：你们得出的结论也可以这样描述：在相同的温度和压强下，相同体积的任何气体都含有相同数目的分子。这就是著名的阿伏加德罗定律。

师：大家已经学过摩尔质量的概念，请参照此概念推测气体摩尔体积的概念。

生4：气体摩尔体积就是1mol气体所占的体积。

师：正确。

5.运用与推论阶段

师：实验证明：在标准状况下，1摩尔的任何气体所占的体积约为22.4L。请问如果不在标准状况下，1mol气体的体积有没有可能是22.4L呢？

生4：根据阿伏加德罗定律推断是有可能的。如升温可以加大分子间距，加压可以减小分子间距，两者的影响作用可以抵消，即便不在标准状况下，气体体积仍旧可以是22.4L，或同时降温、减压也有可能。

师：根据上面的讨论，请同学们思考在运用气体摩尔体积和阿伏加德罗定律时需要注意什么？

生5：一是适用于气体，二是注意温度、压强。

师：很好。现在请大家解释刚才的实验现象：打开活塞后红墨水为什么没有移动？

生6：因为打开活塞前后两个干燥管中气体分子总数不变，又在同温、同压下，气体分子间距离不变，气体体积不变，因此红墨水不会移动。

师：今天我们通过探究充分理解了气体摩尔体积的概念和阿伏加德罗定律，认识到在同温、同压下几种互不反应气体的体积是可以直接相加的。

该教学过程一改传统的用大量数据进行抽象概括的教学方式，而是充分展现了证据推理和模型认知及应用的过程。在有效突破气体摩尔体积和阿伏加德罗定律这一教学重难点的同时，强化了学生化学学科核心素养的培养。

四、利用“设计—实践”教学，培养实验探究与创新意识

“设计—实践”教学策略是理论与实践相结合的教学，是在教师的指导下，学生运用原有知识设计解决疑问的方案、办法、实验，并付诸实施，在实施过程中巩固原有知识、解决疑难问题、汲取新知识的一种教学形式，是培养学生实验探究与创新意识的不可或缺的一种教学模式。如在教学“化学反应速率”时，可以分以下五个阶段实施“设计—实践”教学策略。

1.问题情境创设阶段

利用视频展示可燃性气体既可安静燃烧又可爆炸的场景，说明物质的反应速率随外界条件的改变而改变。提出问题：

（1）怎样判断反应的快慢？（用比较的方法，如视频中展示的）

（2）假如只研究一个化学反应的快慢，怎么定量描述反应的快慢呢？（此时不能用比较的方法，引出“化学反应速率”这一概念）

（3）影响化学反应速率的因素有哪些？

2.问题答案猜想阶段

学生通过独立思考、小组讨论、猜测问题的答案。

3.实验方案设计阶段

引导启发：探究温度、催化剂对反应“2H2O2=2H2O+O2”的影响，将温度（升高或降低）和催化剂（不加催化剂或者加入MnO2、CuSO4、FeCl3等）作为可变量，其他的则控制为不变量。

因两种条件下的反应均有气体产生，所以可以利用导管将产生的气体通入水中，观察水中冒出气泡的速度，来判断该控制变量对反应速率的影响。

4.實验探究阶段

在进行实验探究的过程中，学生要掌握观察反应速率的一般方法。学生要将实验过程中的所想、所疑、所感记录下来，教师对记录的情况做必要的评价。

5.实验设疑与思考讨论阶段

通过对问题的深入讨论、探究、质疑、解疑，可以启迪思维、增长知识、激发兴趣、培养能力，达到探究教学的根本目的——培养实验探究与创新意识。

五、优化“活动—体验”教学，引领科学精神与社会责任

在设计活动时，教师不仅要关注学生在课内的体验，还要把眼光放远，关注课外的天地，引导学生关注跟化学密切相关的社会热点，进行积极的社会体验，从而培养学生的社会责任。如，以“探访饮水之殇，关注身边化学”为主题，可以开展统计常用饮用水的品种、收集常用饮用水的水样、检测水样、讨论我们该喝什么水及净化水的方法等系列活动。活动包括“前期调研，确定主题”“调查考察，分组探究”“实验检测，创新研究”“宣传展览，成果推广”四个阶段。学生在调查、采集、检测、探究、总结、展示、评价等一系列活动中发现并解决生活实际中的“饮水”问题，体会所学科学知识用于实际生活的成就感，加深对本地环境的了解，从而自觉惜水、节水，培养科学精神，增强社会责任感。

综上所述，在实际教学中培养学生某一方面的核心素养可以不拘泥于某一教学策略，同样某一教学策略可以用于多方面核心素养的培养。因此，教师要在一定的教育教学理论的指导下，转变教学理念，通过一系列教学模式和方法，精选并优化、创新高中化学课堂教学策略，以促进高中生化学学科核心素养的形成，使其成为具有长远发展潜力的人。

[ 参 考 文 献 ]

[1] 汪潮.解读“建构性教学”[J]. 浙江教育学院学报，2001（4）：76-82.

[2] 韦文金.化学教学设计中认知冲突的设置：以化学反应与能量变化为例[J]. 亚太教育，2015（31）：107-108.

[3] 陆余平.以化学建模方法设计《气体摩尔体积》教学过程[J]. 化学教学，2007（7）：43-44.

[4] 刘景玲.高中新课程教学中化学回归生活的实践与思考[J]. 课程教材教学研究（中教研究），2011（Z6）：58-59.

（责任编辑 罗 艳）