基于发展化学核心素养的“化学能与电能”课堂教学设计

天津市崇化中学 高 璐

核心素养的内涵：学生应具备的适应终身发展和社会发展需要的必备品格和关键能力。

普通高中必修化学课程设置五个主题，旨在促进全体学生在“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”“科学探究与创新意识”“科学精神与社会责任”等化学学科核心素养的各个方面都有一定的发展。必修模块课程是全体学生必须修习的课程，是普通高中学生发展的共同基础。必修课程努力体现化学学科的核心观念与发展趋势，促进全体学生化学学科核心素养的发展，以适应未来社会发展需求。作为高中基层教育实施者，在教学实践中应围绕“高中化学学科核心素养”的要求，组织教学资源，设计发展学生化学学科核心素养的教学方案实施教学。

一、明确教学主题的素养发展价值

对于每章节每节课的教学主题，教师首先要明确教学主题的素养发展价值和功能定位，即教学主题能培养学生什么样的品格和关键能力，发展学生什么样的素养。每节课只有明确了素养发展价值才能更好的在教学设计和教学过程中实现学生素养为本的教学目的。

能源是化学学科研究的重要课题，电能的开发和利用更是能源问题中的关键问题。学生学习到高一必修二阶段，已经掌握了氧化还原反应的原理及本质并可以较熟练的进行分析，对能源的分类、利用及能量的转化也有了一定的认识。高中化学必修二中的《化学能与电能(第1课时)》的设计基于发展学生的化学学科核心素养为目标，以发展学生的认识为教学的目的。本节课的教学目的是发展学生对氧化还原本质的认识，提升综合应用已有知识解决实际问题的能力。以“如何获得电能”和“如何将化学能直接转化为电能”两个问题情境为线索，加入化学反应原理、化学反应与能量等内容的综合分析与应用，让学生充分调动已有知识，在真实问题情境中解决实际问题。

1.本节课学生的必备品格和关键能力

（1）必备品格

对环境的关爱、对能源的开发利用的社会责任感，勇于创新的科学的探究精神。

（2）关键能力

对原电池原理理解认识，能运用知识自主的设计、改进原电池，简单评价能源的使用情况，解决实际问题。

（3）学科素养

促进学生获得“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”等化学学科核心素养不同程度的发展。

二、教学设计思路与流程

“素养取向”的化学课堂教学的基本理念是“素养为本”，强调运用所学的知识及科学过程和科学方法解决真实问题。本节课创设两个真实问题情境，通过几个有价值的核心问题做线索，引导学生通过活动任务串联起知识线，最终实现本节课的知识学习和素养发展功能。

整节课的教学思路和流程如图所示。

三、注重发展学生学科素养的学习任务设计及重要的教学环节

本节课的设计以学生核心素养的培养为目标，以发展学生的认识为教学的目的，针对学生的偏差认识（认识冲突）设计问题、使问题更有开放性、讨论空间更大。通过给学生设计几个核心任务驱动学生的主动学习，将学科素养的五个方面分散在不同的教学环节中渗透教育。本节课为学生设计了四个主要学习任务：

（一）学习任务1

通过学生交流对能源的认识及如何获得电能，引入火力发电的弊端。引发学生的思考找到解决火力发电弊端的方法即本节课的关键问题——氧化还原反应，以关键问题为引领带动学生的学习认识。这一学习任务中，目的是培养学生通过宏观能量的转换过程分析出微观原因解释的能力，发展化学学科宏观辨识与微观探析的学科素养。

（二）学习任务2

原电池的模型构建，通过讨论分析氧化还原反应的实质和能量转换化过程及演示实验等教师示范作用，建立铜锌稀盐酸的原电池模型，并引导学生的主动分析，培养学生的证据推理与模型认知的学科素养，同时，通过分析并将宏观现象用电极反应式的化学符号表达出来，突出化学学科的三重表征，也是进一步培养学生的宏观辨识与微观探析。

（三）学习任务3

原电池的组成探究。在学生学习了原电池模型之后，进行原电池组成探究。此任务是将学生分为三个大组进行实验探究, 分别探究原电池模型中的电极材料、溶液成分和原电池实质, 以实现学生自主归纳总结原电池模型构成要素的核心知识的学习。这里既有实验探究也有理论探究，着力培养学生证据推理与模型认知，实验探究与创新意识等学科素养。此环节更是本节课的核心知识形成的关键环节，更多通过学生的自主学习来实现。

（四）学习任务4

学以致用环节。化学学习的根本目的不全在最后高考的一纸分数，更深远的意义在于应用于生活，解决生活中的实际问题。这是基于真实情境和实际问题的学习任务的设计，通过学生在无电的特殊情况下自主设计水果电池产生电流来暂时应急供电。教师借助伏打电池的发现史实，教育学生善于观察和创新，培养学生的变化观念与平衡思想，实验探究与创新意识等学科素养，将本节课的知识升华为生活应用。

课程最后展示新能源石墨烯电池视频，目的在于教育学生开发新能源和提高能源利用率的责任落在青少年肩上，渗透科学精神与社会责任的学科素养的教育。

四、体现“教、学、评”的一体化设计

任何有效地教学都不能与评价相悖，应保持二者的一致性。做到化学教学目标与评价目标的一致性，化学学习任务与评价任务的一致性。通过研读课标，结合本节课素养为本的教学目标将本节课的考试评价要求确定如下：

1.诊断并发展学生对氧化还原反应认识进阶（物质水平、微粒水平、能量水平）。例如能举出化学能转化为电能的实例，能辨识简单原电池的构成要素，并能分析简单原电池的工作原理。

2.诊断并发展学生对能源的认识水平（能量的转化及利用效率）。例如能从物质及能量变化的角度评价燃料的使用价值。能举例说明化学电源对提高生活质量的重要意义。