学科核心素养视角下的高中化学课堂教学探析

洪艳萍

[摘   要]化学学科核心素养是高中化学课程的教学目标，又是当前高考化学的考查重点，高中化学教师必须深入理解化学学科核心素养的内涵，有效实施课堂教学，促进学生学科核心素养的养成。以浓硫酸与碳反应产物的实验探究课为例，探析“证据推理与模型认知”“实验探究与创新意识”“宏观辨识与微观探析”“变化观念与平衡思想”“科学精神与社会责任”等化学学科核心素养的培养。

[关键词]学科核心素养;高中化学;课堂教学

[中图分类号]   G633.8        [文献标识码]   A        [文章编号]   1674-6058（2019）05-0069-02

2014年教育部颁布的《关于全面深化课程改革落实立德树人根本任务的意见》提出，要研究制订各学段学生发展核心素养体系。随后，以北京师范大学林崇德教授为代表的国家课题组，开始着手相关研究，并于2016年9月发布课题研究成果《中国学生发展核心素养》。在此背景下，高中化学课程标准修订组根据《中国学生发展核心素养》和高中化学课程特点，提出包含“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”等五个维度的高中化学核心素养（简称“化学核心素养”）。这五个维度既是高中化学课程的教学目标，又是当前高考化学的考查重点。中学化学教学要积极适应新一轮的课程改革以及高考考试内容的改革，努力提高学生化学学科核心素养。下面，笔者以浓硫酸与碳反应产物的实验探究课为例，做进一步探析。

浓硫酸与碳的反应是体现浓硫酸强氧化性的一个反应，而教材中关于浓硫酸的强氧化性只设计了浓硫酸与铜反应的演示实验，对于浓硫酸与碳的反应只是借助浓硫酸使蔗糖碳化的实验现象来推测其产物，并没有实验验证。为此，笔者设计了这节浓硫酸与碳反应的实验探究课，不仅是对教材的延伸，还较全面地体现了化学核心素养的五个维度，很好地培养了学生的化学核心素养。

一、培养“证据推理与模型认知”素养

“证据推理”素养要求学生能够收集各种证据，并能够对证据进行分析推理，从而对物质的性质及其变化提出可能的猜想，并证实或证伪猜想。为培养学生的证据推理素养，在本节课中，笔者让学生根据浓硫酸与铜反应的原理，结合浓硫酸使蔗糖碳化的现象猜测浓硫酸与碳反应的产物。浓硫酸与铜的反应说明浓硫酸在反应中用作强氧化剂，S元素化合价降低，生成SO2气体，再通过浓硫酸使蔗糖碳化的现象可猜测碳元素可能转化为CO2气体，最后根据元素守恒观猜测还可能生成了水，从而得出反应方程式：C + 2H2SO4（浓）[△] CO2↑+ 2SO2↑+2H2O。接着，告诉学生实践是检验真理的唯一标准，请学生根据提供的实验药品和仪器（实验药品：浓硫酸、木炭、澄清石灰水、品红、无水硫酸铜、酸性高锰酸钾溶液;实验仪器：铁架台、石棉网、酒精灯、圆底烧瓶、分液漏斗、干燥管、广口瓶、导管等）设计实验进行验证。

“模型认知”作为一种有效的认知工具，可以帮助学生把有效的知识高度浓缩，将次要的非本质的信息滤去，使重要的本质性知识形成清晰的知识框架，纳入学生已有的知识体系中[1]。很多学生在解答化学问题时常常感到困难，甚至无从下手，原因往往是不懂得化学本源知识，脑海中没有构建相应的原理模型，所以无法举一反三、触类旁通。特别是近几年高考必考的化学实验探究题，问题的设计越来越新颖，也越来越灵活，学生的得分率普遍较低。这类题型经常要求学生根据题目所给信息，以掌握的理论知识为依据，提出合理的猜测，并设计出实验方案进行验证。因此，帮助学生建立化学实验探究题的认知模型是十分必要的。本节课中，笔者首先提出实验的目的是探究浓硫酸与碳反应的产物，然后以浓硫酸与铜反应的原理和浓硫酸使蔗糖碳化的现象为理论依据，让学生猜测浓硫酸与碳反应的产物，接着引导学生设计、优化实验方案，最后再实验验证，从而帮助学生建立实验探究的基本模式：实验目的—理论依据—假设猜测—设计实验—实验验证。

二、培养“实验探究与创新意识”素养

“实验探究”素养要求学生能够根据探究的目的设计、优化实验方案，完成实验操作，并且能够对观察到的实验现象进行合理的推断，最终得出结论。本节课中，笔者设计了以下几个层层递进的探究性问题：① 产物H2O（g）、SO2、CO2分别用什么物质检验？②检验H2O（g）、SO2、CO2时应该最先检验哪一个？③SO2、CO2应先检验哪一个？④应用什么物质除去CO2气体中的SO2？⑤如何证明SO2已除尽？学生通过讨论达成共识，设计出如下图所示的实验流程：

“创新意识”素养要求学生能够独立思考，尊重实验事实，不迷信权威，不盲从教师，敢于质疑，能够对实验提出改进的设想。本节课中在学生设计实验方案后，笔者鼓励学生大胆质疑，表达自己不同的看法。有学生提出：装置中第一个品红溶液可以撤去，因为CO2没有还原性， KMnO4溶液既能除去SO2，又验证了SO2的存在。还有學生提出：后一个品红溶液也可以撤去，因为如果KMnO4溶液没有完全褪色，说明KMnO4是过量的，从而说明SO2已除尽。这些都是学生具有创新意识的体现。

三、培养“宏观辨识与微观探析”素养

“宏观辨识”素养要求学生能够通过观察、辨识物质在一定条件下形态、颜色等宏观上的变化现象，知道物质发生了某些化学或者物理上的变化;“微观探析”素养要求学生能够从微观的层面上掌握物质的组成、结构、性质以及在一定条件下发生的变化。在本节课中对学生的宏观辨识与微观探析素养的培养体现在：通过观察品红溶液的褪色或不褪色这一宏观现象，识别SO2存在与否;通过澄清石灰水是否变浑浊这一宏观现象，识别CO2存在与否;从微观角度分析浓硫酸与碳反应时电子的转移情况，确定氧化剂、还原剂、氧化产物和还原产物，知道该反应体现的是浓硫酸的强氧化性。

四、培养“变化观念与平衡思想”素养

“变化观念与平衡思想”素养要求学生知道物质是在不断运动、不断变化的，物质的变化是有条件的;能从量变与质变、内因与外因等方面分析物质的变化;能用对立统一、动态平衡等观点分析化学反应。本节课在一定程度上培养了学生的“变化观念与平衡思想”素养。如随着反应的进行，浓硫酸的浓度越来越小，当浓硫酸的浓度降低到一定程度时，量变引起质变，浓硫酸变成稀硫酸，强氧化性变成弱氧化性，反应就不能再进行了。这能让学生学会从“量变引起质变”的角度来分析物质性质的变化以及化学反应的变化，而且能体会到物质的变化是有条件的，初步学会从动态平衡的角度来分析化学反应，预测某种物质在一定条件下可能发生的变化。

五、培养“科学精神与社会责任”素养

“科学精神与社会责任”素养要求学生具有严谨求实的科学态度，以及探索未知、崇尚真理的意识，能赞赏化学对社会发展的重大贡献，具有可持续发展意识和绿色化学观念，能对与化学有关的社会热点问题做出正确的价值判断[2]。本节实验探究课中，猜测浓硫酸与碳反应的产物，并设计实验进行验证，能够提高学生探索未知和崇尚真理的意识;在设计、优化SO2、CO2的检验方案过程中，可以培养学生善于质疑的批判精神和严谨求实的科学态度;發生装置中选择分液漏斗而不选择长颈漏斗，以控制浓硫酸的用量，避免生成过多的SO2，以及是否需要尾气处理装置的讨论，都能增强学生的可持续发展意识和绿色化学观念。

《2018年普通高等学校招生全国统一考试大纲的说明（理科）》中明确指出：化学科目考核以能力测试为主导，在测试考生进一步学习所必需的知识、技能和方法的基础上，全面检测考生的化学科学素养 [3]。因此，高中化学教师必须深入理解化学学科核心素养的内涵，有效实施课堂教学，促进学生化学学科核心素养的养成。

[  参   考   文   献  ]

[1]  陈群，董军.高三化学复习中建模思想渗透的实践与研究 [J].中学化学教学参考，2013（4）：37-39.

[2]  周业虹.浅谈学科核心素养视角下的高中化学教学策略 [J].中国考试，2017（2）：47-51.

[3]  教育部考试中心. 2018年普通高等学校招生全国统一考试大纲的说明（理科）[M].北京：高等教育出版社，2017.

（责任编辑    罗   艳）