化学学科核心素养在课堂教学设计的实践探索——以人教版“苯酚的化学性质”教学设计为例

文∣邱诗文

《普通高中化学课程标准(2017年版)》颁布后，实施新课程标准，明确需以发展学生的化学学科核心素养为主旨，国内更加重视开展素养为本的教学与探讨。同时，新高考工作全面启动，《2019年普通高等学校招生全国统一考试大纲》明确了化学学科考试需全面检测考生的化学科学素养。发展学生化学学科核心素养成为全国高中化学教学课程的重要目标和全面评价化学教学质量的重要标准。

一、化学学科核心素养基本概念

化学学科核心素养是指学生在中学化学课程的学习中，解决各种问题的能力和适应社会的能力得到提高，应对新挑战的素养得到发展。基于核心素养的高中化学课堂教学过程，才能使高中学生在学习化学的过程中提高核心素养，成为德智体美劳全面发展的人才。化学学科核心素养包括五个方面，证据推理与模型认知、科学探究与创新意识、宏观辨识与微观探析、变化观念与平衡思想、科学态度与社会责任。

二、基于发展核心素养的教学目标

以人教版“苯酚的化学性质”教学为例，探索课堂教学转型，提高学生五个方面的化学学科核心素养，以求达到素养为本的教学总目标(详见图1)。通过“苯酚的酸性”和“苯酚的酸性强弱”教学，重点发展学生科学探究与创新意识、变化观念与平衡思想核心素养；通过“苯酚中苯环的活性”教学，重点发展学生证据推理与模型认知和宏观辨识与微观探析核心素养；通过“苯酚在生产和生活中的应用”教学，重点发展科学态度与社会责任核心素养。

图1 “苯酚的化学性质”的教学目标

三、基于发展核心素养的教学环节实践探索

(一)“科学探究与创新意识”和“变化观念与平衡思想”核心素养的发展

“苯酚的酸性”教学中，学生通过预测性质、设计实验探究方案、动手实验、对实验结果开展分享和讨论等环节，锻炼科学探究的能力。性质反映结构，引导学生从苯环对羟基中氢氧键极性的影响，微观上分析断键的位置，再进一步分析苯酚溶液与NaOH溶液反应的本质，NaOH破坏苯酚的电离平衡，使得苯酚的溶解平衡也随之破坏。具体设计方案见表1。对化学反应本质的思考探究过程，让学生懂得从宏微结合、动态平衡的观点分析化学变化，形成变化地、动态地看待问题的基本思路，培养学生“变化观念与平衡思想”的核心素养。

表1 苯酚酸性的实验设计方案

【教学一】苯酚酸性的理论分析

师：请同学们试着从化学反应原理的角度，试图说明把NaOH溶液滴入苯酚浊液中时发生变化的原因。

生1：苯酚具有酸性，且酸性较弱。

生2：苯酚中的—OH在水中可以发生微弱电离。

生3：因为苯环对—OH的影响，羟基中的O—H键极性增大，使得在水中发生部分电离，从而呈现弱酸性。

【学生活动】写出苯酚在水中的电离方程式以及苯酚与NaOH溶液反应的化学方程式。

“苯酚的酸性强弱”是本节课的教学难点。通过提问“把二氧化碳通入苯酚钠溶液中，除了生成苯酚，还有一个产物是什么”，学生就会出现两种不同的猜想和假设，这就可以引发学生认知上的冲突，激发他们的科学探索欲望。在学习的过程中，学生通过查阅相关物质的电离常数、设计实验并根据所得的实验事实，多角度去理解并掌握化学知识，不断对新知识提出创造性见解，培养创新意识。从电离平衡出发，树立变化观念与平衡思想，进一步了解苯酚的酸性强弱。

【教学二】苯酚的酸性强弱

师：苯酚具有弱酸性，与同学们较为熟悉的碳酸相比，谁的酸性更强？

【学生活动】探究苯酚与碳酸酸性强弱比较。

【学生实验】往苯酚钠溶液中通入CO2，并观察实验现象，书写发生反应的化学方程式。

生1：溶液变浑浊，说明酸性：H2CO3>苯酚。

师：大家认为是生2的化学方程式正确，还是生3的呢？能通过什么途径进一步证明呢？

生4：我们可以看一下苯酚的电离常数及H2CO3的一级、二级电离常数。

生5：我们可以往苯酚浊液中，滴入Na2CO3溶液。

【学生实验】往苯酚浊液中，滴加Na2CO3溶液，可以观察到溶液变澄清。

师：投影

OHH2CO3Ka=1.3×10-10Ka1=4.4×10-7Ka2=4.7×10-11

(二)“证据推理与模型认知”和“宏观辨识与微观探析”核心素养的发展

教学中，教师通过学生实验，根据宏观实验现象，进行证据推理，构建新知识的认知。回忆苯和甲苯的性质，通过书写化学方程式这种符号模型的运用，对比分析苯、甲苯和苯酚性质上的差异。进一步对比分析苯酚结构特点，真正从微观探析方面理解苯酚苯环的活性，强化“结构决定性质，性质反映结构”和“基团间相互影响”的有机物性质学习的思维模型。

【教学三】苯酚检测

师：大家知道苯酚是有毒性的化学物质，那么我们如何检测废水中是否含有苯酚呢？

【学生实验1】往苯酚稀溶液中滴加几滴FeCl3溶液，观察和记录实验现象。

生：溶液呈紫色。

师：这是常见的酚的检验方法。生活中，我们可以利用茶水缓解重金属盐中毒，也是因为茶水中茶多酚对重金属离子有吸收作用。

师：我们怎样来测定废水中苯酚的含量呢？

【学生实验2】向苯酚稀溶液中逐滴加入浓溴水，振荡，观察和记录实验现象。

师：反应的机理是什么？断键成键的位置在哪里？请结合之前学过的苯和甲苯的知识，大胆猜想，写出其化学方程式，并作出相应的解释。

生：生成白色沉淀，表明苯酚可以与溴发生反应，反应产生难溶于水的物质。

师：该反应很灵敏，也可以作为酚的定性检验方法，同时，还能定量测定酚的含量，请写出方程式。

生1：

2,4,6-三溴苯酚

生2：因为—OH对苯环的影响，苯环上邻对位的H原子更加容易被取代。

生3：可以通过产生的白色沉淀的质量，计算苯酚的含量。

生4：羟基使苯环上邻对位的氢原子更加易于发生取代反应。相反，苯环对羟基也有影响，使其能够发生部分电离，呈现出弱酸性。

师：可见，苯酚结构中的苯环与羟基之间是相互影响的。

【学生活动】回忆书写苯、甲苯与溴反应的化学方程式。

师：此外，酚类物质容易被氧化，长期露置在空气中的苯酚晶体，因被氧化而呈现出粉红色(展示变质的苯酚晶体)，而这也是茶多酚能够成为天然抗氧化剂的原因所在。

(三)“科学态度与社会责任”核心素养的发展

通过细读滴耳液说明书，梳理苯酚性质知识，进一步形成研讨有机化合物的思路。展示污染问题和废水处理流程，让学生明白化工工艺生产在造福人类的同时，也会带来环境问题，我们要从技术上实现绿色化学生产，树立社会责任，学生要学会利用已掌握的科学知识，让苯酚更好地服务人类。同时，运用已有的知识和方法，综合分析化学过程对自然可能带来的各种影响。例如苯酚是具有重要用途的，但处理不当，也可能污染环境，从废水处理问题教育学生增强社会责任意识，培养学生终身学习的意识和严谨求实的科学态度。

表2 “苯酚在生产和生活中的应用”教学设计

(续表)

四、基于发展核心素养的“苯酚”教学思考与启示

(一)以核心素养为主线，确定课时教学目标

化学学科核心素养的培养对学生未来的发展以及国家教育事业的进步都有非常重要的作用。“苯酚的化学性质”教学利用四个教学片段，通过基于核心素养为价值取向的课堂教学改革，弱化知识本位，转向核心素养本位，利用核心素养五个内容为主线，确定具体教学目标。

(二)重视教学环节设计，发展学科核心素养

基于发展学生的核心素养开展化学教学设计，相对传统意义上的教学设计，其教学内容更丰富、针对性更强、教学效果更佳。在苯酚的化学性质学习过程中，本节课从学生的学情出发，重在教学环节的设计，层层递进，与化学学科核心素养环环相扣，着力提升学生灵活性，培养学生独立思考能力以及提升学生对问题的发现、分析、解决能力。苯酚的酸性及其酸性强弱，这是本节课的学习难点。笔者在教学设计环节中，融合了化学实验、化学原理、模型建构等多个角度，学生亲身感受了通过实验设计和实验观察，电离常数的数据分析到性质总结的科学研究过程。实验环节锻炼了学生的动手能力和思维能力，重点突出实验的探究性和学生学习的主体地位。另外，借助学生之前学过的苯和甲苯以及醇的知识，迁移至苯酚的学习上，让学生真正感受到结构决定性质的化学学习方法，再次体会有机物分子基团之间的相互影响。这节课紧扣培养学生学科核心素养的基本理念进行教学环节的设计，促进学生的认知，有效地解决了教学的重点、难点，在创建情境构建知识的同时，全面落实学生化学学科核心素养各个方面的培养。

(三)教师转变教学思维，落实新课程改革的要求

自新课程改革以来，“化学学科核心素养”一词引发众多化学教师的关注和思考。但对于化学教师而言，机遇和挑战同在。化学学科核心素养的提出，呼吁广大化学教师要站在面向学生未来生活的角度重新审视自身教学，给教学带来了新的要求和取向。可是多年来养成的传统教学观念在教师的头脑中已根深蒂固，这就使得在化学课堂教学中无法真正落实化学学科核心素养的要求。因此教师应转变教学思维，更加注重每一节课的备课，从学情出发，以化学学科核心素养为指导准则，在设计教学环节上做到全面育人、全过程育人。化学教师应深入理解化学学科核心素养的内涵，针对高考对化学学科核心素养考查的内容寻找教学内容的侧重点，发展全体学生的核心素养。