促进学科核心素养形成的“问题链”教学设计实践

彭英邦　陈迪妹

[摘   要]学科思想观念是高中化学教学的灵魂，而思维品质需要在问题解决中提升，可见，“问题”是思维的原点，“问题链”是综合素养培养的有效路径。新课程倡导培养学生的问题意识，通过问题解决来提升思维能力，培养创新精神。以人教版选修4《盐类的水解》教学为例，运用“问题链”教学设计来促进学生认知发展，探讨落实化学学科核心素养的教学方法。

[关键词]学科核心素养;问题链;教学设计;盐类的水解

[中图分类号]    G633.8        [文献标识码]    A        [文章编号]    1674-6058（2021）08-0075-03

一、问题的提出

2016年9月，随着《中国学生发展核心素养》总体框架的正式发布，“核心素养”成为热点研究课题。如何在教学中落实学生的核心素养培养，是新课程改革最为关注的问题。盐类的水解内容多且理论知识较深，多数学生不能正确分析离子浓度以及量之间的关系，不能独立解决盐类水解的应用问题。如何解决盐类的水解的教学重难点内容，提升学生解决问题的思维能力，并落实学生的学科核心素养培养，是新课程发展理念的突出体现，更是提升教学实效的需要。

1.学科核心素养

《普通高中化学课程标准（2017年版）》指出化学学科核心素养由“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”“科学态度与社会责任”等5个要素构成[1]。核心素养是学生在教育过程中，逐步形成的适应个人终身发展和社会发展需要的必备品格与关键能力。那么如何开展促进学生学科核心素养发展的课堂教学呢？郑长龙、孙佳林认为在“素养为本”的化学课堂中，要注重化学核心教学策略的运用、注重培养学生化学认识视角和化学认识思路、注重开展有助于发展学生高阶思维的活动，通过有效的课堂实施，培养学生的化学学科核心素养[2]。核心素养的落实路径有多个方面，而培养思维品质是提升化学核心素养的关键路径，构建学科思想观念是高中化学教学的灵魂。因此，在高中化学教学中，应围绕核心素养的培养，以课程为载体，通过教学来帮助学生形成解决实际问题的思维品质和知识能力，并形成能够满足终身发展的学科核心素养。

2.问题链教学设计

郑长龙从一堂課的构成要素方面对如何进行教学设计进行阐述，认为教师应进行基于核心素养取向的化学课堂教学设计，具体而言，要对教学主题的素养发展价值、板块的素养发展功能有深入的认识，在此基础上围绕学生核心素养的发展设计学习任务，注重化学学习目标的素养化设计，注重教、学、评的一体化设计[3]。而问题链教学是核心素养培养的有效路径，其核心是“问题”，学生围绕问题分析和解决开展学习任务。教学中教师通过创设合理的问题情境，设计问题链，形成探究的教学氛围，培养学生的问题意识，进而培养学生的学科核心素养。

二、促进学科核心素养形成的问题链教学设计

人教版教材中《盐类的水解》内容编排在《化学平衡》和《电离平衡》之后，主要探讨水溶液中离子的变化情况，是化学平衡思想的延伸，也是“宏观辨识与微观探析”和“变化观念与平衡思想”的重要体现。因此，《盐类的水解》教学应围绕微粒观和平衡观的学科思想来进行问题链的设计。微粒观是从微粒间相互作用的条件与规律，认识电解质在水溶液中的行为和结果。平衡观则是从可逆反应的限度及平衡移动，认识弱电解质的电离平衡、盐类的水解平衡及难溶电解质的沉淀溶解平衡等。微粒观与平衡观的形成，让学生能够准确把握盐溶液中各种微粒的来源，进而理解微粒间的相互作用及变化，构建盐类水解的思维模型。从问题链、化学学科核心素养层面及学科能力水平评价三个方面来展开教学，通过问题情境的创设和学习任务的设计，调动学生积极思考，引导学生从化学观念的视角去分析问题，建立盐类水解的思路和方法。具体的问题链设计如表1所示。

表1 《盐类的水解》问题链设计

[问题链 化学学科核心素养层面 学科能力水平评价 问题链Ⅰ 思维起点：为何盐的水溶液酸碱性不同？ 生活经验的积累及课堂探究实施的水平 问题链Ⅱ 论证推理：分析盐类水解的实质 从具体的实例中抽象出原理的水平 问题链Ⅲ 学科方法：构建盐类水解的分析模型 运用学科方法来分析问题的水平 问题链Ⅳ 迁移应用：净水剂的应用与溶液配制 学科思维在实际生产生活中的应用水平 ]

1.教学与评价目标

（1）核心素养发展目标

①变化观念与平衡思想：分析盐溶液呈现不同酸碱性的原因，掌握盐类水解的原理，能根据“宏观现象—微观粒子的行为—化学符号表征”描述盐类水解的过程，形成分析盐溶液呈现酸碱性的一般思路。

②科学探究与创新意识：通过实验探究了解盐溶液可能呈现酸性、碱性、中性，自主构建水解模型;会写简单的盐类水解方程式;会运用盐类水解的原理分析生活中盐类水解的实例。

（2）评价目标

①形成实验探究意识，掌握实验探究的一般思路和方法。诊断并发展学生实验探究水平（定性水平、基于经验水平）。

②体会化学的社会价值，综合应用学科知识解释和解决相关的STSE问题，逐步形成可持续发展思想（学科价值视角、社会价值视角）。诊断并发展学生解决实际问题的能力水平。

2.教学重点与难点

盐类水解的本质;盐类水解模型的构建。

3.教学过程

（1）问题链Ⅰ

情境设计：Na2CO3俗称纯碱，类别上它属于盐，为何称之为碱呢？为什么在温水条件下，纯碱溶液去除油污的效果更好呢？

学习任务：结合已有经验和知识（如弱电解质的电离、溶液的酸碱性等），完成以下探究。

①在两支试管中分别装入相同体积、相同浓度的Na2CO3溶液，向两支试管中滴加3滴酚酞，观察溶液颜色的变化。

②将其中一支试管进行微热，观察试管中溶液颜色的变化。

思考：Na2CO3溶液中有哪些微粒（包括分子和离子）？这些微粒是如何产生的？请用离子方程式来表述微粒的产生过程。根据②中的实验现象，分析溶液颜色变化的原因，能得出怎样的结论？

设计意图：问题探究的学习氛围，有利于激发学生的学习兴趣。引导学生认识Na2CO3溶液中微粒的产生过程及相互作用，探究盐类水解的影响因素，通过微粒观和平衡观的构建，促进学生核心知识体系的形成。通过实验设置盐类水解的问题链，引导学生认识盐溶液呈酸碱性的成因，进一步运用平衡思想分析盐类水解的一般思路和规律。

（2）问题链Ⅱ

问题情境：为何不同的盐溶液的酸碱性不同？

学习任务：通过实验探究，测定不同盐溶液的pH。根据盐溶液中存在的离子，讨论盐溶液呈现酸碱性的原因。观看“盐溶液中微粒的变化过程”动画视频，总结盐类水解的实质和规律。

①根据上述讨论，请预测CH3COONa溶液显酸性、中性还是碱性，并用pH计测定0.1 mol/L CH3COONa溶液的pH。

②按照CH3COONa溶液的分析思路，请预测NH4Cl溶液显酸性、中性还是碱性，并用pH计测定0.1 mol/L NH4Cl溶液的pH。

③根据上述分析，你能总结出盐溶液显酸性或碱性的本质原因吗？请用离子方程式表示NH4Cl溶液显酸性、CH3COONa溶液显碱性的过程。

④你能用离子方程式表示FeCl3、NaCl、NaHCO3溶液显酸性、碱性或中性的过程吗？

⑤结合前面几种盐溶液的酸碱性及微观分析过程，讨论盐类水解问题的一般思路（盐类水解思维模型）。

设计意图：通过该驱动性问题链的设计，让学生认识到盐溶液显酸性、碱性或中性的原因，加深对“水解模型”的认识。通过对不同盐溶液酸碱性的探究，诊断并发展学生的实验探究水平，促进学生对盐类水解本质的认识，实现从“宏观辨识”到“微观探析”的转变，自主构建“盐类水解思维模型”：写出水的电离方程式——分析盐在水溶液中的行为——确定溶液中的微粒——分析微粒间的相互作用——推断作用结果。通过对盐类水解实质的分析及水解方程式的书写，诊断并发展学生的“变化观念与平衡思想”。在问题链的解决过程中，學生对本节课的重难点知识有了进一步的认识，同时获得问题分析解决的一般认识论与方法论，促进学科素养的形成。

（3）问题链Ⅲ

问题情境：盐溶液的微粒相互作用及其变化过程分析，从微粒量的角度进一步认识盐类水解的过程。

学习任务：写出CH3COONa溶液中存在的微粒，并判断各微粒之间的大小关系，尝试分析各微粒间存在的定量关系，总结出盐溶液中微粒大小关系问题的分析思路。

设计意图：引导学生从微粒观的角度分析溶液中各微粒的来源，并认识盐溶液中各微粒间的定量关系，如各微粒浓度的守恒关系及大小关系，平衡常数的计算及相互关系等。设计问题链引导学生思考，逐步化解问题，直至认识盐类水解的实质;强化学生在平衡思想下认识微粒的存在形式、微粒间的相互作用及其结果。通过问题链的解决，培养学生在问题解决过程中积极思维的习惯。

（4）问题链Ⅳ

问题情境1：明矾和高铁酸盐净水剂的对比。

①净水剂是怎样实现净水作用的？你能根据它们的主要成分分析其中的原理吗？

②阅读并找出材料中的两种净水剂各自的优缺点是什么。选择一种合适的净水剂，要从哪些方面考虑？

问题情境2：配制一定浓度的FeCl2溶液有哪些注意事项？你是从哪些方面来考虑的？

学习任务：感受盐类的水解在学科内以及社会生活中的应用价值。课前搜集生活中常见的净水剂的相关资料，阅读教师提供的材料《明矾和高铁酸盐净水剂的对比》，并根据材料分析两种净水剂的净水原理及各自的优缺点;从学科知识角度思考实验室配制盐溶液的注意事项。

设计意图：从学科和社会价值视角设计学习任务，把化学课堂教学延伸到生产生活实际，拓宽培养学生问题意识的渠道。以传统净水剂明矾和新型净水剂高铁酸盐净水的特点对比，让学生总结盐类水解的实质;并通过选择净水剂要考虑的问题，考查学生运用化学原理来解决生产生活中实际问题的能力，培养学生的问题意识，提升学生的思维品质，强化学生的科学态度和社会责任感。

综上，结合日常所见盐溶液酸碱性的测定，引导学生在感性认知的基础上总结归纳出盐的种类，认识不同类型盐的水解过程，分析盐类水解的实质，结合化学平衡原理、弱电解质的电离平衡分析，认识溶液中各种离子间的相互作用，联系生产生活实际分析盐类水解的具体应用。其中，问题链的设计注重学生学习任务的解决路径和问题的层次性，且建立在学生原有知识的基础上，同时又蕴含着新的认知规律，适合学生的认知水平和思维容量。学生根据问题情境之间的逻辑关系，逐个突破学习难点，并在不断设问、释问的过程中发展化学学科核心素养。

[   参   考   文   献   ]

[1]  中华人民共和国教育部.普通高中化学课程标准（2017年版）[S].北京：人民教育出版社，2018.

[2]  郑长龙，孙佳林.“素养为本”的化学课堂教学的设计与实施[J].课程·教材·教法，2018（4）：71-78.

[3]  郑长龙.2017年版普通高中化学课程标准的重大变化及解析[J].化学教育（中英文），2018（9）：41-47.

（责任编辑 罗 艳）