基于化学核心素养导向的专题教学设计实践探索

王文

摘要：基于发展学生化学学科核心素养的课堂教学设计需要树立整体观，即围绕学科主题确定素养发展的进阶，有计划地进行认识思路和核心观念的结构化设计。本文以“氮与社会可持续发展”专题教学设计为例，实践探索发展学生化学核心素养的课堂教学。

关键词：化学学科；核心素养；氮及其化合物；专题；教学设计

中图分类号：G633.8文献标识码：A文章编号：1992-7711（2021）28-0092

一、问题提出

基于发展学生化学学科核心素养的课堂教学设计，应该着眼于学科大概念的建立，而不只限于局部（如课时教学内容），即围绕化学学科主题来确定其素养发展的进阶，有计划地进行认识思路和核心观念的结构化设计[1]。专题教学是指根据课程标准与主题的教材内容，按照学生的认知水平和认知特点、知识内在逻辑结构关系，将教学内容整合为具有一定主题的结构化的教学单元而开展的教学。化学教师应树立“专题”教学思想，从整体设计学生学科核心素养的发展进阶，着眼于形成从基本概念到核心概念再到学科大概念的层级清晰、相对完整的体系结构[1]，实现化学知识的结构化和素养化。本文以“氮与社会可持续发展”专题为例，实践探索发展学生化学核心素养的课堂教学。

二、教学设计

1.教材与课程标准的分析

本专题是苏教版2020年7月第1版高中化学必修第二册专题7，是在学习元素周期律后的非金属元素的最后一个专题。这样的编排，一是通过对元素周期律的认识，建立“位、构、性”模型，发展学生认识无机物的水平；二是建构认识物质多样性的元素价态视角，以及基于此视角来建立物质间的转化关系[2]。

2.学生情况分析

学生前期学习了氯、钠、硫等元素化合物知识，初步具备了些学习元素化合物的经验[3]。在学习方法上，前期强化的物质分类法、类比学习法、从氧化还原反应角度分析、从元素周期律建立的“位、构、性”模型，这些都为学生学习本专题奠定了良好的基础。由于学生的个体差异性、选科方向性等原因，学生对性质探究和知识建构的能力有很明显的不同[3]。

3.教学设计

【任务情景1】根据氮分子的微观结构预测其化学性质；查阅资料讨论人工固氮的社会价值。

【知识进阶1】探究氮气性质的稳定、氮氧化物的产生与转化，初步构建含氮化合物转化关系。

【核心素养进阶1】宏观辨识与微观探析，即从微观结构角度，探究氮气性质的稳定性和化学性质，理解固氮过程的社会价值。

【任务情景2】根据氨气分子的微观结构预测其化学性质；开展氨气、硝酸探究性實验。

【知识进阶2】从氨气的性质和应用入手，到重要的含氮化工原料硝酸的合成和性质，进一步丰富含氮化合物转化关系。

【核心素养进阶2】从宏观特征入手对含氮化合物进行分类，从物质类别、化合价角度分析自然界氮循环的微观原因。

【任务情景3】探究铵盐稳定性实验；查阅资料、分析讨论生产生活中氮肥的合理使用。

【知识进阶3】通过铵盐的性质、氮肥的种类和特点，了解氮肥的合理使用和含氮化合物无害化处理。

【核心素养进阶3】证据推理和模型认知，即从铵盐稳定性角度分析氮肥的合理使用注意点，把科学技术应用与相应的化学变化所导致的环境问题结合在一起。

【任务情景4】采用多种形式完善能用价类二维图表征氮及其主要化合物相互转化关系、反应条件。

【核心素养进阶4】变化观念与模型认知，即能从不同视角认识含氮化合物之间转化的条件和方式，归纳相互变化的特征与规律，构建物质的属性类别与元素化合价之间关系的认知模型。

【任务情景5】运用已有的研究元素化合物性质的认识角度和认识思路，设计由氮的污染物（主要是氮氧化物等）实现无害化处理的方案。

【核心素养进阶5】科学探究和社会责任感。即从问题和假设出发，依据生产生活实际目的设计探究方案，并建模形成解决实际问题的一般方法，即：真实情境素材→引发探究问题→讨论探究→小结建模。

设计意图：“氮与社会可持续发展”专题教学，可以作为学习进阶的研究范式。学生可在已初步建立元素化合价变化与物质类别的认知模型上，认识含氮化合物之间的相互转化的条件、规律、特征，并将转化关系运用于含氮污染物的综合处理。此过程立足培养学生的化学认识视角（基于代表物、化合价变化、类别通性等多纬度角度）[4]，和化学认识思路，即平常所说的“从哪儿想，怎么想”。学生运用元素化合物性质研究的一般思路模型，自主预测其他含氮化合物性质，层层推进后进一步发展证据推理和模型认知的素养，最后自然而然升华到科学态度和社会责任，真正实现素养教育的水到渠成。

三、教学反思

从课时教学走向基于发展核心素养的专题教学设计，解决了教什么、如何教，是教师专业发展的必然途径[4]。

参考文献：

[1]房喻，徐端钧主编.普通高中化学课程标准（2017年版）解读[M].北京：高等教育出版社，2018.

[2]教育部.普通高中化学课程标准（2017）[S].北京：人民教育出版社，2017.

[3]王祖浩.普通高中化学教学参考[M].南京：江苏凤凰教育出版社，2020.

[4]唐云波.从“知识本位”走向“素养为重”的元素化合物教学设计[J].化学教学，2017（10）.

本文是：江苏省教育科学“十三五”规划课题“美妙课堂促进学生核心素养发展实践研究”【D/2018/02/314】阶段性研究成果

（作者单位：西安交通大学苏州附属中学215000）