从同课异构案例谈化学核心素养在课堂教学中的渗透

曾友良

摘要：基于同课异构“金属的腐蚀与防护”，分析新老教材内容结构及课堂教学流程，从（1）真实问题情境;（2）化学学科特征;（3）证据推理;（4）模型构建;（5）辩证思维五个维度谈化学核心素养在课堂教学中的渗透。

关键词：同课异构;化学核心素养;课堂教学

文章编号：1008-0546（2021）06-0011-04 中图分类号：G632.41 文献标识码：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2021.06.003

2020年修订版《化学课程标准》指出，学科核心素养是学科育人价值的集中体现，是学生通过学科学习而逐步形成的正确价值观、必备品格和关键能力[1]。化学核心素养是发展学生学科核心素养的重要组成部分，对提升学生综合素养具有重要作用，而化学五个方面的核心素养要落实到具体的课堂教学中，渗透到对学生品格和能力的培育上，对奋斗在教学一线的老师们而言，还是很有挑战的。

每学期开学第七周是我校的对外开放周，本学期化学对外开放周的主题是同课异构·人教版化学选择性必修1“金属的腐蚀与防护”，观摩了6位老师的课堂教学，笔者认为，老师们课堂中的精彩呈现，对如何落实化学核心素养在课堂教学中的渗透起到了很好的引领示范作用，现阐述如下。

一、新、老教材内容分析

老教材中此内容出现在化学选修4化学反应原理第四章第四节“金属的电化学腐蚀与防护”，其内容结构如图1所示。

在新课程化学选择性必修1中此内容在第四章第三节“金属的腐蚀与防护”[2]，内容结构如图2所示。

从课程主题与内容结构上可以发现，新教材的内容呈现更注重学科知识的结构性和完整性。化学知识结构化，凸显了化学知识间的内在逻辑，更符合学生的认知发展规律，因此，也更有利于发展和培育学生的化学学科核心素养。但其实，对比新、老教材可看出，此内容的重难点知识是一致的：（1）理解金属腐蚀的原因并能从原理上建构金属防护的方法;（2）辨析金属电化学腐蚀的两种类型。如果仅仅是灌输知识，就不需要进行课程改革、优化课程结构，更不需要谈“核心素养”这个抽象的概念，但为师者，教书育人，责无旁贷，这是老师们的使命和责任。下面，笔者从纵向的角度综合谈谈这6位老师是如何挖掘新教材的教学属性来“育人”的。

二、教学设计思路

6位老师的教学都体现了新课改倡导的以创设真实问题情境为导、以实验探究活动为主、以发展学生素养为本的教学，但老师们对化学核心素养的理解和如何在课堂教学中有效渗透的理解层次是有差异的，主要体现为两个问题，逻辑和证据。腐蚀是什么？为什么会腐蚀？学生以什么方式认知？以证据思想来论述，以符合学生认知发展的方式来串联，这就是逻辑。虽然认识程度不同，课堂呈现效果也各有千秋，但老师们都精心准备，充分挖掘教学素材，抽丝剥茧，层层深入，为化学核心素养在课堂教学中有效渗透提供助力。其教学流程大致相同，见图3。

三、同课异构案例与化学核心素养渗透

1.基于真实问题情境，推进学习发生

建构主义学习理论认为，只有“亲历”“体验”对知识的认识与探索过程，才能促进学习。“境”是指问题环境，情是由“境”引发的师生间的交流与沟通，将学生置于真实的情境中，探索问题，体验过程，可以唤起学生的求知欲和情感体验，激发学生的学习兴趣，促进学习的迁移[3]。老师们不约而同地创设了“港珠澳大桥”防腐工程、暖宝宝、铁锅等生活中的铁制品生锈、有关钢铁腐蚀而造成的经济损失的视频等问题情境，有同学们生活中的真实体验，丰富又鲜活，有热点新闻“港珠澳大桥”，真实而准确。老师们把握好创设问题情境的度，在学生“已知”的基础上，激起疑问，推进学习发生。

其中，有一位老师在学以致用环节引用文献研究中的真实数据创设图表、数据、符號等处理信息的问题情境，让学生通过对比分析图表中的数据（利用颜色差别引起学生的有意注意），从不同维度深度思考、提取有效信息来完成学习的迁移，这不仅是一种对课堂教学与学生学习效果的评价手段，也渗透了学习方式的转变，更是新高考形势下命题的一种趋势，关注学生核心素养的落实和关键能力提升，关注化学知识在真实问题情境中的实际应用，达成育人目标。（表1、表2来自文献《大气环境中碳钢腐蚀速率推测方法》[4]，表1提问：为什么碳钢腐蚀速率青岛高于北京？表2提问：为什么碳钢腐蚀速率沈阳高于琼海？）

2.基于化学学科特征，开展实验探究

化学是以实验为基础的自然学科，实验是研究物质及其变化的基本方法，也是学生获取知识和培养能力的重要手段，对发展学生的化学核心素养有着重要作用。因此，课堂教学中应充分利用化学实验的独特价值，精心设计实验探究活动，激发学生学习兴趣，并在实验探究过程中渗透科学的方法，启迪学生思维，帮助学生理解、应用化学知识，掌握实验技能，培养学生的科学态度和社会责任。

老师们都很好地发挥了实验对素养培养的独特功能。其中，有一位老师通过查阅文献，并展示了利用文献研究中的数据所做对比实验的图片，设计探究性实验过渡到金属的电化学腐蚀。（表3来自文献“实验探究氯化钠浓度对金属腐蚀的影响”，图4为实验探究：铁钉在NaCl溶液中是否形成原电池？）

另一位老师则设计对比实验来引发学生对构成原电池的思考，并进一步利用原电池实验来验证学生的推断。（图5：左边试剂瓶中加了Fe粉和C粉，红墨水液面出现左低右高现象，变化明显;右边试剂瓶中只放Fe粉，变化不明显。）

还有一位老师则通过记录各学习合作小组的不同探究实验现象，有的学习小组由于加硫酸较多，U形管中红墨水液面左低右高，有的学习小组由于只加了几滴硫酸（图6，注意U形管夹持部位的液面变化），U形管中红墨水液面先出现左低右高，后液面回落，最终变为左高右低（图6中第3张图片角度刚好与前两张相反），由此引导学生思考、分析并得出，铁的电化学腐蚀，在酸性较强条件下以析氢腐蚀为主，而在中性和碱性条件下以吸氧腐蚀为主。

3.基于证据推理，完善逻辑认知

证据推理，即基于证据而进行的理性分析。化学理论体系就是建立在对无数事实材料进行严密的逻辑推理而形成的，推理是化学的基础，基于证据的推理，才能彰显化学的思维和逻辑，才能反映物质的本质和关联，将之应用于课堂教学中，学生才能感受到化学知识的生成和内涵，学生的逻辑认知才能更加完善，因此，注重证据推理，对发展学生下公学学科核心素养具有重要作用。

在验证由于构成原电池加快了金属腐蚀的活动中，首先是原电池实验验证，接着，老师设计了小组研讨，从原理角度分析、预测正负极的物质变化并提供验证方案。

正极产物的证据推理过程（图7）：

学生：O2得e-生成OH-，酚酞试剂验证

教师质疑：2H2O+2e-=H2↑+2OH-

学生：消耗了O2，体系压强减小，倒吸验证

教师质疑：其他气体得e-也会倒吸

学生：……

教师：氧气传感器，实验验证

另一位老师设计了不同形式的氧气传感器（图8），通过自动采集氧气含量，动态化地生成走势图来证明金属腐蚀过程中消耗了氧气，从而推断为吸氧腐蚀（忽略前段不稳定因素）。

教学过程中培养学生证据推理的方式不一定相同，但老师们在教学设计时都在设法渗透证据推理意识，让学生在证据上推理新知识，有理有据，知其然，知其所以然，从而不断完善学生的逻辑认知过程，同时也感受证据推理和化学学习的魅力。

4.基于模型构建，明晰宏微过程

化学区别于其他学科的本质特征，是从原子、分子水平研究物质及其变化，从微观层面揭示物质及其变化规律，以化学符号或模型表征物质及其变化。化学核心素养也强调能从不同层次认识物质多样性，遵循人的认知发展，能构建认知模型并运用模型描述和解释化学现象，揭示现象的本质和规律，追寻化学本质之美和素养养成之效。

在实验探究金属腐蚀和对腐蚀现象观察、感知的基础上，老师们试图用模型来建构腐蚀过程中粒子的运动和物质的变化，建立起现象与本质、过程与结果之间的联系，并用“宏观一微观一符号”三重表征来明晰宏微过程及其关联，促使学生在获得感性认识的同时，能从化学本质上获得思维的增长及认识的方式转变，从本源上促进学生化学核心素养的发展（图9）。

5.基于辫证思维，渗透价值判断

传统化学课堂教学总是避讳向学生讲授化学不好的一面，而努力宣传化学积极、正面的形象。任何事物都有两面性，且在一定条件下能相互转化，如今信息化的时代，学生获取知识的途径也不再单一，因此，教学中不能总回避这种问题，而需直面问题，有意识地培养学生“一分为二”辩证看问题的思维能力，鼓励学生勇于追求真相，学会独立思考，做出个人价值判断。

学生是课堂的主体，新课程强调树立“以人为本”的教学理念，让学生主动参与到学习、实践的各个环节，落实学生主体地位。老师们努力创设条件，为学生提供多样的学习活动及充足的教学素材，充分发挥学生的主观能动性去全面认识事物的多面性，从而形成有效的价值判断。如在认识金属腐蚀的本质后，有一位老师以图片的形式展示了生活中随处可见的腐蚀和“暖宝宝、自嗨锅、方便火锅”，让学生阐述学习后的自我认识，有一位学生这样表述，“事物的本质存在那里，我们没有办法改变它，但是我们可以选择利用它，发挥它的功效为我们生活带来便利。”另一位老师则在“正确认识金属腐蚀的利弊”环节播放了三个微视频“心脏支架、微电解净水、钢铁发黑”，一个学生的直观感受，“不美好的一面也有它的美好用途，学习化学也变得有意义了。”两个学生的课堂体验不仅是对课的评价，也反映着学科价值的有效渗透，同时，也能从学生的评价中去评价学生的学习效果，无疑，是成功的课堂。

參考文献

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

[2]课程教材研究所，化学课程教材研究开发中心北学选择性必修1[M].北京：人民教育出版社，2020：107-112

[3]杜淑贤.普通高中化学课程标准解读[M].上海：上海教育出版社，2017：1-73

[4]崔梦晨，穆志纯等.大气环境中碳钢腐蚀速率推测方法[J].腐蚀与防护，2016（6）：503-507

本文系湖南省十三五规划课题“中学生化学学科核心素养发展的课堂教学实践研究”（课题批准号：XJK17BZXX018）研究成果。