以“铝的重要化合物”为例谈核心素养

胡 军

（湖北省公安县第二中学 湖北·荆州 434318）

化学学科核心素养是指从化学学科角度促进学生终身发展、成功生活和社会良好运行的，以化学知识、化学思维、化学观念为基础而形成的具有化学学科特征的素养。化学教育的根本宗旨是从化学学科的角度培养学生的核心素养，首要任务是要将发展学生的化学学科核心素养落实到化学课堂教学目标当中。元素化合物是化学学科知识体系的基础，对于发展学生学科核心素养具有重要的作用。以“铝的重要化合物”教学为例，从元素化合物的角度展开，基于发展学生学科核心素养进行教学设计，实施课堂教学。

1 对基于学科核心素养元素化合物教学设计的基本理念

我们教师在元素化合物教学设计、课堂实施中特别要注意：理解核心素养内涵，挖掘核心教学内容，转变定位教学目标，选择恰当教学方法，整合实验探究问题，梳理对学生核心素养的培养价值及教学策略，落实到每一堂课，关注学科育人价值的实现。

1.1 核心教学内容的挖掘

元素化合物知识是中学化学的基础知识，是学生今后在工作和生活中经常要接触、需要了解和应用的基本知识。化学1（必修）第三章《金属及其化合物》、第四章《非金属及其化合物》是在第一章《从实验学化学》和第二章《化学物质及其变化》的指导下研究元素化合物核心知识，不仅为前面的实验和理论补充感性认识的材料，而且帮助学生逐步形成研究物质性质的一般思路和方法，同时为化学2（必修）介绍的物质结构、元素周期律、化学反应与能量等理论知识打下重要的基础。教材内容体系编写具有明确的知识线、情境素材线、问题活动线，以“自然——物质——社会”为教材主线，按照物质类别线索和STS线索组织元素化合物知识的编排。因此，我们教师在教学过程中一定要明确核心教学内容的功能定位，把握好深广度。例如，《铝的重要化合物》教材按照“氧化物→氢氧化物→盐”的物质分类角度进行编排，主要通过六个方程式、两个实验、一个“学与问”、一个资料卡片来介绍几种铝的重要化合物。在教学过程中，注重联系生活生产实际，从应用理解物质的性质，感受化学社会价值，注重用实验探究的手段研究物质的性质，凸显化学学科特色，建立从物质类别的角度去认识物质性质的意识，建立从氧化还原的角度认识物质性质的意识，从而使知识规律化、系统化、网络化。

1.2 教学目标定位的转变

我们教师在教学过程中一定要转变观念，根据核心教学内容、学情分析准确诊断学生问题、教学障碍点，制定有利于发展学生核心素养的教学目标。例如，《铝的重要化合物》教学目标：通过理解铝的重要化合物在生活生产中的重要应用，感受化学反应的社会价值，提升学生“科学精神与社会责任”的素养；通过Al(OH)3性质和制备的实验，培养学生的实验设计和分析解决复杂问题的能力，加深转化观、对比观的认识，提升学生“实验探究与创新意识”的素养；通过铝及其重要化合物二维图的建构，形成从物质分类和氧化还原两个角度认识研究元素化合物性质的思路方法，加深元素观、分类观的认识，提升学生“证据推理与模型认知”的素养。

1.3 教学方法?的合理选择

在教学活动中对问题情境进行现象的描述和说明，对结论进行预测和证明，并能设计和调控，分析和解释各种现象和问题，教师可穿插追问，采用模型化的论证进行反驳，对学生所讨论的问题形成的认识进行评析，这样更有利于学生对问题的认识。例如，在《铝的重要化合物》教学中，首先以铝的重要化合物的应用为情境，引出课题，接着以“在二维图中整理出铝及其重要化合物”、“如何制备Al(OH)3？”、“用化学式表示出工业冶炼铝流程中含铝物质的转化路径”、“归纳总结铝的重要化合物分别有哪些化学性质？”为驱动任务，并设计相应的问题和探究活动，让学生在任务解决过程中，经历基于物质类别和价态两个视角认识无机物性质，建构铝及其重要化合物二维图，实现掌握铝的重要化合物的性质和形成研究元素化合物性质的思路方法的学习目标。

1.4 实验探究的问题整合

探究实验是学习元素化合物知识的重要途径，在设计实验时，教师可先整合实验教学资源，借助教材中的“思考与交流”、“科学探究”等环节，创设问题情境，由此开展有序的探究活动，学生在探究过程中认识元素化合物知识，发展学科核心素养。例如，在《铝的重要化合物》教学中，整合Al(OH)3的制备和性质实验，让学生通过小组合作进行实验探究，设计实验方案，汇报实验方案，优化实验方案，并两次分组实验，在实验中发现问题、分析问题，经历整个实验探究过程，最后解决问题，发展了学生的学科核心素养，达成了相应的教学目标。

综上所述，元素化合物是高中化学的重点，我们教师在备课中应当思考化学知识的功能价值，承载了怎样的核心素养，分析学生认识发展空间，从核心素养的角度去定位教学目标，来设计学生活动类型，进行情境素材选取和问题设计，选取合适的教学策略和教学方法。在讲解相关知识的过程中，应当帮助学生形成知识结构，同时结合生活素材及直观的教学实验来讲解重点内容，在此过程中不断渗透学科思想，培养学生探究总结的能力，发展学生的核心素养，如此便可提高教学效果。

2 “铝的重要化合物”教学过程展示

2.1 创设情境，引出课题

展示铝的重要化合物的用途图片，用途反映性质，体会铝的重要化合物的性质，研究物质化学性质的两个视角——物质分类、氧化还原。设计意图：体现化学来源于生活，激发学生学习兴趣，增强学生感性认识，感受铝及其化合物的社会价值，强化学生“性质决定用途，用途反映性质”学科思想。

2.2 整理铝及其重要化合物

教师提出任务一：请在二维坐标图中整理出铝及其重要化合物。学生独立完成：在学案上二维坐标图中填写。设计意图：引导学生在二维坐标图中整理铝及其重要化合物，帮助学生进一步学会使用二维图，帮助学生建立从两个角度研究物质性质的方法和意识，使学生进入学科核心素养的学习模式中。

2.3 氢氧化铝的制备和两性

教师提出任务二：已知Al(OH)3不溶于水，如何制备Al(OH)3？给出药品和仪器：蒸馏水、Al、Al2O3、Al2(SO4)3溶液、NaOH溶液、氨水、稀盐酸、试管、胶头滴管，请设计方案。学生先小组交流讨论实验方案，再选派代表用投影展示汇报。师生交流评价，讨论实验方案的科学性、可行性、简约性，最后优化实验方案：Al2(SO4)3溶液和NaOH溶液反应、Al2(SO4)3溶液和氨水反应。根据优化实验方案，学生分组实验，教师巡视指导，提示学生操作规范、分工合作、观察记录、主动思维。分组实验完成后，师生分析交流实验异常、试剂用量、加入顺序等，进一步优化实验方案，再分组实验探究哪种方法制备氢氧化铝更好？最后实验反思，得出Al(OH)3制备原理：铝盐和氨水反应。

教师设问：通过实验，你又认识了哪些铝的重要化合物的性质？归纳氢氧化铝的性质，引出两性氢氧化物的概念。学生独立完成：在学案二维坐标图中图示性质中的转化关系，并写出有关方程式。

设计意图：化学知识的形成有一个层次递进过程，任务驱动、问题引导、实验探究不断发展学生思维，帮助学生不但“知其然”，也“知其所以然”。构建学科核心素养平台，充分利用化学实验突出重点、突破难点，通过实验探究过程的完整体验，培养学生的简单实验设计和分析解释能力，引导学生发现问题，提高依据实验现象分析问题本质的能力，在解决问题的过程中发展学生的变化观、实验观、对比观等学科思维，促进学生“实验探究与创新意识”、“科学精神与社会责任”等素养的提升。

2.4 解析工业冶炼铝流程

教师提出任务三：请分析工业冶炼铝流程图，用化学式表示出含铝物质的转化路径。学生小组交流讨论，在学案上完成：Al2O3→AlO2-→Al3+→Al(OH)3→Al2O3→Al。

教师设问：通过分析，你又认识了哪些铝的重要化合物的性质？归纳氧化铝的性质，引出两性氧化物的概念。学生独立完成：在学案二维坐标图中图示性质中的转化关系，并写出有关方程式。

设计意图：元素化合物的教学不仅要关注物质的性质，更要关注物质性质在实际中的应用。通过分析工业冶炼铝流程中含铝物质的转化路径，在应用和转化中认识学习物质的性质，培养学生关心社会和生产实际的积极态度，培养学生学以致用的意识和能力，培养学生分析解决复杂问题的能力，同时加深元素转化观的认识，促进学生“实验探究与创新意识”、“科学精神与社会责任”等素养的提升。

2.5 总结提升完善转化关系

教师提出任务四：归纳总结铝的重要化合物分别有哪些化学性质？氧化铝的性质，氢氧化铝的性质，铝盐的性质，偏铝酸盐的性质。学生独立完成：在学案上二维坐标图中完善铝及其化合物相互转化关系。

课后思考：（1）如何检验斯达舒（或胃舒平）中含有Al(OH)3？（2）从铝土矿中得到纯净的Al2O3，还可以用什么方法？请设计转化路径。

设计意图：归纳总结铝的重要化合物的性质，完善二维图，使知识规律化、系统化、网络化，进一步建立从类别和价态两个视角去认识研究元素化合物性质的思路方法，促进学生“证据推理与模型认知”等素养的提升。

3 “铝的重要化合物”教学反思

《铝的重要化合物》是元素化合物板块的重要内容。新课程标准把“从学生已有的经验和即将经历的社会生活实际出发，帮助学生认识化学与人类社会的密切关系”作为基本理念之一，因此对本节内容的教学定位在“根据生产、生活中的应用实例或通过实验探究，了解铝的重要化合物的主要性质”。

合理运用“任务驱动”教学法，改变单一传授式教学，突出学生主体性地位。本节课依据最近发展区理论，通过铝的重要化合物的应用建立化学与生活的联系，创设情境，激发学生学习兴趣，引领学生开展诸如讨论、实验探究等形式多样的学生活动。从点、线、面建构二维图，建立从物质分类的角度和从氧化还原的角度研究元素化合物性质的一般思路和方法。通过小组合作进行实验探究，让学生经历了设计实验、完成实验、反思改进的一般实验探究过程，体验了基于实验现象进行推理论证获得结论的科学方法，培养学生借助实验分析问题的能力和对反应规律的归纳能力。通过留白、追问、搭支架，指导学生层层深入、厘清认识，促进学生学科思维发展，提升学生学科核心素养。

通过学生访谈，分析工业冶炼铝流程图中含铝物质的转化路径有一定的难度，有些学生无从下手，主要原因是不能迅速看懂流程提取有效信息，还有陌生反应的干扰。该环节在培养和发展学生的接受、吸收和整合化学信息的能力上有一定的帮助，但在设计上还需要进一步加以改进。

化学学科核心素养是高中生综合素质的具体体现，元素化合物的教学不仅要关注物质的性质，更要关注学习物质性质的方法，以及物质性质在实际生活生产中的应用。我们教师要从“学科教学”转向“学科教育”，从“知识核心时代”走向“核心素养时代”，把握化学学科核心素养体系，培养现代中学生完美人格和终身学习能力，在教育过程中促使他们从更高的视野和境界上自我发展。