化学核心素养导向的初中化学教学案例

铁崇文 ，铁金玉，付海兰

(1.寻甸塘子中学，云南 昆明 655200；2.寻甸县第二中学，云南 昆明 655200；3.云南师范大学 化学化工学院，云南 昆明 650050)

《义务教育化学课程标准(2022年版)》明确提出了初中阶段学生需要具备的化学学科核心素养以及课程实施的相关建议。化学课程要培养的核心素养，主要包括：化学观念、科学思维、科学探究与实践、科学态度与责任，是中国学生发展核心素养在化学课程中的具体化，反映了义务教育化学课程的教育价值与育人功能，体现了化学学科育人的基本要求，全面展现了化学课程学习对学生发展的重要价值[1]。

化学课程开设于初三年级，是一门关键而基础的学科。由于时间紧、任务重，很多教师在教学中都是按考什么教什么，没有把核心素养渗透于教学之中。究其原因：一方面是教学理念传统守旧，注重条条框框知识的注入；另一方面，教学模式跟不上科学发展，多媒体设施得不到有效运用，导致学生对知识的理解片面化，甚至失去对化学学科的探索。教师想既要达成化学核心素养目标，又要高效的进行化学教学，就需要在教学中解决如何渗透核心素养、如何选择适应教学方法、如何进行教学设计等问题，让学生沉浸在生动有趣的教学活动中，从而潜移默化地培养学生的化学核心素养[2]。

1 化学核心素养导向的教学案例及分析

化学观念是人类探索物质的组成与结构、性质与应用、化学反应及其规律所形成的基本观念，是化学概念、原理和规律的提炼与升华，是认识物质及其变化，以及解决实际问题的基础。其中，形成宏微结合分析化学问题的化学观念是学生学习和教师教学的难点。比如，物质是由元素组成的，物质是由分子、原子构成的，化学变化有新物质生成的本质是原子的重新组合等[1]。

1.1 “宏微结合的化学观念”教学案例及分析

1)分子和原子的教学案例

对于人教版化学“第三单元课题1 分子和原子”的教学，传统的教学方法为：对教材中“实验3-1品红在水中扩散实验”进行教师演示实验，或者学生小组实验。有的老师，利用不同温度的水，对分子扩散速度的影响设置对照实验，把品红同时放入盛有冷水、热水的烧杯中进行实验，实验过程中引导学生观察现象，带领学生发现未知世界；有的老师喷洒香水等，引入教学。这样的引入很精彩，也能吸引学生的注意力，但是在核心素养渗透方面却做得不到位，并且学生得到的宏观到微观的转化较为模糊。

在本单元的教学中，笔者采用这样的教学方法：(用PPT展示)一片树叶、放大300倍的树叶、放大1000倍的白纸、放大5000倍的头发、放大10000倍的陶瓷、放大100万倍的酒精等，就看到了构成物质的微小粒子——分子……。如图1所示。

图1 从放大不同倍数的图片“看”到分子

效果分析：这样的教学，给学生从宏观到微观的直观感觉，把看不见、摸不到的分子，由放大不同倍数的物质，逐渐到放大100万倍的酒精，就看到了构成物质的微粒——分子。分子就这样清晰的呈现在学生面前，学生也很容易形成宏观到微观的转变，易于理解，易于接受。同时，给学生直观感受到构成物质的微观粒子体积小、质量小，放大100万倍，才看到酒精分子。

2)水组成的教学案例

对于人教版化学“第四单元课题3 水的组成”的教学，传统的教学方法是：课堂上以电解水实验为主，一节课大部分精力都放在水的电解实验上；精心准备实验，课堂上认真实验，带领学生观察，总结得出水是由氢元素和氧元素组成的。虽然很完美，但是对电解水的微观解释却轻描淡写的带过，使学生对微观到宏观的概念较为模糊。

本单元的教学，笔者采用如下的教学方式：

在完成实验后，重点讲授水电解的微观过程：通电时，每个水分子分解为1个O原子和2个H原子；每2个O原子又结合成一个O2，每2个H原子又结合成一个H2，形成的氧分子聚集成氧气，形成的氢分子聚集成氢气。利用多媒体动画和希沃教学，直观形象地展示水电解的微观过程，渗透物质与微观粒子转换中的化学变化与守恒思想。图2是PPT展示的水电解的微观模型。

图2 PPT展示水电解的微观模型

效果分析：人教版教材改版后，把水的电解放在物质构成的奥秘单元后面，编排的目的就是通过分子和原子的教学，让学生形成宏观到微观的概念；再通过水电解的微观解释教学，给学生形成微观到宏观的概念。如图3。

图3 微观到宏观的概念

教学中注重这些内容的教学，有利于学生形成正确的化学思维，有利于体现教材编排意图，也有利于学生的长远发展。结合学生熟悉的现象和已有的经验，通过实验探究、模型拼插等活动，或动画模拟等可视化手段，充分发挥学生的想象力，引导学生从微观粒子的视角认识物质及其变化，帮助学生建立宏观与微观间的联系。

1.2 “科学态度与责任”教学案例及分析

“科学态度与责任”是指通过化学课程的学习，在理解科学、技术、社会、环境相互关系的基础上，逐渐形成的对化学促进社会可持续发展的正确认识，以及所表现的责任担当[2]。

科学态度与责任核心素养的培养主要包括：发展对物质世界的好奇心、想象力和探究欲，保持对化学学习和科学探究的热情；对化学学科促进人类文明和社会可持续发展的重要价值具有积极的认识；具有严谨求实的科学态度，敢于提出和坚持自己的见解、勇于修正或放弃错误观点、反对伪科学的科学精神；遵守科学伦理道德和法律法规，具有运用化学知识对生活及社会实际问题作出判断和决策的意识；形成节约资源、保护环境的习惯，树立生态文明的理念；热爱祖国，树立为推动社会发展而勒奋学习责任感[3]。

对于人教版化学“第三单元课题2 原子的结构”教学，传统的教学方法为：原子的体积很小，通常采用生活中的宏观物质进行类比的方法，让学生体会形成感性认识。但忽略了科学家对原子结构的研究热忱所得出的科学结论，亦是学生可学习的精华所在。教学中，可利用原子结构的发现史和科学实验结论相结合的方式，帮助学生建立对原子结构的理性认识。

教学中可应用这样的教学方式：按照原子结构的发现史，依次呈现不同时间、不同科学家的科研成果和结论。通过PPT 1展示(如图4)：道尔顿头像及他的实心球模型图；1803年，道尔顿提出：构成物质的最小粒子是原子，原子是不可再分的实心球体。通过PPT 2 展示(如图4)：汤姆森头像及他的枣糕模型图；1897年，汤姆森在实验中发现原子内部存在电子，用实验事实让人们接受了原子可分割的新观念。通过PPT 3 展示(如图4)：卢瑟福头像及他的行星有核模型；汤姆森的学生卢瑟福，通过精密的实验，证明在原子中心有一个极小的核，电子绕核做高速旋转。通过PPT 4 展示(如图4)：现代原子模型；现代原子结构中，原子由居于原子中心带正电的原子核和核外绕核做无规则高速运动的电子构成。

图4 原子结构的探索过程

最后引导学生得出，原子是由居于原子中心的原子核与核外电子构成，原子核是由质子和中子构成的科学实验结论。提供质子、中子、电子的所带电荷数、数量等数据，引导学生分析计算、总结得出核心关键结论，即原子核所带的正电荷数(核电荷数)就等于核内的质子数，也等于核外电子的数目。

效果分析：通过这样的教学，使学生认识科学的发展的历程。汤姆森的研究，推翻了道尔顿的理论；卢瑟福是汤姆森的学生，他质疑老师的研究结论，并在老师的基础上进行了研究，得出了原子是有核行星模型。没有这些科学家不断的探索研究，就没有现在的原子理论。

科学发展过程中的科学精神，是不断质疑、不断探究、不断发现。我们新时代的中学生要有这样的科学研究精神：在前人的基础上研究，探索发现，努力成长为我国的化学家。

1.3 “科学思维”教学案例及分析

科学思维是在化学学习中，教师教或引导学生，运用比较、分类、分析、综合、归纳等科学方法，解决化学问题，并学会从化学视角研究物质及其变化规律的思路与方法；是从宏观、微观、符号相结合的视角，探究物质及其变化规律的认识方式；是基于实验事实进行证据推理、建构模型并推测物质及其变化的思维能力，在解决与化学相关的真实问题中形成的质疑能力、批判能力和创新意识；是基于事实与逻辑进行独立思考和判断，对不同信息、观点和结论进行总结归纳，并能对于有驳于科学的知识内容进行质疑与批判，提出创造性见解的能力。

1)物质没有完全反应的相关计算教学案例

取一定质量的碳酸钙，高温煅烧一段时间，测得反应后剩余固体的质量为 88 g。其中，钙元素质量分数为50%，计算反应生成的气体质量。用常规思维方法，解不出这个题目。若应用质量守恒定律，化学反应前后元素质量不变，则能快速、简单的解决此题。

剩余固体(CaCO3、CaO)质量 88 g 中Ca的质量为：88 g×50%=44 g。等于反应前CaCO3中Ca的质量，用图5展示。帮助学生理解反应中生成了不可见、但有一定质量的二氧化碳气体。

图5 反应前后质量变化

设反应前CaCO3的质量为x，则x×w(Ca)=44 g，即x×40/100=44 g，得到：x=110 g。

反应后减少的质量 110 g-88 g=22 g，即是反应生成的CO2质量。

2)多种物质完全反应的相关计算教学案例

向一定量的稀硫酸溶液中，加入 10.7 g 的Mg、Al、Zn固体混合物，恰好完全反应，称得溶液质量增加了 10.1 g，计算所得溶液中溶质的质量。同样用常规思维方法解这个题目较为困难，而应用质量守恒定律，化学反应前后质量总和以及元素质量不变的观念去分析解决问题，较为简单。既可以解决问题，又可以形成观念。用图6帮助学生理解。

图6 金属与酸反应前后质量变化

学生思考：为什么加入了 10.7 g，反应后只增加了 10.1 g？

引导得出，减少的质量是反应生成的氢气质量，m(H2)为：10.7 g-10.1 g=0.6 g。

根据质量守恒定律，得出H2SO4中氢元素质量为 0.6 g。

设H2SO4的质量为x，则x×w(H)=0.6 g，即x×2/98=0.6 g，得到x=29.4 g。用图7展示，帮助学生理解。

图7 反应前后质量相等

所以，反应后所得溶液中溶质的质量为：10.7 g+29.4 g-0.6 g=39.5 g。

科学思维是在化学学习中基于事实与逻辑进行独立思考和判断，对不同信息、观点和结论进行质疑，提出创造性见解的能力。这两个案例是从化学视角研究物质及其变化规律的思路出发，是从质量守恒定律的视角探究物质及其变化规律，从而形成解决问题的方式。

2 结语

通过这些案例，把逻辑性、抽象强的化学知识，简单明了的展示在学生面前，并且帮助学生形成良好的化学观念和化学核心素养。同时也为一线教师提供案例，证明化学核心素养不是高高在上、独立存在的，它立足并渗透在化学学科的知识当中，需要去发现、去挖掘，才能跟上课标改革的趋势，培养学生的化学学科核心素养。在日常教学过程中，化学教师应从学生核心素养培养出发，让学生在充满渗透化学核心素养的教学过程中去主动探究，才能实现素质教育，才能真正培养学生的化学学科核心素养，实现全面、终身发展。