基于化学核心素养的教学设计

戴维 赵雷洪

摘要： 基于2017新课程标准理念，参照其中的教学案例设计，在教学实践中，通过一种“手掌”模型的创新表达方式，以“SO2的性质和作用”教学内容为例进行阐述，以期帮助化学教师对高中化学学科核心素养形成更为生动、直观的认识，从而指导学生在学习化学的过程中化学核心素养得到更好的落实和发展。

关键词： 化学核心素养; “手掌”模型; SO2的性质

文章编号： 10056629（2019）1004606      中图分类号： G633.8      文献标识码： B

高中化学学科核心素养（以下简称化学核心素养）立足于学生的化学学习过程，各有侧重，相辅相成。新课程标准中也对五个方面的侧重点做了明确说明：“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”要求学生形成化学学科的思想和方法;“科学探究与创新意识”从实践层面激励学生勇于创新;“科学态度与社会责任”进一步揭示了化学学习更高层次的价值追求[1]。

1 构建“手掌”模型，开发三种图式

化学核心素养的五个方面是扎根于化学核心素养延伸出来的五个宏观指标，从不同层面让我们直观地认识到化学核心素养的内涵。目前的相关文献中，建立起来的模型图式大体可用两类模型加以概括（见图1、图2）。

两种模型的创作思路都基于且符合新课程标准中关于化学核心素养的描述，在参考上述文献内容以及充分尊重以上观点的基础上，本文进行了归纳和梳理，重新建立了另外一种模型——“手掌”模型（见图3）。

在教学实践中，化学核心素养的五个方面更是落实化学核心素养的重要“抓手”，本文将“手掌”模型的三种手势变化结合教学案例中的教学与评价目标，每种变式对应化学核心素养的一个层次，让读者体会到化学核心素养五个方面、三个层次的不同意味，从而在教学实践中更直观地认识到化学核心素养对于学生思维、能力、价值观发展的重要意义（详见表1）。

2 结合教学案例，体味图式内涵

“SO2的性质和作用”是高中化学“常见的无机物及其应用”主题中的内容，是高中一年级全体学生都要学习的重点知识，学时为1个课时。该课时的教学重点是： 了解SO2的主要物理、化学性质，认识其在生产中的应用和对生态环境的影响，并能对与酸雨有关的社会热点问题作出正确的价值判断，自觉形成保护环境的可持续发展意识。

2.1 教学与评价目标

2.2 教學流程

2.2.1 创设情境，问题启发

[学习任务1]解析SO2，讨论SO2的“功”与“过”（见图4）。

设计意图： 利用角色扮演法，使学生在情境互动中产生学习兴趣，引发问题探究。

2.2.2 微观探析，理论预测

[学习任务2]揭示SO2性质的本质，分析SO2中S元素的化合价（见图5）。

设计意图： ①紧扣学习任务1，开始启发学生通过解决SO2是什么（性质）、SO2从哪来（来源）、SO2到哪去（应用）等经典哲学问题串来学习有关SO2的知识;②“结构决定性质”，引导学生从微观角度，探析SO2可能存在的物理、化学性质。

2.2.3 宏观辨识，实验印证

[学习任务3]提供实验器材，实验探究SO2的物理性质（见图6）。

设计意图： 发现问题，提出探究任务，培育科学探究品质。

[学习任务4]继续利用塑料瓶中已得的溶液，设计三种实验，观察三个现象，直观认识SO2的三个化学性质;最后，根据已习得的SO2的性质，选择合适试剂，处理回收瓶内残留SO2气体以及多余的H2SO3溶液（见表2）。

设计意图： ①通过证据推理，从微观探析到宏观辨识，在科学探究中获得新知。

②结合评价与教学目标，发展学生思维和能力层次化学核心素养。

2.2.4 问题解决，学以致用

[学习任务5]结合SO2的性质，了解酸雨的形成过程，讨论并设计酸雨的防治途径（见图7）。

设计意图： ①及时应用，针对酸雨问题提出创新、实用的解决方案;②体现绿色化学中的源头治理、提高原子经济性等原则;③引导学生用绿色化学视角看待身边的实际问题，树立绿色化学思想。

2.2.5 揭示价值，情感升华

[学习任务6]通过联系生活实际，体会SO2在日常生活、工业生产中的广泛应用;通过以回复SO2消息的形式，对本节课知识点进行回顾;通过SO2客观、积极的自我评价揭示本节课情感价值追求（见图8）。

设计意图： ①回顾课堂，巩固新知;②在思维、能力层面的基础上追求学科素养最高阶目标的进阶，体现本节课的情感态度价值观，揭示核心追求。

2.3 案例说明

“SO2的性质和作用”是高中化学必修课程中“常见无机物及其应用”主题内容的重要组成部分，SO2在生产、生活等各个方面具有广泛的应用，是一种十分重要的元素化合物。关于如何评价SO2的利与弊这一话题，本课时的内容就具有重要的学科价值和社会价值。另外，元素与化合物的知识与日常生活息息相关，本课时内容亦是贴近社会与生活、落实和发展学生化学核心素养的重要知识载体。

2.3.1 联系生活，结合实事背景

本节课在“酸雨”社会热点问题大背景下，通过聚焦话题“如何评价SO2的利与弊”，从学生情感态度、价值观出发，将生活实际的问题与课堂相结合，以此驱动学生认知不断发展，让学生深刻认识化学如何在社会生产、生活中正确发挥作用，从而体会化学学科的魅力，实现在真实情境中学科知识的建构。

2.3.2 问题导向，激发探究潜能

本节课通过与SO2对话，设计“SO2是什么（性质）、SO2从哪来（来源）、SO2到哪去（应用）”等经典哲学问题串让学生带着疑问和兴趣进入课堂学习，以SO2进行自我评价的形式展开教学活动，引导学生通过已有知识来解决发现的问题，并结合绿色化学理念着重渗透STSE教育思想中的环境教育。

2.3.3 层次递进，体现思维本质

本节课围绕“提出问题→分析问题→设计方案→解决问题→分析归纳”的研究步骤进行课堂探究活动。结构决定性质，通过宏微结合的方法，从微观探析结构出发到宏观实验印证猜想;性质决定用途，一方面依据SO2性质提出可行的酸雨防治途径，另一方面通过SO2在生活生产中的重要应用感受化学学科价值。

2.3.4 呼唤情感，揭示价值追求

本节课由具体问题情境产生，采用角色扮演教学法，以SO2化合物知识为例，希望针对目前社会对于化学学科的误解和对化学科学的偏见，在新一代学生中培养他们用化学学科的眼光透过现象看本质的能力，形成绿色化学的强烈意识和社会责任担当，这也是作为化学学科工作者的基本责任。

3 展望课堂教学，落实核心素养

一节完整、优质的化学课，应当是将学习兴趣、学科知识、科学本质教育、化学基本观念、化学研究方法、化学学科价值的理解和正确的价值观的建立融合、统一起来的一节课[7]。

在化学核心素养的引领下，结合“手掌”模型及其三种变式，以上述教学设计为例，主要有以下三点启示。

3.1 真实情境与探究活动并重，发生“化学反应”

高中化学课程的基本理念中就包括“倡导真实问题情境的创设，开展以化学实验为主的多种探究活动”。创设的情境无论来自时事新闻、化学史实、生产生活等，其意义都应该在于让知识与学生学习建立联系，让学生明白为什么学，同时激发学生的学习兴趣;有了情境作为铺垫，接下来设计探究活动也就更加顺理成章，通过有目的、有计划的实验探究活动，让学生在满足求知欲的同时培养了学科能力。此时的课堂实践中，化学学科知识、思维方法所蕴含的“宏观辨识与微观探析”“证据推理与模型认知”“变化观念与平衡思想”素养作为化学学科所具有的專属特质，其发展达到教学与评价目标最基本的要求，故手势呈现“OK”形。

3.2 辩证定位化学学科角色，培养“化学视角”

化学在人类文明发展中发挥着重要的作用，其中元素及其化合物的知识更是贴近我们的生活，但在面对生态环境、能源资源问题日益严重的时候，化学以什么角色出现在社会的视野中？我们应该如何评价化学的利与弊？基于这样两个问题，本文教学设计以“SO2的性质和作用”为例，希望引导学生对事物客观认识、对问题辩证看待，从绿色化学视角出发，树立起对资源进行合理利用的可持续发展意识。在“宏观辨识与微观探析”“证据推理与模型认知”“变化观念与平衡思想”化学核心素养的基础上，指向化学学科能力的“科学探究与创新意识”素养则是通向化学核心素养最为关键的渠道，方向性与重要性并存，故手势呈现“第一”形。

3.3 价值取向与思维能力齐行，达到“化学平衡”

化学核心素养是集思维方法、实践能力、价值取向三位一体的完整体系： 化学核心素养三个思维层面的素养，是发展能力层面素养的重要前提和具体途径;而价值层面素养是思维、能力层面素养的实践意义所在。结合“手掌”模型，我们在教学实践中可以更加直观地认识到，化学学科价值的理解与正确价值观的建立是化学课堂的最高阶目标与生命力之所在。“教育应培养什么样的人”是一个与时俱进的永恒话题，化学教育应该在完成前两个教学与评价目标的基础上，落脚于培养具有“科学态度与社会责任”的学生，故手势呈现“点赞”形。

在教学实践中，只有把握好各方面素养对人才培养的意义，利用好各方面素养间相辅相成的关系，谨防和杜绝孤立、分割地看待化学核心素养，才能保证在课堂教学中让学生的化学核心素养培养构建起平衡体系。

参考文献：

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

[2]吴星. 对高中化学核心素养的认识[J]. 化学教学， 2017， （5）： 3～7.

[3]王后雄. 基于“素养为本”的高中化学学业水平考试命题研究[J]. 中国考试， 2018， （1）： 27～38.

[4]高志芳， 李辽沙， 吴照金等. 高炉瓦斯泥掺制水煤浆成浆性及燃烧特性的研究[J]. 环境科学学报， 2013， 33（12）： 3285～3291.

[5]王海龙. 固硫灰制备地聚合物实验研究[J].硅酸盐通报， 2015， 34（5）： 1392～1396.

[6]余心洁. “冶炼尾气制硫磺技术研究国际合作”正式启动[J]. 中国有色金属， 2017， （16）： 22.

[7]王云生. 课堂转型与学科核心素养培养[M]. 上海： 上海教育出版社， 2016： 39.