核心素養視角下的觀念建構教學的研究

韓冬

【摘要】以魯科版必修一《氨和銨態氮肥》的教學為例，通過對微粒觀的建構教學，對教材知識內容重新進行組合，通過問題設置，實驗探究教學手段完成對學生微粒觀的再建構，提升學生的化學核心素養。

【關鍵詞】化學觀念 微粒觀建構 核心素養 實驗探究

【基金項目】福建省教育科學“十二五”規劃課題《滲透化學觀念的高中化學校本作業研究》（立項批準號：FJJK15-440）的階段成果。

【中圖分類號】G633.8 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2017）32-0159-02

中學化學教學必須超越對具體知識本身的追求，從傳授事實、掌握知識轉變為使用事實、發展觀念，即要從“知識為本”的教學轉向“觀念建構”的教學[1]。通過觀念建構教學可以更好的培養學生的核心素養。本文以魯科版必修一《氨和銨態氮肥》為例，分析如何在以微粒觀建構為主的教學中，完成核心素養中的五個維度達成。即：宏觀辨識與微觀探析、變化觀念與平衡思想、證據推理與模型認知、科學探究與創新意識、科學精神與社會責任。

1.《氨和銨態氮肥》中的微粒觀

1.1微粒觀的內涵

現階段對微粒觀比較統一的認識包括：（1）物質是由微粒構成的；（2）構成物質的粒子是極其微小的；（3）微粒總是在不斷地運動；（4）微粒間有一定的間隔；（5）微粒間存在著相互作用。

1.2微粒觀在本節課中的呈現

氨氣是一種有刺激性氣味氣體，呈現微粒觀：微粒是微粒構成的并不斷運動。氨氣極易溶于水，呈現微粒觀：微粒間存在相互作用并存在間隔。氨氣與酸的反應生成銨鹽，呈現微粒觀：微粒間存在著相互作用并不斷運動。銨鹽受熱易分解，呈現微粒觀：微粒間存在相互作用。銨鹽和堿的反應，呈現微粒觀：微粒間存在相互作用。氨氣的實驗室制法，微粒觀內容：微粒間存在相互作用并不斷運動。

2.微粒觀建構在本節課中的達成

2.1學生微粒觀認知情況分析

學生在通過初中的學習，初步建立了物質是由很極其微小微粒組成的，微粒間是有間隔的概念，知道了分子、原子、離子、電子等微粒，也只是停留在知道的層次，更多是感性認識，懂得解釋一些花香四溢，酒水混合1+1<2等基本的生活現象。通過高中階段對物質的量和離子反應的學習，加深了學生在量化的基礎上對微粒的極其微小和溶液中的微粒間相互作用本質的理性認識。但是對用微粒觀是視角下，研究物質方法和程序的能力還缺乏實際經驗。

2.2學生微粒觀建構發展目標

通過本節課對微粒觀建構，學生要應用以微粒觀視角分析具體的實驗現象的能力，完成宏觀辨識與微觀探析，并在辨識探析過程中會運用已知的理論，來解決實際問題。在實驗探究中利用符號表征不斷加深微粒觀理解深度并用化學語言描述，通過實驗探究過程遇到的問題的解決培養學生的創新意識。利用提出問題和實驗驗證，加強對學生科學精神和社會責任的培養。也為后期化學反應原理及物質結構學習奠定一個良好基礎。

3.核心素養下的微粒觀建構教學過程

3.1以微粒觀為主的教學設計思路

從微粒觀角度分析觀察到氨氣物性，探究氨氣溶于水的實驗，得出NH3的物性、化性，并完成三重表征，通過展示酸堿質子理論引導學生得出NH3和H+反應得到銨鹽，利用實驗探究分析銨鹽性質，由NH4+和OH-得出氨氣的實驗室制法和NH4+檢驗，最后總結銨態氮肥的使用。

教學策略上，通過問題鏈和實驗探究的方式，穿起整節課的教學環節。在過程中完成對微粒觀建構。本節課教材中出現的NH3的氧化，其中涉及到N元素的轉換也就是元素觀核心內容。由于時間有限，把這個部分知識，放到下一節《氮的循環》學習。

3.2核心素養下的在微粒觀建構教學過程

問題1：通過觀察老師事先收集好的氨氣，利用我們以前學過的研究物質的程序和方法，我們可以得到氨氣的哪些性質？

設計意圖：通過展示氨氣的實物，讓學生利用通過前面學習內容進行科學探究，得出氨氣的物理性質，總結歸納氨氣是一種無色無味有刺激性氣味的性質，完成對微粒觀中微粒是微粒構成并不斷運動的核心概念建構。

核心素養的體現：宏觀辨識與微觀探析。

問題2：通過噴泉實驗引入，氨氣溶于水后微粒有哪些？使酚酞變紅的微粒是什么？原理又是什么呢？

設計意圖：從觀察和體驗中歸納出氨氣的極易溶于水的性質，再過設計問題“氨為何可產生噴泉？其產物組成是什么？”完成對宏觀-微觀-符號三重表征的實現。引導學生探究氨溶于水后的堿性溶液的原因，完成溶液為堿性的原因是微粒OH-，概括出氨水顯堿性的微觀本質NH3+H2O？葑NH3·H2O？葑NH4++OH-，在氨氣溶于水之后的體系中分子NH3，H2O，NH3·H2O，離子NH4+，OH-，H+共存體系，存在一水合氨的電離平衡。完成對微粒觀中微粒間存在相互作用并存在間隔，核心概念建構。

核心素養的體現：宏觀辨識與微觀探析，證據推理與模型認知，變化觀念與平衡思想。

問題3：通過引入酸堿質子理論，我們可以知道NH3是一種堿性氣體，應該可以和酸反應生成鹽，大家通過觀察老師的濃氨水和濃鹽酸的改進實驗，得出了什么樣的結論？改進后的實驗優點在哪里呢？實驗改進：用一只Φ12×75小試管裝濃氨水放入到Φ20×200的大試管中，沿著大試管內壁滴加濃鹽酸，馬上用橡膠塞塞進試管口，稍震蕩。優點：有效防止生成氯化銨逸散到空氣中，污染環境。

設計意圖：通過對酸堿質子理論推出氨氣是一種堿性氣體推理得出：氨氣和濃鹽酸反應。用實驗手段進行驗證-觀察生成白煙的現象-探究原因-總結出氨氣可以和酸反應生成銨鹽，完成對NH3和H+形成銨鹽從微粒觀角度進行分析，完成對微粒觀中微粒間存在著相互作用并不斷運動的建構。endprint

核心素養的體現：科學探究與創新意識、科學精神與社會責任。

問題4：對上述實驗裝置改進采用加熱方式，我們可以觀察到什么現象？你的結論是？

設計意圖：通過對實驗的觀察發現白煙在溫度高的地方濃度變小，推理得出銨鹽易分解的性質。微粒觀角度進行分析，完成對微粒觀中微粒間存在相互作用的建構。

核心素養體現：宏觀辨識與微觀探析，證據推理與模型認知，科學探究與創新意識。

問題5：其他的銨鹽是否也具有這樣的性質？追問：那硫酸銨硝酸銨又如何呢？

設計意圖：通過實驗觀察總結規律，利用類比思想解決問題，同時也要舉例說明共性中的特性，例如：硫酸銨硝酸銨。完成對物質是由微粒組成的之間存在著相互作用的，核心觀念建構。

核心素養體現：證據推理與模型認知、科學探究與創新意識。 問題6：通過上面的實驗，我們知道銨鹽中的NH4+在一定條件下可以轉化為氨氣。大家通過這個思路，可以制備出氨氣嗎？那又怎么來驗證收集到的氣體為氨氣呢？

設計意圖：利用已經學過內容加深對NH4+與OH-反應在一定條件下生成NH3的運用，進而得處銨鹽（提供NH4+）和堿（提供OH-）的反應制備氨氣，總結利用氯化銨和氫氧化鈣加熱制備氨氣，也可以采用濃氨水和氫氧化鈉固體制備少量氨氣。體現了微粒觀中微粒間存在相互作用。

核心素養的體現：證據推理與模型認知、科學探究與創新意識。

問題7：如何來檢驗一種鹽是銨鹽呢？

設計意圖：根據銨鹽中NH4+離子的性質，推理出銨鹽的檢驗的兩種方式，完善學生運用已知的證據科學推理的能力。在這個過程中，要培養學生規范的表達方式：取少量的樣品溶解于試管中，加熱，用鑷子夾一張濕潤的紅色石蕊試紙在試管口處，觀察是否變藍，如變藍則此樣品含有NH4+。完成對微粒觀中微粒間存在相互作用并不斷運動內容的建構。

核心素養的體現：證據推理與模型認知、科學探究與創新意識。

問題8：如果農民使用銨態氮肥時，大家能不能從今天學習的內容，提供一些建議？

設計意圖：利用銨鹽易分解性質，得出保存環境在陰涼干燥處，并不能與堿性肥料一起使用。用真實的情景模擬，來增強理論聯系實際的能力。讓學生感受到化學就在身邊，同時感受到化學對我們生活的正面影響。

核心素養的體現：證據推理與模型認知，科學精神與社會責任。

4.觀念建構教學的與傳統教學的對比

傳統教學在元素化合物教學中，以知識為主體，關注知識的系統性，通常采用結構-性質-制法-用途講授方式。但這種方式忽略了學生由觀察事物現象分析本質的第一認知視角。以觀念建構為主的教學，通過對學生已有的基本觀念進行切入，并圍繞著切入點，進行相關的知識內容的再建構，內容上環環相扣，思維上層層遞進，注重認知發展的連貫性，符合學生的學習規律。

5.結語

為了更好的落實時代賦予教育的“以德樹人”的根本任務，提升學生化學科學素養，立足于課堂教學，在以“宏觀辨識與微觀探析”“變化觀念與平衡思想”“證據推理與模型認知”體現了具有化學學科特質的思想和方法的引領下，從“科學探究與創新意識”實踐層面激發創新，在“科學精神和社會責任”進一步完成化學學習更高層面的價值追求。將化學知識與技能的學習、化學核心觀念的建構、科學探究與解決問題能力的發展、創新意識和社會責任感的形成等方面的進行有機的結合，使學生形成較為完整的化學學科核心素養體系是我們今后應該研究的方向并為之努力。

參考文獻：

[1]王寶斌.“明”“暗”相間：學科觀念下的化學專題復習[J].教育研究與評論，2014（5）：87-88.endprint