創設教學情境 培養核心素養

黑龍江

魯紅霞

培養學生的核心素養問題已成為當前基礎教育課程改革關注的焦點。化學課堂教學是培養學生化學核心素養的重要載體，注意在教學中創設相關情境，引領學生在科學探究中尋找證據進行推理，經過分析、歸納、總結化學相關內容的認知模型，實現在認知活動中培養和提升學生的化學核心素養。

一、化學學科核心素養

《普通高中化學課程標準(2017年版)》中指出：化學學科核心素養包括“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”“科學態度與社會責任”五個維度。前三項強調了化學基本觀念、化學思想和化學思維，明確提出了科學探究是化學學科中形成科學觀念、發展科學思維、培養科學精神的重要手段和途徑，突出了科學態度、社會責任等要素。在化學課堂教學中創設與發展學生化學核心素養目標相匹配的課堂教學情境，切實將培養學生的化學學科素養落實到課堂教學目標當中。

二、教學情境的設計是課堂教學成功的關鍵

教學情境是教學活動順利開展的載體和基礎，在課堂教學中創設情景是實現教學目標的必要途徑。顧明遠在《教育大辭典》一書中指出：“教學情境是指教師在教學過程中運用各種手段和方式創設的一種適教和適學的情感氛圍，從而為完成教學目標和任務奠定基礎。教學情境是教師教學意圖的體現，可以貫穿于全課，也可以是課的開始、課的中間或課的結束。”隨著新一輪課程改革和素質教育的逐步推進，課堂教學也隨之進行著相應的變革，在高中化學課堂教學新課改中，課堂情境教學越來越受到化學教師們的關注，教師利用已有的化學資源適時、合理地創設有價值的化學課堂教學情境，通過情境教學，激發學生的學習興趣，提高學生自主學習能力，使學生更容易理解、構建知識。教師利用教學情境引導學生積極參與整個學習過程，引領學生不斷進行探索活動，提高課堂效率。

三、創設教學情境發展學生化學核心素養

化學是反映物質及其變化本質屬性和內在規律的一門學科。這門學科中部分知識具有高度的抽象性、嚴密的邏輯性，給教學帶來了一定的難度，導致教師難教，學生難學。針對化學理論知識具有抽象性這一特點，教師在教學時，應精心設計化學實驗和實際問題相結合為學生創設學習情境，科學設計問題，引發認知沖突。力圖通過學生從“做中學”和“探究中學”的主動實踐過程中加深對化學理論知識的理解，引導學生基于證據作出科學的判斷，使學生領悟化學知識的探究方法、思維方法和學科本質。盡管學生通過實踐得出的結論不成熟，有偏差，但更寶貴的是學生在實踐過程中增強了研究意識，學生的創新精神、動手能力和解決實際問題的能力。本教學設計符合學生的認知規律，學生知識的獲取經歷從實踐到理論，再由理論到實踐“兩次飛躍”的發展過程。在這“兩次飛躍”中，化學學科素養得到了真正的落實。據此設計教學程序如下：

創設情境→提出問題→收集事實→科學抽象→得出結論→交流與應用

四、創建教學情境思維模型

教學環節1：情境引入

[播放視頻]本班學生間操跑步視頻。

[問題]上一周我校學生為什么沒有跑步？

[學生]思考，回答是霧霾。

[教師]形成霧霾的原因有多種，汽車尾氣是產生霧霾的重要原因之一，因此環保型電動汽車備受世人關注。今天老師也帶來了一款新能源汽車——鹽水汽車。

[教師演示]向容器中加入鹽水，啟動鹽水汽車。

[教學分析]教師能夠深入挖掘教材中與學生生活相關的內容，選擇學生熟悉的、感興趣的，具有豐富教育功能的素材，此模型中從學生熟悉的霧霾入手，聯系到新能源汽車，并演示啟動鹽水汽車，讓汽車運動起來，有效地引起學生的注意，喚起了學生的探究欲望。創建教學情境時應將化學知識融入到真實的生活和自然環境之中，尋找學生生活經驗與化學知識的契合點，引導學生感受有真實情境的化學，有實際價值的化學，有情感體驗的化學。在感受化學魅力的同時，感悟化學學科的社會價值和社會責任，如上述教學情景通過環保型汽車解決霧霾問題培養學生“科學精神與社會責任”的化學學科的核心素養。

教學環節2：問題引導

[教師]1.鹽水汽車的動力從何而來？

2.請同學們回憶我們學習過的氧化還原反應，它與非氧化還原反應的本質區別是什么？

[學生]思考交流，回答。

[教師]氧化還原反應的電子轉移是我們肉眼看不見的，我們能否通過實驗感受它的存在呢？

[教學分析]教師及時利用學生對鹽水汽車實驗現象的宏觀感受，在“新舊知識的結合點”上產生問題，引導學生尋找最近發展區，為新知識原電池做好鋪墊和承接。將原電池與氧化還原反應聯系起來，抓住問題的本質。激發學生對微觀世界的探究欲望，驅使學生有目的的積極思考、探索。

教學環節3:實驗探究

學生按照實驗報告單上的內容進行實驗，教師通過移動終端現場直播各小組實驗情況。

[學生]實驗探究活動1： 將銅片和鋅片先后平行放入盛有稀硫酸的燒杯中，觀察、記錄實驗現象并思考實驗報告單上的問題。

[問題1]為什么鋅片上有氣泡，而銅片上沒有？

[問題2]鋅與稀硫酸的反應屬于哪種反應類型？請同學們寫出鋅與稀硫酸反應的離子方程式并用單線橋標出電子轉移方向與數目。

[學生]實驗，觀察，記錄，交流、各小組匯報。

[學生]實驗探究活動2：銅片和鋅片上部交叉接觸放入盛有稀硫酸的燒杯中，觀察、記錄實驗現象并思考實驗報告單上的問題。

[問題3]銅片上產生的是什么氣體？

[問題4]請說明氫離子在哪里得到電子？

[問題5]電子從何而來？這能否認為Cu與稀硫酸反應呢？

[問題6]電子是通過溶液轉移到銅片上還是通過銅與鋅接觸點轉移到銅片上？

[問題7]如何解釋上述現象？接觸時銅片上為什么會產生大量氣泡？

[學生]實驗，觀察，記錄，思考交流，得出結論，各小組匯報。

[教師]若銅片直接與稀硫酸反應，則Cu片不會溶解，同時溶液不會變藍色，這與大家看到的實驗事實不符。既然有電子轉移，電子的定向移動會形成電流。我們能否設計實驗來證明電子轉移？

[學生]實驗探究活動3：在銅片和鋅片兩端連接上靈敏電流計觀察、記錄實驗現象并思考實驗報告單上的問題。

[問題8]銅鋅原電池的正極和負極分別是什么？判斷依據是什么？

[問題9]外電路中電子流動的方向如何？溶液中，陰陽離子是如何移動的？

[問題10]在鋅片和銅片表面各發生了哪些變化，試著寫出總反應離子方程式，兩個電極上各發生什么反應？

[學生]實驗，觀察，記錄，思考交流，得出結論，各小組匯報。

[教師]通過剛才的實驗我們觀察電流表指針發生了偏轉，確實有電流產生，我們知道化學反應既有物質變化同時伴有能量變化，如鎂條燃燒，既發光又放熱，化學能有的轉化為熱能，有的轉化為光能。像今天這樣一套裝置既發生化學反應又產生了電流，將化學能轉化為了電能，我們將化學能轉化為電能的裝置，稱之為原電池。

板書：原電池定義

[教師]在銅、鋅電極上發生的反應稱為電極反應，原電池裝置能夠將氧化反應和還原反應分開在兩極上進行。

板書:

[教師]原電池就是這樣一種非常巧妙的裝置，電子在外電路中定向移動形成電流，產生了電能。鋅銅原電池由鋅、銅、稀硫酸和導線構成，其他的金屬和溶液能否構成原電池呢？如果將鋅換成鐵，將銅換成能夠導電的石墨，原電池反應能否發生呢？原電池的構成條件有哪些呢？

[教學分析]教師能夠創造性地使用教材，對本節教材內容進行了必要的處理和補充，豐富了教材潛在的價值。教師在教材的基礎上設計兩個對比實驗，在探究實驗1中銅片上不產生氣泡，到探究實驗2銅片上產生氣泡，不同的實驗現象與學生原有的知識產生了“認知沖突”，兩組實驗使學生沉浸在充滿“認知沖突”的教學情景之中，激發學生內隱的學習動機。教師及時發問引導思考：既然有電子轉移，電子的定向移動會形成電流，我們能否用設計實驗來證明電子轉移？這樣，學生的探究欲望就被激發起來了，學生的學習也就順利地過渡到探究實驗3教學環節。

三組對照實驗都發揮各自特殊的實驗價值，每個實驗都是上一個實驗的延續，通過對探究實驗的一步步改進，探究實驗3中學生觀察到電流表發生了偏轉，實驗幫助學生體會到氧化還原反應中電子的轉移。教師以學生為主體精心設計的三個對比實驗，有利于學生發現問題、提出問題、分析問題和解決問題，學生在循序漸進的學習過程中對原電池形成自己的理解。

教學環節4:創新設計

[教師]請同學們利用下列藥品和實驗用品設計實驗，探究原電池的形成條件。

藥品和實驗用品：Zn片、Cu片、Al片、石墨、稀硫酸、無水乙醇、 CuSO4溶液、導線若干、靈敏電流計、燒杯等。

[學生]學生分組設計實驗方案、操作、觀察實驗現象、記錄實驗數據、寫出相應電極反應式，思考交流、各小組成果展示。

[教師]板書：構成原電池的條件

[教學分析]在原電池形成條件教學環節中，教師再次利用化學實驗和科學探究相結合創設教學情景。此實驗內容開放性較強，在形式上選取學生分組實驗。學生利用教師提供的實驗用品自主設計實驗方案進行實驗，觀察實驗現象，得出具體結論。實驗內容開放性和趣味性強，激發了學生科學探究的欲望，培養了學生創新思維能力。有利于學生對原電池更深入、更直觀的理解，更有利于學生建立起原電池認知模型。使化學核心素養“證據推理與模型認知”“實驗探究與創新意識”在學生學習活動中得到落實，達到了預期的教學目標。

教學環節5:學以致用

[教師]請同學們開動腦筋思考，鹽水汽車的動力從何而來？

[學生]思考，交流，回答。

[教師]銅鋅原電池能否解決生活供電照明問題。

[學生]思考，交流，暢所欲言。

[教師]這說明今天所學的銅鋅原電池只是一個電池的雛形，用它來解決生活中的實際用電有諸多不便，如攜帶不便、電壓小、電流不穩定等，需要改進。目前我們廣泛使用的電池有干電池(方便但不可重復使用)，蓄電池如鋰電池、鉛電池(可反復使用但會污染環境)，燃料電池(環保、原料便宜)，太陽能電池(綠色能源)等。其實，所有這些改進，核心就是圍繞如何讓電子“更多、更久、更好”地轉移，從而造福人類。望同學們努力學習，將來也能為科技進步做出自己的貢獻。對于電池的發展你有什么樣的想法呢？

[教學分析]在此教學環節中，教師通過兩個問題“鹽水汽車的動力從何而來？”“銅鋅原電池能否解決生活供電照明問題。”來評價學生是否已經掌握與原電池這一概念相關的基礎知識，及時幫助學生鞏固本節課的知識和技能，以學生熟知的生活用電創設問題情境，讓學生參與到課堂中來，激活學生思維，大膽提出各種猜想，運用所學知識解決實際問題。讓學生初步體會化學與生產、生活的緊密聯系，感悟化學的實用價值和社會價值。體會通過本節課的學習激發學生學好科學文化知識的想法，今后為科技進步做出自己的貢獻。通過此環節培養學生的“科學精神和社會責任”。

五、結語