“素養為本”的教學設計案例

譚瓊念

人教版選修4第三章第二節“水的電離和溶液的酸堿性”的學習內容，實際上是應用前一章所學的化學平衡理論，探究水溶液中離子的相互作用，它既是繼化學平衡、電離平衡之后的又一重點內容，又為鹽類的水解等內容的學習奠定基礎。本節內容豐富，理論與實際、知識與技能兼而有之，體現了化學理論的指導作用，又展示了相關知識在生產、生活中的應用價值。本節分三課時學習，第一課時主要學習水的電離、水的電離平衡和水的離子積，了解溶液酸堿性的判斷方法。

一、教學與評價目標

1. 教學目標

（1）通過“水的導電性”實驗設計與實驗探究，理解水的電離，培養實驗探究能力。

（2）通過應用化學平衡的理論，建立水的電離平衡和平衡影響因素的認識模型。

（3）通過電離平衡常數的應用，探索水的離子積計算原則，提升化學推理與計算能力。

（4）通過探索水溶液中H+、OH-濃度大小關系確定溶液的酸堿性，讓學生理解矛盾的對立統一辯證關系。

2. 評價目標

（1）通過課前設計“證明水會發生微弱的電離”實驗，課間“精確的水導電性實驗”的線路連接、現象與結果分析，診斷并發展學生實驗探究的水平（定性水平、定量水平、實驗操作水平）。

（2）通過對水的電離平衡和平衡影響因素的探討，診斷并發展學生對電離平衡模型的認知和表達水平（微觀層面、符號表征）。

（3）通過對水的離子積的推算及應用，診斷并發展學生證據推理、科學計算等水平。

（4）通過對溶液酸堿性的判斷依據的討論分析，診斷并發展學生解決實際問題的能力。

二、教學流程

1. 課前實驗設計與交流

【學習任務1】課前，閱讀安全用電常識：“嚴禁用濕手觸摸電器，不用濕布擦拭電器，發現有人觸電要設法及時關閉電源或者用干燥的木棍等物體將觸電者與帶電的電器分開……”思考“濕”與“干”的區別在于是否含有水，說明水有什么性質。要求進行實驗設計，證明“水是一種極弱的電解質”，并繪出實驗裝置圖，在學習小組內進行討論交流。小組內合作交流、對比分析，確定最佳方案與裝置。

【評價任務1】診斷學生實驗設計水平、實驗探究定性、定量水平，引導學生合作學習，發展實驗設計能力與科學的態度。

2. 課中，研討、改進實驗方案，實驗探究水的電離

【學習任務2】匯報、對比、改進和實施實驗方案，交流、展示、評價各小組的設計。根據設計及教師提供的器材，學生上臺嘗試串聯電路，觀察、分析實驗現象，歸納實驗結論，微觀分析水的電離情況，書寫水電離的方程式。

【評價任務2】發展實驗探究的實際操作水平，培養合作學習、科學評價的精神。

3. 分析本質，推理計算

【學習任務3】結合書本室溫下1L純水只有1×10-7 mol H2O電離，用三段式推算水的電離常數并理解水的離子積的概念。推算：

在25℃時，Kw=c（H+）·c（OH-）=K電離·c（H2O）=1×10-14，水的離子積Kw=c（H+）·c（OH-）。

【評價任務3】引導學生學會挖掘教材資訊，學會回顧應用已有知識，學會推理分析，掌握必要的數據處理方法，發展知識關聯結構化的水平，發展認識思路結構化的水平。

4. 原理應用，推理分析

【學習任務4】根據教材（表3-2），小結水的電離受溫度影響的情況，應用平衡原理推理分析：水電離平衡的影響因素。

【評價任務4】發展模型認知與問題解決能力。

5. 應用提升，問題解決

【學習任務5】Kw的計算和溶液的酸堿性，思考交流c（H+）、c（OH-）與Kw的換算關系，探究水在不同環境下電離出的c（H+）、c（OH-）并小結規律，分析溶液的酸堿性的本質。

【評價任務5】發展提升科學推理、應用計算的能力，診斷并發展學生解決問題的能力。

6. 知識歸納，總結提升

【學習任務6】課后，學生進行知識歸納、解決問題。

【評價任務6】診斷和發展問題解決能力和化學價值的認識水平。

做本節學習內容的思維導圖，小組內交流展示，完成本節的相關習題，學習了解溶液酸堿性在實際生活中的應用。意在診斷與發展學生的自主建構知識的能力，發展問題解決能力和化學價值的認識水平。

【案例說明】

本課例源自筆者參與執教的一次同課異構活動。兩課中，一課重素養，一課重實效，兩課各有千秋。課后議課中，大家覺得應將兩課更藝術地糅合，效果必將錦上添花。為使教學更適合新課標，更具推廣及應用價值，筆者將兩課高度整合后重設此課，實踐效果很好，特別是在以下幾方面可供借鑒。

（1）任務驅動，全面發展核心素養

本課共設6個學習任務，課前、課后各一個任務，分別起到課前生疑、探疑，課后回顧整理、應用提升的作用。以“水的導電性”這一探究實驗為例，從課前的“用電安全”的生活情境導入“水能導電”，要求學生思考設計實驗，證明水能導電并探究水的導電能力，到課中的展示實驗原理與裝置，再到學生動手組裝儀器，真正踐行實驗，當中既有個體各種異想天開的設計，又有小組合作的對比評價，既激發了學生的創造性思維，還為學生提供了將設計付諸實踐的機會，這些任務一步步點燃了學生的熱情，閃耀了他們的思維，這正如古希臘生物家普羅塔弋說過這樣一句話：“頭腦不是一個要被填滿的容器，而是一把需被點燃的火把。”這樣的學習過程，使科學探究與創新意識，科學態度與社會責任等核心素養在參與中潛移默化，這是“老師講解，演示實驗”所不能比擬的。同樣的，本課6個學習任務，各有重點，起到了全面發展核心素養的作用。

（2）逐層推進，高效提升學科能力

本課課前課后6個學習任務6個環節，“實驗探究-推理分析-原理應用-應用提升-生產應用-總結反思”，環環相扣。從水的導電實驗探知→水能導電但導電能力很微弱→水是弱電解質，必然存在電離平衡，引出水的電離方程式;水電離存在平衡，必適用化學平衡原理→引出水電離平衡的影響因素;既然存在平衡→自然引出水的電離平衡常數與離子積;水的離子積是個常數→必然有應用計算;通過計算→更深刻地認識到任何水溶液都同時存在H+和OH-，得出溶液酸堿性本質。整個課堂結構流暢自然，學生理解應用建構知識、提升能力順理成章，化學核心素養的培育水到渠成。

（3）巧設情景，前后實驗渾然一體

課堂還設計了兩個看似無用的實驗情景，在實驗一探究水的導電而燈泡不亮后，在探究水電離的影響因素時，向水中滴加2～3吸管的NaOH溶液，燈泡慢慢變亮。這一實驗，一來再一次說明水是一種極弱的電解質，二來可以自然地過渡到水的電離平衡受到影響，電離平衡發生移動，再者，相同的實驗裝置不同的實驗現象，燈泡由不亮變亮的過程，極大地提高了實驗的趣味性，這對中學生的學習而言，是一種提升化學魅力的催化劑。

課堂設計的第二個看似無用的實驗情景，是在實驗二加了NaOH溶液的水中滴加酚酞，溶液變紅，說明溶液呈堿性，老師引導學生，這是一個原來大家都明確知道有H+和OH-的溶液，現在加了NaOH呈堿性，充分說明，現在c（H+） < c（OH-），從而得出溶液酸堿性的實質。該實驗現象明顯，前后聯系，舉手之間，讓學生頓悟出化學現象的本質，前后實驗渾然一體，知識的理解自然而生。

（4）深挖教材，信息處理有效示范

在學習水的離子積常數時，要求學生用三段式計算水的電離常數。計算中水的濃度等數據從何而來？這時就引導學生對教材進行深層次的挖掘“在室溫下55.6 mol H2O中只有1×10-7 mol H2O電離，電離前后H2O的物質的量幾乎不變”，通過啟發、示范信息的獲取方法，通過點評學生推算中的常見錯誤，既培養了學生學會理解教材、讀懂教材、重視教材的能力，還有效地培養了學生獲取信息及運用信息的能力。

（5）教評一體，深度學習面向全體

本課處處體現教、學、評的整體性與統一性。在每一項學習任務開啟前，有任務要求，學習后有及時交流與評價。如課前任務1、課間任務2的實驗設計中實驗方案、裝置的交流對比優化的討論，又如任務5中Kw的計算時學生解題訓練的展示、學生自己的講解、師生當堂的分析評價，還有任務6課后做本節知識內容的思維導圖等，均做到每一項的學習都面向全體，及時由老師或同學評價。教、學、評一體化，既能發揮眾人所長，又能同學互助，在師生、生生交流互動中，學生的思維能力、動手能力、分析能力和表達能力都得到培養，師生情感得到交融。這樣，學習過程就成了一項共同交流、共同感悟、互相促進、當堂理解的過程。

（6）創新作業，理科作業跳出題海

本課課前學生設計實驗，課后學生描繪相關知識的思維導圖，再加以解題應用，創新了作業設計與評價，課前課后內容有針對性、層次性、多樣性，既達到了新課標要求的“要改變機械訓練的現狀，倡導學生主動參與，培養學生獲取新知識的能力，分析和解決問題的能力以及交流與合作的能力”，又更科學合理地將課前課間課后學習一體化，一改學科作業就是做題再做題，重復訓練的狀況，有效提升了學生的學習興趣。