培養學生化學核心素養的小專題教學案例分析

侯道華 王梅 劉靜

摘要：根據教材內容間的聯系，以小專題的教學形式整合教學內容，并通過問題情境分析和引導，以及巧妙的實驗創新設計，幫助學生解決化學實際問題;在解決問題的過程中實現學生能力發展與化學核心素養發展的融合，提升學生的綜合素質。

關鍵詞：核心素養;小專題教學;實驗創新

文章編號：1008-0546（ 2019）07-0032-03

中圖分類號：G633.8

文獻標識碼：B

doi： 10.3969/j .issn.1008-0546.2019.07.009

一堂真正的化學優課，會讓每一個學生都有輕松、愉快的心情學習化學，能不斷提高學生學習化學的興趣，激發學生探究化學的美麗、神奇之處，為學生提供一個展示自我的平臺，促進學生化學學科核心素養的形成和發展。由于受到應試教育的影響，有些教師的教學對教材的挖掘不夠充分，在物質性質的教學中，容易陷入物理性質有幾條、化學性質有幾條的套路，然后學生進行記憶學習，這樣的教學學生很被動，易疲倦，課堂效率不高，更不利于培養學生的化學學科核心素養。

2018年11月29日，在蕪湖縣化學青年教師研究課上，來自南湖學校劉老師的“二氧化碳的性質”小專題教學課例給全體觀課老師留下了深刻印象，獲得了一致好評。筆者以劉老師這節課為例，結合我們自己的教學實踐來做一些分析和思考。

一、教學設計的整體思路與分析

教師創設情境激發學生的學習興趣，并以小專題的形式幫助學生有效地整合所學內容，整個教學活動中利用問題在教學內容與學生理解之間搭建一座橋梁，用實驗探究貫穿整個課堂。《義務教育化學課程標準（2011版）》也指出：“在教學中創設以實驗為主的科學探究活動，有助于激發學生對科學的興趣，引導學生在觀察、實驗和交流討論中學習化學知識，提高學生的科學探究能力[1]。”

二氧化碳的性質這節課從知識內容上來看，比較簡單，主要包括二氧化碳的物理性質、化學性質。但本節課教材實驗比較復雜，課堂時間有限，按照教材方法逐一完成對二氧化碳性質的實驗探究耗時較長，而本節課教師以“二氧化碳的性質”專題形式對教材內容進行整合，并使用自制教具對教材實驗及內容進行了創新設計，以更加簡便的方法完成了對二氧化碳性質的內容教學，且實驗操作現象明顯;從學生化學核心素養發展的角度來看，本節課應讓學生學習如何分析實驗中產生的現象，通過現象切身感悟實驗的本質原理，并激發學生創新思維，培養學生的創新意識以及科學探究與解決問題的能力。本節課的知識結構（如圖1所示）。

二、教學過程分析

為了促進學生理解化學知識，順利完成上述知識結構的教學目標，教師以小專題的教學形式對教材內容進行了整合，并通過實驗創新實施教學，具體的教學過程如下：

1.環節一：創設學習情境

[情境導入]教師首先以干冰形成白霧引入課題，現象非常明顯，效果極佳，迅速抓住了學生的眼球，激發了學生對于二氧化碳學習的興趣。

2.環節二：探究二氧化碳的性質——溶解性

[師生活動]生動的學習情境激發了學生的好奇心，很多學生都躍躍欲試，教師提出問題：“二氧化碳溶于水嗎？”這時教師拿出裝滿二氧化碳的塑料瓶并帶來了自制教具（如圖2所示）。 學生按照教師課前發給學生的專題學習任務單，認真觀察以下實驗并記錄實驗現象。

[學生活動]學生進行實驗：用裝滿二氧化碳的塑料瓶與連接著膠皮管的橡膠塞進行組合，先向裝滿二氧化碳的塑料瓶倒入約1/4的水，塞上膠塞，用彈簧夾夾緊膠皮管，然后振蕩塑料瓶，發現瓶子變癟了（如圖3所示）。

學生很快地對實驗現象及產生現象的原因分組進行討論并回答。許多學生在回答和解釋這個實驗現象時，都能說出二氧化碳溶入水使瓶內壓強減小。

[教學分析]筆者認為如果教學中只強調實驗結果，忽略了對實驗過程的剖析（即1/4體積的水替代了塑料瓶中1/4體積的二氧化碳， 1/4體積的二氧化碳被擠出塑料瓶，此時瓶內有1/4體積的水和3/4體積的二氧化碳），則不利于對下一個問題的解釋。劉老師特意通過在塑料瓶外壁標注2/4、1/4體積的位置，很好地起到了思維引導的效果，在老師的引導下，學生能很好地理解瓶內物質的組成占比，為下一個實驗現象的理解做好了鋪墊。

[學生活動]繼續進行實驗探究：將膠皮管伸人紫色的石蕊溶液中，打開彈簧夾（如圖4所示），紫色石蕊溶液被吸入塑料瓶中，進入的液體體積約1/4（如圖5所示）。

[師生活動]教師沒有直接提供答案，而是給出了新的問題：“有什么疑問？此實驗說明了什么問題？”這個環節著重培養學生透過現象看本質，引導學生主動發現和提出問題。學生提出：“紫色石蕊溶液被吸人塑料瓶中，為什么進入的液體體積約1/4？”、“是不是之前1/4體積的水溶解了1/4體積的二氧化碳？”此時，教師給出了積極的評價：“觀察的很仔細，思考的很深入。”l體積水約能溶解l體積二氧化碳的問題得到了很直觀的、生動的解決，師生達成共識。

[教學分析]筆者認為，在前一個實驗時教師和學生若只關注二氧化碳能溶于水，而沒有對實驗過程進行剖析則只能讓學生被動理解l體積的水能溶解1體積的二氧化碳。而通過創新設計的實驗探究之后，學生的化學思維打開了，能主動運用所學知識解決實際問題，由此體會到實驗的創新設計所帶來的益處，培養了學生的創新意識，同時讓學生認識到科學探究是進行科學解決化學問題的重要途徑。

[師生活動]教師問：“紫色石蕊溶液為什么會變紅？”學生提出猜想：“（1）二氧化碳使紫色石蕊溶液變紅？（2）二氧化碳和水反應的生成物使紫色石蕊溶液變紅？”通過設置情境，激發學生學習興趣，順利過渡到下一個環節的教學。

3.環節三：二氧化碳的性質——密度比空氣大、不支持燃燒也不能燃燒、與水反應

[師生活動]教師展示自制教具（如圖6所示），塑料桶內有四顆紫色石蕊溶液染色的小棉球，自上而下編號l、2、3、4，其中2、3兩顆是濕潤的，1、4兩顆為干燥的，旁邊放有燃著的蠟燭。

學生分組完成實驗，同時完成學習任務單。教師提問：“你們觀察到什么現象了嗎？說明二氧化碳具有哪些性質？”學生各抒己見，得出結論：通過棉球2、3都變紅，但棉球3比棉球2先變紅，說明二氧化碳密度比空氣密度大，所以氣體下沉;通過棉球3和4對比，棉球3變紅，棉球4不變紅，得出二氧化碳和水反應的生成物使紫色石蕊溶液變紅;燃著的蠟燭熄滅，說明二氧化碳不支持燃燒也不能燃燒。

教師最后介紹采用數字化技術實驗，利用二氧化碳傳感器測量容器中二氧化碳含量變化，從而直觀得出二氧化碳密度比空氣大。

[教學分析]筆者認為該裝置有效解決了教材中實驗的如下不足：

（1）教材實驗中兩支蠟燭在燒杯內燃燒，造成燒杯內溫度升高，傾倒二氧化碳時受到熱氣流的影響，二氧化碳會向上逸散，實驗會產生誤差，而改進的實驗中塑料桶壁很好地阻隔了熱氣流。

（2）教材實驗驗證二氧化碳密度比空氣密度大、不支持燃燒也不能燃燒、二氧化碳和水反應的生成物使紫色石蕊溶液變紅等性質時，需要制取5瓶二氧化碳氣體，實驗操作繁瑣，耗時長。本節課劉老師通過自制教具將以上幾個實驗整合在一起，在教學中邊制取二氧化碳氣體邊探究其性質，節約時間，實驗現象明顯，提高了課堂效率。

不過，該裝置中棉球l的作用，劉老師沒有交待，如果事先能用其他酸溶液浸潤變紅色進行對照說明，該實驗的邏輯推理會更合理，畢竟絕大多數學生對酸能使紫色石蕊溶液變紅色的知識儲備是不夠的。

當然，從整體上來看，整個環節教師教學思路清晰，恰到好處地將教材實驗內容用巧妙的方法貫穿整合，教學環節是完整規范的。特別是最后借助數字化技術實驗測量瓶中C02含量變化，根據濃度變化數據，使學生對實驗有了定量的認識，加深了對知識的深層理解，進一步激發了學生對化學學科和現代科學技術的喜愛，培養了學生的科學探究能力和創新意識。

三、教學反思

本節課教師對教材內容進行了一定的調整與整合，以“二氧化碳的性質”這一小專題的形式呈現，并通過普遍受學生歡迎的實驗探究來組織課堂教學，實驗設計貼近生活，且由易到難，由簡單到相對復雜，不僅提高了學生的學習興趣，活躍了課堂氣氛，更重要的是體現了學習的循序漸進的原則，達到透過現象看本質的效果，有利于學生從感性認識上升到理性認識，培養了學生的化學學科核心素養。

當然，化學學科核心素養的培養不是一蹴而就的，核心素養之間的關系也不是彼此獨立的，這就需要我們在教學實踐中以化學教材為載體，創新教學形式，將化學知識與技能的學習、科學探究與解決問題能力的發展、化學思維和創新意識的形成等方面的要求融為一體，形成化學學科核心素養體系[2]。

參考文獻

[1]中華人民共和國教育部，義務教育化學課程標準（2011年版）[M].北京：北京師范大學出版社，2012：2

[2]張紅俊，培養學生化學核心素養的高三教學實踐[J].中學化學教學參考，2017（8）：40-42