基于學科核心素養的初中化學教學設計

余亮

摘要：以“燃燒與滅火”為例，探索如何在教學中培養學生的化學核心素養。正確處理好“情境與問題”“探究與思維”“主導與主體”3對關系，引導學生積極參加教學活動，發揮學生的主體作用，培養學生實驗能力，提升化學思維品質。

關鍵詞：核心素養;實驗能力;思維品質

文章編號：1008-0546（ 2019）07-0035-03

中圖分類號：G633.8

文獻標識碼：B

doi： 10.3969/j .issn.1008-0546.2019.07.010

核心素養是課程標準研制（設計）的DNA，是貫穿課程標準修訂的一根紅線，也是課程實施和教學改革的總綱和方向。素養導向的教學本質上就是以學生發展為本的教育[1]。隨著普通高中化學學科核心素養提出“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、實驗探究與創新意識、科學精神與社會責任”五個維度的素養，一批學者也在此基礎之上，提出了初中化學“宏微結合、分類表征、變化守恒、模型認知、實驗探究、綠色化學”六個維度的核心素養[2]。

初中化學是化學教育的啟蒙階段，作為一線化學教師更應該深入思考如何讓課堂變得生動活潑，使每一位學生以愉快的心情去學習生動有趣的化學，激勵學生積極探究化學變化的奧秘，增強學生學習化學的興趣和學好化學的信心，培養學生終身學習的意識和能力[3]。基于以上思考，筆者以2018年11月參加的一節市級優質課“燃燒與滅火”為例，淺談培養學生化學核心素養的教學實施過程。

一、以真實情境為導向培養學生質疑能力

真實、生動、直觀而又富于啟迪性的學習情景，能夠激發學生的學習興趣，幫助學生更好地理解和運用化學知識。教師應有針對性地選擇學習情景素材，引導學生從真實的學習情景中發現問題，展開討論，提出解決問題的思路[4]。本節課通過表演魔術“燒不壞的手帕”認識燃燒現象，教學片段如下。

[師]展示“燒不壞的手帕”魔術（具體操作：將嶄新的棉手帕放入燒杯中，再向燒杯內倒入無色液體將其浸濕，稍稍擰干后，用鑷子夾持手帕）。

[師]手帕浸濕后能發生燃燒嗎？

[生]不能吧，都濕透了肯定不能點著。

[師]進行后續實驗操作（用打火機點燃手帕）。

[生]哇，手帕周圍產生了熊熊烈火！

[師]同學們看到了燃燒現象，你們猜火焰熄滅后手帕表面會如何？

[生]肯定燒焦了。

[師]見證奇跡的時刻到了！（將手帕放人預先準備好的水盆中，擰干展開。）

[生]手帕表面沒有燒焦痕跡。那剛剛浸濕手帕的液體是什么？為什么手帕浸濕后表面還能產生火焰？手帕是可以燃燒的物質為什么沒有被火燒著？

[師]請同學們帶著問題，學完本課來進行魔術揭秘。

化學是一門以實驗為基礎的學科，好玩有趣的實驗能引起學生的直接興趣，在課堂教學中如果能把學生置于一種似懂非懂有認知沖突的情境中，學生就會在好奇心的驅使下，衍生出一系列迫切需要解答的問題，從而興趣盎然地學習。

二、以實驗探究為契機提升學生思維品質

《義務教育化學課程標準》中明確指出：義務教育階段的化學教育，要引導學生體驗科學探究的過程，啟迪學生的科學思維，培養學生的實踐能力;理解科學的本質，提高學生的科學素養[5]。教師在教學過程中除了傳授知識還要注重學生思維品質的培養。遵循學生思維發展的特點，從具體到抽象、從不完善到完善、從形式邏輯到辯證邏輯進行階梯式訓練。

對于燃燒條件的探究，筆者先進行了課本演示實驗。讓學生通過對比可燃物所處的環境分析燃燒需要的條件。考慮到白磷及其燃燒后產生的五氧化二磷均有毒，而在教室中進行演示實驗又缺少通風櫥，筆者隨后設計了對燃燒條件的再探究實驗，讓學生自主選擇合適的器材，制定可行的方案來提升學生的思維品質。

[多媒體展示]從圖中選擇合適的實驗用品，如圖1，分組討論實驗方案，畫出簡圖。

[師]提示利用控制變量的方法證明①燃燒需要氧氣;②燃燒需要溫度達到著火點。

[生]討論交流方案，展示實驗方案。

方案l：第一組實驗取兩支試管分別放入適量的白磷和紅磷，再在試管口分別塞上橡膠塞，放入熱水中（可以通過對比白磷燃燒而紅磷不燃燒說明燃燒需要溫度達到著火點）。第二組實驗取兩塊白磷，一塊直接浸沒在熱水中，另一塊裝在配有塞子的試管中再放入熱水中（可以通過對比試管中白磷燃燒而熱水中白磷不燃燒說明燃燒需要氧氣）。

方案2：與方案l類似，將試管口的橡膠塞換成氣球。

方案3：將一塊白磷直接放入熱水中，另外一塊白磷和一塊紅磷置于套有氣球的試管中后再放入熱水中，同時對比三塊可燃物的現象。

[師]指導學生進行生生互評，并進行探究實驗。

教師通過提供熟悉的實驗用品讓學生大腦動起來。分析情境中的信息，如何設計對照實驗能證明燃燒需要溫度達到著火點呢？如果只涉及一種可燃物那就需要改變溫度，但是只提供了熱水沒有冷水，學生發現此路不通就會另辟蹊徑選擇白磷和紅磷進行對照;如何設計對照實驗證明燃燒需要氧氣呢？課本中的實驗是空氣中的白磷通過薄銅片導熱發生燃燒，但該情境未提供薄銅片，學生通過審題尋找到可以放在試管中通過消耗管內空氣進行燃燒。細心的同學會察覺到小資料提供的信息“P205會刺激人的呼吸道粘膜和污染環境”不符合綠色化學的理念，結合已有的經驗燃燒過程會放熱，從而選擇試管口套氣球而不是橡膠塞。

學生在老師的引導下，利用簡單的裝置成功地設計了驗證燃燒條件的實驗方案，并對可能產生的污染進行預防和處理，體現了模型思維的生成和綠色化學理念的實踐。

三、以模型建構為載體強化學生主體意識

在課堂教學中，學生是認識發展的主體，是教師設計和實施教學的著眼點。只有教師發揮主導作用，學生的主體作用才能得以充分保證。筆者利用課本經典實驗和氧氣傳感器技術，幫助學生突破著火點、燃燒條件等難點，在師生觀點的交流碰撞中建構了“燃燒三角”模型。

[師]燃燒需要氧氣，為了使這一過程可視化，我們可以利用數字化儀器測定在密閉容器內蠟燭燃燒過程中02的體積分數[6]。

[多媒體課件]展示實驗裝置如圖2，介紹氧氣傳感器、數據采集器、計算機及分析軟件。

[師]軟件的橫坐標為時間，縱坐標為氧氣的體積分數。請同學們記錄蠟燭點燃時和熄滅時裝置內氧氣的濃度，觀察燃燒過程中氧氣濃度的變化趨勢。

[生]從圖3中可知，在起始時刻氧氣的體積分數為21.32%，燃燒過程中氧氣的濃度在逐漸下降，當蠟燭熄滅時為13.65%。

[師]剛才的實驗我們觀察到燃燒過程在不斷消耗氧氣，當氧氣濃度降到一定程度時（不一定是濃度為0）燃燒就不再發生，說明可以通過改變燃燒的某一個條件來控制燃燒的過程。

[師]請同學們集思廣益，提供合適的方法，將一支燃著的蠟燭熄滅，并分析你破壞的是燃燒的哪一個條件？

[生]紛紛舉手搶答：用嘴吹滅、用水澆滅、用手扇滅、用剪刀剪滅、用燒杯罩滅……

[生]上臺演示并解釋滅火的原理。

[師]評價操作的可行性和分析的合理性，板書“燃燒三角”。

此時一個學生突然想起課前的魔術，詢問浸濕手帕的液體是什么。

[多媒體展示]浸濕液：酒精和水混合溶液（體積比2：1）

[師]浸濕液不是純水也不是純酒精，手帕點燃后的火焰是什么物質在燃燒？手帕為什么沒有燃燒？試從燃燒的條件進行分析。

[生]討論、交流、總結

酒精燃燒產生的熱量，使水汽化，周圍的溫度達不到手帕的著火點，所以手帕完好無損。

[師]生活中的孔明燈、紙火鍋都可以用“燃燒三角”知識進行解釋。

該環節先通過數字化實驗讓學生眼見為實，直觀感受到燃燒需要消耗氧氣，強化“燃燒三角”模型。隨后，學生積極參與了熄滅蠟燭方法的探究，在交流和實踐中進一步提升了對滅火原理的理性認識——只要破壞燃燒的一個條件就可以滅火。最后的魔術揭秘逐步引導學生透過現象看本質，能夠進行知識遷移，舉一反三解釋生活中的燃燒現象。

四、以問題解決為依托加強學生責任擔當

化學源于生活又服務于生活。當化學和學生的現實生活密切結合時，化學才富有生命力;當化學知識應用于解決身邊實際問題時，才能體現出化學知識的價值。化學知識和技能的學習，最終的目的是要回歸生活，服務于社會，這也是新課程背景下素質教育的基本要求[7]。

[師]生活中有些燃燒是人類需要的，例如冶煉鋼鐵、烹調食物、火箭升空、燒制陶瓷等，然而有些燃燒卻給人類帶來生命財產損失，發生火災需要用到滅火器。

[多媒體展示]干粉滅火器、二氧化碳滅火器和水基型滅火器圖片。

[師]現場演示二氧化碳滅火器的使用方法，對準火盆進行噴射。

[生]觀察到火焰熄滅，同時聽到較大的氣流聲感到震撼、興奮。

[師]滅火器中的二氧化碳以什么狀態存在？滅火的原理是什么？

[生]液態二氧化碳壓縮在小鋼瓶中，滅火時噴出，汽化吸熱有降溫和隔絕空氣的作用。

[師]假設學校某一樓層發生了火災，請你設計預防火災的方案或進行自救的方法。

[生]逃生預演，臨危不亂;撲滅小火，惠及他人;保持鎮靜，迅速撤離;簡易防護，蒙鼻匍匐;善用通道，聯系火警……

[師]點評、歸納設計逃生路線。

[多媒體視頻]我校學生會拍攝的《緊急疏散視頻》和南京消防錄制的《逃生自救方法》

現場展示的滅火視頻和二氧化碳滅火器操作效果震撼，加深了學生的感性認識。本環節將課堂實驗與生活中發生火災時的逃生聯系起來，鼓勵學生運用已有的化學知識去解決身邊的問題，在解決實際問題的過程中實現了知識的內化，樹立了正確的生命觀，弘揚了化學學科的正能量，培養學生勇于承擔社會責任，做人格健全具有創新素養的現代公民。

本節課充分發揮了化學實驗在教學中的功能，既有傳統的經典實驗也有數字化實驗的精準應用，學生在設計實驗、分組操作中參與了實驗，提高了學生學習積極性。課堂中注重了建模思想，幫助學生理解控制變量等實驗方法并建立模型，提高了思維品質。教學過程中教師關注聯系實際，注重解決情境化的問題，發展學生核心素養，從各個角度展現化學的實用性和化學之美。

參考文獻

[l]余文森，核心素養：課堂教學改革與創新的引擎[EB/OL].2018-01-17/2018-03-05

[2]張媛媛，基于化學學科核心素養的教學實踐——以“廚房中的化學”為例[J].化學教與學，2018（11）：36-38

[3][4][5]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

[6]劉靜松，徐泓，基于概念轉變的微課設計——以“對滅火原理的正確認識”為例[J].化學教學，2018（1）：35-38

[7]馬金星.創設合理教學情境促進學生自主學習——以“燃燒和滅火”教學為例[J].化學教學，2014（5）：29-31