促進學科核心素養形成的“問題鏈”教學設計實踐

彭英邦　陳迪妹

[摘? ?要]學科思想觀念是高中化學教學的靈魂，而思維品質需要在問題解決中提升，可見，“問題”是思維的原點，“問題鏈”是綜合素養培養的有效路徑。新課程倡導培養學生的問題意識，通過問題解決來提升思維能力，培養創新精神。以人教版選修4《鹽類的水解》教學為例，運用“問題鏈”教學設計來促進學生認知發展，探討落實化學學科核心素養的教學方法。

[關鍵詞]學科核心素養;問題鏈;教學設計;鹽類的水解

[中圖分類號]? ? G633.8? ? ? ? [文獻標識碼]? ? A? ? ? ? [文章編號]? ? 1674-6058（2021）08-0075-03

一、問題的提出

2016年9月，隨著《中國學生發展核心素養》總體框架的正式發布，“核心素養”成為熱點研究課題。如何在教學中落實學生的核心素養培養，是新課程改革最為關注的問題。鹽類的水解內容多且理論知識較深，多數學生不能正確分析離子濃度以及量之間的關系，不能獨立解決鹽類水解的應用問題。如何解決鹽類的水解的教學重難點內容，提升學生解決問題的思維能力，并落實學生的學科核心素養培養，是新課程發展理念的突出體現，更是提升教學實效的需要。

1.學科核心素養

《普通高中化學課程標準（2017年版）》指出化學學科核心素養由“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”等5個要素構成[1]。核心素養是學生在教育過程中，逐步形成的適應個人終身發展和社會發展需要的必備品格與關鍵能力。那么如何開展促進學生學科核心素養發展的課堂教學呢？鄭長龍、孫佳林認為在“素養為本”的化學課堂中，要注重化學核心教學策略的運用、注重培養學生化學認識視角和化學認識思路、注重開展有助于發展學生高階思維的活動，通過有效的課堂實施，培養學生的化學學科核心素養[2]。核心素養的落實路徑有多個方面，而培養思維品質是提升化學核心素養的關鍵路徑，構建學科思想觀念是高中化學教學的靈魂。因此，在高中化學教學中，應圍繞核心素養的培養，以課程為載體，通過教學來幫助學生形成解決實際問題的思維品質和知識能力，并形成能夠滿足終身發展的學科核心素養。

2.問題鏈教學設計

鄭長龍從一堂課的構成要素方面對如何進行教學設計進行闡述，認為教師應進行基于核心素養取向的化學課堂教學設計，具體而言，要對教學主題的素養發展價值、板塊的素養發展功能有深入的認識，在此基礎上圍繞學生核心素養的發展設計學習任務，注重化學學習目標的素養化設計，注重教、學、評的一體化設計[3]。而問題鏈教學是核心素養培養的有效路徑，其核心是“問題”，學生圍繞問題分析和解決開展學習任務。教學中教師通過創設合理的問題情境，設計問題鏈，形成探究的教學氛圍，培養學生的問題意識，進而培養學生的學科核心素養。

二、促進學科核心素養形成的問題鏈教學設計

人教版教材中《鹽類的水解》內容編排在《化學平衡》和《電離平衡》之后，主要探討水溶液中離子的變化情況，是化學平衡思想的延伸，也是“宏觀辨識與微觀探析”和“變化觀念與平衡思想”的重要體現。因此，《鹽類的水解》教學應圍繞微粒觀和平衡觀的學科思想來進行問題鏈的設計。微粒觀是從微粒間相互作用的條件與規律，認識電解質在水溶液中的行為和結果。平衡觀則是從可逆反應的限度及平衡移動，認識弱電解質的電離平衡、鹽類的水解平衡及難溶電解質的沉淀溶解平衡等。微粒觀與平衡觀的形成，讓學生能夠準確把握鹽溶液中各種微粒的來源，進而理解微粒間的相互作用及變化，構建鹽類水解的思維模型。從問題鏈、化學學科核心素養層面及學科能力水平評價三個方面來展開教學，通過問題情境的創設和學習任務的設計，調動學生積極思考，引導學生從化學觀念的視角去分析問題，建立鹽類水解的思路和方法。具體的問題鏈設計如表1所示。

表1 《鹽類的水解》問題鏈設計

[問題鏈 化學學科核心素養層面 學科能力水平評價 問題鏈Ⅰ 思維起點：為何鹽的水溶液酸堿性不同？ 生活經驗的積累及課堂探究實施的水平 問題鏈Ⅱ 論證推理：分析鹽類水解的實質 從具體的實例中抽象出原理的水平 問題鏈Ⅲ 學科方法：構建鹽類水解的分析模型 運用學科方法來分析問題的水平 問題鏈Ⅳ 遷移應用：凈水劑的應用與溶液配制 學科思維在實際生產生活中的應用水平 ]

1.教學與評價目標

（1）核心素養發展目標

①變化觀念與平衡思想：分析鹽溶液呈現不同酸堿性的原因，掌握鹽類水解的原理，能根據“宏觀現象—微觀粒子的行為—化學符號表征”描述鹽類水解的過程，形成分析鹽溶液呈現酸堿性的一般思路。

②科學探究與創新意識：通過實驗探究了解鹽溶液可能呈現酸性、堿性、中性，自主構建水解模型;會寫簡單的鹽類水解方程式;會運用鹽類水解的原理分析生活中鹽類水解的實例。

（2）評價目標

①形成實驗探究意識，掌握實驗探究的一般思路和方法。診斷并發展學生實驗探究水平（定性水平、基于經驗水平）。

②體會化學的社會價值，綜合應用學科知識解釋和解決相關的STSE問題，逐步形成可持續發展思想（學科價值視角、社會價值視角）。診斷并發展學生解決實際問題的能力水平。

2.教學重點與難點

鹽類水解的本質;鹽類水解模型的構建。

3.教學過程

（1）問題鏈Ⅰ

情境設計：Na2CO3俗稱純堿，類別上它屬于鹽，為何稱之為堿呢？為什么在溫水條件下，純堿溶液去除油污的效果更好呢？

學習任務：結合已有經驗和知識（如弱電解質的電離、溶液的酸堿性等），完成以下探究。

①在兩支試管中分別裝入相同體積、相同濃度的Na2CO3溶液，向兩支試管中滴加3滴酚酞，觀察溶液顏色的變化。

②將其中一支試管進行微熱，觀察試管中溶液顏色的變化。

思考：Na2CO3溶液中有哪些微粒（包括分子和離子）？這些微粒是如何產生的？請用離子方程式來表述微粒的產生過程。根據②中的實驗現象，分析溶液顏色變化的原因，能得出怎樣的結論？

設計意圖：問題探究的學習氛圍，有利于激發學生的學習興趣。引導學生認識Na2CO3溶液中微粒的產生過程及相互作用，探究鹽類水解的影響因素，通過微粒觀和平衡觀的構建，促進學生核心知識體系的形成。通過實驗設置鹽類水解的問題鏈，引導學生認識鹽溶液呈酸堿性的成因，進一步運用平衡思想分析鹽類水解的一般思路和規律。

（2）問題鏈Ⅱ

問題情境：為何不同的鹽溶液的酸堿性不同？

學習任務：通過實驗探究，測定不同鹽溶液的pH。根據鹽溶液中存在的離子，討論鹽溶液呈現酸堿性的原因。觀看“鹽溶液中微粒的變化過程”動畫視頻，總結鹽類水解的實質和規律。

①根據上述討論，請預測CH3COONa溶液顯酸性、中性還是堿性，并用pH計測定0.1 mol/L CH3COONa溶液的pH。

②按照CH3COONa溶液的分析思路，請預測NH4Cl溶液顯酸性、中性還是堿性，并用pH計測定0.1 mol/L NH4Cl溶液的pH。

③根據上述分析，你能總結出鹽溶液顯酸性或堿性的本質原因嗎？請用離子方程式表示NH4Cl溶液顯酸性、CH3COONa溶液顯堿性的過程。

④你能用離子方程式表示FeCl3、NaCl、NaHCO3溶液顯酸性、堿性或中性的過程嗎？

⑤結合前面幾種鹽溶液的酸堿性及微觀分析過程，討論鹽類水解問題的一般思路（鹽類水解思維模型）。

設計意圖：通過該驅動性問題鏈的設計，讓學生認識到鹽溶液顯酸性、堿性或中性的原因，加深對“水解模型”的認識。通過對不同鹽溶液酸堿性的探究，診斷并發展學生的實驗探究水平，促進學生對鹽類水解本質的認識，實現從“宏觀辨識”到“微觀探析”的轉變，自主構建“鹽類水解思維模型”：寫出水的電離方程式——分析鹽在水溶液中的行為——確定溶液中的微粒——分析微粒間的相互作用——推斷作用結果。通過對鹽類水解實質的分析及水解方程式的書寫，診斷并發展學生的“變化觀念與平衡思想”。在問題鏈的解決過程中，學生對本節課的重難點知識有了進一步的認識，同時獲得問題分析解決的一般認識論與方法論，促進學科素養的形成。

（3）問題鏈Ⅲ

問題情境：鹽溶液的微粒相互作用及其變化過程分析，從微粒量的角度進一步認識鹽類水解的過程。

學習任務：寫出CH3COONa溶液中存在的微粒，并判斷各微粒之間的大小關系，嘗試分析各微粒間存在的定量關系，總結出鹽溶液中微粒大小關系問題的分析思路。

設計意圖：引導學生從微粒觀的角度分析溶液中各微粒的來源，并認識鹽溶液中各微粒間的定量關系，如各微粒濃度的守恒關系及大小關系，平衡常數的計算及相互關系等。設計問題鏈引導學生思考，逐步化解問題，直至認識鹽類水解的實質;強化學生在平衡思想下認識微粒的存在形式、微粒間的相互作用及其結果。通過問題鏈的解決，培養學生在問題解決過程中積極思維的習慣。

（4）問題鏈Ⅳ

問題情境1：明礬和高鐵酸鹽凈水劑的對比。

①凈水劑是怎樣實現凈水作用的？你能根據它們的主要成分分析其中的原理嗎？

②閱讀并找出材料中的兩種凈水劑各自的優缺點是什么。選擇一種合適的凈水劑，要從哪些方面考慮？

問題情境2：配制一定濃度的FeCl2溶液有哪些注意事項？你是從哪些方面來考慮的？

學習任務：感受鹽類的水解在學科內以及社會生活中的應用價值。課前搜集生活中常見的凈水劑的相關資料，閱讀教師提供的材料《明礬和高鐵酸鹽凈水劑的對比》，并根據材料分析兩種凈水劑的凈水原理及各自的優缺點;從學科知識角度思考實驗室配制鹽溶液的注意事項。

設計意圖：從學科和社會價值視角設計學習任務，把化學課堂教學延伸到生產生活實際，拓寬培養學生問題意識的渠道。以傳統凈水劑明礬和新型凈水劑高鐵酸鹽凈水的特點對比，讓學生總結鹽類水解的實質;并通過選擇凈水劑要考慮的問題，考查學生運用化學原理來解決生產生活中實際問題的能力，培養學生的問題意識，提升學生的思維品質，強化學生的科學態度和社會責任感。

綜上，結合日常所見鹽溶液酸堿性的測定，引導學生在感性認知的基礎上總結歸納出鹽的種類，認識不同類型鹽的水解過程，分析鹽類水解的實質，結合化學平衡原理、弱電解質的電離平衡分析，認識溶液中各種離子間的相互作用，聯系生產生活實際分析鹽類水解的具體應用。其中，問題鏈的設計注重學生學習任務的解決路徑和問題的層次性，且建立在學生原有知識的基礎上，同時又蘊含著新的認知規律，適合學生的認知水平和思維容量。學生根據問題情境之間的邏輯關系，逐個突破學習難點，并在不斷設問、釋問的過程中發展化學學科核心素養。

[? ?參? ?考? ?文? ?獻? ?]

[1]? 中華人民共和國教育部.普通高中化學課程標準（2017年版）[S].北京：人民教育出版社，2018.

[2]? 鄭長龍，孫佳林.“素養為本”的化學課堂教學的設計與實施[J].課程·教材·教法，2018（4）：71-78.

[3]? 鄭長龍.2017年版普通高中化學課程標準的重大變化及解析[J].化學教育（中英文），2018（9）：41-47.

（責任編輯 羅 艷）