培养学生化学核心素养的小专题教学案例分析

侯道华 王梅 刘静

摘要：根据教材内容间的联系，以小专题的教学形式整合教学内容，并通过问题情境分析和引导，以及巧妙的实验创新设计，帮助学生解决化学实际问题;在解决问题的过程中实现学生能力发展与化学核心素养发展的融合，提升学生的综合素质。

关键词：核心素养;小专题教学;实验创新

文章编号：1008-0546（ 2019）07-0032-03

中图分类号：G633.8

文献标识码：B

doi： 10.3969/j .issn.1008-0546.2019.07.009

一堂真正的化学优课，会让每一个学生都有轻松、愉快的心情学习化学，能不断提高学生学习化学的兴趣，激发学生探究化学的美丽、神奇之处，为学生提供一个展示自我的平台，促进学生化学学科核心素养的形成和发展。由于受到应试教育的影响，有些教师的教学对教材的挖掘不够充分，在物质性质的教学中，容易陷入物理性质有几条、化学性质有几条的套路，然后学生进行记忆学习，这样的教学学生很被动，易疲倦，课堂效率不高，更不利于培养学生的化学学科核心素养。

2018年11月29日，在芜湖县化学青年教师研究课上，来自南湖学校刘老师的“二氧化碳的性质”小专题教学课例给全体观课老师留下了深刻印象，获得了一致好评。笔者以刘老师这节课为例，结合我们自己的教学实践来做一些分析和思考。

一、教学设计的整体思路与分析

教师创设情境激发学生的学习兴趣，并以小专题的形式帮助学生有效地整合所学内容，整个教学活动中利用问题在教学内容与学生理解之间搭建一座桥梁，用实验探究贯穿整个课堂。《义务教育化学课程标准（2011版）》也指出：“在教学中创设以实验为主的科学探究活动，有助于激发学生对科学的兴趣，引导学生在观察、实验和交流讨论中学习化学知识，提高学生的科学探究能力[1]。”

二氧化碳的性质这节课从知识内容上来看，比较简单，主要包括二氧化碳的物理性质、化学性质。但本节课教材实验比较复杂，课堂时间有限，按照教材方法逐一完成对二氧化碳性质的实验探究耗时较长，而本节课教师以“二氧化碳的性质”专题形式对教材内容进行整合，并使用自制教具对教材实验及内容进行了创新设计，以更加简便的方法完成了对二氧化碳性质的内容教学，且实验操作现象明显;从学生化学核心素养发展的角度来看，本节课应让学生学习如何分析实验中产生的现象，通过现象切身感悟实验的本质原理，并激发学生创新思维，培养学生的创新意识以及科学探究与解决问题的能力。本节课的知识结构（如图1所示）。

二、教学过程分析

为了促进学生理解化学知识，顺利完成上述知识结构的教学目标，教师以小专题的教学形式对教材内容进行了整合，并通过实验创新实施教学，具体的教学过程如下：

1.环节一：创设学习情境

[情境导入]教师首先以干冰形成白雾引入课题，现象非常明显，效果极佳，迅速抓住了学生的眼球，激发了学生对于二氧化碳学习的兴趣。

2.环节二：探究二氧化碳的性质——溶解性

[师生活动]生动的学习情境激发了学生的好奇心，很多学生都跃跃欲试，教师提出问题：“二氧化碳溶于水吗？”这时教师拿出装满二氧化碳的塑料瓶并带来了自制教具（如图2所示）。 学生按照教师课前发给学生的专题学习任务单，认真观察以下实验并记录实验现象。

[学生活动]学生进行实验：用装满二氧化碳的塑料瓶与连接着胶皮管的橡胶塞进行组合，先向装满二氧化碳的塑料瓶倒入约1/4的水，塞上胶塞，用弹簧夹夹紧胶皮管，然后振荡塑料瓶，发现瓶子变瘪了（如图3所示）。

学生很快地对实验现象及产生现象的原因分组进行讨论并回答。许多学生在回答和解释这个实验现象时，都能说出二氧化碳溶入水使瓶内压强减小。

[教学分析]笔者认为如果教学中只强调实验结果，忽略了对实验过程的剖析（即1/4体积的水替代了塑料瓶中1/4体积的二氧化碳， 1/4体积的二氧化碳被挤出塑料瓶，此时瓶内有1/4体积的水和3/4体积的二氧化碳），则不利于对下一个问题的解释。刘老师特意通过在塑料瓶外壁标注2/4、1/4体积的位置，很好地起到了思维引导的效果，在老师的引导下，学生能很好地理解瓶内物质的组成占比，为下一个实验现象的理解做好了铺垫。

[学生活动]继续进行实验探究：将胶皮管伸人紫色的石蕊溶液中，打开弹簧夹（如图4所示），紫色石蕊溶液被吸入塑料瓶中，进入的液体体积约1/4（如图5所示）。

[师生活动]教师没有直接提供答案，而是给出了新的问题：“有什么疑问？此实验说明了什么问题？”这个环节着重培养学生透过现象看本质，引导学生主动发现和提出问题。学生提出：“紫色石蕊溶液被吸人塑料瓶中，为什么进入的液体体积约1/4？”、“是不是之前1/4体积的水溶解了1/4体积的二氧化碳？”此时，教师给出了积极的評价：“观察的很仔细，思考的很深入。”l体积水约能溶解l体积二氧化碳的问题得到了很直观的、生动的解决，师生达成共识。

[教学分析]笔者认为，在前一个实验时教师和学生若只关注二氧化碳能溶于水，而没有对实验过程进行剖析则只能让学生被动理解l体积的水能溶解1体积的二氧化碳。而通过创新设计的实验探究之后，学生的化学思维打开了，能主动运用所学知识解决实际问题，由此体会到实验的创新设计所带来的益处，培养了学生的创新意识，同时让学生认识到科学探究是进行科学解决化学问题的重要途径。

[师生活动]教师问：“紫色石蕊溶液为什么会变红？”学生提出猜想：“（1）二氧化碳使紫色石蕊溶液变红？（2）二氧化碳和水反应的生成物使紫色石蕊溶液变红？”通过设置情境，激发学生学习兴趣，顺利过渡到下一个环节的教学。

3.环节三：二氧化碳的性质——密度比空气大、不支持燃烧也不能燃烧、与水反应

[师生活动]教师展示自制教具（如图6所示），塑料桶内有四颗紫色石蕊溶液染色的小棉球，自上而下编号l、2、3、4，其中2、3两颗是湿润的，1、4两颗为干燥的，旁边放有燃着的蜡烛。

学生分组完成实验，同时完成学习任务单。教师提问：“你们观察到什么现象了吗？说明二氧化碳具有哪些性质？”学生各抒己见，得出结论：通过棉球2、3都变红，但棉球3比棉球2先变红，说明二氧化碳密度比空气密度大，所以气体下沉;通过棉球3和4对比，棉球3变红，棉球4不变红，得出二氧化碳和水反应的生成物使紫色石蕊溶液变红;燃着的蜡烛熄灭，说明二氧化碳不支持燃烧也不能燃烧。

教师最后介绍采用数字化技术实验，利用二氧化碳传感器测量容器中二氧化碳含量变化，从而直观得出二氧化碳密度比空气大。

[教学分析]笔者认为该装置有效解决了教材中实验的如下不足：

（1）教材实验中两支蜡烛在烧杯内燃烧，造成烧杯内温度升高，倾倒二氧化碳时受到热气流的影响，二氧化碳会向上逸散，实验会产生误差，而改进的实验中塑料桶壁很好地阻隔了热气流。

（2）教材实验验证二氧化碳密度比空气密度大、不支持燃烧也不能燃烧、二氧化碳和水反应的生成物使紫色石蕊溶液变红等性质时，需要制取5瓶二氧化碳气体，实验操作繁琐，耗时长。本节课刘老师通过自制教具将以上几个实验整合在一起，在教学中边制取二氧化碳气体边探究其性质，节约时间，实验现象明显，提高了课堂效率。

不过，该装置中棉球l的作用，刘老师没有交待，如果事先能用其他酸溶液浸润变红色进行对照说明，该实验的逻辑推理会更合理，毕竟绝大多数学生对酸能使紫色石蕊溶液变红色的知识储备是不够的。

当然，从整体上来看，整个环节教师教学思路清晰，恰到好处地将教材实验内容用巧妙的方法贯穿整合，教学环节是完整规范的。特别是最后借助数字化技术实验测量瓶中C02含量变化，根据浓度变化数据，使学生对实验有了定量的认识，加深了对知识的深层理解，进一步激发了学生对化学学科和现代科学技术的喜爱，培养了学生的科学探究能力和创新意识。

三、教学反思

本节课教师对教材內容进行了一定的调整与整合，以“二氧化碳的性质”这一小专题的形式呈现，并通过普遍受学生欢迎的实验探究来组织课堂教学，实验设计贴近生活，且由易到难，由简单到相对复杂，不仅提高了学生的学习兴趣，活跃了课堂气氛，更重要的是体现了学习的循序渐进的原则，达到透过现象看本质的效果，有利于学生从感性认识上升到理性认识，培养了学生的化学学科核心素养。

当然，化学学科核心素养的培养不是一蹴而就的，核心素养之间的关系也不是彼此独立的，这就需要我们在教学实践中以化学教材为载体，创新教学形式，将化学知识与技能的学习、科学探究与解决问题能力的发展、化学思维和创新意识的形成等方面的要求融为一体，形成化学学科核心素养体系[2]。

参考文献

[1]中华人民共和国教育部，义务教育化学课程标准（2011年版）[M].北京：北京师范大学出版社，2012：2

[2]张红俊，培养学生化学核心素养的高三教学实践[J].中学化学教学参考，2017（8）：40-42