基于学科核心素养的初中化学教学设计

余亮

摘要：以“燃烧与灭火”为例，探索如何在教学中培养学生的化学核心素养。正确处理好“情境与问题”“探究与思维”“主导与主体”3对关系，引导学生积极参加教学活动，发挥学生的主体作用，培养学生实验能力，提升化学思维品质。

关键词：核心素养;实验能力;思维品质

文章编号：1008-0546（ 2019）07-0035-03

中图分类号：G633.8

文献标识码：B

doi： 10.3969/j .issn.1008-0546.2019.07.010

核心素养是课程标准研制（设计）的DNA，是贯穿课程标准修订的一根红线，也是课程实施和教学改革的总纲和方向。素养导向的教学本质上就是以学生发展为本的教育[1]。随着普通高中化学学科核心素养提出“宏观辨识与微观探析、变化观念与平衡思想、证据推理与模型认知、实验探究与创新意识、科学精神与社会责任”五个维度的素养，一批学者也在此基础之上，提出了初中化学“宏微结合、分类表征、变化守恒、模型认知、实验探究、绿色化学”六个维度的核心素养[2]。

初中化学是化学教育的启蒙阶段，作为一线化学教师更应该深入思考如何让课堂变得生动活泼，使每一位学生以愉快的心情去学习生动有趣的化学，激励学生积极探究化学变化的奥秘，增强学生学习化学的兴趣和学好化学的信心，培养学生终身学习的意识和能力[3]。基于以上思考，笔者以2018年11月参加的一节市级优质课“燃烧与灭火”为例，浅谈培养学生化学核心素养的教学实施过程。

一、以真实情境为导向培养学生质疑能力

真实、生动、直观而又富于启迪性的学习情景，能够激发学生的学习兴趣，帮助学生更好地理解和运用化学知识。教师应有针对性地选择学习情景素材，引导学生从真实的学习情景中发现问题，展开讨论，提出解决问题的思路[4]。本节课通过表演魔术“烧不坏的手帕”认识燃烧现象，教学片段如下。

[师]展示“烧不坏的手帕”魔术（具体操作：将崭新的棉手帕放入烧杯中，再向烧杯内倒入无色液体将其浸湿，稍稍拧干后，用镊子夹持手帕）。

[师]手帕浸湿后能发生燃烧吗？

[生]不能吧，都湿透了肯定不能点着。

[师]进行后续实验操作（用打火机点燃手帕）。

[生]哇，手帕周围产生了熊熊烈火！

[师]同学们看到了燃烧现象，你们猜火焰熄灭后手帕表面会如何？

[生]肯定烧焦了。

[师]见证奇迹的时刻到了！（将手帕放人预先准备好的水盆中，拧干展开。）

[生]手帕表面没有烧焦痕迹。那刚刚浸湿手帕的液体是什么？为什么手帕浸湿后表面还能产生火焰？手帕是可以燃烧的物质为什么没有被火烧着？

[师]请同学们带着问题，学完本课来进行魔术揭秘。

化学是一门以实验为基础的学科，好玩有趣的实验能引起学生的直接兴趣，在课堂教学中如果能把学生置于一种似懂非懂有认知冲突的情境中，学生就会在好奇心的驱使下，衍生出一系列迫切需要解答的问题，从而兴趣盎然地学习。

二、以实验探究为契机提升学生思维品质

《义务教育化学课程标准》中明确指出：义务教育阶段的化学教育，要引导学生体验科学探究的过程，启迪学生的科学思维，培养学生的实践能力;理解科学的本质，提高学生的科学素养[5]。教师在教学过程中除了传授知识还要注重学生思维品质的培养。遵循学生思维发展的特点，从具体到抽象、从不完善到完善、从形式逻辑到辩证逻辑进行阶梯式训练。

对于燃烧条件的探究，笔者先进行了课本演示实验。让学生通过对比可燃物所处的环境分析燃烧需要的条件。考虑到白磷及其燃烧后产生的五氧化二磷均有毒，而在教室中进行演示实验又缺少通风橱，笔者随后设计了对燃烧条件的再探究实验，让学生自主选择合适的器材，制定可行的方案来提升学生的思維品质。

[多媒体展示]从图中选择合适的实验用品，如图1，分组讨论实验方案，画出简图。

[师]提示利用控制变量的方法证明①燃烧需要氧气;②燃烧需要温度达到着火点。

[生]讨论交流方案，展示实验方案。

方案l：第一组实验取两支试管分别放入适量的白磷和红磷，再在试管口分别塞上橡胶塞，放入热水中（可以通过对比白磷燃烧而红磷不燃烧说明燃烧需要温度达到着火点）。第二组实验取两块白磷，一块直接浸没在热水中，另一块装在配有塞子的试管中再放入热水中（可以通过对比试管中白磷燃烧而热水中白磷不燃烧说明燃烧需要氧气）。

方案2：与方案l类似，将试管口的橡胶塞换成气球。

方案3：将一块白磷直接放入热水中，另外一块白磷和一块红磷置于套有气球的试管中后再放入热水中，同时对比三块可燃物的现象。

[师]指导学生进行生生互评，并进行探究实验。

教师通过提供熟悉的实验用品让学生大脑动起来。分析情境中的信息，如何设计对照实验能证明燃烧需要温度达到着火点呢？如果只涉及一种可燃物那就需要改变温度，但是只提供了热水没有冷水，学生发现此路不通就会另辟蹊径选择白磷和红磷进行对照;如何设计对照实验证明燃烧需要氧气呢？课本中的实验是空气中的白磷通过薄铜片导热发生燃烧，但该情境未提供薄铜片，学生通过审题寻找到可以放在试管中通过消耗管内空气进行燃烧。细心的同学会察觉到小资料提供的信息“P205会刺激人的呼吸道粘膜和污染环境”不符合绿色化学的理念，结合已有的经验燃烧过程会放热，从而选择试管口套气球而不是橡胶塞。

学生在老师的引导下，利用简单的装置成功地设计了验证燃烧条件的实验方案，并对可能产生的污染进行预防和处理，体现了模型思维的生成和绿色化学理念的实践。

三、以模型建构为载体强化学生主体意识

在课堂教学中，学生是认识发展的主体，是教师设计和实施教学的着眼点。只有教师发挥主导作用，学生的主体作用才能得以充分保证。笔者利用课本经典实验和氧氣传感器技术，帮助学生突破着火点、燃烧条件等难点，在师生观点的交流碰撞中建构了“燃烧三角”模型。

[师]燃烧需要氧气，为了使这一过程可视化，我们可以利用数字化仪器测定在密闭容器内蜡烛燃烧过程中02的体积分数[6]。

[多媒体课件]展示实验装置如图2，介绍氧气传感器、数据采集器、计算机及分析软件。

[师]软件的横坐标为时间，纵坐标为氧气的体积分数。请同学们记录蜡烛点燃时和熄灭时装置内氧气的浓度，观察燃烧过程中氧气浓度的变化趋势。

[生]从图3中可知，在起始时刻氧气的体积分数为21.32%，燃烧过程中氧气的浓度在逐渐下降，当蜡烛熄灭时为13.65%。

[师]刚才的实验我们观察到燃烧过程在不断消耗氧气，当氧气浓度降到一定程度时（不一定是浓度为0）燃烧就不再发生，说明可以通过改变燃烧的某一个条件来控制燃烧的过程。

[师]请同学们集思广益，提供合适的方法，将一支燃着的蜡烛熄灭，并分析你破坏的是燃烧的哪一个条件？

[生]纷纷举手抢答：用嘴吹灭、用水浇灭、用手扇灭、用剪刀剪灭、用烧杯罩灭……

[生]上台演示并解释灭火的原理。

[师]评价操作的可行性和分析的合理性，板书“燃烧三角”。

此时一个学生突然想起课前的魔术，询问浸湿手帕的液体是什么。

[多媒体展示]浸湿液：酒精和水混合溶液（体积比2：1）

[师]浸湿液不是纯水也不是纯酒精，手帕点燃后的火焰是什么物质在燃烧？手帕为什么没有燃烧？试从燃烧的条件进行分析。

[生]讨论、交流、总结

酒精燃烧产生的热量，使水汽化，周围的温度达不到手帕的着火点，所以手帕完好无损。

[师]生活中的孔明灯、纸火锅都可以用“燃烧三角”知识进行解释。

该环节先通过数字化实验让学生眼见为实，直观感受到燃烧需要消耗氧气，强化“燃烧三角”模型。随后，学生积极参与了熄灭蜡烛方法的探究，在交流和实践中进一步提升了对灭火原理的理性认识——只要破坏燃烧的一个条件就可以灭火。最后的魔术揭秘逐步引导学生透过现象看本质，能够进行知识迁移，举一反三解释生活中的燃烧现象。

四、以问题解决为依托加强学生责任担当

化学源于生活又服务于生活。当化学和学生的现实生活密切结合时，化学才富有生命力;当化学知识应用于解决身边实际问题时，才能体现出化学知识的价值。化学知识和技能的学习，最终的目的是要回归生活，服务于社会，这也是新课程背景下素质教育的基本要求[7]。

[师]生活中有些燃烧是人类需要的，例如冶炼钢铁、烹调食物、火箭升空、烧制陶瓷等，然而有些燃烧却给人类带来生命财产损失，发生火灾需要用到灭火器。

[多媒体展示]干粉灭火器、二氧化碳灭火器和水基型灭火器图片。

[师]现场演示二氧化碳灭火器的使用方法，对准火盆进行喷射。

[生]观察到火焰熄灭，同时听到较大的气流声感到震撼、兴奋。

[师]灭火器中的二氧化碳以什么状态存在？灭火的原理是什么？

[生]液态二氧化碳压缩在小钢瓶中，灭火时喷出，汽化吸热有降温和隔绝空气的作用。

[师]假设学校某一楼层发生了火灾，请你设计预防火灾的方案或进行自救的方法。

[生]逃生预演，临危不乱;扑灭小火，惠及他人;保持镇静，迅速撤离;简易防护，蒙鼻匍匐;善用通道，联系火警……

[师]点评、归纳设计逃生路线。

[多媒体视频]我校学生会拍摄的《紧急疏散视频》和南京消防录制的《逃生自救方法》

现场展示的灭火视频和二氧化碳灭火器操作效果震撼，加深了学生的感性认识。本环节将课堂实验与生活中发生火灾时的逃生联系起来，鼓励学生运用已有的化学知识去解决身边的问题，在解决实际问题的过程中实现了知识的内化，树立了正确的生命观，弘扬了化学学科的正能量，培养学生勇于承担社会责任，做人格健全具有创新素养的现代公民。

本节课充分发挥了化学实验在教学中的功能，既有传统的经典实验也有数字化实验的精准应用，学生在设计实验、分组操作中参与了实验，提高了学生学习积极性。课堂中注重了建模思想，帮助学生理解控制变量等实验方法并建立模型，提高了思维品质。教学过程中教师关注联系实际，注重解决情境化的问题，发展学生核心素养，从各个角度展现化学的实用性和化学之美。

参考文献

[l]余文森，核心素养：课堂教学改革与创新的引擎[EB/OL].2018-01-17/2018-03-05

[2]张媛媛，基于化学学科核心素养的教学实践——以“厨房中的化学”为例[J].化学教与学，2018（11）：36-38

[3][4][5]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

[6]刘静松，徐泓，基于概念转变的微课设计——以“对灭火原理的正确认识”为例[J].化学教学，2018（1）：35-38

[7]马金星.创设合理教学情境促进学生自主学习——以“燃烧和灭火”教学为例[J].化学教学，2014（5）：29-31