创造多元体验机会培养化学核心素养

屈春芸

摘要：以苏教版化学必修1第四专题第二单元中“氮肥的生产和使用”为例，通过联系学生的生活体验、系列化地回顾化学史实、设计问题串引发思考、基于预测和实证的实验探究等多种方式，探索在教学中通过创造多元体验机会，提升学生学习效益，培养学生化学核心素养的策略。

关键词：多元体验;化学核心素养

文章编号：1008-0546（2019）10-0036-03 中图分类号：G632.41 文献标识码：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2019.10.009

学生发展核心素养是指学生应该具备的、能够适应终身发展和社会发展需要的必备品格和关键能力。学生发展核心素养的培养需要学科教育的共性贡献与个性贡献，认识和理解高中化学课程教育对学生发展核心素养的贡献，研究和分析高中化学核心素养的建构视角，设计适切的教学环节去落实相应培养目标，是培养学生化学学科素养的必由之路。

扬州大学吴星教授从学生发展核心素养和化学课程的学科价值与育人价值等方面分析和建构高中生化学核心素养，他认为：高中化学核心素养应该包含化学学科观念、化学学科价值追求、化学学科思维和科学探究实践等。那么如何在教学实践中落实学生核心素养的培养呢？化学学科是一门有着悠久历史和独特的学科思维，与生产生活联系紧密，对社会发展起着不可忽视的推动作用的学科。我们认为：充分挖掘化学的学科特点，设计符合学生实际情况的多种教学情境，给予学生多元体验机会，充分调动学生深度参与课堂是培养学生化学核心素养的重要而有效的途径，本文以“氮肥的生产和使用”一课为例做出实践和反思。

一、基于生活经验和体验，构建正确的化学价值观

化学价值观是人们对待化学科学所持有的客观、积极的态度。在正确的化学价值观指导下，人们能辨证地、全面地理解化学科学的是与非、功与过，从而做出正确的价值判断，采取理性的行为方式，这也是具有科学素养的公民的基本要求和必备品格。

化学发展至今，在人类认识自然、改造自然的过程中显示出了强大力量，为人类进步作出了杰出贡献，但同时不能回避的是不当地利用化学也产生了一些消极的影响，化学在不知不觉中己成为污染、毒害、危险的代名词，人们谈“化”色变、疏而远之。所以，我们认为在中学化学中渗透化学价值观教育的价值在于：其一，辨证地评价化学的两面性，不能因为化学的应用价值而忽视化学给人类、环境带来的消极影响，也不能因为负面的影响就抹煞化学的重要作用。其二，对技术的发展持有积极态度，能够采取合理的行为方式让技术更好地促进人类社会的发展。为此，在教学中我们设计了如下教学片断：

教学片断1：【史实回顾】化肥的重大作用。通过提供化肥使用以来世界粮食产量随着年份变化的数据，说明化肥对人类社会生存和发展的重大推动作用。

教学片断2：【生活在线】铵盐的“特别用途”。展示碳酸氢氨在食品工业（如学生中流行的常见零食虾条等）中的应用，让学生切身感受含氮化合物与生活的融合。

教学片断3：【放眼社会】图片展示使用化肥带来的一些问题，如水体富营养化、土壤板结、酸化、盐渍化等等（图1-4）。

教学片断4：【前景展望】提供资料，让学生对目前氮肥工业的比较前沿的研究方向如缓控释肥、生物菌肥、氨基酸类肥料、腐植酸类肥料等有一定的了解，对更安全、更环境友好的肥料产品给化肥、农业领域乃至人类生活带来深刻影响和变化有一定期待。

片断1通过提供数据，从人类发展史的角度使学生认识化肥对人类的重大意义;片断2从生活中常见但没有留意的事实（虾条中的碳酸氢铵），让学生认识到含氮化合物与生活的融合，这是贴近学生生活经验的例子，直接关系到学生切身利益，引发了学生的强烈兴趣;片断3选择直面化肥在使用过程中引发的环境危机，让学生思考化肥的科学使用问题。三个环节的设计，让学生的情绪在事实面前转折起伏，在强烈的对比反差中积极思考含氮化合物的社会价值，最终构建正确的化学价值观，即以客观、全面、发展的眼光看待化学现象，也只有在正确的化学价值观指导下，人们才能辨证地、全面地理解化学科学的是与非、功与过，从而做出正确的价值判断，采取理性的行为方式。在本节课的结束环节，通过片断4对氮肥工业发展前景的展望，让学生进一步放开视野，认识到技术对人类社会的影响，也让学生对技术让生活更美好的理念和可持续发展的理念充满了信心和期待，更是对化学价值观的又一次升华。

二、通过系列性史实追溯，感受技术进步过程中体现的科学精神

科学精神作为中国学生发展核心素养极其重要的一個方面，主要是指学生在学习、理解、运用科学知识和技能等方面所形成的价值标准、思维方式和行为表现，具体包括理性思维、批判质疑、勇于探究等基本要点，这些都可以在科学进步过程中科学家的不懈探索中体现出来。在教学中，可以通过化学史的回顾让学生间接地感受科学家们的探索精神，可以通过追寻科学家的研究过程来了解一般科学研究方法，也可以通过设计有针对性的探究活动让学生亲身体验科学探究的过程，培养其科学素养和能力。

教学片断1：用问题讨论和史实回顾两种方式引导学生回溯前人合成氨的探索之路。

【问题讨论】从生活中常见的氮气人手，设计如下问题串引出氮的化合物：1.植物生长在一个缺乏氮元素的世界中吗？2.植物需要什么形态的氮元素？3.你知道的化合态的氮有哪些？4.如何由氮气出发合成含氮化合物？

【化学史话】简介合成氨问题提出至哈伯成功合成氨的数百年间，人们对于合成氨反应的探索历程。

教学片断2：用与合成氨有关的三次诺贝尔奖史实引领学生感受科学家的不断探索。

【化学史话】因为对合成氨反应的研究，德国化学家弗里茨·哈伯获得了1918年的诺贝尔化学奖，因为对合成氨工业设备和技术的研究，德国化学家卡尔·博施获得了193 1年诺贝尔化学奖，因为在合成氨机理研究方面作出的贡献，德国科学家格哈德·埃特尔获得2007年诺贝尔化学奖。

教学片断1从知识角度让学生充分了解到氮气的稳定性和氨气获得的不易，从方法的角度让学生认识到新的发现往往是从人们研究身边最常见的材料开始，这也是人们研究自然的一般规律，从情感角度让学生为科学家们执着的科学精神所感动，激发了学生了解氨气性质的欲望。有关合成氨的第三次诺贝尔奖的介绍，使学生感受到了研究从宏观到微观的深入发展，感受到了技术进步的魅力，也感受到了科学工作者们执着不懈的探索精神。

三、设计以元素为核心的问题串，体会物质转化过程中的科学思维

物质的存在不是静止和孤立的，当某种物质生成或消失时，一定会伴随着其他物质的消失或生成，谓之变化。元素化合物部分涉及的“变化”比较多，故而知识细节比较多，但是化学变化是以元素为核心的，在教学中，我们应探究各个反应之间的内在规律，寻找主干物质之间的转化关系，帮助学生构建知识体系和形成科学思维，使学生能迅速理清和理解各种转化之间的关系，最终形成以元素为核心的物质转化观念。

教学片断1：从生活中常见的氮气人手，引出氮的化合物，设计如下问题串引导思维：1.植物生长在一个缺乏氮元素的世界中吗？2.植物需要什么形态的氮元素？3.如何由氮气出发合成含氮化合物？

教学片断2：围绕寻找合适的氮肥，提出问题串如下：1.氨气适合作化肥吗？2.氨水适合作化肥吗？3.如何合成铵态氮肥？4.铵态氮肥在使用过程中有什么注意事项？

以元素为核心的物质转化主要有两种形式：一是不同元素价态间的转化，如氮气一含氮化合物的转化;二是相同元素价态，不同物质类别间的转化，如氨气一氨水一铵盐的转化。通过教学片断1问题串的引导，学生明确了寻找氮肥的最终问题落点在于如何把空气中大量存在的氮气转化为含氮化合物，这也符合当时人们探索氨气合成路径的历程。片断2按照氨气一氨水一铵盐的线索，将氨气和铵盐的琐碎性质巧妙地融入问题中层层展开，学生的思维一直为问题所引导，在疑惑、豁然开朗、新问题又出现、继续探索过程中掌握了主要物质的性质，并通过其转化关系形成网络。这样的设计，脱离了孤立地讲物质性质的传统思路，既能帮助学生构建知识体系，也在无形中展示了物质变化的美妙，还让学生体会到：问题一思路一策略一改进一方案的一般思维过程，提升了学生的科学思维品质。

四、基于亲身实验，感受物质转化过程中的科学方法

素养是在学习过程中形成和发展的，学生只有通过自主、合作、探究等多样化的学习方式，才能在学习过程中获取学科知识，养成学科思维，形成学科观念，进而形成从学科的角度解决问题的能力，认同和践行学科的价值追求。化学是一门以实验为基础的学科，充分认识到化学实验的教学功能，培养学生能根据实际问题设计实验，验证猜想，或者能根据已有实验现象，分析问题，得出结论是提升学生科学素养的重要途径。

在教学中，在上述问题串基础上，我们又根据问题分别设计了不同实验，具体如图5所示：

在层层递进的问题串引导之下，学生的思维逐渐形成明确的线索，而实验是促进学生深入理解问题的最好推手。通过实验1直观体验，学生很容易理解“有毒”“气体”的属性不利于氨气作为化肥使用，但是氨气极易溶于水的性质给学生强烈的冲击，也让学生产生强烈的“改进”欲望，为后面引出氨水埋下伏笔。氨水的液体属性和电离产生铵根离子的性质使氨水可以作为化肥使用，但氨水的热不稳定性通过实验2也展露无遗，当然其显碱性的特点又给后续“改进”以方向，学生想到了氨气和酸的反应，终于制备出铵态氮肥并通过微型实验了解铵盐的性质：水溶性、热不稳定性、与碱反应，得出铵态氮肥的使用注意事项，至此系列探究实验完成，学生体会了比较完整的一个探究过程，感受了化学实验带来的喜悦。另外，实验的连续性也是本次设计的亮点之一，这样的设计让实验的简约性和思维的连续性也于无形中深入学生的内心，这些都将成为学生今后科学研究能力形成的基础。 通过贴近学生实际生活的实验和情境，让化学的学科基本观念、思维方式和研究方法轻轻地融入学习過程，让学生觉得化学就在我们身边并逐渐学会从化学的角度去正确认识生活、优化生活，从而最终提升学生的科学素养，这就是我们课堂的最终目的。