基于化学学科核心素养的教学实践

陈婷婷

摘要：以化肥为主题情境，通过成分探究、品质测定、使用要点三个环节，设计一系列活动开展基于化学学科核心素养的主题复习教学实践。

关键词：化肥;核心素养;科学探究

核心素养是学生应具备的适应终身发展和社会发展需要的必备品格和关键能力[1]。2017 版《普通高中化学课程标准》指出，化学学科核心素养包括“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”“科学探究与创新意识”“科学态度与社会责任”五个方面[2]。提升学生核心素养的重要途径和载体就是课堂教学，笔者以“由化肥引发的探究”为例，开展基于核心素养的主题复习教学实践。

一、教学流程

[引入]展示一盆叶子发黄的绿萝，提问这盆绿萝的病因是什么呢？

设计意图：联系生活情境，引入课题，激发学生探究的兴趣，引导学生有意识地从化学视角分析生活中的问题。

环节一：化肥成分的探究

[提问]根据状态，猜猜老师买的可能是哪种氮肥？并将它们进行分类

[追问]这种氮肥可能是尿素吗？根据资料卡片中尿素的性质，你能设计实验证明是否是尿素吗？

[演示实验1]样品溶液的导电性实验证明不是尿素。

[讲述]请同学们打开瓶塞，闻一闻气味，对你有启发吗？

[提问]如何确定它是碳酸氢铵呢？（提示：从阴离子和阳离子两个角度分别鉴别）

[学生实验1]碳酸氢根、铵根离子的鉴别。

[提问]你们确定该化肥就是碳酸氢铵？只有碳酸氢根离子遇到酸才能产生二氧化碳吗？

[讲述]事实上，碳酸铵受热分解的产物与碳酸氢铵也是一样的，那么，该化肥究竟是碳酸铵还是碳酸氢铵呢？

[演示实验2]分别向碳酸氢钠、碳酸钠溶液中逐滴滴加稀盐酸。

[提问]为什么两者的现象不同呢？

[讲述]碳酸氢钠、碳酸钠与酸反应的不同机理。

[学生实验2]向化肥样品溶液中逐滴滴入稀盐酸，观察现象。

[汇报]观察到的现象，得出结论。

设计意图：通过问题串，引导学生亲历科学探究的全过程。从氮肥的分类提出可能的猜想，树立物质的分类观。利用性构相依的化学观念，分析物质的微观构成，预测宏观应具有的性质，设计实验进行定性检验，根据现象得出结论，渗透宏微结合、证据推理的核心素养。“与酸反应产生二氧化碳的一定是碳酸氢根吗？”，考虑到学生的最近发展区，以向碳酸钠、碳素氢钠溶液逐滴滴加稀盐酸的现象不同，微观探析两者的反应机理不同，以此为模型，迁移应用到碳酸铵和碳酸氢铵的鉴别中。整个探究过程并不是一蹴而就，学生从中体会严谨求实的科学态度，进一步渗透宏微结合，模型认知、科学精神等素养。

环节二：化肥品质的测定

[过渡]在购买化肥时，老师担心买到劣质产品。因此，请同学们帮忙测定我所购买的碳酸氢铵化肥的纯度。

[提问]如何测定碳酸氢铵化肥的纯度？（假设杂质不参与反应）

[学生活动1]交流讨论测定的原理和方法。

[学生活动2]根据原理，选择仪器卡片完成实验装置拼图，组间交流展示。

[布置任务]以方案三为例，根据数据计算化肥的纯度。

[展示]图片：碳酸氢铵化肥标签

[布置任务]根据标签，我所购买的碳铵含氮量大于17%，它有没有吹牛呢？同学们是否能根据刚才已经计算出化肥的纯度，计算出化肥的真实含氮量呢？

设计意图：由定性研究过渡到定量研究，提升思维水平。基于变化守恒的思想，通过测量二氧化碳或氨气的质量（或体积）求碳酸氢铵的量，引导学生建构定量研究的一般模型，然后交流讨论完善实验方案设计，动手组合实验装置。此环节将以往纸上谈兵的定量计算变成真实的实践活动，促使学生深层挖掘反应的比例关系和守恒关系，并通过计算强化定量思想，感受定量分析在生产生活中的重要作用，进一步提升学生变化守恒、模型认知、科学精神等素养。

环节三：化肥使用的要点

[提问]根据我们对碳铵性质的认识，你能撰写一则碳铵化肥的使用和保存注意事项吗？

[展示]图片：碳酸氢铵化肥完整标签

设计意图：撰写使用和保存注意事项，可以考察学生对碳酸氢铵的性质掌握到什么程度，能否迁移应用解决生活中的实际问题，深化性质决定用途的学科观念。从而实现知识的掌握、能力的提高、学科素养的深化三者互相促进和提升。

二、教学反思

本节课采用主题探究式教学，创设一以贯之的真实情境，以化肥为线索，引导学生经历“成分的探究-品质的测定-使用的要点”三个环节，在此过程中将相关知识进行梳理，帮助学生构建系统化、关联化的知识体系。化学实验（成分探究）和实验方案设计（品质测定）的探究活动，让学生充分体验科学探究的过程，激发其学习兴趣，启迪其科学思维，潜移默化中培养学生的宏微结合、证据推理、模型认知、科学精神等素养。学科核心素养的培养离不开把所学的知识和技能迁移到真实的情境中解决实际问题。本课的三个环节均来自于真实情境，每个情境都蕴含着化学问题，问题的解决过程就是学生获得知识，形成学科素养的过程。

參考文献：

[1]教育部.关于全面深化课程改革落实立德树人根本任务的意见[Z].教基二[2014]4号，2014-03-30.

[2]中华人民共和国教育部.普通高中化学课程标准（2017 年 版）[S].北京.人民教育出版社，2018：3-5.