基于化学核心素养的真实问题情境创设研究

张焕萍 任洪臣 苟晓霞 栾芳

摘   要：本文以化学反应速率为例研究真实问题情境的教学，分析中学化学课堂存在的问题，运用生活中常见现象、新旧知识及实验在化学教学中创设真实问题情境，产生认知冲突，引发学生思考。通过创设真实问题情境，有助于学生发展发散思维，更好地提高中学生化学学科核心素养，提升中學化学课堂教学效果。

关键词：中学化学教学;核心素养;真实问题情境;化学反应速率

引言

新课标倡导中学化学课程要以提高学生的核心素养为目的，以科学探索课程为改革突破口，着眼于学生和社会长期发展的需要。在中学化学课堂中，将生动的情境，深刻的哲学道理穿插在教育教学活动中创设真实问题情境，犹如在营养汤汁中撒入了调味料，使教学内容更加丰富[ 1 ]。创建基于化学学科核心素养的真实问题情境，需要正确把握素养、情境、问题和知识的关系。根据教学内容设置问题引导教学，促进学生思考，引导学生在真实问题情境下展开学习，独立思考，阐述观点。选择真实有意义的情境素材，是培养学生化学学科核心素养的有效方法，也是化学课堂教学发展的需要。真实问题情境素材来源丰富，可用可塑性强，但在日常化学教学中的应用却差强人意，原因是多方面的。应试教育背景下化学课堂任务繁重，很多教师仍根据传统教学设计和教材既定情境素材进行授课，缺乏有效新颖的真实问题情境创设，难以培养学生的化学学习兴趣、探究能力和创新能力[ 2 ]。 因此，如何在课堂教学中创设高效的真实问题情境，是值得我们深思的问题[ 3 ]。

本研究在化学学科核心素养的基础上，以“化学反应速率”为例，利用现实生活中的常见现象、探究性实验和新旧知识联想创设真实问题情境，让学生作为主体观察并分析，总结隐藏其中的科学规律。让学生在真实问题情境中学会新知识，通过自我建构，形成清晰的思维导图，为科学思维的建立奠定基础[ 4 ]。

1  基于化学学科核心素养创设真实问题情境的教学设计——化学反应速率

1.1  教材分析

“化学反应速率”是人教版高中化学选修四第二章“化学反应速率与化学平衡”第1节的内容。

本课题的内容是通过学习影响化学反应速率的因素，从中得出对应答案，利用这些知识解决实际中的具体问题。通过本节知识的掌握，使学生更加深刻理解知识之间的关系，并且高效地把控学习方法。

1.2  教学目标分析

有效的情景导入教学，能够很大程度上提升学生的学习兴趣，培养学生的综合能力。在学习影响化学反应速率的因素时，通过课堂上的实证实验，观察实验现象，高效利用大脑，分析和判断，归纳和概括，最终得出结论。由此，本课题设计了如下三维教学目标。

【知识与技能目标】理解化学反应速率的概念;了解化学反应快慢的决定性因素和影响因素;培养学生分析问题、联系能力。

【过程和方法目标】通过活动探究和感受学习化学的一般流程;通过活动探究，提高学生的分析、类比、移动及归纳能力。

【情感态度和价值观目标】通过活动探究，激发学习化学的兴趣;通过分析影响化学反应速率的原因，培养学生严肃认真的科学态度和精神。

1.3  教学重点、难点分析

本课程的重点是引导学生通过实验探究影响化学反应速率的因素，采用做实验的方法了解影响化学反应速率的因素。本课程的难点在于学生的抽象思维还不成熟，再加上对宏观现象的微观解释不深刻，缺乏多角度的综合分析实验方案的能力。

【教学重点】化学反应速率及其影响因素。

【教学难点】化学反应速率的影响因素、实验方案的设计。

1.4  教学思路

本设计的教育指导思想从实际生活中的现象和实验相关的概念和原理结构出发，由表及里的创设真实问题情境，通过举例，将理论和实践相结合。本设计有利于培养学生发现问题并解决问题的能力、实验中自我保护的能力、分析判断的能力和归纳总结的能力。

1.5  基于化学学科核心素养创设真实问题情境的教学设计过程

【设计意图1】通过生活中常见现象创设真实问题情境，比较炸药爆炸、牛奶变质、铁生锈、溶洞形成等，初步了解化学反应速率，引导学生用辩证的眼光理解化学反应速率，形成正确的化学观。

【PPT展示】不同化学反应过程。提示大家注意观察，分析化学反应的快慢。

【学生分析】牛奶变质、铁生锈的速度非常慢;烟花、爆竹爆炸的速度很快。

【教师补充】通过分析我们知道，化学反应快慢是不同的，术语表达即为化学反应速率。

【设计意图2】利用新旧知识的结合创设真实问题情境。教师提出符合实际的问题，让学生思考哪些因素能改变化学反应速率，逐步使学生理解化学反应速率的概念;培养学生归纳总结的能力，帮助学生构建知识框架。

【提出问题】思考：化学反应速率是不是越快越好？

【学生分析】牛奶变质和铁生锈的速率越慢越好。

【提出问题】相同条件下，钠、镁、铝与水反应的速率为什么不同？

【学生回答】钠的化学性质活泼，所以反应剧烈;镁和水反应，常温下和加热下比较，温度高反应速率变快。

【教师总结】内因：反应物的结构和化学性质;外因又涉及哪些因素呢？

【设计意图3】设计学生实验创设真实问题情境，提高教学效率及效果。根据实验结果，分析化学反应原理、实验原理，使学生对知识的理解和印象更加深刻，便于培养学生的科学探究与创新意识。

【实验一】学生点燃小木条，分别在空气中和在装有氧气的集气瓶中燃烧，观察现象并分析。

【学生分析】燃着的小木条在氧气中燃烧的更剧烈，说明反应物氧气的浓度可以影响化学反应速率。

【实验二】PPT展示工业制硫酸过程，学生观察现象。

【提出问题】工业制硫酸过程反映了化学反应速率的哪些信息？

【学生分析】当压强增大时，制备硫酸的速度变快。有氣体参加的反应，增大压强会使化学反应速率加快;反之化学反应速率减慢。说明压强影响化学反应速率。

【实验三】学生将2支同样装有过氧化氢溶液和氯化铁溶液的试管，贴上标签1和2。分别放入装有冷水和热水的烧杯中，观察现象并分析化学反应速率。

【学生分析】过氧化氢在热水中分解制氧气更快。说明温度影响化学反应速率。

【实验四】学生动手操作“双氧水在自然条件下和在有二氧化锰催化剂下的分解实验”，观察现象并分析。

【学生分析】双氧水在有二氧化锰的条件下分解的速度更快，说明催化剂影响化学反应速率;

【设计意图4】复习巩固本节课的知识，使知识系统化、结构化，培养学生养成自我总结和反思的好习惯。

【小结思考】同学们回顾一下本节课学习的知识，小结化学反应速率和影响化学反应速率的因素。

【学生小结】化学反应速率概念;影响化学反应速率的因素有浓度、压强、温度、催化剂。

【设计意图5】有助于学生提高运用所学知识来解决生活中实际问题的能力，将所学知识与实际联系起来，帮助学生学以致用。

【课后作业】根据本节课所学的内容，想一想生活中有哪些与化学反应速率相关的现象或者事物。

【学生活动】联系生活实际，举例与化学反应速率相关的现象。教师简要点评。

2  反思及展望

2.1  发挥学生的主体性，体现新的教学理念

本研究选用的“化学反应速率”内容抽象、理论性强，利用真实问题情境创设进行教学活动，帮助学生更好理解化学反应速率的意义，培养学科思维能力，自主分析探究、完成学习任务。教师引导，学生主动积极参与，收获新知识，接受并喜欢化学，促进有效学习，体现学生学习的主体性。

2.2  教师关注自身教学设计思维的发散性

教学是目的性很强的活动，缺乏目的性和价值性的教学活动无法顾及学生的个体差异性。教师应根据课堂实际情况，倾听不同的声音并适时改变教学方法和教学思路，依据真实问题情境培养学生化学思维的发散性。

2.3  根据实际情境创设真实问题情境

新课程提倡根据教学内容创建真实问题情境，并不意味着将传统的接受式学习方式打入“冷宫”，而是因材施教，因课设问，以期获得最佳教学效果。

3  结论

本文以“化学反应速率”为例，分析了基于化学学科核心素养的真实问题情境创设模式。这种模式有助于教师挖掘情境素材的教育价值，有助于教师教学理念的形成并将真实问题情境与知识深度相融合，有助于学生在作操中促进对知识点的理解和掌握，有助于学生学习化学实验安全知识。通过真实问题情境创设，实实在在地落实以素养为本的新课标，为学生的长期发展提供空间和保证。

参考文献：

[1]孙敏. 基于真实情境开展化学学科核心素养为本的教学案例[J]. 化学教育（中英文）， 2019， 40（11）： 41-47.

[2]冯洪明. 真实问题情境在发展学生化学核心素养中的价值初探[J]. 教学月刊·中学版（教学参考）， 2017（5）： 42-45.

[3] 姜建文， 吴俊杰. 基于“真实情境与实际问题”的化学试题命制——以“碳九泄漏事故”为例[J]. 化学教育（中英文）， 2019， 40（23）： 5-10.

[4] 王换荣， 何银华， 肖中荣. 从真实情境到驱动性问题链的素养为本的教学——以“溶液的酸碱性”单元复习课教学为例[J]. 化学教与学， 2020（03）： 2-6.