试析核心素养背景下的高中化学课堂教学设计

陈丽双

摘 要：当前，核心素养可谓是教育改革中的一个热点话题，深受广大教育工作者的普遍关注。核心素养培养的主要目的是提升学生的综合素质，让他们具备适应社会发展与终身学习需要的关键能力与必备品格。在高中化学课堂教学中，教师应基于核心素养优化教学设计。本文以“化学反应速率与反应限度”为例，探讨如何进行高中化学课堂教学设计。

关键词：核心素养;高中化学课堂;教学设计;化学反应速率;反应限度

高中化学学科核心素养主要涉及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、科学精神与社会责任等，这为高中化学教学设计提供了新的方向与思路。教师需以核心素养的几个维度为基本导向，优化教学内容、流程与形式，帮助学生转变化学学习方式，培养学生的创新精神与实践能力，使其获得综合发展。

一、教材内容分析

本节课选择苏教版高中化学必修第二册专题6“化学反应与能量变化”第一单元“化学反应速率与反应限度”，主要涉及化学反应速率的概念，哪些因素会影响化学反应速率，以及怎么通过控制反应条件研究生活现象。教材从现实生活着手，介绍化学现象和实验方法，由实验引出本节课的核心概念，并继续展开实验探究，分析影响化学反应速率的因素有哪些，归纳汇总形成实验结论，准确得出具体数据，然后提升实验深度，鼓励学生积极思考与主动交流，深入探究化学反应限度的概念，重新认识这一化学问题，根据已学知识和生活实例确定化学反应的具体条件，并掌握和控制好条件。最终让学生更为全面、深刻地认识化学反应特征，助推他们构建一个结合化学反应和能量的完整知识体系[1]。

二、核心素养渗透

（一）宏观辨识与微观探析

学生可以基于多个层面认识化学反应速率及限度，从元素、分子和原子等不同视角重新了解物质，从宏观与微观相结合的角度分析化学反应速率与限度，进而学会如何表示化学反应速率和限度。

（二）变化观念与平衡思想

学生掌握什么是可逆反应，会描述和判断化学平衡的状态，使其形成端正的平衡思想，知道化学变化需要一些特殊的条件，遵循相应的规律，深度掌握化学变化的本质，既有新物质生成，还会出现能量变化。让学生知道化学变化存在着一定的限度，不过可以调控，进而学会多视角、动态化地去解读化学反应，并借助变化观念与平衡思想处理实际问题。

（三）证据推理与模型认知

让学生在本节课学习中建立证据意识，在分析和推理化学反应速率和限度过程中进行证实或者证伪，形成观点、结论和证据三者之间的逻辑关系，学会利用分析、推理等方式掌握化学反应速率和限度的根本特征、相互关系及构成要素，且会建立化学模型，通过构建模型处理化学反应速率和限度问题，掌握化学现象的规律和本质。

（四）科学探究与创新意识

让学生在实验操作中了解影响化学反应速率的因素，使其在实验中能够准确使用控制变量法，重点培养他们结合条件进行推理、分析规律和归纳结果的能力，能主动发现与提出具有探究意义的化学问题，学会基于问题视角提出假设，明确实验活动的目的，制订科学合理的实验方案，使其在小组内合作完成实验探究，增强合作学习意识，鼓励学生勇于提出个人不同的见解与看法，全面提升他们的探究能力和创新精神。

（五）科学精神与社会责任

让学生在一定条件中深入認识化学变化的实质，深刻掌握控制化学反应条件的重要性，从速率和限度分析化学反应过程，能够用科学知识来解释一些比较常见的化学现象，增强科学探究意识与观念，帮助他们形成严谨求实的科学态度，具有崇尚真理、探索未知的意识，使其可以将学过的知识应用到生活、生产之中，形成绿色化学观念与可持续发展意识，提升自身的社会责任感[2]。

三、教学流程设计

（一）化学反应速率教学设计

1.创设情境，发现问题

教师先在多媒体课件中展示炸药爆炸、溶洞形成、金属锈蚀、食物腐败、镁条燃烧等图片，引出问题：这些反应的发生经历的时间一样吗？你们在观察中发现可以通过什么现象来判断化学反应速度进行的快慢？还有什么其他方法？学生发现经历的时间不同，使其根据已有知识寻求答案，如：冒气泡快慢、固体量的改变、浑浊程度、颜色变化等。师生一起总结：化学中用化学反应速率对化学反应的快慢进行重新表示，因为不少化学反应都是在溶液内进行的，所以化学反应速率一般采用物质的量的浓度在单位时间内的改变情况进行表示。这样通过问题情境的设置引出新课主题，帮助学生初步认识化学现象与实验内容，让他们根据对生活实例的描述和比较，以及判断反应速度的快慢，对化学反应速率的概念产生初步了解[3]。

2.小组合作，了解概念

教师现场操作实验：把适量的锌粒投入浓度是5mol/L的盐酸溶液中，10秒钟以后盐酸的浓度变为1mol/L，引导学生结合个人认知，尝试写出有关化学反应速率的表达式和单位，引出问题：化学反应速率是平均速率吗？是瞬时速率吗？把班内学生划分成若干个学习小组，以小组为基本单位进行实验观察、交流探索与讨论归纳，使其意识到反应速率的值越大反应就越快，化学反应速率表示的是平均反应速率。接着，教师设计这样一道练习题：在一个密封的容器中充入氢气与氮气，当反应开始时，氢气的浓度为5mol/L，氮气的浓度为2mol/L，反应两分钟之后，测出氮气的浓度为1.8mol/L，请求出此时氢气的浓度，这一反应时段内氮气的平均反应速率为多少？两者的平均反应速率为多少？反应速率之比是多少？带领学生全面分析化学反应速率的相关内容，使其产生疑问：在同一个化学反应中，当用不同物质来表示反应速率时，数值与意义相同吗？不同物质所表示的反应速率之比与哪些因素有关？利用简单的课堂练习帮助学生学会计算化学反应速率，并培养他们证据推理和模型认知的化学素养。

3.操作实验，验证假想

在这一环节，教师要尽可能将实验操作的机会交给学生，使其在小组内探究影响化学反应速率的因素，按照先猜想、再实验的流程进行，根据猜想运用控制变量法，制订实验方案，注意认真记录实验，确保实验的完整性与科学性，让他们在实验中搜集证据、展开推理，构建化学模型，继续培养学生的证据推理与模型认知素养，并发展他们的科学探究与创新意识素养。

具体来说，教师先抛出问题：影响化学反应速率的因素有哪些？学生结合已学知识及个人认识可能提出温度、催化剂、浓度等猜想，指导他们采用控制变量法设计实验逐个验证。如：实验1“探究温度对化学反应速率的影响”，准备好5%的过氧化氢、浓度是1mol/L的氯化铁溶液等试剂，火柴，烧杯与试管等仪器，将过氧化氢与氯化铁溶液混合在一起，分别在热水、常温、冷水环境下进行实验，认真观察实验现象并总结;实验2是“探究催化剂对化学反应速率的影响”，准备好5%的过氧化氢，1mol/L的氯化铁溶液、二氧化锰，分别在过氧化氢中加入适量的二氧化锰与氯化铁溶液，观察实验现象并总结;实验3是“探究浓度对化学反应速率的影响”，准备好浓度是1mol/L的硫代硫酸钠，浓度分别是1mol/L和5mol/L的硫酸，仪器有量筒和试管等。让1mol/L和5mol/L的硫酸分别同硫代硫酸钠反应，同样观察现象并归纳结论。实验是学习化学的根本所在，在课堂教学中，教师需要实验教学的设计与实施，再加上实验本身就是化学教学的一个重要手段及关键的证据来源，通过三组对比实验的操作，学生借助控制变量法发现在不同条件下化学反应速率的变化情况，了解相应的因素，培养他们的观察和探究、分析与辩证，以及概括与归纳等能力，使其真正感受到化学反应速率是能够调整、改变与控制的[4]。

4.分析归纳，概括规律

教师组织学生在小组内针对以上学习环节进行自由交流，采用小组内部合作，小组之间交流，学生自我评价和相互评价，以及质疑和释疑等方法，带领他们慢慢地建构起完整的化学知识体系，使其结合刚才的实验来类比和迁移，举一反三地分析还有哪些因素会影响到化学反应的速率。学生在独立思考与合作探究中勇于提出个人看法和见解，畅所欲言、各抒己见，思维发生碰撞与交流，最后，师生一起总结化学反应速率的相关规律，包括：在其他条件不变时，增大反应物浓度，可以增大反应速率;如果化学反应可逆反应，升高温度，正、逆反应速率均加快，降低温度，正、逆反应速率都减小;运用催化剂可以把化学反应所需的能量降低，把更多的反应物的分子变得更为活跃，有效增加单位体积内反应物中活跃分子所占的比重，因而使反应速率加快。让他们发现影响化学反应速率的因素有物质浓度、环境温度与催化剂等，初步学会调控化学反应速率的快慢[5]。

5.解决问题，拓展应用

教师可设置以下练习题：工业制取氨气时为什么要适当升高温度与增大压强？冶炼矿物时将原料粉碎的原因是什么？将过量的锌粒放入浓度是3mol/L的硫酸中，反应一段时间以后为什么气泡会明显变少？又往容器中添加一些浓度适当的硫酸，为什么气泡明显变多起来？引导学生利用本节课所学知识展开分析与探讨，使其意识到学习化学反应原理是十分重要的，可以为解题提供更多支持，且将化学教学与人类生产生活相关联，强化他们的社會责任感，促进科学的发展。

（二）化学反应限度教学设计

1.创设情境，实验探究

教师先演示实验：往4ml的0.1mol/L的碘化钾溶液中加入1mol/L的氯化铁溶液，充分震荡后静置，学生可以看到溶液颜色由棕黄色变浅绿色，原因是铁离子显棕黄色，亚铁离子显浅绿色，写出相应的离子方程式;然后往上述溶液中加入2ml的四氯化碳，用力震荡后放置一会，可以明显看到有分层现象，上层是清液，下层是沉淀物;接着取清液于试管中，滴入适量的亚铁氰化钾。让他们提出假设现象、说明理由，并证明假设的现象，且加以解释。如此，教师借助实验创设问题探究情境，引出新知识，从学生较为熟知的化学反应着手，利用实验操作提供大量的感性材料、宏观现象与实验事实，灵活运用多种方法助推他们了解什么是化学反应限度，使其深入探究化学的内涵和本质，深层次认识化学反应。顺势引出化学反应限度，培养学生的科学探究和创新意识，让他们继续参与到化学学习活动中[6]。

2.介绍事例，建立概念

教师给出化学反应限度的概念，即为研究可逆反应在一定条件下所能达到的最大程度，也就是化学反应的动态平衡;可逆反应则是在同一反应条件下，不仅能向正反应方向进行，还能向逆反应方向进行的化学反应。如：氮气与氢气反应制取氨气、二氧化硫与氧气反应制取三氧化硫、二氧化氮与四氧化二氮之间等，带领学生分析、交流与探讨这些与众不同的化学反应，使其切实感受到化学反应限度的存在，着重培养他们的平衡思想与变化观念，进一步建立化学反应限度的概念。

3.总结归纳，概括规律

教师以“可逆反应二氧化硫与氧气反应制取三氧化硫”设置探究活动：在一定条件下，向一体积一定的密闭容器中通入一定量的二氧化碳与氧气，请分析下列问题：反应开始时，正反应与逆反应速率是否一样（提示：此时反应速率与浓度有关）？在反应进行过程中，正逆反应的速率有何变化？最终的状态是什么样？是否可以通过图示的方式来描述变化过程？学生通过在小组内合作讨论，发现当反应刚开始时，反应物的浓度是最大的，正反应速率也更大;当生成物浓度最小时，逆反应速率最小;在反应过程中，反应物的浓度和正反应速率均在减少;生成物浓度最大时逆反应速率最大;当正、逆反应速率不发生变化时，反应物与生成物的浓度均不变化，最终达到平衡状态。如此，学生通过分析上述化学反应过程，自然而然地构建出化学平衡概念，总结与概括化学反应限度的规律，增强他们推理分析、模型认知的素养，有助于核心素养的形成[7]。

4.设置问题，拓展应用

教师利用多媒体设备播放建筑物定向爆破与炼铁高炉尾气的视频，设置问题：结合建筑物定向爆破这一现象可以获得哪些结论？怎么提升煤的燃烧率？引领学生结合本节课所学的知识展开分析与交流。基于现实的生产生活，重点培养学生分析与处理问题的能力，使其充分意识到化学科同实际生活之间有着密切联系，真正感受到化学知识的实用性，并激发学生的社会责任意识，使其形成端正的科学观念，继而助推其化学核心素养的发展。

结束语

总而言之，核心素养是教育领域的基本理念，在高中化学课堂教学中，教师应把握好化学学科核心素养的几大维度，将其融入多个教学环节中，以学生的知识基础与原有认知为课堂教学的发起点，从多个方面渗透核心素养的培养，带领学生学习化学知识与技能的同时，使学生的内心受到熏陶和感染，培养学生的综合素质，使其健康成长与全面发展。

参考文献

[1]侯恩卿.核心素养培养理念下的高中化学课堂教学实践研究[J].天天爱科学（教学研究），2022（4）：45-46.

[2]卢荣春.探究核心素养培养理念下的高中化学实验教学策略[J].天天爱科学（教学研究），2022（4）：65-66.

[3]伍丹丹.化学核心素养下的高中化学高效课堂模式研究[J].知识文库，2022（7）：145-147.

[4]赵春林.浅谈核心素养培养背景下创新高中化学教学的途径[J].天天爱科学（教育前沿），2022（3）：41-42.

[5]胡红拓.新高考下高中化学核心素养在课堂教学中的培养探究[J].数理化解题研究，2022（6）：113-115.

[6]杨海星.在高中化学教学中培养学生核心素养的策略研究[J].天天爱科学（教育前沿），2022（2）：93-94.

[7]王景国.高中化学教学中对学生渗透化学核心素养的策略探究[J].学周刊，2022（3）：19-20.