“素养为本”的化学课堂教学模式的运用研究——以“饱和溶液和不饱和溶液”为例

江苏南京市建邺初级中学（210017）邵 敏

《普通高中化学课程标准（2017 年版）》明确提出“以发展化学学科核心素养为主旨”的基本理念，要求中学化学教师重视开展“素养为本”的教学，倡导真实问题情境的创设，开展以化学实验为主的多种探究活动，重视教学内容的结构化设计，激发学生学习化学的兴趣，促进学生学习方式的转变，培养学生的创新精神和实践能力。学科核心素养是学科育人价值的集中体现，是学生通过学科学习而逐步形成的正确价值观、必备品格和关键能力。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。基于此，我区化学教师在区教研员的带领下，积极开展了“素养为本”的教学研究。笔者有幸在“发展化学学科核心素养”课题引领下开设了一节公开课——“饱和溶液和不饱和溶液”。下面笔者以这节课为例，谈谈“素养为本”的化学课堂教学模式的具体运用。

一、“素养为本”的化学课堂教学模式（如图1）

图1

二、“素养为本”的化学课堂教学模式的具体运用

（一）教学设计（如表1）

表1 “饱和溶液和不饱和溶液”的教学设计

续表

（二）设计思路（如图2）

图2

（三）板块设计（如图3）

图3

三、教学反思

（一）情境引入、实验探究，发展学生科学探究、证据推理等核心素养

“一锅汤里面能否无限制地溶解食盐？”本节课先以一个生活中的问题情境引入，激发学生的探究欲望；紧接着在任务1中将教材中的演示实验9-5、实验9-6 改为学生分组实验。将学生分为6 组，其中3 组做实验9-5，另3 组做实验9-6。通过探究一定质量的氯化钠和硝酸钾分别在一定量的水中溶解的情况，学生知道了什么叫饱和溶液，什么叫不饱和溶液，初步归纳出了饱和溶液和不饱和溶液的概念。

在分组实验中，因气温较低（上这节课时正是12月下旬），故5 g硝酸钾溶于20 mL 水时溶解速率较慢，耗时较长，且溶解度较小，不能全部溶解。对此，笔者在设计实验时更改了教材中演示实验的数据。第一步实验需要看到的是氯化钠和硝酸钾晶体全部溶解，从而得到氯化钠和硝酸钾的不饱和溶液。第二步实验需要看到的是氯化钠和硝酸钾晶体部分溶解，从而得到氯化钠和硝酸钾的饱和溶液。因此，笔者将第一步实验中的5 g 氯化钠和硝酸钾改为1 g，将第二步实验中的5 g 氯化钠和硝酸钾改为9 g。这样，既实现了分组探究，又节约了实验时间，便于学生得出饱和溶液和不饱和溶液的概念。在实验探究中，培养了学生对实验信息进行加工并获得结论的能力，发展了学生科学探究、证据推理等核心素养。

分组实验：

（1）实验9-5（如表2）

表2 实验操作

（2）实验9-6（如表3）

表3 实验操作

（二）数字化实验、宏微结合，发展学生宏观辨识与微观探析等核心素养

为了让学生进一步理解饱和溶液和不饱和溶液的概念，笔者设计了数字化实验，化抽象为直观。笔者原本想通过测量氯化钠溶液和硝酸钾溶液的电导率，让学生直观地从曲线不再上升的角度来理解溶液中离子总浓度已经不再增加，即溶液已经达到饱和状态。然而在实验中发现，氯化钠和硝酸钾都是易溶于水的物质，而所用的电导率传感器的最大量程是20 000μs/cm，无法测量氯化钠和硝酸钾饱和溶液的电导率。氢氧化钙是学生比较熟悉的微溶物质，因此笔者设计了将氢氧化钙粉末逐渐加入一定量的水中，测定溶液电导率的变化情况的实验。从实验现象可以明显看出，溶液达到饱和后电导率不再上升（如图4-1）；此时再向烧杯中加入少量高锰酸钾粉末，溶液变成了紫红色（如图4-2），可以证明原氢氧化钙饱和溶液可以继续溶解高锰酸钾;从图像(如图4-3)上看，溶液的电导率继续上升，也可以证明氢氧化钙饱和溶液可以继续溶解高锰酸钾。

图4-1

图4-2

图4-3

数字化实验可帮助学生把宏观的实验现象与微观的离子浓度结合起来，进而理解饱和溶液和不饱和溶液的概念，并充分认识到某溶质的饱和溶液只是不能溶解该溶质，但还可以溶解别的溶质，从而培养了学生宏观辨识与微观探析等核心素养。

（三）再探实验、总结规律，发展学生变化观念等核心素养

在任务2中，笔者引导学生分析实验9-5、实验9-6 每一个步骤中溶液的状态（如图5），得出氯化钠和硝酸钾的饱和溶液和不饱和溶液是可以相互转化的，并且归纳总结出饱和溶液和不饱和溶液相互转化的一般规律：一般情况下，不饱和溶液可以通过增加溶质或者降低温度的方法转化为饱和溶液；饱和溶液可以通过增加溶剂或者升高温度的方法转化为不饱和溶液（如图6）。在此过程中学生学会运用这一规律解决其他的新问题，培养了变化观念等核心素养。

图5

图6

（四）联系实际、学以致用，发展学生科学态度与社会责任等核心素养

任务3 中，通过回顾实验9-6，并展示图9-10，让学生认识结晶过程（即溶质从溶液中以晶体的形式析出的过程），降温结晶是结晶的一种方式；再通过播放视频介绍海水晒盐的流程（如图7），引导学生认识结晶的另一种方式——蒸发结晶，及其在生产生活中的应用。

图7

通过分析，学生了解了海水晒盐的每个环节中氯化钠溶液的状态，从而知道了蒸发溶剂也可以使不饱和溶液变为饱和溶液。通过引导学生将所学的化学知识与实际生产相联系，使学生感知化学知识对社会发展的重大贡献，从而激发学生学习化学的热情；使学生能运用已有知识和方法综合分析化学反应过程对人类社会可能带来的各种影响，并能够权衡利弊，勇于承担责任，发展学生科学态度与社会责任等核心素养。

（五）提炼总结、构建模型，发展学生证据推理与模型认知等核心素养

在课末提炼总结阶段，教师先通过具体的问题“如何判断实验9-5 最后得到的溶液是饱和溶液还是不饱和溶液？”引导学生思考讨论，加深学生对饱和溶液和不饱和溶液概念的理解，并且使学生能够依据探究目的设计并优化实验方案，完成实验操作，同时能对实验信息进行加工并获得结论，并与同学交流实验探究的成果，从而培养学生科学探究与创新意识的核心素养。接着再让学生讨论提炼出判断溶液是否饱和的一般思路（如图8），发展学生证据推理与模型认知等核心素养。

图8