通过整体建构、问题驱动、实验探究培养核心素养

李华蕊

【摘要】对单元教学内容进行整体分析与建构，确定课时教学在单元教学中的作用，以问题驱动，展开实验探究，落实学科核心素养的培养，通过教学的评价及课后的反思，进一步探索解决问题的策略。

【关键词】整体建构；问题驱动；实验探究；核心素养；教学评价

2022年版初中化学课程标准注重基于大概念来进行课程教学的整体性设计，开展单元教学，体现大概念的统摄作用；重视科学探究和化学实验；倡导开展素养导向的化学教学，落实化学课程要求的核心素养。因此教师在进行教学时应整体建构完整的知识体系，打破课时设计的束缚，重组教学内容，优化教学结构，突出科学探究与化学实验，实现课堂的转型，从而发展学生核心素养。

一、单元内容的整体建构

1.教材的整体分析

第九单元“溶液”的大概念为物质溶解的限度，学习内容与生产、生活联系紧密。课题一：溶液的形成，以溶解这一自然现象作为学生认识溶液的开端，帮助学生从对宏观现象的观察和探究（溶解过程及溶解时的热量变化）及对微观本质的分析两个维度更全面地认识溶液的形成过程，从而促进学生对溶液的组成和性质的理解；课题二：溶解度，以研究物质在水中的溶解限度作为情境素材，建构饱和溶液和不饱和溶液、溶解度等概念，学习、体验控制变量法等科学研究方法；课题三：以溶液的浓度相关知识学习为依托，使学生感受学习化学的重要意义，帮助学生从化学角度认识、理解人与自然的关系。饱和溶液与不饱和溶液是课题二溶解度的第一课时学习内容，是初中重要的化学概念，在第九单元中起到承上启下的作用，是学生学习溶液的形成后，从定性过渡到定量，为学习溶解度奠定了基础。

2.整合教学素材，有效改进实验

本节课需要学习三个关键的知识点：饱和溶液与不饱和溶液的概念及判断的方法、两种溶液相互转化的方法、物质的结晶。教材通过“氯化钠加水溶解”和“硝酸钾加热溶解”两个实验来说明影响饱和溶液与不饱和溶液的两个因素：温度和溶剂的量，由于完成两个实验花费时间多，特别是“氯化钠加水溶解”，提出饱和溶液和不饱和溶液的概念后所剩余时间无几，学生无法深入思考，不利于学生对这节课重难点的吸收和理解。因此，我把两个实验变为一个实验（硝酸钾加水溶解和加热溶解），增加了蒸发结晶的实验，并把演示实验改为学生的分组实验，设计问题链引发学生思考、设计实验方案、完成实验、分析总结得出结论。让学生有更多的机会主动地体验科学探究的过程，对饱和溶液与不饱和溶液的认识由感性上升到理性，使学生深度理解饱和溶液与不饱和溶液的概念及相互转化的方法、物质结晶的方法，在知识的形成、相互联系和应用过程中养成科学的态度，拓宽学生思维，发展学生学科核心素养。同时把饱和溶液、不饱和溶液与浓溶液、稀溶液的关系放在课题三溶液的浓度进行学习，更有利于学生理解溶液的浓度与物质溶解的限度之间的关系。

3.教学的目标

（1）通过设计实验方案以及在实验探究过程中观察、记录、分析实验现象、获取证据、得出合理结论来了解饱和溶液、不饱和溶液的概念，提升“科学探究”“证据推理”素养。

（2）通过不同的实验条件，理解饱和溶液与不饱和溶液之间的相互转化，逐步建立用辩证、发展的思想观点来看待事物的变化。

（3）通过实验探究，能说出物质结晶的方法，并能举例说明，感受身边的化学。

（4）教学重点：饱和溶液、不饱和溶液的概念及其相互转化。

（5）教学难点：理解饱和溶液和不饱和溶液相互转化的方法。

二、教学过程

引入：食盐、高锰酸钾都易溶于水，难溶于汽油，这与食盐、高锰酸钾的什么有关？食盐、高锰酸钾易溶于水，与水的量有关吗？

学习任務一：饱和溶液与不饱和溶液。

活动与探究1：硝酸钾能无限溶于水吗？

教师：硝酸钾能无限溶于水吗？你能设计实验验证吗？

学生：在一定量的水中不断加入硝酸钾。

学生进行实验、记录分析现象。

实验1：在常温下，向装有一定量水的试管中加入半药匙的硝酸钾，振荡并观察现象，分析得出结论。

实验2：继续向实验1中的试管加入一药匙的硝酸钾，振荡，观察现象，并分析得出结论。

教师：我们把实验1中的溶液称为不饱和溶液，实验2中的溶液称为饱和溶液，根据以上实验同学们可以归纳饱和溶液和不饱和溶液的概念吗？

学生1：不能再溶解溶质的溶液称为饱和溶液，能继续溶解溶质的溶液称为不饱和溶液。

学生2：在一定温度下，一定量的溶剂里不能再溶解某种溶质的溶液，叫做这种溶质的饱和溶液； 还能继续溶解某种溶质的溶液，叫做这种溶质的不饱和溶液。

活动探究2：如何让未溶解完的硝酸钾继续溶解完？

教师：如何让实验2中未溶解完的硝酸钾继续溶解完？你能设计实验验证吗？

学生1：往试管中加入水，直到硝酸钾完全溶解。

学生2：给试管加热，直到硝酸钾完全溶解。

学生进行实验、记录分析现象。

实验3：继续向实验2中的试管加入两胶头滴管的水，振荡，观察现象，并分析得出结论。

实验4：给实验2中的试管加热，观察现象。溶解完后，再加入一药匙硝酸钾，继续加热，观察现象，并分析得出结论。

教师：根据以上实验，在饱和溶液和不饱和溶液的概念中应该限定什么条件？

学生：在一定温度下，一定量的溶剂里。

教师：硝酸钾饱和溶液中还能溶解其他的溶质吗？如何设计验证？

学生：往硝酸钾饱和溶液中加入其他的溶质，看是否能溶解。

教师演示：往硝酸钾饱和溶液中加入适量的高锰酸钾。

学习任务二：饱和溶液与不饱和溶液的相互转化。

活动探究3：如何把实验3和实验4中的不饱和溶液变为饱和溶液？

教师：如何设计实验把实验3和实验4中的不饱和溶液变为饱和溶液？

学生1：冷却不饱和溶液。

学生2：加热蒸发不饱和溶液。

学生3：加入硝酸钾。

学生进行实验、记录分析现象。

实验5：把实验3中试管中的溶液倒入蒸发皿加热，观察现象，并分析得出结论。

实验6：把实验4试管放入水中冷却，观察现象，并分析得出结论。

教师：饱和溶液和不饱和溶液相互转化的方法有哪些？

学生：饱和溶液变为不饱和溶液的方法有加入溶剂、升温。不饱和溶液变为饱和溶液的方法有降温、加入溶质、蒸发溶剂。

教师：大多数的物质温度越高在一定量的溶剂里溶解能力越强，氢氧化钙这种物质却是温度越高，在一定量的溶剂里，它的溶解能力越弱，它从饱和溶液变为不饱和溶液是升温还是降温呢？

学生：降温。

学习任务三：结晶。

教师：如何使溶质从饱和溶液中析出？

学生：冷却热饱和溶液或者蒸发溶剂。

播放视频：海水晒盐。让学生了解结晶在生活、生产中的应用并让学生说说生活中的结晶现象。

教师：像氯化钠、硝酸钾等物质，在水中会形成饱和溶液，不能无限溶解。那么，有没有一些特殊物质能无限溶解于水，不会形成饱和状态呢？

学生：酒精。

教师：生活常见的酒精、醋酸等，能够无限溶于水中；但有些物质如碳酸钙等在水中溶解的很少，属于难溶或不溶的物质，有些物质如氯化钠、硝酸钾等易溶于水，但是溶解有一定的限度，当条件改变时，溶解的限度也会改变，这就体现了物质溶解的多样性。

学习任务四：理解与应用。

学生归纳总结本节课的学习内容并完成相应的练习题。

三、教学评价

评价是教学的重要组成部分，主要功能是诊断学习效果，进一步改进教学方式，促进教学目标的落实，发展学生的核心素养。为了全面、客观地评价学生核心素养培养目标的达成情况，应注重“教—学—评”一体化，加强过程性评价，基于证据诊断来发展学生的核心素养，学生在课堂学习、实验探究、课后作业等学习活动中的表现，均可作为过程性评价的数据来源。教师通过收集和分析，了解学生在学习过程中核心素养的落实情况，依据此情况对教学进行改进。为此在“饱和溶液与不饱溶液”的教学中我设计了表现性评价量表，并在学生提交的100份评价表中统计出达成目标的数据如下（表1）。

上述数据反映出大多数学生在本节课的学习过程中达成了预期学习目标，10%左右的学生对本节课的学习存在问题，对设计实验方案及归纳总结的能力相对其他的目标要偏弱，在今后的教学中要加强这方面的训练和培养，同时对于10%的学生要一对一了解學习的情况，进行有效辅导。

四、教学反思

1.整体建构，优化实验教学

课堂的呈现形式依赖于教师对学科知识系统化的理解。基于单元教学进行整体教学设计，有助于学生理解单元教学的大概念（物质溶解的限度）。本节课中首先提出问题：食盐、高锰酸钾都易溶于水，难溶于汽油，这与食盐、高锰酸钾的什么有关？食盐、高锰酸钾易溶于水，与水的量有关吗？引导学生从定性到定量研究物质的溶解。把两个实验合并为一个实验，并设计实验方案及进行实验，使学生从假设到验证、从感性到理性，亲历了化学概念的形成过程，深化了饱和溶液与不饱和溶液的理解，建构起对于溶解相对完整的认识，如酒精能无限溶于水、碳酸钙难溶于水、氯化钠易溶于水，但会形成饱合溶液，形成了物质溶解多样性的认识模型。

2.设计问题链，促进学生深度思考

以解决问题驱动教学是提升和培育核心素养的重要途径。在整节课教学中我始终以问题为引领，层层推进，过程清楚，思路清晰：提出问题→设计方案→进行实验 →建立概念→辨析概念→深化概念→应用概念。用问题引领学生，促进学生深度思考，提高学生解决问题的能力，培养学生的质疑思维。

3.实验探究，落实核心素养

通过一系列的学生自主设计、进行实验，深入分析得出结论的探究活动，建立饱和溶液和不饱和溶液的概念模型及相互转化，从物质溶解的多维度建构出发，形成了物质溶解多样性的认知模型。逐步从不同程度渗透“科学探究”“证据推理与模型认知”“科学态度与社会责任”等素养，使学生形成灵活的思维方式，落实学生学科核心素养的培养。

4.注重评价，反馈目标达成

本节课设计了表现性评价量表，通过收集和分析学生自评、小组互评、教师评价的数据，及时了解学生在学习过程中达成了哪些教学目标及达成的程度，分析未达成背后的原因，诊断出教学过程中存在的共性问题和个性问题，为下一步的教学改进提供依据，充分体现了“教—学—评”一体化，不断优化教学过程，使学生核心素养的培养落到实处。

5.反思问题，寻找解决策略

纵观整节课，学生完成不好的是实验方案的设计及实验的操作。教师认为比较简单的实验方案如设计实验验证一定量的水中能否无限溶解硝酸钾？能准确说出的学生只有60%，还有向试管中加入水或硝酸钾，有部分学生小心翼翼花费过多的时间，影响学习的进度。学生存在这些问题的主要原因是平时为了赶教学进度，没有留更多的时间给学生思考，也不会创造条件让学生自己动手做实验。因此，如何整体规划初三一年的教学，合理安排教学进度，适当开展实验探究活动，培养学生的实验操作能力，拓宽学生的思维，落实学生核心素养的培养机制，值得每位教师去探索与研究。

【参考文献】

[1]黄令.整体建构教学问题驱动学习培养核心素养[J].化学教与学，2019（7）.

[2]房喻，王磊.义务教育化学课程标准（2022年版）解读[M].北京：高等教育出版社，2022.

（基金项目：本文系海南省教育科学规划课题“以核心素养为导向的科学探究课例研究和实践——以初中化学、生物为例”的研究成果，课题编号QJH202210125）