基于發(fā)展化學(xué)核心素養(yǎng)的“化學(xué)能與電能”課堂教學(xué)設(shè)計(jì)

高璐

核心素養(yǎng)的內(nèi)涵：學(xué)生應(yīng)具備的適應(yīng)終身發(fā)展和社會發(fā)展需要的必備品格和關(guān)鍵能力。

普通高中必修化學(xué)課程設(shè)置五個(gè)主題，旨在促進(jìn)全體學(xué)生在“宏觀辨識與微觀探析”、“變化觀念與平衡思想”、“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”、“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識”、“科學(xué)精神與社會責(zé)任”等化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的各個(gè)方面都有一定的發(fā)展。必修模塊課程是全體學(xué)生必須修習(xí)的課程，是普通高中學(xué)生發(fā)展的共同基礎(chǔ)。必修課程努力體現(xiàn)化學(xué)學(xué)科的核心觀念與發(fā)展趨勢，促進(jìn)全體學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的發(fā)展，以適應(yīng)未來社會發(fā)展需求。作為高中基層教育實(shí)施者，在教學(xué)實(shí)踐中應(yīng)圍繞“高中化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)”的要求，組織教學(xué)資源，設(shè)計(jì)發(fā)展學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的教學(xué)方案實(shí)施教學(xué)。

一、明確教學(xué)主題的素養(yǎng)發(fā)展價(jià)值

對于每章節(jié)每節(jié)課的教學(xué)主題，教師首先要明確教學(xué)主題的素養(yǎng)發(fā)展價(jià)值和功能定位，即教學(xué)主題能培養(yǎng)學(xué)生什么樣的品格和關(guān)鍵能力，發(fā)展學(xué)生什么樣的素養(yǎng)。每節(jié)課只有明確了素養(yǎng)發(fā)展價(jià)值才能更好的在教學(xué)設(shè)計(jì)和教學(xué)過程中實(shí)現(xiàn)學(xué)生素養(yǎng)為本的教學(xué)目的。

能源是化學(xué)學(xué)科研究的重要課題，電能的開發(fā)和利用更是能源問題中的關(guān)鍵問題。學(xué)生學(xué)習(xí)到高一必修二階段，已經(jīng)掌握了氧化還原反應(yīng)的原理及本質(zhì)并可以較熟練的進(jìn)行分析，對能源的分類、利用及能量的轉(zhuǎn)化也有了一定的認(rèn)識。高中化學(xué)必修二中的《化學(xué)能與電能（第1課時(shí)）》的設(shè)計(jì)基于發(fā)展學(xué)生的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)為目標(biāo)，以發(fā)展學(xué)生的認(rèn)識為教學(xué)的目的。本節(jié)課的教學(xué)目的是發(fā)展學(xué)生對氧化還原本質(zhì)的認(rèn)識，提升綜合應(yīng)用已有知識解決實(shí)際問題的能力。以“如何獲得電能”和“如何將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能”兩個(gè)問題情境為線索，加入化學(xué)反應(yīng)原理、化學(xué)反應(yīng)與能量等內(nèi)容的綜合分析與應(yīng)用，讓學(xué)生充分調(diào)動已有知識，在真實(shí)問題情境中解決實(shí)際問題。

1.本節(jié)課學(xué)生的必備品格和關(guān)鍵能力

（1）必備品格

對環(huán)境的關(guān)愛、對能源的開發(fā)利用的社會責(zé)任感，勇于創(chuàng)新的科學(xué)的探究精神。

（2）關(guān)鍵能力

對原電池原理理解認(rèn)識，能運(yùn)用知識自主的設(shè)計(jì)、改進(jìn)原電池，簡單評價(jià)能源的使用情況，解決實(shí)際問題。

（3）學(xué)科素養(yǎng)

促進(jìn)學(xué)生獲得“宏觀辨識與微觀探析”、“變化觀念與平衡思想”、“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”、“實(shí)驗(yàn)探究與創(chuàng)新意識”、“科學(xué)精神與社會責(zé)任”等化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)不同程度的發(fā)展。

二、教學(xué)設(shè)計(jì)思路與流程

“素養(yǎng)取向”的化學(xué)課堂教學(xué)的基本理念是“素養(yǎng)為本”，強(qiáng)調(diào)運(yùn)用所學(xué)的知識及科學(xué)過程和科學(xué)方法解決真實(shí)問題。本節(jié)課創(chuàng)設(shè)兩個(gè)真實(shí)問題情境，通過幾個(gè)有價(jià)值的核心問題做線索，引導(dǎo)學(xué)生通過活動任務(wù)串聯(lián)起知識線，最終實(shí)現(xiàn)本節(jié)課的知識學(xué)習(xí)和素養(yǎng)發(fā)展功能。

整節(jié)課的教學(xué)思路和流程如圖所示。

三、注重發(fā)展學(xué)生學(xué)科素養(yǎng)的學(xué)習(xí)任務(wù)設(shè)計(jì)及重要的教學(xué)環(huán)節(jié)

本節(jié)課的設(shè)計(jì)以學(xué)生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)為目標(biāo)，以發(fā)展學(xué)生的認(rèn)識為教學(xué)的目的，針對學(xué)生的偏差認(rèn)識（認(rèn)識沖突）設(shè)計(jì)問題、使問題更有開放性、討論空間更大。通過給學(xué)生設(shè)計(jì)幾個(gè)核心任務(wù)驅(qū)動學(xué)生的主動學(xué)習(xí)，將學(xué)科素養(yǎng)的五個(gè)方面分散在不同的教學(xué)環(huán)節(jié)中滲透教育。本節(jié)課為學(xué)生設(shè)計(jì)了四個(gè)主要學(xué)習(xí)任務(wù)：

（一）學(xué)習(xí)任務(wù)1

通過學(xué)生交流對能源的認(rèn)識及如何獲得電能，引入火力發(fā)電的弊端。引發(fā)學(xué)生的思考找到解決火力發(fā)電弊端的方法即本節(jié)課的關(guān)鍵問題——氧化還原反應(yīng)，以關(guān)鍵問題為引領(lǐng)帶動學(xué)生的學(xué)習(xí)認(rèn)識。這一學(xué)習(xí)任務(wù)中，目的是培養(yǎng)學(xué)生通過宏觀能量的轉(zhuǎn)換過程分析出微觀原因解釋的能力，發(fā)展化學(xué)學(xué)科宏觀辨識與微觀探析的學(xué)科素養(yǎng)。

（二）學(xué)習(xí)任務(wù)2

原電池的模型構(gòu)建，通過討論分析氧化還原反應(yīng)的實(shí)質(zhì)和能量轉(zhuǎn)換化過程及演示實(shí)驗(yàn)等教師示范作用，建立銅鋅稀鹽酸的原電池模型，并引導(dǎo)學(xué)生的主動分析，培養(yǎng)學(xué)生的證據(jù)推理與模型認(rèn)知的學(xué)科素養(yǎng)，同時(shí)，通過分析并將宏觀現(xiàn)象用電極反應(yīng)式的化學(xué)符號表達(dá)出來，突出化學(xué)學(xué)科的三重表征，也是進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的宏觀辨識與微觀探析。

（三）學(xué)習(xí)任務(wù)3

原電池的組成探究。在學(xué)生學(xué)習(xí)了原電池模型之后，進(jìn)行原電池組成探究。此任務(wù)是將學(xué)生分為三個(gè)大組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究， 分別探究原電池模型中的電極材料、溶液成分和原電池實(shí)質(zhì)， 以實(shí)現(xiàn)學(xué)生自主歸納總結(jié)原電池模型構(gòu)成要素的核心知識的學(xué)習(xí)。這里既有實(shí)驗(yàn)探究也有理論探究，著力培養(yǎng)學(xué)生證據(jù)推理與模型認(rèn)知，實(shí)驗(yàn)探究與創(chuàng)新意識等學(xué)科素養(yǎng)。此環(huán)節(jié)更是本節(jié)課的核心知識形成的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，更多通過學(xué)生的自主學(xué)習(xí)來實(shí)現(xiàn)。

（四）學(xué)習(xí)任務(wù)4

學(xué)以致用環(huán)節(jié)。化學(xué)學(xué)習(xí)的根本目的不全在最后高考的一紙分?jǐn)?shù)，更深遠(yuǎn)的意義在于應(yīng)用于生活，解決生活中的實(shí)際問題。這是基于真實(shí)情境和實(shí)際問題的學(xué)習(xí)任務(wù)的設(shè)計(jì)，通過學(xué)生在無電的特殊情況下自主設(shè)計(jì)水果電池產(chǎn)生電流來暫時(shí)應(yīng)急供電。教師借助伏打電池的發(fā)現(xiàn)史實(shí)，教育學(xué)生善于觀察和創(chuàng)新，培養(yǎng)學(xué)生的變化觀念與平衡思想，實(shí)驗(yàn)探究與創(chuàng)新意識等學(xué)科素養(yǎng)，將本節(jié)課的知識升華為生活應(yīng)用。

課程最后展示新能源石墨烯電池視頻，目的在于教育學(xué)生開發(fā)新能源和提高能源利用率的責(zé)任落在青少年肩上，滲透科學(xué)精神與社會責(zé)任的學(xué)科素養(yǎng)的教育。

四、體現(xiàn)“教、學(xué)、評”的一體化設(shè)計(jì)

任何有效地教學(xué)都不能與評價(jià)相悖，應(yīng)保持二者的一致性。做到化學(xué)教學(xué)目標(biāo)與評價(jià)目標(biāo)的一致性，化學(xué)學(xué)習(xí)任務(wù)與評價(jià)任務(wù)的一致性。通過研讀課標(biāo)，結(jié)合本節(jié)課素養(yǎng)為本的教學(xué)目標(biāo)將本節(jié)課的考試評價(jià)要求確定如下：

1.診斷并發(fā)展學(xué)生對氧化還原反應(yīng)認(rèn)識進(jìn)階（物質(zhì)水平、微粒水平、能量水平）。例如能舉出化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的實(shí)例，能辨識簡單原電池的構(gòu)成要素，并能分析簡單原電池的工作原理。

2.診斷并發(fā)展學(xué)生對能源的認(rèn)識水平（能量的轉(zhuǎn)化及利用效率）。例如能從物質(zhì)及能量變化的角度評價(jià)燃料的使用價(jià)值。能舉例說明化學(xué)電源對提高生活質(zhì)量的重要意義。