基于化學學科核心素養的教學實踐

陳婷婷

摘要：以化肥為主題情境，通過成分探究、品質測定、使用要點三個環節，設計一系列活動開展基于化學學科核心素養的主題復習教學實踐。

關鍵詞：化肥;核心素養;科學探究

核心素養是學生應具備的適應終身發展和社會發展需要的必備品格和關鍵能力[1]。2017 版《普通高中化學課程標準》指出，化學學科核心素養包括“宏觀辨識與微觀探析”“變化觀念與平衡思想”“證據推理與模型認知”“科學探究與創新意識”“科學態度與社會責任”五個方面[2]。提升學生核心素養的重要途徑和載體就是課堂教學，筆者以“由化肥引發的探究”為例，開展基于核心素養的主題復習教學實踐。

一、教學流程

[引入]展示一盆葉子發黃的綠蘿，提問這盆綠蘿的病因是什么呢？

設計意圖：聯系生活情境，引入課題，激發學生探究的興趣，引導學生有意識地從化學視角分析生活中的問題。

環節一：化肥成分的探究

[提問]根據狀態，猜猜老師買的可能是哪種氮肥？并將它們進行分類

[追問]這種氮肥可能是尿素嗎？根據資料卡片中尿素的性質，你能設計實驗證明是否是尿素嗎？

[演示實驗1]樣品溶液的導電性實驗證明不是尿素。

[講述]請同學們打開瓶塞，聞一聞氣味，對你有啟發嗎？

[提問]如何確定它是碳酸氫銨呢？（提示：從陰離子和陽離子兩個角度分別鑒別）

[學生實驗1]碳酸氫根、銨根離子的鑒別。

[提問]你們確定該化肥就是碳酸氫銨？只有碳酸氫根離子遇到酸才能產生二氧化碳嗎？

[講述]事實上，碳酸銨受熱分解的產物與碳酸氫銨也是一樣的，那么，該化肥究竟是碳酸銨還是碳酸氫銨呢？

[演示實驗2]分別向碳酸氫鈉、碳酸鈉溶液中逐滴滴加稀鹽酸。

[提問]為什么兩者的現象不同呢？

[講述]碳酸氫鈉、碳酸鈉與酸反應的不同機理。

[學生實驗2]向化肥樣品溶液中逐滴滴入稀鹽酸，觀察現象。

[匯報]觀察到的現象，得出結論。

設計意圖：通過問題串，引導學生親歷科學探究的全過程。從氮肥的分類提出可能的猜想，樹立物質的分類觀。利用性構相依的化學觀念，分析物質的微觀構成，預測宏觀應具有的性質，設計實驗進行定性檢驗，根據現象得出結論，滲透宏微結合、證據推理的核心素養。“與酸反應產生二氧化碳的一定是碳酸氫根嗎？”，考慮到學生的最近發展區，以向碳酸鈉、碳素氫鈉溶液逐滴滴加稀鹽酸的現象不同，微觀探析兩者的反應機理不同，以此為模型，遷移應用到碳酸銨和碳酸氫銨的鑒別中。整個探究過程并不是一蹴而就，學生從中體會嚴謹求實的科學態度，進一步滲透宏微結合，模型認知、科學精神等素養。

環節二：化肥品質的測定

[過渡]在購買化肥時，老師擔心買到劣質產品。因此，請同學們幫忙測定我所購買的碳酸氫銨化肥的純度。

[提問]如何測定碳酸氫銨化肥的純度？（假設雜質不參與反應）

[學生活動1]交流討論測定的原理和方法。

[學生活動2]根據原理，選擇儀器卡片完成實驗裝置拼圖，組間交流展示。

[布置任務]以方案三為例，根據數據計算化肥的純度。

[展示]圖片：碳酸氫銨化肥標簽

[布置任務]根據標簽，我所購買的碳銨含氮量大于17%，它有沒有吹牛呢？同學們是否能根據剛才已經計算出化肥的純度，計算出化肥的真實含氮量呢？

設計意圖：由定性研究過渡到定量研究，提升思維水平。基于變化守恒的思想，通過測量二氧化碳或氨氣的質量（或體積）求碳酸氫銨的量，引導學生建構定量研究的一般模型，然后交流討論完善實驗方案設計，動手組合實驗裝置。此環節將以往紙上談兵的定量計算變成真實的實踐活動，促使學生深層挖掘反應的比例關系和守恒關系，并通過計算強化定量思想，感受定量分析在生產生活中的重要作用，進一步提升學生變化守恒、模型認知、科學精神等素養。

環節三：化肥使用的要點

[提問]根據我們對碳銨性質的認識，你能撰寫一則碳銨化肥的使用和保存注意事項嗎？

[展示]圖片：碳酸氫銨化肥完整標簽

設計意圖：撰寫使用和保存注意事項，可以考察學生對碳酸氫銨的性質掌握到什么程度，能否遷移應用解決生活中的實際問題，深化性質決定用途的學科觀念。從而實現知識的掌握、能力的提高、學科素養的深化三者互相促進和提升。

二、教學反思

本節課采用主題探究式教學，創設一以貫之的真實情境，以化肥為線索，引導學生經歷“成分的探究-品質的測定-使用的要點”三個環節，在此過程中將相關知識進行梳理，幫助學生構建系統化、關聯化的知識體系。化學實驗（成分探究）和實驗方案設計（品質測定）的探究活動，讓學生充分體驗科學探究的過程，激發其學習興趣，啟迪其科學思維，潛移默化中培養學生的宏微結合、證據推理、模型認知、科學精神等素養。學科核心素養的培養離不開把所學的知識和技能遷移到真實的情境中解決實際問題。本課的三個環節均來自于真實情境，每個情境都蘊含著化學問題，問題的解決過程就是學生獲得知識，形成學科素養的過程。

參考文獻：

[1]教育部.關于全面深化課程改革落實立德樹人根本任務的意見[Z].教基二[2014]4號，2014-03-30.

[2]中華人民共和國教育部.普通高中化學課程標準（2017 年 版）[S].北京.人民教育出版社，2018：3-5.