基于化學核心素養導向的專題教學設計實踐探索

王文

摘要：基于發展學生化學學科核心素養的課堂教學設計需要樹立整體觀，即圍繞學科主題確定素養發展的進階，有計劃地進行認識思路和核心觀念的結構化設計。本文以“氮與社會可持續發展”專題教學設計為例，實踐探索發展學生化學核心素養的課堂教學。

關鍵詞：化學學科；核心素養；氮及其化合物；專題；教學設計

中圖分類號：G633.8文獻標識碼：A文章編號：1992-7711（2021）28-0092

一、問題提出

基于發展學生化學學科核心素養的課堂教學設計，應該著眼于學科大概念的建立，而不只限于局部（如課時教學內容），即圍繞化學學科主題來確定其素養發展的進階，有計劃地進行認識思路和核心觀念的結構化設計[1]。專題教學是指根據課程標準與主題的教材內容，按照學生的認知水平和認知特點、知識內在邏輯結構關系，將教學內容整合為具有一定主題的結構化的教學單元而開展的教學。化學教師應樹立“專題”教學思想，從整體設計學生學科核心素養的發展進階，著眼于形成從基本概念到核心概念再到學科大概念的層級清晰、相對完整的體系結構[1]，實現化學知識的結構化和素養化。本文以“氮與社會可持續發展”專題為例，實踐探索發展學生化學核心素養的課堂教學。

二、教學設計

1.教材與課程標準的分析

本專題是蘇教版2020年7月第1版高中化學必修第二冊專題7，是在學習元素周期律后的非金屬元素的最后一個專題。這樣的編排，一是通過對元素周期律的認識，建立“位、構、性”模型，發展學生認識無機物的水平；二是建構認識物質多樣性的元素價態視角，以及基于此視角來建立物質間的轉化關系[2]。

2.學生情況分析

學生前期學習了氯、鈉、硫等元素化合物知識，初步具備了些學習元素化合物的經驗[3]。在學習方法上，前期強化的物質分類法、類比學習法、從氧化還原反應角度分析、從元素周期律建立的“位、構、性”模型，這些都為學生學習本專題奠定了良好的基礎。由于學生的個體差異性、選科方向性等原因，學生對性質探究和知識建構的能力有很明顯的不同[3]。

3.教學設計

【任務情景1】根據氮分子的微觀結構預測其化學性質；查閱資料討論人工固氮的社會價值。

【知識進階1】探究氮氣性質的穩定、氮氧化物的產生與轉化，初步構建含氮化合物轉化關系。

【核心素養進階1】宏觀辨識與微觀探析，即從微觀結構角度，探究氮氣性質的穩定性和化學性質，理解固氮過程的社會價值。

【任務情景2】根據氨氣分子的微觀結構預測其化學性質；開展氨氣、硝酸探究性實驗。

【知識進階2】從氨氣的性質和應用入手，到重要的含氮化工原料硝酸的合成和性質，進一步豐富含氮化合物轉化關系。

【核心素養進階2】從宏觀特征入手對含氮化合物進行分類，從物質類別、化合價角度分析自然界氮循環的微觀原因。

【任務情景3】探究銨鹽穩定性實驗；查閱資料、分析討論生產生活中氮肥的合理使用。

【知識進階3】通過銨鹽的性質、氮肥的種類和特點，了解氮肥的合理使用和含氮化合物無害化處理。

【核心素養進階3】證據推理和模型認知，即從銨鹽穩定性角度分析氮肥的合理使用注意點，把科學技術應用與相應的化學變化所導致的環境問題結合在一起。

【任務情景4】采用多種形式完善能用價類二維圖表征氮及其主要化合物相互轉化關系、反應條件。

【核心素養進階4】變化觀念與模型認知，即能從不同視角認識含氮化合物之間轉化的條件和方式，歸納相互變化的特征與規律，構建物質的屬性類別與元素化合價之間關系的認知模型。

【任務情景5】運用已有的研究元素化合物性質的認識角度和認識思路，設計由氮的污染物（主要是氮氧化物等）實現無害化處理的方案。

【核心素養進階5】科學探究和社會責任感。即從問題和假設出發，依據生產生活實際目的設計探究方案，并建模形成解決實際問題的一般方法，即：真實情境素材→引發探究問題→討論探究→小結建模。

設計意圖：“氮與社會可持續發展”專題教學，可以作為學習進階的研究范式。學生可在已初步建立元素化合價變化與物質類別的認知模型上，認識含氮化合物之間的相互轉化的條件、規律、特征，并將轉化關系運用于含氮污染物的綜合處理。此過程立足培養學生的化學認識視角（基于代表物、化合價變化、類別通性等多緯度角度）[4]，和化學認識思路，即平常所說的“從哪兒想，怎么想”。學生運用元素化合物性質研究的一般思路模型，自主預測其他含氮化合物性質，層層推進后進一步發展證據推理和模型認知的素養，最后自然而然升華到科學態度和社會責任，真正實現素養教育的水到渠成。

三、教學反思

從課時教學走向基于發展核心素養的專題教學設計，解決了教什么、如何教，是教師專業發展的必然途徑[4]。

參考文獻：

[1]房喻，徐端鈞主編.普通高中化學課程標準（2017年版）解讀[M].北京：高等教育出版社，2018.

[2]教育部.普通高中化學課程標準（2017）[S].北京：人民教育出版社，2017.

[3]王祖浩.普通高中化學教學參考[M].南京：江蘇鳳凰教育出版社，2020.

[4]唐云波.從“知識本位”走向“素養為重”的元素化合物教學設計[J].化學教學，2017（10）.

本文是：江蘇省教育科學“十三五”規劃課題“美妙課堂促進學生核心素養發展實踐研究”【D/2018/02/314】階段性研究成果

（作者單位：西安交通大學蘇州附屬中學215000）