基于化學(xué)核心素養(yǎng)的真實問題情境創(chuàng)設(shè)研究

張煥萍 任洪臣 茍曉霞 欒芳

摘? ?要：本文以化學(xué)反應(yīng)速率為例研究真實問題情境的教學(xué)，分析中學(xué)化學(xué)課堂存在的問題，運用生活中常見現(xiàn)象、新舊知識及實驗在化學(xué)教學(xué)中創(chuàng)設(shè)真實問題情境，產(chǎn)生認知沖突，引發(fā)學(xué)生思考。通過創(chuàng)設(shè)真實問題情境，有助于學(xué)生發(fā)展發(fā)散思維，更好地提高中學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)，提升中學(xué)化學(xué)課堂教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：中學(xué)化學(xué)教學(xué);核心素養(yǎng);真實問題情境;化學(xué)反應(yīng)速率

引言

新課標(biāo)倡導(dǎo)中學(xué)化學(xué)課程要以提高學(xué)生的核心素養(yǎng)為目的，以科學(xué)探索課程為改革突破口，著眼于學(xué)生和社會長期發(fā)展的需要。在中學(xué)化學(xué)課堂中，將生動的情境，深刻的哲學(xué)道理穿插在教育教學(xué)活動中創(chuàng)設(shè)真實問題情境，猶如在營養(yǎng)湯汁中撒入了調(diào)味料，使教學(xué)內(nèi)容更加豐富[ 1 ]。創(chuàng)建基于化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的真實問題情境，需要正確把握素養(yǎng)、情境、問題和知識的關(guān)系。根據(jù)教學(xué)內(nèi)容設(shè)置問題引導(dǎo)教學(xué)，促進學(xué)生思考，引導(dǎo)學(xué)生在真實問題情境下展開學(xué)習(xí)，獨立思考，闡述觀點。選擇真實有意義的情境素材，是培養(yǎng)學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的有效方法，也是化學(xué)課堂教學(xué)發(fā)展的需要。真實問題情境素材來源豐富，可用可塑性強，但在日常化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用卻差強人意，原因是多方面的。應(yīng)試教育背景下化學(xué)課堂任務(wù)繁重，很多教師仍根據(jù)傳統(tǒng)教學(xué)設(shè)計和教材既定情境素材進行授課，缺乏有效新穎的真實問題情境創(chuàng)設(shè)，難以培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)學(xué)習(xí)興趣、探究能力和創(chuàng)新能力[ 2 ]。 因此，如何在課堂教學(xué)中創(chuàng)設(shè)高效的真實問題情境，是值得我們深思的問題[ 3 ]。

本研究在化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的基礎(chǔ)上，以“化學(xué)反應(yīng)速率”為例，利用現(xiàn)實生活中的常見現(xiàn)象、探究性實驗和新舊知識聯(lián)想創(chuàng)設(shè)真實問題情境，讓學(xué)生作為主體觀察并分析，總結(jié)隱藏其中的科學(xué)規(guī)律。讓學(xué)生在真實問題情境中學(xué)會新知識，通過自我建構(gòu)，形成清晰的思維導(dǎo)圖，為科學(xué)思維的建立奠定基礎(chǔ)[ 4 ]。

1? 基于化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)創(chuàng)設(shè)真實問題情境的教學(xué)設(shè)計——化學(xué)反應(yīng)速率

1.1? 教材分析

“化學(xué)反應(yīng)速率”是人教版高中化學(xué)選修四第二章“化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡”第1節(jié)的內(nèi)容。

本課題的內(nèi)容是通過學(xué)習(xí)影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素，從中得出對應(yīng)答案，利用這些知識解決實際中的具體問題。通過本節(jié)知識的掌握，使學(xué)生更加深刻理解知識之間的關(guān)系，并且高效地把控學(xué)習(xí)方法。

1.2? 教學(xué)目標(biāo)分析

有效的情景導(dǎo)入教學(xué)，能夠很大程度上提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力。在學(xué)習(xí)影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素時，通過課堂上的實證實驗，觀察實驗現(xiàn)象，高效利用大腦，分析和判斷，歸納和概括，最終得出結(jié)論。由此，本課題設(shè)計了如下三維教學(xué)目標(biāo)。

【知識與技能目標(biāo)】理解化學(xué)反應(yīng)速率的概念;了解化學(xué)反應(yīng)快慢的決定性因素和影響因素;培養(yǎng)學(xué)生分析問題、聯(lián)系能力。

【過程和方法目標(biāo)】通過活動探究和感受學(xué)習(xí)化學(xué)的一般流程;通過活動探究，提高學(xué)生的分析、類比、移動及歸納能力。

【情感態(tài)度和價值觀目標(biāo)】通過活動探究，激發(fā)學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣;通過分析影響化學(xué)反應(yīng)速率的原因，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)肅認真的科學(xué)態(tài)度和精神。

1.3? 教學(xué)重點、難點分析

本課程的重點是引導(dǎo)學(xué)生通過實驗探究影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素，采用做實驗的方法了解影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素。本課程的難點在于學(xué)生的抽象思維還不成熟，再加上對宏觀現(xiàn)象的微觀解釋不深刻，缺乏多角度的綜合分析實驗方案的能力。

【教學(xué)重點】化學(xué)反應(yīng)速率及其影響因素。

【教學(xué)難點】化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素、實驗方案的設(shè)計。

1.4? 教學(xué)思路

本設(shè)計的教育指導(dǎo)思想從實際生活中的現(xiàn)象和實驗相關(guān)的概念和原理結(jié)構(gòu)出發(fā)，由表及里的創(chuàng)設(shè)真實問題情境，通過舉例，將理論和實踐相結(jié)合。本設(shè)計有利于培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題并解決問題的能力、實驗中自我保護的能力、分析判斷的能力和歸納總結(jié)的能力。

1.5? 基于化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)創(chuàng)設(shè)真實問題情境的教學(xué)設(shè)計過程

【設(shè)計意圖1】通過生活中常見現(xiàn)象創(chuàng)設(shè)真實問題情境，比較炸藥爆炸、牛奶變質(zhì)、鐵生銹、溶洞形成等，初步了解化學(xué)反應(yīng)速率，引導(dǎo)學(xué)生用辯證的眼光理解化學(xué)反應(yīng)速率，形成正確的化學(xué)觀。

【PPT展示】不同化學(xué)反應(yīng)過程。提示大家注意觀察，分析化學(xué)反應(yīng)的快慢。

【學(xué)生分析】牛奶變質(zhì)、鐵生銹的速度非常慢;煙花、爆竹爆炸的速度很快。

【教師補充】通過分析我們知道，化學(xué)反應(yīng)快慢是不同的，術(shù)語表達即為化學(xué)反應(yīng)速率。

【設(shè)計意圖2】利用新舊知識的結(jié)合創(chuàng)設(shè)真實問題情境。教師提出符合實際的問題，讓學(xué)生思考哪些因素能改變化學(xué)反應(yīng)速率，逐步使學(xué)生理解化學(xué)反應(yīng)速率的概念;培養(yǎng)學(xué)生歸納總結(jié)的能力，幫助學(xué)生構(gòu)建知識框架。

【提出問題】思考：化學(xué)反應(yīng)速率是不是越快越好？

【學(xué)生分析】牛奶變質(zhì)和鐵生銹的速率越慢越好。

【提出問題】相同條件下，鈉、鎂、鋁與水反應(yīng)的速率為什么不同？

【學(xué)生回答】鈉的化學(xué)性質(zhì)活潑，所以反應(yīng)劇烈;鎂和水反應(yīng)，常溫下和加熱下比較，溫度高反應(yīng)速率變快。

【教師總結(jié)】內(nèi)因：反應(yīng)物的結(jié)構(gòu)和化學(xué)性質(zhì);外因又涉及哪些因素呢？

【設(shè)計意圖3】設(shè)計學(xué)生實驗創(chuàng)設(shè)真實問題情境，提高教學(xué)效率及效果。根據(jù)實驗結(jié)果，分析化學(xué)反應(yīng)原理、實驗原理，使學(xué)生對知識的理解和印象更加深刻，便于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究與創(chuàng)新意識。

【實驗一】學(xué)生點燃小木條，分別在空氣中和在裝有氧氣的集氣瓶中燃燒，觀察現(xiàn)象并分析。

【學(xué)生分析】燃著的小木條在氧氣中燃燒的更劇烈，說明反應(yīng)物氧氣的濃度可以影響化學(xué)反應(yīng)速率。

【實驗二】PPT展示工業(yè)制硫酸過程，學(xué)生觀察現(xiàn)象。

【提出問題】工業(yè)制硫酸過程反映了化學(xué)反應(yīng)速率的哪些信息？

【學(xué)生分析】當(dāng)壓強增大時，制備硫酸的速度變快。有氣體參加的反應(yīng)，增大壓強會使化學(xué)反應(yīng)速率加快;反之化學(xué)反應(yīng)速率減慢。說明壓強影響化學(xué)反應(yīng)速率。

【實驗三】學(xué)生將2支同樣裝有過氧化氫溶液和氯化鐵溶液的試管，貼上標(biāo)簽1和2。分別放入裝有冷水和熱水的燒杯中，觀察現(xiàn)象并分析化學(xué)反應(yīng)速率。

【學(xué)生分析】過氧化氫在熱水中分解制氧氣更快。說明溫度影響化學(xué)反應(yīng)速率。

【實驗四】學(xué)生動手操作“雙氧水在自然條件下和在有二氧化錳催化劑下的分解實驗”，觀察現(xiàn)象并分析。

【學(xué)生分析】雙氧水在有二氧化錳的條件下分解的速度更快，說明催化劑影響化學(xué)反應(yīng)速率;

【設(shè)計意圖4】復(fù)習(xí)鞏固本節(jié)課的知識，使知識系統(tǒng)化、結(jié)構(gòu)化，培養(yǎng)學(xué)生養(yǎng)成自我總結(jié)和反思的好習(xí)慣。

【小結(jié)思考】同學(xué)們回顧一下本節(jié)課學(xué)習(xí)的知識，小結(jié)化學(xué)反應(yīng)速率和影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素。

【學(xué)生小結(jié)】化學(xué)反應(yīng)速率概念;影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素有濃度、壓強、溫度、催化劑。

【設(shè)計意圖5】有助于學(xué)生提高運用所學(xué)知識來解決生活中實際問題的能力，將所學(xué)知識與實際聯(lián)系起來，幫助學(xué)生學(xué)以致用。

【課后作業(yè)】根據(jù)本節(jié)課所學(xué)的內(nèi)容，想一想生活中有哪些與化學(xué)反應(yīng)速率相關(guān)的現(xiàn)象或者事物。

【學(xué)生活動】聯(lián)系生活實際，舉例與化學(xué)反應(yīng)速率相關(guān)的現(xiàn)象。教師簡要點評。

2? 反思及展望

2.1? 發(fā)揮學(xué)生的主體性，體現(xiàn)新的教學(xué)理念

本研究選用的“化學(xué)反應(yīng)速率”內(nèi)容抽象、理論性強，利用真實問題情境創(chuàng)設(shè)進行教學(xué)活動，幫助學(xué)生更好理解化學(xué)反應(yīng)速率的意義，培養(yǎng)學(xué)科思維能力，自主分析探究、完成學(xué)習(xí)任務(wù)。教師引導(dǎo)，學(xué)生主動積極參與，收獲新知識，接受并喜歡化學(xué)，促進有效學(xué)習(xí)，體現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)的主體性。

2.2? 教師關(guān)注自身教學(xué)設(shè)計思維的發(fā)散性

教學(xué)是目的性很強的活動，缺乏目的性和價值性的教學(xué)活動無法顧及學(xué)生的個體差異性。教師應(yīng)根據(jù)課堂實際情況，傾聽不同的聲音并適時改變教學(xué)方法和教學(xué)思路，依據(jù)真實問題情境培養(yǎng)學(xué)生化學(xué)思維的發(fā)散性。

2.3? 根據(jù)實際情境創(chuàng)設(shè)真實問題情境

新課程提倡根據(jù)教學(xué)內(nèi)容創(chuàng)建真實問題情境，并不意味著將傳統(tǒng)的接受式學(xué)習(xí)方式打入“冷宮”，而是因材施教，因課設(shè)問，以期獲得最佳教學(xué)效果。

3? 結(jié)論

本文以“化學(xué)反應(yīng)速率”為例，分析了基于化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的真實問題情境創(chuàng)設(shè)模式。這種模式有助于教師挖掘情境素材的教育價值，有助于教師教學(xué)理念的形成并將真實問題情境與知識深度相融合，有助于學(xué)生在作操中促進對知識點的理解和掌握，有助于學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)實驗安全知識。通過真實問題情境創(chuàng)設(shè)，實實在在地落實以素養(yǎng)為本的新課標(biāo)，為學(xué)生的長期發(fā)展提供空間和保證。

參考文獻：

[1]孫敏. 基于真實情境開展化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)為本的教學(xué)案例[J]. 化學(xué)教育（中英文）， 2019， 40（11）： 41-47.

[2]馮洪明. 真實問題情境在發(fā)展學(xué)生化學(xué)核心素養(yǎng)中的價值初探[J]. 教學(xué)月刊·中學(xué)版（教學(xué)參考）， 2017（5）： 42-45.

[3] 姜建文， 吳俊杰. 基于“真實情境與實際問題”的化學(xué)試題命制——以“碳九泄漏事故”為例[J]. 化學(xué)教育（中英文）， 2019， 40（23）： 5-10.

[4] 王換榮， 何銀華， 肖中榮. 從真實情境到驅(qū)動性問題鏈的素養(yǎng)為本的教學(xué)——以“溶液的酸堿性”單元復(fù)習(xí)課教學(xué)為例[J]. 化學(xué)教與學(xué)， 2020（03）： 2-6.