真實情境下以“問題驅動”為核心的課堂教學實踐

李嫻星

摘要： 問題驅動式教學法是基于問題的教學方法。圍繞著解決饅頭“發酸發硬”的實際問題，以“如何除去饅頭的酸味”“如何使饅頭變得柔軟”“Na2CO3、NaHCO3能否相互轉化”為主線，將Na2CO3、NaHCO3相關性質、化學原理貫穿其中，以問題驅動思考、思考引發探究、探究得出結論，促使學生完成知識的自主構建。

關鍵詞： 核心素養;真實情境;問題驅動

中圖分類號： G633.8? 文獻標識碼：A 文章編號： 1992-7711（2021）15-111

一、設計背景

《普通高中化學課程標準（2017版）》自2018年1月發布以來，如何將學科核心素養發展與課程教學有機結合成為廣大一線教師的研究熱點。化學學科核心素養包括宏觀辨識與微觀探析、變化觀念和平衡思想、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，它們的形成與發展依賴于化學課程 ?[1]。因此，學科核心素養的培養需以知識為載體 ?[2]。

問題驅動式教學法主張將知識“問題化”，以問題為課堂的核心，以問題驅動思考、思考引發探究、探究得出結論，促使學生完成知識的自主構建。化學問題來源于生活問題，將化學問題內隱于生活情境，即問題“情境化”，可以有效提高學生主動探索的積極性。實施基于真實情境下的問題驅動式教學有利于提升學生的核心素養。教學中的關鍵因素是驅動性問題的設計。良好的驅動性問題應具有科學性和真實性，與課堂教學目標相匹配，且能引發學生的深度思維活動和操作性活動 ?[3]。

基于對課程標準、教材內容、學生認知水平的認真揣摩，筆者確定了本節課應側重發展的核心素養維度，即科學探究與創新意識、證據推理與模型認知，以此為導向設計了“饅頭發酸發硬”這一真實的教學情境。圍繞著解決饅頭“發酸發硬”的實際問題，將Na2CO3、NaHCO3相關性質、化學原理貫穿其中，用問題驅動思維和活動，激發學生主動探索知識的欲望，極大地提高了學生的學習興趣。

二、問題驅動下“碳酸鈉和碳酸氫鈉”的教學設計

（一）教學目標

1. 認識碳酸鈉和碳酸氫鈉的主要性質，能正確書寫有關的離子方程式;了解碳酸鈉和碳酸氫鈉在生產生活中的應用。

2.能通過實驗探究碳酸鈉、碳酸氫鈉性質的差異性，并能根據實際需求正確選擇、自主解決實際問題，強化“性質決定用途”的化學觀念。

3.了解侯德榜的事跡、純堿工業的發展史和侯氏制堿法的原理，體會科技創新對于推動工業發展和社會進步的重要意義，落實科學態度和社會責任核心素養。

（二）教學過程

教學環節一 情境導入，引出問題1——如何除去饅頭的酸味？

【引課】 老師最近愛上了下廚，最新的成果就是學會了蒸饅頭，這是我做的，這是從早餐店里買的（展示饅頭），大家來聞聞我這饅頭香不香？

【學生】 ?自制饅頭有一點酸味，從店里買的饅頭沒有酸味。

【教師】 酸味是饅頭在發酵過程中產生了一些酸性物質，如何除去饅頭的酸味？

【學生】 加堿，把酸反應掉。

【過渡】 Na2CO3和NaHCO3都可以用作食用堿。從物質類別上講，Na2CO3和NaHCO3都屬于鹽，為什么稱它們為食用“堿”呢？

【學生實驗】 分組完成碳酸鈉和碳酸氫鈉的外觀、溶解性（包括熱量變化）、溶液堿性強弱和熱穩定性四方面性質的對比探究實驗。

【過渡】 剛才同學們還觀察到，同濃度的碳酸氫鈉要比碳酸鈉與酸反應產生氣泡更快，這是為什么？（數字化演示實驗：往Na2CO3溶液中逐滴加入鹽酸。）

【學生】 觀察曲線，發現加酸后pH減小;加酸量為14ml左右時，pH發生了劇烈的變化;加酸后pH逐漸減小， 一開始pH變化比較平緩，突然變陡，再變化平緩，再突然變陡……

【教師】 像這樣的pH值突然間發生顯著改變的現象，就稱為滴定突躍。一個突躍代表一個反應。這條滴定曲線中有幾個突躍呢？

【師生討論】 曲線中存在兩個突躍，說明碳酸鈉與鹽酸反應分兩步進行，即碳酸根先轉化為碳酸氫根再生成二氧化碳。而碳酸氫鈉到二氧化碳一步進行，所以碳酸氫鈉與酸反應產生氣泡的速率要快得多。

【教師】 請寫出碳酸鈉與鹽酸分步反應的離子方程式。（板書）

教學環節二 情境導入，引出問題2——如何使饅頭變得柔軟？

【過渡】 再來捏一捏，左邊是老師做的，右邊是店里買的，你感受到了什么？

【學生】 左邊硬邦邦的，右邊的軟一點。

【教師】 口感松軟的食物，內部往往會存在大量氣孔。店里買來的氣孔比較多，自制的氣孔比較少。如何使饅頭變得松軟？

【師生討論】 要使饅頭松軟，需要產生氣體，氣體量越多，氣孔越多，饅頭越松軟。基于此，根據方程式定量分析，等量的碳酸氫鈉和碳酸鈉，碳酸氫鈉與酸反應產生二氧化碳更多，效果更好。

【過渡】 碳酸氫鈉的優勢不只是在與酸反應產生氣體量更多上，還在于蒸饅頭這個“蒸”字。蒸其實是化學中的加熱操作，加熱碳酸鈉和碳酸氫鈉，會有什么不同的現象呢？（演示實驗：同時加熱等量的碳酸鈉和碳酸氫鈉固體。）

【師生討論】 在相同溫度下，碳酸氫鈉分解產生二氧化碳，而碳酸鈉無法分解，說明碳酸鈉比碳酸氫鈉更穩定。

【教師】 正是因為碳酸氫鈉的不穩定性，受熱易分解產生二氧化碳，使得碳酸氫鈉在制作饅頭、面包等口感較為松軟的食物時，有了比較大的優勢，是烘焙糕點時所用的發酵粉的主要成分之一。

【教師】 請寫出碳酸氫鈉受熱分解的化學方程式（板書）

上述環節通過觀察、比較、分析實驗現象，得出Na2CO3 和NaHCO3在熱穩定性上的差異，深刻體會“性質決定用途”的化學思想。

教學環節三 聯系轉化，提升思維——探究 Na2CO3、 NaHCO3 的相互轉化

【過渡】 碳酸氫鈉可以轉化成碳酸鈉，碳酸鈉能轉化成碳酸氫鈉嗎？

【學生】 可以和鹽酸反應。

【教師】 和鹽酸這種強酸能反應，和弱酸，比如碳酸能反應嗎？（播放視頻：塑料瓶中裝滿二氧化碳氣體，向其中加入適量飽和碳酸鈉溶液）

【學生】 觀察實驗現象并根據現象寫出該反應的化學方程式。（板書）

【教師】 這個白色固體就是碳酸氫鈉。鈉鹽均可溶，為什么會析出碳酸氫鈉呢？

【師生討論】 從方程式來看，生成的碳酸氫鈉量比碳酸鈉多，但是碳酸氫鈉的溶解度比碳酸鈉小，還要考慮水參與反應、溶劑減小的問題，所以會析出大量的碳酸氫鈉固體。

上述環節將觀察與思維緊密結合，在掌握一定事實性知識的基礎上，形成“轉化觀”“實驗觀”等學科觀念，發展學科核心素養。

教學環節四 查閱資料，拓寬視野——研究學習侯氏制堿法

【過渡】 碳酸鈉和碳酸氫鈉不僅可以作為食用堿，在生活生產中它們還有更普遍的應用，比如碳酸鈉可以用于紡織、制皂、造紙、制玻璃，碳酸氫鈉還可以用于制藥等。

【教師】 它們能被推廣使用要感謝我國的化工專家侯德榜先生。請閱讀課本科學史話、研究與實踐，課后查找相關資料，了解世界制堿工業的發展歷程、侯氏制堿法的原理等，學以致用，分析其中應用了碳酸鈉和碳酸氫鈉的哪些性質。

上述環節通過設置研究性學習任務，了解侯德榜的先進事跡，滲透“科學態度與社會責任意識”的核心素養，增強民族自豪感，激發愛國主義熱情。

三、結語

實踐證明，基于真實情境下的問題驅動式教學法凸顯了學科價值，在提高學生的學習興趣和學科認同感的同時，可以有效加深學生對知識的理解、促進知識的遷移應用。在備課時，教師要特別注意問題線索的提煉和與真實情境的融合，精心設計一系列真實科學、邏輯嚴謹、層次鮮明的問題串，讓問題成為引導學生分組合作、自主探究的重要驅動力，讓思維盡情發散，讓學科核心素養在課堂中自由生長！

參考文獻：

[1] 周業虹.學科核心素養下的化學概念教學設計[J].化學教學，2018（09）：37-41.

[2]樓文暇，趙雷洪.新課標視野下高中化學教學設計的探索——以“甲烷”為例[J].化學教學，2018（10）：60-64.

（作者單位：浙江省臺州市第一中學，浙江 臺州318000）