基于學科核心素養的高中化學教學實踐

曹立美

摘 要：在基于化學學科核心素養的高中化學課堂教學中，教師不僅要提升學生學習化學的熱情，還要培養學生形成正確的價值觀念。碳酸鈉、碳酸氫鈉這兩種物質是高中化學教學中涉及的重要化合物，也是學生在自己的日常生活中經常見到的物質。文章以探索碳酸鈉、碳酸氫鈉性質的教學為例，培養學生的問題解決能力，讓學生體驗科學探究的過程，養成積極動腦思考的好習慣，培養學生的化學學科核心素養。

關鍵詞：核心素養;教學設計;高中化學

高中化學學科核心素養的培養目標是使學生在進行了化學學科的學習之后形成相對健全的學科品格，獲得探索學科知識的方法與能力，形成正確的價值觀念。當前的高中化學教師應當明白，學生核心素養的培養需要在日常的課堂教學中進行。筆者選擇了探索碳酸鈉、碳酸氫鈉性質的實驗作為教學的案例，讓學生通過比較碳酸鈉和碳酸氫鈉性質的差異，明確將兩種物質區分開的方法并設計實驗加以證明，以此激發學生的學習興趣，提高學生解決問題的能力，讓學生的學科核心素養在教學中得以提升。

一、化學學科核心素養的內涵

《普通高中化學課程標準（2017年版2020年修訂）》中指出，化學學科核心素養一般包括五個方面的內容，這五個方面的內容為化學核心素養的培養指明了方向，對化學教師的教學實踐具有一定的指導意義。

第一個素養是宏觀辨識和微觀探析。物質有宏觀的，也有微觀的。高中階段的化學教學要求教師培養學生能從不同層次認識化學物質的多樣性、并對物質進行分類的能力。要讓學生能從元素和原子、分子等角度認識物質的組成、結構、性質和變化，能從宏觀和微觀相結合的視角分析與解決實際問題。

第二個素養是變化觀念和平衡思想。學生在學習化學的過程中，要以實驗為基礎，明白化學變化需要一定的條件，并且遵循一定的規律，化學反應就是物質要達到新的平衡，即一種相對穩定的狀態。而化學的變化，是有一定的限度的，是可以調控的。學生要在學習和探究的過程中逐步形成發展變化的觀念和平衡的思想，為今后進行更深入的研究打下堅實的基礎。

第三個素養是證據推理與模型認知。學生要有證據意識，能基于證據對物質組成、結構及其變化提出可能的假設，通過分析推理加以證實或證偽，從而建立觀點，總結知識原理。模型也是高中化學學習方法之一。學生通過分析、推理和實驗等，研究化學物質的性質，建立認知模型，再利用模型解釋化學現象，解釋化學反應的規律和本質。

第四個素養是科學探究和創新意識，在化學學習的過程中，學生需要對物質進行研究，并注意探究過程的科學性，確保研究結論的正確性。創新意識是探究過程中學生應具有的品質。

第五個素養是科學態度和社會責任，從化學的角度研究物質的最終目的是實現更美好的生活。學生在進行化學學習時要有綠色化學的意識和可持續發展的理念，要注意保護環境。此外，在實施科學探究的過程中，學生要具備科學的態度，對相關的化學熱點問題作出正確的價值判斷。

二、核心素養在高中化學教學中的意義

化學核心素養是在我國課程教育改革的過程中提出的，是素質教育的重要內容[1]。在中學階段，化學學科核心素養的培養要求學生在學習化學知識后具備關鍵的學科學習能力，同時也要樹立正確的價值觀念，讓化學知識對學生未來的學習和生活產生積極的影響。化學核心素養的重要性不言而喻，那么，如何才能發展學生的化學學科核心素養，這是擺在高中化學教師面前的一個重要的問題。教師要認識到，要培養學生的化學學科核心素養，可以將學科知識融入一些相應的學科活動，提升學生的學習興趣，深化學生對知識的理解。

三、教學案例分析

基于以上分析，筆者選擇人教版高中化學必修一第二章第一節第二課時的內容“碳酸鈉和碳酸氫鈉的性質”作為教學案例，分析化學科學核心素養背景下的課堂教學過程。

碳酸鈉和碳酸氫鈉在日常生活中的用途非常廣泛，從生活中常見的食品到醫學藥品，都可以看到它們的身影，但學生在生活中一般不會有意識地從化學以及化學實驗的視角出發，去對這兩者進行探討，缺乏對碳酸鈉和碳酸氫鈉的性質的了解。教師進行教學時，比較重要的方法就是讓學生自己動手做實驗。學生只有親自動手操作實驗，在實驗中認識了物質的屬性，才能深化對知識的理解，形成相對完善的知識體系。

高一學生在初中時已經簡單學習碳酸鈉和碳酸氫鈉的相關知識，對這兩種物質有了基本的了解，但是，學生對碳酸鈉和碳酸氫鈉的用途的了解是片面的，其對于碳酸鈉、碳酸氫鈉更深層次的物理性質和化學性質的了解仍然需要一個全面的視角。

（一）教學目標與評價目標

1.教學目標

（1）了解碳酸鈉和碳酸氫鈉在生活中的用途。

（2）通過觀察，了解碳酸鈉和碳酸氫鈉的物理性質。

（3）能設計實驗驗證碳酸鈉和碳酸氫鈉的性質。

（4）通過設計實驗，總結科學研究的方法。

2.評價目標

（1）通過教師提供的信息，認識碳酸鈉和碳酸氫鈉的用途。

（2）通過觀察教師提供的碳酸鈉和碳酸氫鈉，識別二者在物理性質上的不同。

（3）從碳酸鈉、碳酸氫鈉的化學性質的區別出發，設計探究實驗。

（4）通過設計實驗，診斷并發展學生的高階思維。

（二）教學與評價思路

（三）教學過程

1.課前導入

【問題導入】同學們，請大家看看課件上的這幅圖片，這幅圖片主要介紹了哪兩種物質的用途呢？

【多媒體展示】展示碳酸鈉和碳酸氫鈉用途的圖片。

【學生活動】觀察并回答：碳酸鈉和碳酸氫鈉。

【設計意圖】讓學生了解碳酸鈉、碳酸氫鈉的用途，感受碳酸鈉、碳酸氫鈉在人們生產和生活中的作用。

【教師追問】課件上的這幅圖片向大家展示了碳酸鈉和碳酸氫鈉的用途，這二者的用途有什么區別呢？小A，你起來幫大家總結一下。

【學生活動】觀察并回答：碳酸鈉可以應用于造紙、紡織、制皂、制玻璃;碳酸氫鈉可以用于制藥、焙制糕點。

【總結并引入】這位同學回答得很好，總結能力很強，請坐下?；瘜W物質的性質決定了其用途，那么，為什么碳酸鈉和碳酸氫鈉會有這么廣泛的用途呢？下面，我們進入今天的學習，解決這個問題。

導入環節的設計意圖是讓學生了解碳酸鈉、碳酸氫鈉的用途，培養學生的學習興趣。

2.探究碳酸鈉和碳酸氫鈉的物理性質

（1）顏色和狀態

【提出問題】碳酸鈉和碳酸氫鈉在外觀上有無區別？

【學生活動】把碳酸鈉和碳酸氫鈉分別取出放到表面皿上，觀察兩者在顏色和狀態上的區別。

【設計意圖】從宏觀角度觀察碳酸鈉和碳酸氫鈉的顏色和狀態。

（2）溶解性

【提出問題】如何探究碳酸鈉和碳酸氫鈉的溶解性呢？

【學生討論】分別在水中放入兩種固體。

【學生活動】各取等量碳酸鈉和碳酸氫鈉固體放入試管，用膠頭滴管分別向試管中滴入幾滴水，觸摸試管外部。

【實驗結論】碳酸鈉在溶于水時會放出熱量，而碳酸氫鈉在溶于水時會吸收熱量，碳酸鈉在水中的溶解度比碳酸氫鈉在水中的溶解度大。

【設計意圖】讓學生動手的能力以及解決問題的能力得到進一步的提升。

3.探究碳酸鈉和碳酸氫鈉的化學性質

（1）酸堿性

【提出問題】要分別檢測碳酸鈉和碳酸氫鈉的酸堿性，需要什么試劑？

【學生討論】酚酞、石蕊等酸堿指示劑。

【學生活動】分別取相同量碳酸鈉、碳酸氫鈉放于試管中并滴入適量水，在兩支試管中分別滴入兩滴酚酞溶液，觀察試管中溶液的顏色變化。

【實驗結論】兩支試管中的溶液在加入酚酞溶液后，溶液顏色都發生了變化，都變紅了。裝碳酸鈉的試管紅色更深，裝碳酸氫鈉的試管紅色更淺。

【設計意圖】讓學生通過動手操作和觀察，得出碳酸鈉和碳酸氫鈉的酸堿性，并提升其實驗操作能力和問題解決能力。

【教師追問】檢測溶液的酸性和堿性時，除了用酸堿指示劑，還有另外的方法、試劑嗎？

【學生討論】可以利用酸堿中和反應。

【學生活動】向以上兩支已經變成紅色的液體中分別加入幾滴稀鹽酸溶液。

【實驗現象】兩支試管中液體的顏色都逐漸變淺，逐漸褪色，裝有碳酸鈉的試管在最開始沒有氣泡，逐滴滴入稀鹽酸溶液一段時間后才開始有氣泡，而裝有碳酸氫鈉的試管在剛滴入稀鹽酸溶液后就有氣泡冒出。

【實驗結論】逐滴加入的稀鹽酸溶液與碳酸鈉反應：CO32-+H+=HCO3-、HCO3-+H+=H2O+CO2↑;逐滴加入的稀鹽酸溶液與碳酸鈉反應：HCO3-+H+= H2O+CO2↑

（2）熱穩定性

【提出問題】如何驗證碳酸鈉和碳酸氫鈉的熱穩定性？

【教師演示】對實驗裝置進行氣密性檢查后，分別裝好碳酸鈉和碳酸氫鈉的水溶液再開始加熱。

【實驗現象】加熱裝有碳酸鈉的試管，其先冒幾個泡之后就無明顯現象了;加熱裝有碳酸氫鈉的試管，其內壁的水汽和澄清石灰水變渾濁。

【實驗結論】碳酸鈉的穩定性更強，不容易發生分解，碳酸氫鈉的穩定性不強，容易發生分解，2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O。

【設計意圖】通過實驗來比較碳酸鈉、碳酸氫鈉在加熱條件下的穩定性，提高學生分析、歸納的能力。

4.課堂小結

本節課結合實驗，學生學習了碳酸鈉、碳酸氫鈉這兩種物質的物理性質和化學性質，知道了這兩種固體在物理性質與化學性質方面的差異與聯系，如表1所示。

四、總結

基于核心素養的高中化學實驗教學，讓學生從宏觀和微觀結合的視角認識了碳酸鈉、碳酸氫鈉這兩種物質的物理性質和化學性質，并設計實驗驗證，培養了學生證據推理、模型認知的能力和科學探究的意識。對碳酸鈉和碳酸氫鈉的物理性質與化學性質的學習，培養了學生的創新意識、科學態度和社會責任感。學生通過學習，不但了解了碳酸鈉、碳酸氫鈉這兩種物質的相關性質，也知道了碳酸鈉、碳酸氫鈉這兩種物質在日常生活中的用途。經過本節課的教學，學生習得對物質性質進行探究的基本程序和方法，逐漸了解如何通過實驗現象剖析物質的本質，提升了動手操作能力。同時，學生在學習的過程中，在教師的指導下，能明白如何在實驗中發現問題，學會思考問題，對問題進行分析，再利用已知的方法解決新問題。經過一系列的學習過程，學生的化學核心素養得以發展，學科思維的品質得到進一步提高。

[參考文獻]

余文森.論學科核心素養形成的機制[J].課程.教材.教法，2018，38（01）：4-11.