“素養為本”的化學課堂教學模式的運用研究
——以“飽和溶液和不飽和溶液”為例

江蘇南京市建鄴初級中學（210017）邵 敏

《普通高中化學課程標準（2017 年版）》明確提出“以發展化學學科核心素養為主旨”的基本理念，要求中學化學教師重視開展“素養為本”的教學，倡導真實問題情境的創設，開展以化學實驗為主的多種探究活動，重視教學內容的結構化設計，激發學生學習化學的興趣，促進學生學習方式的轉變，培養學生的創新精神和實踐能力。學科核心素養是學科育人價值的集中體現，是學生通過學科學習而逐步形成的正確價值觀、必備品格和關鍵能力。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。基于此，我區化學教師在區教研員的帶領下，積極開展了“素養為本”的教學研究。筆者有幸在“發展化學學科核心素養”課題引領下開設了一節公開課——“飽和溶液和不飽和溶液”。下面筆者以這節課為例，談談“素養為本”的化學課堂教學模式的具體運用。

一、“素養為本”的化學課堂教學模式（如圖1）

圖1

二、“素養為本”的化學課堂教學模式的具體運用

（一）教學設計（如表1）

表1 “飽和溶液和不飽和溶液”的教學設計

續表

（二）設計思路（如圖2）

圖2

（三）板塊設計（如圖3）

圖3

三、教學反思

（一）情境引入、實驗探究，發展學生科學探究、證據推理等核心素養

“一鍋湯里面能否無限制地溶解食鹽？”本節課先以一個生活中的問題情境引入，激發學生的探究欲望；緊接著在任務1中將教材中的演示實驗9-5、實驗9-6 改為學生分組實驗。將學生分為6 組，其中3 組做實驗9-5，另3 組做實驗9-6。通過探究一定質量的氯化鈉和硝酸鉀分別在一定量的水中溶解的情況，學生知道了什么叫飽和溶液，什么叫不飽和溶液，初步歸納出了飽和溶液和不飽和溶液的概念。

在分組實驗中，因氣溫較低（上這節課時正是12月下旬），故5 g硝酸鉀溶于20 mL 水時溶解速率較慢，耗時較長，且溶解度較小，不能全部溶解。對此，筆者在設計實驗時更改了教材中演示實驗的數據。第一步實驗需要看到的是氯化鈉和硝酸鉀晶體全部溶解，從而得到氯化鈉和硝酸鉀的不飽和溶液。第二步實驗需要看到的是氯化鈉和硝酸鉀晶體部分溶解，從而得到氯化鈉和硝酸鉀的飽和溶液。因此，筆者將第一步實驗中的5 g 氯化鈉和硝酸鉀改為1 g，將第二步實驗中的5 g 氯化鈉和硝酸鉀改為9 g。這樣，既實現了分組探究，又節約了實驗時間，便于學生得出飽和溶液和不飽和溶液的概念。在實驗探究中，培養了學生對實驗信息進行加工并獲得結論的能力，發展了學生科學探究、證據推理等核心素養。

分組實驗：

（1）實驗9-5（如表2）

表2 實驗操作

（2）實驗9-6（如表3）

表3 實驗操作

（二）數字化實驗、宏微結合，發展學生宏觀辨識與微觀探析等核心素養

為了讓學生進一步理解飽和溶液和不飽和溶液的概念，筆者設計了數字化實驗，化抽象為直觀。筆者原本想通過測量氯化鈉溶液和硝酸鉀溶液的電導率，讓學生直觀地從曲線不再上升的角度來理解溶液中離子總濃度已經不再增加，即溶液已經達到飽和狀態。然而在實驗中發現，氯化鈉和硝酸鉀都是易溶于水的物質，而所用的電導率傳感器的最大量程是20 000μs/cm，無法測量氯化鈉和硝酸鉀飽和溶液的電導率。氫氧化鈣是學生比較熟悉的微溶物質，因此筆者設計了將氫氧化鈣粉末逐漸加入一定量的水中，測定溶液電導率的變化情況的實驗。從實驗現象可以明顯看出，溶液達到飽和后電導率不再上升（如圖4-1）；此時再向燒杯中加入少量高錳酸鉀粉末，溶液變成了紫紅色（如圖4-2），可以證明原氫氧化鈣飽和溶液可以繼續溶解高錳酸鉀;從圖像(如圖4-3)上看，溶液的電導率繼續上升，也可以證明氫氧化鈣飽和溶液可以繼續溶解高錳酸鉀。

圖4-1

圖4-2

圖4-3

數字化實驗可幫助學生把宏觀的實驗現象與微觀的離子濃度結合起來，進而理解飽和溶液和不飽和溶液的概念，并充分認識到某溶質的飽和溶液只是不能溶解該溶質，但還可以溶解別的溶質，從而培養了學生宏觀辨識與微觀探析等核心素養。

（三）再探實驗、總結規律，發展學生變化觀念等核心素養

在任務2中，筆者引導學生分析實驗9-5、實驗9-6 每一個步驟中溶液的狀態（如圖5），得出氯化鈉和硝酸鉀的飽和溶液和不飽和溶液是可以相互轉化的，并且歸納總結出飽和溶液和不飽和溶液相互轉化的一般規律：一般情況下，不飽和溶液可以通過增加溶質或者降低溫度的方法轉化為飽和溶液；飽和溶液可以通過增加溶劑或者升高溫度的方法轉化為不飽和溶液（如圖6）。在此過程中學生學會運用這一規律解決其他的新問題，培養了變化觀念等核心素養。

圖5

圖6

（四）聯系實際、學以致用，發展學生科學態度與社會責任等核心素養

任務3 中，通過回顧實驗9-6，并展示圖9-10，讓學生認識結晶過程（即溶質從溶液中以晶體的形式析出的過程），降溫結晶是結晶的一種方式；再通過播放視頻介紹海水曬鹽的流程（如圖7），引導學生認識結晶的另一種方式——蒸發結晶，及其在生產生活中的應用。

圖7

通過分析，學生了解了海水曬鹽的每個環節中氯化鈉溶液的狀態，從而知道了蒸發溶劑也可以使不飽和溶液變為飽和溶液。通過引導學生將所學的化學知識與實際生產相聯系，使學生感知化學知識對社會發展的重大貢獻，從而激發學生學習化學的熱情；使學生能運用已有知識和方法綜合分析化學反應過程對人類社會可能帶來的各種影響，并能夠權衡利弊，勇于承擔責任，發展學生科學態度與社會責任等核心素養。

（五）提煉總結、構建模型，發展學生證據推理與模型認知等核心素養

在課末提煉總結階段，教師先通過具體的問題“如何判斷實驗9-5 最后得到的溶液是飽和溶液還是不飽和溶液？”引導學生思考討論，加深學生對飽和溶液和不飽和溶液概念的理解，并且使學生能夠依據探究目的設計并優化實驗方案，完成實驗操作，同時能對實驗信息進行加工并獲得結論，并與同學交流實驗探究的成果，從而培養學生科學探究與創新意識的核心素養。接著再讓學生討論提煉出判斷溶液是否飽和的一般思路（如圖8），發展學生證據推理與模型認知等核心素養。

圖8