基于核心素養培養的高中化學教學設計與實踐

摘 要：共價鍵是認識物質結構與性質關系的一種思維模式.共價鍵教學是落實化學學科核心素養的必要載體，在實際教學實施過程中，構建共價鍵的學習模型、教學模型，有效落實化學學科的核心素養.

關鍵詞：共價鍵；化學學科核心素養；教學設計；高中化學

中圖分類號：G632 文獻標識碼：A 文章編號：1008-0333（2023）12-0089-03

收稿日期：2023-01-25

作者簡介：王丹陽（1982.5-），男，福建省惠安人，本科，中學一級教師，從事中學化學教學研究.

共價鍵是化學鍵知識的核心，是十分重要的化學概念，是化學鍵教學的重點和難點，通過共價鍵的教學能夠落實化學學科核心素養，對發展和完善學科核心素養具有重要意義和作用［1］.

本節課選取蘇教版選修3專題3第三單元《共價鍵 原子晶體》第一、第二課時的部分內容整合成一課時——共價鍵的形成和類型，通過縣級公開課的實踐教學，匯總評課教師的建議，提煉和總結踐行學科核心素養的路徑，以此拋磚引玉.

1 學科核心素養是指引共價鍵教學的燈塔

通過落實學科核心素養的教學，能夠掃清學習的障礙點，激發學習共價鍵理論知識的興奮點，打破學習共價鍵的難點，減輕學習共價鍵的痛點，是構建共價鍵學習模型的催化劑.“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.”發展學生的學科核心素養，是落實立德樹人的載體，是我國基礎教育改革的靈魂，是培養社會主義接班人堅定的理想信念.樹立牢固的社會責任感，是指引日常海洋教學的燈塔，是將拋“共價鍵”之磚，引“核心素養”之玉的教學信念根植到日常教學中，是中學化學教師責無旁貸的目標.

2 共價鍵教學內容分析及設計思路

2.1 教學內容與核心素養的聯系（如圖1所示）

2.2 關注核心素養，確立教學目標

以“學科核心素養培養為目標”的課堂教學，應該圍繞核心知識、關鍵能力和核心品質三個方面展開有效教學.根據化學學科核心素養確立共價鍵教學目標.

2.2.1 宏觀辨識與微觀探析

拼接常見分子球棍模型、比例模型，依據模型寫出分子的電子式和結構式，分析軌道表示式，體會分子的宏觀模型，進行微觀的探析，搭建“宏-微”的橋梁.

2.2.2 變化觀念與平衡思想

分析H2分子的形成過程，感知H原子間核間距的變化，引起勢能的變化，當核間距合適的距離時（平衡位置），原子軌道形成最大程度的重疊，體系能量下降最多，形成穩定物質.

2.2.3 證據推理與模型認知

對常見分子的共價鍵類型進行分類和表征，建立起結構化和顯性化知識，促進思維遷移.

2.2.4 科學態度與社會責任

體會科學探究在化學學習中的意義和價值，體驗自主學習與合作學習的樂趣；學會透過現象看本質的認識思想，建立個性與共性、對立與統一的科學辯證觀；培養實事求是、尊重事實的科學態度和勇于探究的科學精神，能運用所學的知識和思想方法解決生產、生活中常見的化學問題.

2.3 遞進性評價目標，落實核心素養

學科核心素養的測評主要通過“關鍵能力”的測量達成，即選取真實復雜的情境轉化為驅動性的問題，將必備核心知識轉化為驅動性的問題，考查學科關鍵能力，在此過程中達成對學科核心素養的培育.

2.3.1 通過拼接常見分子球棍模型、比例模型等活動，共同探究共價鍵的形成，完成導學案的學習活動，診斷并發展宏觀辨識與微觀探析的核心素養與認識思路結構化水平.

2.3.2 通過學習共價鍵的形成和分類，診斷并發展對共價鍵形成的證據推理與模型認知及科學探究的水平，進而發展學生的學科核心素養.

2.3.3 通過拼出N2分子的球棍模型、依據模型寫出N2分子的電子式和結構式，分析軌道表示式，診斷并發展解決實際問題的能力，以及對化學價值的認識水平（學科價值、社會價值和科學精神）.

2.3.4 通過課前活動，用橡皮泥、土豆、蘿卜等生活物品制作s、p軌道模型，發展合作探究的水平，依據探究活動的記錄，歸納整理，總結展示的表現，診斷學生思維形成過程，發展歸納、闡述的綜合能力.

2.4 共價鍵教學構建“宏—微—符—宏”概念模型（如圖2所示）

2.5 共價鍵教學流程圖（如圖3所示）

3 教學環節及設計意圖

3.1 創設情境，引入新課

【學習任務1】學生分組展示組合拼接的常見分子的球棍模型，教師PPT展示屠呦呦相片、青蒿素的分子式和模型.

【設計意圖1】通過小組活動，感受衣食住行所需物質組成，離不開共價鍵的作用，復雜的物質其實也是由簡單的基本物質所組成，感受共價鍵之美.聯系生活實際，拓寬學生視野，感受化學是一門與生產生活緊密聯系的學科，展示中國科學家研究成果，提高文化自信，提升學科價值觀和社會觀.

3.2 教師啟發，學生活動

【學習任務2】根據已學NaCl離子鍵的形成過程，從原子結構角度表示出鎂原子與氧原子是如何結合形成MgO的？

【設計意圖2】回顧離子鍵的形成過程，通過畫圖展示、對比分析、口頭表達，檢驗知識類比遷移的能力，初步嘗試證據推理，構建模型認知.

3.3 教師引導，學生思考

【學習任務3】如果把鎂原子換成碳原子，從原子結構角度，分析碳原子與氧原子又是如何結合的？與MgO成健有何不同呢？

【設計意圖3】通過成鍵原子的變換，引起認知沖突，運用畫圖展示、對比分析、口頭表達，繼續進行證據推理，進一步構建模型認知.

3.4 閱讀教材，提煉信息

【學習任務4】閱讀課本內容，分析簡單氫分子的形成過程，感知氫原子間核間距的變化，引起勢能的變化，提煉有用信息.

【設計意圖4】設置問題，啟發引導，檢驗提取有效信息的能力.

3.5 交流討論，得出結論

【學習任務5】合作討論共價鍵形成的條件和本質，分析得出結論.

【設計意圖5】通過觀察小組匯報討論的結果及分析過程，培養團結協作、樂于分享的精神.

3.6 理論分析，證據推理

【學習任務6】討論為什么氮、氧、氟與氫原子形成的簡單化合物分別為NH3、H2O和HF，氫原子數不等？

【設計意圖6】設置問題，啟發引導分組討論，進行理論分析，證據推理，構建共價鍵特征模型.

3.7 實例分析，認知進階

【學習任務7】拼出N2的分子球棍模型，依據模型寫出N2的電子式和結構式；

寫出氮原子的軌道表示式；

分析氮分子中氮原子的原子軌道是如何形成共價鍵的？

【設計意圖7】通過動手實踐，診斷并發展解決實際問題的能力，以及對化學價值的認識水平（學科價值、社會價值和科學精神）.

3.8 效果測評，內化知識

【學習任務8】依據課堂所學，通過具體實例練習，內化知識.

【設計意圖8】問題能夠引發學生的積極思考、有序思考和深度思考，問題便于討論交流，解決過程能夠幫助理順思維、建立起知識體系.通過判斷常見物質的化學鍵、共價鍵類型、分類等，進行分析和證據推理，逐步構建模型.

4 教學反思（略）

參考文獻：

［1］江敏.感受自然界的魅力：“共價鍵”的教學實踐與思考.中學化學教學參考，2011（08）：16-20.

［2］ 中華人民共和國教育部.普通高中化學課程標準.北京：人民教育出版社，2018.

［3］ 李香艷，王朝暉，張賢金.基于核心素養培養的高中化學教學設計與實踐：以“工業合成碳酸鈉”為例.福建基礎教育研究，2020（01）：123-126.

［責任編輯：季春陽］