通過整體建構、問題驅動、實驗探究培養核心素養

李華蕊

【摘要】對單元教學內容進行整體分析與建構，確定課時教學在單元教學中的作用，以問題驅動，展開實驗探究，落實學科核心素養的培養，通過教學的評價及課后的反思，進一步探索解決問題的策略。

【關鍵詞】整體建構；問題驅動；實驗探究；核心素養；教學評價

2022年版初中化學課程標準注重基于大概念來進行課程教學的整體性設計，開展單元教學，體現大概念的統攝作用；重視科學探究和化學實驗；倡導開展素養導向的化學教學，落實化學課程要求的核心素養。因此教師在進行教學時應整體建構完整的知識體系，打破課時設計的束縛，重組教學內容，優化教學結構，突出科學探究與化學實驗，實現課堂的轉型，從而發展學生核心素養。

一、單元內容的整體建構

1.教材的整體分析

第九單元“溶液”的大概念為物質溶解的限度，學習內容與生產、生活聯系緊密。課題一：溶液的形成，以溶解這一自然現象作為學生認識溶液的開端，幫助學生從對宏觀現象的觀察和探究（溶解過程及溶解時的熱量變化）及對微觀本質的分析兩個維度更全面地認識溶液的形成過程，從而促進學生對溶液的組成和性質的理解；課題二：溶解度，以研究物質在水中的溶解限度作為情境素材，建構飽和溶液和不飽和溶液、溶解度等概念，學習、體驗控制變量法等科學研究方法；課題三：以溶液的濃度相關知識學習為依托，使學生感受學習化學的重要意義，幫助學生從化學角度認識、理解人與自然的關系。飽和溶液與不飽和溶液是課題二溶解度的第一課時學習內容，是初中重要的化學概念，在第九單元中起到承上啟下的作用，是學生學習溶液的形成后，從定性過渡到定量，為學習溶解度奠定了基礎。

2.整合教學素材，有效改進實驗

本節課需要學習三個關鍵的知識點：飽和溶液與不飽和溶液的概念及判斷的方法、兩種溶液相互轉化的方法、物質的結晶。教材通過“氯化鈉加水溶解”和“硝酸鉀加熱溶解”兩個實驗來說明影響飽和溶液與不飽和溶液的兩個因素：溫度和溶劑的量，由于完成兩個實驗花費時間多，特別是“氯化鈉加水溶解”，提出飽和溶液和不飽和溶液的概念后所剩余時間無幾，學生無法深入思考，不利于學生對這節課重難點的吸收和理解。因此，我把兩個實驗變為一個實驗（硝酸鉀加水溶解和加熱溶解），增加了蒸發結晶的實驗，并把演示實驗改為學生的分組實驗，設計問題鏈引發學生思考、設計實驗方案、完成實驗、分析總結得出結論。讓學生有更多的機會主動地體驗科學探究的過程，對飽和溶液與不飽和溶液的認識由感性上升到理性，使學生深度理解飽和溶液與不飽和溶液的概念及相互轉化的方法、物質結晶的方法，在知識的形成、相互聯系和應用過程中養成科學的態度，拓寬學生思維，發展學生學科核心素養。同時把飽和溶液、不飽和溶液與濃溶液、稀溶液的關系放在課題三溶液的濃度進行學習，更有利于學生理解溶液的濃度與物質溶解的限度之間的關系。

3.教學的目標

（1）通過設計實驗方案以及在實驗探究過程中觀察、記錄、分析實驗現象、獲取證據、得出合理結論來了解飽和溶液、不飽和溶液的概念，提升“科學探究”“證據推理”素養。

（2）通過不同的實驗條件，理解飽和溶液與不飽和溶液之間的相互轉化，逐步建立用辯證、發展的思想觀點來看待事物的變化。

（3）通過實驗探究，能說出物質結晶的方法，并能舉例說明，感受身邊的化學。

（4）教學重點：飽和溶液、不飽和溶液的概念及其相互轉化。

（5）教學難點：理解飽和溶液和不飽和溶液相互轉化的方法。

二、教學過程

引入：食鹽、高錳酸鉀都易溶于水，難溶于汽油，這與食鹽、高錳酸鉀的什么有關？食鹽、高錳酸鉀易溶于水，與水的量有關嗎？

學習任務一：飽和溶液與不飽和溶液。

活動與探究1：硝酸鉀能無限溶于水嗎？

教師：硝酸鉀能無限溶于水嗎？你能設計實驗驗證嗎？

學生：在一定量的水中不斷加入硝酸鉀。

學生進行實驗、記錄分析現象。

實驗1：在常溫下，向裝有一定量水的試管中加入半藥匙的硝酸鉀，振蕩并觀察現象，分析得出結論。

實驗2：繼續向實驗1中的試管加入一藥匙的硝酸鉀，振蕩，觀察現象，并分析得出結論。

教師：我們把實驗1中的溶液稱為不飽和溶液，實驗2中的溶液稱為飽和溶液，根據以上實驗同學們可以歸納飽和溶液和不飽和溶液的概念嗎？

學生1：不能再溶解溶質的溶液稱為飽和溶液，能繼續溶解溶質的溶液稱為不飽和溶液。

學生2：在一定溫度下，一定量的溶劑里不能再溶解某種溶質的溶液，叫做這種溶質的飽和溶液； 還能繼續溶解某種溶質的溶液，叫做這種溶質的不飽和溶液。

活動探究2：如何讓未溶解完的硝酸鉀繼續溶解完？

教師：如何讓實驗2中未溶解完的硝酸鉀繼續溶解完？你能設計實驗驗證嗎？

學生1：往試管中加入水，直到硝酸鉀完全溶解。

學生2：給試管加熱，直到硝酸鉀完全溶解。

學生進行實驗、記錄分析現象。

實驗3：繼續向實驗2中的試管加入兩膠頭滴管的水，振蕩，觀察現象，并分析得出結論。

實驗4：給實驗2中的試管加熱，觀察現象。溶解完后，再加入一藥匙硝酸鉀，繼續加熱，觀察現象，并分析得出結論。

教師：根據以上實驗，在飽和溶液和不飽和溶液的概念中應該限定什么條件？

學生：在一定溫度下，一定量的溶劑里。

教師：硝酸鉀飽和溶液中還能溶解其他的溶質嗎？如何設計驗證？

學生：往硝酸鉀飽和溶液中加入其他的溶質，看是否能溶解。

教師演示：往硝酸鉀飽和溶液中加入適量的高錳酸鉀。

學習任務二：飽和溶液與不飽和溶液的相互轉化。

活動探究3：如何把實驗3和實驗4中的不飽和溶液變為飽和溶液？

教師：如何設計實驗把實驗3和實驗4中的不飽和溶液變為飽和溶液？

學生1：冷卻不飽和溶液。

學生2：加熱蒸發不飽和溶液。

學生3：加入硝酸鉀。

學生進行實驗、記錄分析現象。

實驗5：把實驗3中試管中的溶液倒入蒸發皿加熱，觀察現象，并分析得出結論。

實驗6：把實驗4試管放入水中冷卻，觀察現象，并分析得出結論。

教師：飽和溶液和不飽和溶液相互轉化的方法有哪些？

學生：飽和溶液變為不飽和溶液的方法有加入溶劑、升溫。不飽和溶液變為飽和溶液的方法有降溫、加入溶質、蒸發溶劑。

教師：大多數的物質溫度越高在一定量的溶劑里溶解能力越強，氫氧化鈣這種物質卻是溫度越高，在一定量的溶劑里，它的溶解能力越弱，它從飽和溶液變為不飽和溶液是升溫還是降溫呢？

學生：降溫。

學習任務三：結晶。

教師：如何使溶質從飽和溶液中析出？

學生：冷卻熱飽和溶液或者蒸發溶劑。

播放視頻：海水曬鹽。讓學生了解結晶在生活、生產中的應用并讓學生說說生活中的結晶現象。

教師：像氯化鈉、硝酸鉀等物質，在水中會形成飽和溶液，不能無限溶解。那么，有沒有一些特殊物質能無限溶解于水，不會形成飽和狀態呢？

學生：酒精。

教師：生活常見的酒精、醋酸等，能夠無限溶于水中；但有些物質如碳酸鈣等在水中溶解的很少，屬于難溶或不溶的物質，有些物質如氯化鈉、硝酸鉀等易溶于水，但是溶解有一定的限度，當條件改變時，溶解的限度也會改變，這就體現了物質溶解的多樣性。

學習任務四：理解與應用。

學生歸納總結本節課的學習內容并完成相應的練習題。

三、教學評價

評價是教學的重要組成部分，主要功能是診斷學習效果，進一步改進教學方式，促進教學目標的落實，發展學生的核心素養。為了全面、客觀地評價學生核心素養培養目標的達成情況，應注重“教—學—評”一體化，加強過程性評價，基于證據診斷來發展學生的核心素養，學生在課堂學習、實驗探究、課后作業等學習活動中的表現，均可作為過程性評價的數據來源。教師通過收集和分析，了解學生在學習過程中核心素養的落實情況，依據此情況對教學進行改進。為此在“飽和溶液與不飽溶液”的教學中我設計了表現性評價量表，并在學生提交的100份評價表中統計出達成目標的數據如下（表1）。

上述數據反映出大多數學生在本節課的學習過程中達成了預期學習目標，10%左右的學生對本節課的學習存在問題，對設計實驗方案及歸納總結的能力相對其他的目標要偏弱，在今后的教學中要加強這方面的訓練和培養，同時對于10%的學生要一對一了解學習的情況，進行有效輔導。

四、教學反思

1.整體建構，優化實驗教學

課堂的呈現形式依賴于教師對學科知識系統化的理解。基于單元教學進行整體教學設計，有助于學生理解單元教學的大概念（物質溶解的限度）。本節課中首先提出問題：食鹽、高錳酸鉀都易溶于水，難溶于汽油，這與食鹽、高錳酸鉀的什么有關？食鹽、高錳酸鉀易溶于水，與水的量有關嗎？引導學生從定性到定量研究物質的溶解。把兩個實驗合并為一個實驗，并設計實驗方案及進行實驗，使學生從假設到驗證、從感性到理性，親歷了化學概念的形成過程，深化了飽和溶液與不飽和溶液的理解，建構起對于溶解相對完整的認識，如酒精能無限溶于水、碳酸鈣難溶于水、氯化鈉易溶于水，但會形成飽合溶液，形成了物質溶解多樣性的認識模型。

2.設計問題鏈，促進學生深度思考

以解決問題驅動教學是提升和培育核心素養的重要途徑。在整節課教學中我始終以問題為引領，層層推進，過程清楚，思路清晰：提出問題→設計方案→進行實驗 →建立概念→辨析概念→深化概念→應用概念。用問題引領學生，促進學生深度思考，提高學生解決問題的能力，培養學生的質疑思維。

3.實驗探究，落實核心素養

通過一系列的學生自主設計、進行實驗，深入分析得出結論的探究活動，建立飽和溶液和不飽和溶液的概念模型及相互轉化，從物質溶解的多維度建構出發，形成了物質溶解多樣性的認知模型。逐步從不同程度滲透“科學探究”“證據推理與模型認知”“科學態度與社會責任”等素養，使學生形成靈活的思維方式，落實學生學科核心素養的培養。

4.注重評價，反饋目標達成

本節課設計了表現性評價量表，通過收集和分析學生自評、小組互評、教師評價的數據，及時了解學生在學習過程中達成了哪些教學目標及達成的程度，分析未達成背后的原因，診斷出教學過程中存在的共性問題和個性問題，為下一步的教學改進提供依據，充分體現了“教—學—評”一體化，不斷優化教學過程，使學生核心素養的培養落到實處。

5.反思問題，尋找解決策略

縱觀整節課，學生完成不好的是實驗方案的設計及實驗的操作。教師認為比較簡單的實驗方案如設計實驗驗證一定量的水中能否無限溶解硝酸鉀？能準確說出的學生只有60%，還有向試管中加入水或硝酸鉀，有部分學生小心翼翼花費過多的時間，影響學習的進度。學生存在這些問題的主要原因是平時為了趕教學進度，沒有留更多的時間給學生思考，也不會創造條件讓學生自己動手做實驗。因此，如何整體規劃初三一年的教學，合理安排教學進度，適當開展實驗探究活動，培養學生的實驗操作能力，拓寬學生的思維，落實學生核心素養的培養機制，值得每位教師去探索與研究。

【參考文獻】

[1]黃令.整體建構教學問題驅動學習培養核心素養[J].化學教與學，2019（7）.

[2]房喻，王磊.義務教育化學課程標準（2022年版）解讀[M].北京：高等教育出版社，2022.

（基金項目：本文系海南省教育科學規劃課題“以核心素養為導向的科學探究課例研究和實踐——以初中化學、生物為例”的研究成果，課題編號QJH202210125）