创设教学情境 培养核心素养

黑龙江

鲁红霞

培养学生的核心素养问题已成为当前基础教育课程改革关注的焦点。化学课堂教学是培养学生化学核心素养的重要载体，注意在教学中创设相关情境，引领学生在科学探究中寻找证据进行推理，经过分析、归纳、总结化学相关内容的认知模型，实现在认知活动中培养和提升学生的化学核心素养。

一、化学学科核心素养

《普通高中化学课程标准(2017年版)》中指出：化学学科核心素养包括“宏观辨识与微观探析”“变化观念与平衡思想”“证据推理与模型认知”“科学探究与创新意识”“科学态度与社会责任”五个维度。前三项强调了化学基本观念、化学思想和化学思维，明确提出了科学探究是化学学科中形成科学观念、发展科学思维、培养科学精神的重要手段和途径，突出了科学态度、社会责任等要素。在化学课堂教学中创设与发展学生化学核心素养目标相匹配的课堂教学情境，切实将培养学生的化学学科素养落实到课堂教学目标当中。

二、教学情境的设计是课堂教学成功的关键

教学情境是教学活动顺利开展的载体和基础，在课堂教学中创设情景是实现教学目标的必要途径。顾明远在《教育大辞典》一书中指出：“教学情境是指教师在教学过程中运用各种手段和方式创设的一种适教和适学的情感氛围，从而为完成教学目标和任务奠定基础。教学情境是教师教学意图的体现，可以贯穿于全课，也可以是课的开始、课的中间或课的结束。”随着新一轮课程改革和素质教育的逐步推进，课堂教学也随之进行着相应的变革，在高中化学课堂教学新课改中，课堂情境教学越来越受到化学教师们的关注，教师利用已有的化学资源适时、合理地创设有价值的化学课堂教学情境，通过情境教学，激发学生的学习兴趣，提高学生自主学习能力，使学生更容易理解、构建知识。教师利用教学情境引导学生积极参与整个学习过程，引领学生不断进行探索活动，提高课堂效率。

三、创设教学情境发展学生化学核心素养

化学是反映物质及其变化本质属性和内在规律的一门学科。这门学科中部分知识具有高度的抽象性、严密的逻辑性，给教学带来了一定的难度，导致教师难教，学生难学。针对化学理论知识具有抽象性这一特点，教师在教学时，应精心设计化学实验和实际问题相结合为学生创设学习情境，科学设计问题，引发认知冲突。力图通过学生从“做中学”和“探究中学”的主动实践过程中加深对化学理论知识的理解，引导学生基于证据作出科学的判断，使学生领悟化学知识的探究方法、思维方法和学科本质。尽管学生通过实践得出的结论不成熟，有偏差，但更宝贵的是学生在实践过程中增强了研究意识，学生的创新精神、动手能力和解决实际问题的能力。本教学设计符合学生的认知规律，学生知识的获取经历从实践到理论，再由理论到实践“两次飞跃”的发展过程。在这“两次飞跃”中，化学学科素养得到了真正的落实。据此设计教学程序如下：

创设情境→提出问题→收集事实→科学抽象→得出结论→交流与应用

四、创建教学情境思维模型

教学环节1：情境引入

[播放视频]本班学生间操跑步视频。

[问题]上一周我校学生为什么没有跑步？

[学生]思考，回答是雾霾。

[教师]形成雾霾的原因有多种，汽车尾气是产生雾霾的重要原因之一，因此环保型电动汽车备受世人关注。今天老师也带来了一款新能源汽车——盐水汽车。

[教师演示]向容器中加入盐水，启动盐水汽车。

[教学分析]教师能够深入挖掘教材中与学生生活相关的内容，选择学生熟悉的、感兴趣的，具有丰富教育功能的素材，此模型中从学生熟悉的雾霾入手，联系到新能源汽车，并演示启动盐水汽车，让汽车运动起来，有效地引起学生的注意，唤起了学生的探究欲望。创建教学情境时应将化学知识融入到真实的生活和自然环境之中，寻找学生生活经验与化学知识的契合点，引导学生感受有真实情境的化学，有实际价值的化学，有情感体验的化学。在感受化学魅力的同时，感悟化学学科的社会价值和社会责任，如上述教学情景通过环保型汽车解决雾霾问题培养学生“科学精神与社会责任”的化学学科的核心素养。

教学环节2：问题引导

[教师]1.盐水汽车的动力从何而来？

2.请同学们回忆我们学习过的氧化还原反应，它与非氧化还原反应的本质区别是什么？

[学生]思考交流，回答。

[教师]氧化还原反应的电子转移是我们肉眼看不见的，我们能否通过实验感受它的存在呢？

[教学分析]教师及时利用学生对盐水汽车实验现象的宏观感受，在“新旧知识的结合点”上产生问题，引导学生寻找最近发展区，为新知识原电池做好铺垫和承接。将原电池与氧化还原反应联系起来，抓住问题的本质。激发学生对微观世界的探究欲望，驱使学生有目的的积极思考、探索。

教学环节3:实验探究

学生按照实验报告单上的内容进行实验，教师通过移动终端现场直播各小组实验情况。

[学生]实验探究活动1： 将铜片和锌片先后平行放入盛有稀硫酸的烧杯中，观察、记录实验现象并思考实验报告单上的问题。

[问题1]为什么锌片上有气泡，而铜片上没有？

[问题2]锌与稀硫酸的反应属于哪种反应类型？请同学们写出锌与稀硫酸反应的离子方程式并用单线桥标出电子转移方向与数目。

[学生]实验，观察，记录，交流、各小组汇报。

[学生]实验探究活动2：铜片和锌片上部交叉接触放入盛有稀硫酸的烧杯中，观察、记录实验现象并思考实验报告单上的问题。

[问题3]铜片上产生的是什么气体？

[问题4]请说明氢离子在哪里得到电子？

[问题5]电子从何而来？这能否认为Cu与稀硫酸反应呢？

[问题6]电子是通过溶液转移到铜片上还是通过铜与锌接触点转移到铜片上？

[问题7]如何解释上述现象？接触时铜片上为什么会产生大量气泡？

[学生]实验，观察，记录，思考交流，得出结论，各小组汇报。

[教师]若铜片直接与稀硫酸反应，则Cu片不会溶解，同时溶液不会变蓝色，这与大家看到的实验事实不符。既然有电子转移，电子的定向移动会形成电流。我们能否设计实验来证明电子转移？

[学生]实验探究活动3：在铜片和锌片两端连接上灵敏电流计观察、记录实验现象并思考实验报告单上的问题。

[问题8]铜锌原电池的正极和负极分别是什么？判断依据是什么？

[问题9]外电路中电子流动的方向如何？溶液中，阴阳离子是如何移动的？

[问题10]在锌片和铜片表面各发生了哪些变化，试着写出总反应离子方程式，两个电极上各发生什么反应？

[学生]实验，观察，记录，思考交流，得出结论，各小组汇报。

[教师]通过刚才的实验我们观察电流表指针发生了偏转，确实有电流产生，我们知道化学反应既有物质变化同时伴有能量变化，如镁条燃烧，既发光又放热，化学能有的转化为热能，有的转化为光能。像今天这样一套装置既发生化学反应又产生了电流，将化学能转化为了电能，我们将化学能转化为电能的装置，称之为原电池。

板书：原电池定义

[教师]在铜、锌电极上发生的反应称为电极反应，原电池装置能够将氧化反应和还原反应分开在两极上进行。

板书:

[教师]原电池就是这样一种非常巧妙的装置，电子在外电路中定向移动形成电流，产生了电能。锌铜原电池由锌、铜、稀硫酸和导线构成，其他的金属和溶液能否构成原电池呢？如果将锌换成铁，将铜换成能够导电的石墨，原电池反应能否发生呢？原电池的构成条件有哪些呢？

[教学分析]教师能够创造性地使用教材，对本节教材内容进行了必要的处理和补充，丰富了教材潜在的价值。教师在教材的基础上设计两个对比实验，在探究实验1中铜片上不产生气泡，到探究实验2铜片上产生气泡，不同的实验现象与学生原有的知识产生了“认知冲突”，两组实验使学生沉浸在充满“认知冲突”的教学情景之中，激发学生内隐的学习动机。教师及时发问引导思考：既然有电子转移，电子的定向移动会形成电流，我们能否用设计实验来证明电子转移？这样，学生的探究欲望就被激发起来了，学生的学习也就顺利地过渡到探究实验3教学环节。

三组对照实验都发挥各自特殊的实验价值，每个实验都是上一个实验的延续，通过对探究实验的一步步改进，探究实验3中学生观察到电流表发生了偏转，实验帮助学生体会到氧化还原反应中电子的转移。教师以学生为主体精心设计的三个对比实验，有利于学生发现问题、提出问题、分析问题和解决问题，学生在循序渐进的学习过程中对原电池形成自己的理解。

教学环节4:创新设计

[教师]请同学们利用下列药品和实验用品设计实验，探究原电池的形成条件。

药品和实验用品：Zn片、Cu片、Al片、石墨、稀硫酸、无水乙醇、 CuSO4溶液、导线若干、灵敏电流计、烧杯等。

[学生]学生分组设计实验方案、操作、观察实验现象、记录实验数据、写出相应电极反应式，思考交流、各小组成果展示。

[教师]板书：构成原电池的条件

[教学分析]在原电池形成条件教学环节中，教师再次利用化学实验和科学探究相结合创设教学情景。此实验内容开放性较强，在形式上选取学生分组实验。学生利用教师提供的实验用品自主设计实验方案进行实验，观察实验现象，得出具体结论。实验内容开放性和趣味性强，激发了学生科学探究的欲望，培养了学生创新思维能力。有利于学生对原电池更深入、更直观的理解，更有利于学生建立起原电池认知模型。使化学核心素养“证据推理与模型认知”“实验探究与创新意识”在学生学习活动中得到落实，达到了预期的教学目标。

教学环节5:学以致用

[教师]请同学们开动脑筋思考，盐水汽车的动力从何而来？

[学生]思考，交流，回答。

[教师]铜锌原电池能否解决生活供电照明问题。

[学生]思考，交流，畅所欲言。

[教师]这说明今天所学的铜锌原电池只是一个电池的雏形，用它来解决生活中的实际用电有诸多不便，如携带不便、电压小、电流不稳定等，需要改进。目前我们广泛使用的电池有干电池(方便但不可重复使用)，蓄电池如锂电池、铅电池(可反复使用但会污染环境)，燃料电池(环保、原料便宜)，太阳能电池(绿色能源)等。其实，所有这些改进，核心就是围绕如何让电子“更多、更久、更好”地转移，从而造福人类。望同学们努力学习，将来也能为科技进步做出自己的贡献。对于电池的发展你有什么样的想法呢？

[教学分析]在此教学环节中，教师通过两个问题“盐水汽车的动力从何而来？”“铜锌原电池能否解决生活供电照明问题。”来评价学生是否已经掌握与原电池这一概念相关的基础知识，及时帮助学生巩固本节课的知识和技能，以学生熟知的生活用电创设问题情境，让学生参与到课堂中来，激活学生思维，大胆提出各种猜想，运用所学知识解决实际问题。让学生初步体会化学与生产、生活的紧密联系，感悟化学的实用价值和社会价值。体会通过本节课的学习激发学生学好科学文化知识的想法，今后为科技进步做出自己的贡献。通过此环节培养学生的“科学精神和社会责任”。

五、结语