化学教学中学生活动的组织与实施

摘 要：文章以科粤版九年级化学教材“水的组成”内容为载体，挖掘教材中蕴含的核心素养价值，对教材进行科学处理、精心设计。通过创设有效的教学情境，引导学生设计方案、交流讨论、实验探究，落实在教学活动中培养学生“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”等学科核心素养的目标。

关键词：学科核心素养;水的组成;实验探究

一、问题提出

教育部《关于全面深化课程改革是立德树人根本任务的意见》中提出，在基础教育阶段应该帮助学生形成适应个人终生发展和社会发展需要的必备品格和关键能力。要求高中各学科课程要提出学科核心素养，将教育教学的行为统一到育人目标上来，提高学生综合分析问题、解决问题的能力。

目前，高中化学学科的核心素养包含以下几个内容：“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”等五项内容[1]。笔者认为：高中化学学科核心素养的培养应该从化学起始年级开始，所以在初中化学教学中要有意识的培养学科核心素养。下面，笔者以科粤版九年级化学教材“水的组成”为例，谈谈如何创设教学情境，培养学科核心素养。

二、设计思路

化学是一门以实验为基础的自然科学，我们倡导在教学过程中创设真实的问题情境，开展以化学实验为主的多种探究活动，激发学生学习化学的兴趣，促进学生学习方式的转变。通过实验探究，培养学生化学核心素养是我们课堂教学追求的重要目标。

在义务教育化学课程标准中，《水的组成》是一节验证性实验课。教学目标是：通过验证电解水生成的气体是氢气和氧气，推导水的组成。为贯彻落实发展学科核心素养的宗旨，笔者对教材进行重新设计，大胆尝试，做以下调整：

（一）教学目标

1.课程目标

（1）通过电解水的实验现象，分析推断水的元素组成和水分子的构成。

（2）进一步再认识“在化学反应里，分子可分而原子不能再分”。

（3）通过电解水实验现象的分析，学习运用观察、比较等方法获取信息，并对获取的信息进行加工、分析，得出结论的科学方法。

（4）通过物质变化“分解”和“化合”的不同角度探究水的组成，初步体验研究物质组成的一般方法。

2.学科核心素养目标

（1）从宏微结合视角，通过实验现象引導学生从宏观特征和微观结构视角对物质进行分析，并能对变化用化学符号表征，培养学科核心素养。

（2）从证据推理视角，能依据物质及其反应的不同特征，从定性与定量结合上寻找证据，解释证据与结论之间的关系，培养学科核心素养。

（3）从科学探究视角，能对化学问题，设计简单的实验方案，与同学合作完成实验操作，观察实验现象，并对实验现象作出解释，培养学科核心素养。

（4）从科学态度视角，利用化学史实资料引导学生设计方案，探究水的组成。在探究过程中，培养学生不怕失败，尊重实验事实的科学态度;学会科学分析实验数据与理论值之前差异的原因，培养学科核心素养。

通过创设问题情境，引导学生根据实验目的，设计可行方案，进行实验探究;在探究过程中，生生交流合作、师生共同分析讨论，总结探究物质组成的一般方法。使学生学科核心素养不断形成和发展。

（二）教学重点

1.通过实验探究，引导学生分析推理，得出水的元素组成和水分子构成。

2.培养学生学会研究物质组成的一般思路和方法。

（三）教学难点

通过所给资料，设计可行方案，探究水的组成。

（四）教学过程

活动一：阅读思考，设计方案

材料1.18世纪中叶，著名化学家普利斯特里很喜欢给朋友表演化学魔术：拿个“空”瓶子，在朋友们面前晃了几下，然后迅速将瓶口移近蜡烛的火焰时，“啪”的一声巨响，瓶口吐出了长长的火舌，但立刻又熄灭了……原来，瓶子里事先装满无色的“可燃空气”（氢气和氧气），点火会发出爆炸声。终于有一次，他表演完“魔术”，在收拾瓶子时，注意到瓶子上有不少无色液体。1781年，卡文迪许也做了类似实验，用不同比例的“可燃空气”和空气的混合物进行实验，证实了普利斯特里的发现，并断定生成的液体是水。但没有对水的组成进行正确解释。1783年，法国科学家拉瓦锡重复了他们的实验，成功合成了水。同时还将水进行了分解，确认了水的组成。

材料2.蔗糖在隔绝空气加热时，生成碳和水。据此推断蔗糖中一定含有碳、氢、氧三种元素。

材料3.氢气是一种可燃性的气体，点燃时会发出淡蓝色的火焰（通过玻璃尖嘴导管点燃时，火焰显黄色），放出热量，有无色液体生成。

[提问]

1.什么物质化合会生成水？

2.水分解可能生成什么物质？

3.有什么理论依据？

[回答]由资料1、2可知：氢气和氧气点燃生成水;水分解可能生成氢气和氧气。理论依据是：化学反应前后，元素种类守恒。

[提问]根据以上资料信息，设计方案，探究水的组成。

[讨论]交流讨论，设计方案。

[汇报]

设计意图：提供资料信息，引导学生阅读、分析，培养学生获取信息能力。通过学生之间交流讨论和教师的引导，进一步认识化学反应前后元素种类守恒原理，从而设计方案，探究水的组成。通过创设情境，增强学生交流合作意识，提高问题分析能力和实验探究能力，建立守恒思想，培养学科核心素养。

活动二：实验探究，分析推理

[讲述]介绍霍夫曼水电解器原理及注意事项，指导学生两人一组，进行实验探究，及时记录现象，关注电极两端玻璃管液面变化。

[汇报]

1.两根电极上有大量气泡冒出。

2.两根玻璃管液面下降。

3.负极产生的气体体积大约是正极产生的气体体积的2倍。

[过渡]大家设计方案时已经推测水电解可能生成氢气和氧气，如何检验这两种气体？

[回答]用带火星的木条检验氧气，用燃着的木条检验氢气。

[演示]用带火星的木条分别检验两极产生的气体，学生观察实验现象。（实验投影）

[回答]带火星木条遇正极产生气体，木条复燃，证明是氧气。带火星木遇负极产生气体，无明显现象。

[讲述]请大家验证正极产生的气体;结合学案中材料3，验证负极产生的气体。

[实验]学生两人合作，验证两极产生气体。

[教师]巡视，及时纠正学生实验操作，将个别学生的实验过程投影在屏幕上。

[讲述]有些同学实验成功，有些同学实验失败。失败很正常，科学家也是经历多次失败才有最后的成功。失败的同学请不要气馁，可以重新实验。

[归纳]

1.水电解生成氢气和氧气，证明水是由氢元素和氧元素组成。

2.水电解生成的氢气和氧气体积比约为2：1。

[讲述]同温同压下，气体的体积比等于构成气体的分子个数比。请大家推导水分子中氢原子和氧原子的个数比。

[讨论]小组讨论。

[汇报]同温同压下，水电解生成的氢气和氧气的体积比是2：1，则氢气和氧气的分子数比

为2：1。每个氢分子中含有2个氢原子，每个氧分子中含有2个氧原子，则生成物中氢原子和氧原子的个数比是2：1。根据化学反应前后原子个数守恒，所以反应物水分子中氢原子和氧原子的个数比2：1。

[提问]电解水实验，从宏观和微观视角得出什么结论？基于什么原理？

[回答]

1.宏观上，水是由氢元素和氧元素组成的。

2.微观上，每个水分子中氢原子和氧原子的个数比2：1。

3.理论依据：化学反应前后元素种类守恒，原子个数守恒。

[讲述]请大家通过球棍模型体验水分子分解的微观过程。

[探究]小组合作，模拟水分子分解的微观过程。

[提问]大家在电解水实验中，发现负极与正极收集到的气体体积比大于2︰1，这与理论值不相符，请分析可能原因？

[讨论]小组分析讨论

[归纳]

1.可能是电源负极相连的玻璃管活塞漏气了。

2.氢气和氧气的溶解度不同造成误差，氢气难溶于水，氧气不易溶于水。

3.因为电阻的存在，使两极电压不等，造成电解误差。

[评价]

大家在实验探究时敢于质疑，对异常现象能够分析思考，这是难能可贵的一种学习能力和科研精神，要继续保持。

设计意图：通过实验探究，创设问题情境，引导学生观察、分析、推理。根据化学反应前后元素种类守恒、原子种类个数守恒，得出：宏观上水是由氢元素和氧元素組成;微观上每个水分子由2个氢原子和1个氧原子构成。并通过创设的问题情境，鼓励学生敢于质疑实验中的异常现象并积极寻找原因。教师通过层层设疑、步步引导，从宏微结合视角、证据推理视角、科学探究视角、科学态度视角，培养学科核心素养。

活动三：分享收获，拓展提升

[收获]

1.知识层面：水是由氢元素和氧元素组成的，每个水分子中有2个氢原子和1个氧原子。

2.学科素养层面：通过实验探究的方法，培养证据推理的能力和严谨认真的科学态度，从宏观到微观多角度认识物质。

3.研究物质组成的思想方法：“化合”与“分解”、“现象”与“本质”、“宏观”与“微观”。

[作业]

小李同学想探究蜡烛中含有什么元素，于是设计如下方案：

你觉得小李同学设计的方案科学吗？请说明理由？

设计意图：通过分享收获，让同学们掌握水的组成，知道根据化学反应前后元素守恒，从“化合”与“分解”角度来研究物质组成的一般方法。创设问题情境，引导学生利用所学知识，拓展提升，解决实际问题。学会透过现象看本质，通过分析、归纳，掌握研究物质组成的方法，从而培养学生的学科核心素养。

三、教学反思

本节课的探究教学集化学史、知识、情境、动手实验为一体、教学环节流畅，教学效果好，让学生沿着知识发展的轨迹自主前进，有利于激发学生的学习热情，培养学生科学探究精神。在教学中，要让学生明白所学化学知识的价值，要让学生在自主实践中提高能力、发展素养，教师要科学地处理教材内容，从而提升学生学科核心素养。

参考文献

[1]王云生.基础教育阶段学科核心素养及其确定——以化学学科核心素养为例[J].福建基础教育研究，2016（2）：7-9

[2]义务教育教科书：化学（九年级上册）.科学出版社，2016：73-78，137-140

[3]周亚虹.基于发展化学学科核心素养的教学设计案例分析[J].化学教学，2016（8）：36

作者简介：林燕，1976年出生，女，毕业于西南师范大学，本科学历，中学高级教师