基于学科核心素养的高中化学教学实践

曹立美

摘 要：在基于化学学科核心素养的高中化学课堂教学中，教师不仅要提升学生学习化学的热情，还要培养学生形成正确的价值观念。碳酸钠、碳酸氢钠这两种物质是高中化学教学中涉及的重要化合物，也是学生在自己的日常生活中经常见到的物质。文章以探索碳酸钠、碳酸氢钠性质的教学为例，培养学生的问题解决能力，让学生体验科学探究的过程，养成积极动脑思考的好习惯，培养学生的化学学科核心素养。

关键词：核心素养;教学设计;高中化学

高中化学学科核心素养的培养目标是使学生在进行了化学学科的学习之后形成相对健全的学科品格，获得探索学科知识的方法与能力，形成正确的价值观念。当前的高中化学教师应当明白，学生核心素养的培养需要在日常的课堂教学中进行。笔者选择了探索碳酸钠、碳酸氢钠性质的实验作为教学的案例，让学生通过比较碳酸钠和碳酸氢钠性质的差异，明确将两种物质区分开的方法并设计实验加以证明，以此激发学生的学习兴趣，提高学生解决问题的能力，让学生的学科核心素养在教学中得以提升。

一、化学学科核心素养的内涵

《普通高中化学课程标准（2017年版2020年修订）》中指出，化学学科核心素养一般包括五个方面的内容，这五个方面的内容为化学核心素养的培养指明了方向，对化学教师的教学实践具有一定的指导意义。

第一个素养是宏观辨识和微观探析。物质有宏观的，也有微观的。高中阶段的化学教学要求教师培养学生能从不同层次认识化学物质的多样性、并对物质进行分类的能力。要让学生能从元素和原子、分子等角度认识物质的组成、结构、性质和变化，能从宏观和微观相结合的视角分析与解决实际问题。

第二个素养是变化观念和平衡思想。学生在学习化学的过程中，要以实验为基础，明白化学变化需要一定的条件，并且遵循一定的规律，化学反应就是物质要达到新的平衡，即一种相对稳定的状态。而化学的变化，是有一定的限度的，是可以调控的。学生要在学习和探究的过程中逐步形成发展变化的观念和平衡的思想，为今后进行更深入的研究打下坚实的基础。

第三个素养是证据推理与模型认知。学生要有证据意识，能基于证据对物质组成、结构及其变化提出可能的假设，通过分析推理加以证实或证伪，从而建立观点，总结知识原理。模型也是高中化学学习方法之一。学生通过分析、推理和实验等，研究化学物质的性质，建立认知模型，再利用模型解释化学现象，解释化学反应的规律和本质。

第四个素养是科学探究和创新意识，在化学学习的过程中，学生需要对物质进行研究，并注意探究过程的科学性，确保研究结论的正确性。创新意识是探究过程中学生应具有的品质。

第五个素养是科学态度和社会责任，从化学的角度研究物质的最终目的是实现更美好的生活。学生在进行化学学习时要有绿色化学的意识和可持续发展的理念，要注意保护环境。此外，在实施科学探究的过程中，学生要具备科学的态度，对相关的化学热点问题作出正确的价值判断。

二、核心素养在高中化学教学中的意义

化学核心素养是在我国课程教育改革的过程中提出的，是素质教育的重要内容[1]。在中学阶段，化学学科核心素养的培养要求学生在学习化学知识后具备关键的学科学习能力，同时也要树立正确的价值观念，让化学知识对学生未来的学习和生活产生积极的影响。化学核心素养的重要性不言而喻，那么，如何才能发展学生的化学学科核心素养，这是摆在高中化学教师面前的一个重要的问题。教师要认识到，要培养学生的化学学科核心素养，可以将学科知识融入一些相应的学科活动，提升学生的学习兴趣，深化学生对知识的理解。

三、教学案例分析

基于以上分析，笔者选择人教版高中化学必修一第二章第一节第二课时的内容“碳酸钠和碳酸氢钠的性质”作为教学案例，分析化学科学核心素养背景下的课堂教学过程。

碳酸钠和碳酸氢钠在日常生活中的用途非常广泛，从生活中常见的食品到医学药品，都可以看到它们的身影，但学生在生活中一般不会有意识地从化学以及化学实验的视角出发，去对这两者进行探讨，缺乏对碳酸钠和碳酸氢钠的性质的了解。教师进行教学时，比较重要的方法就是让学生自己動手做实验。学生只有亲自动手操作实验，在实验中认识了物质的属性，才能深化对知识的理解，形成相对完善的知识体系。

高一学生在初中时已经简单学习碳酸钠和碳酸氢钠的相关知识，对这两种物质有了基本的了解，但是，学生对碳酸钠和碳酸氢钠的用途的了解是片面的，其对于碳酸钠、碳酸氢钠更深层次的物理性质和化学性质的了解仍然需要一个全面的视角。

（一）教学目标与评价目标

1.教学目标

（1）了解碳酸钠和碳酸氢钠在生活中的用途。

（2）通过观察，了解碳酸钠和碳酸氢钠的物理性质。

（3）能设计实验验证碳酸钠和碳酸氢钠的性质。

（4）通过设计实验，总结科学研究的方法。

2.评价目标

（1）通过教师提供的信息，认识碳酸钠和碳酸氢钠的用途。

（2）通过观察教师提供的碳酸钠和碳酸氢钠，识别二者在物理性质上的不同。

（3）从碳酸钠、碳酸氢钠的化学性质的区别出发，设计探究实验。

（4）通过设计实验，诊断并发展学生的高阶思维。

（二）教学与评价思路

（三）教学过程

1.课前导入

【问题导入】同学们，请大家看看课件上的这幅图片，这幅图片主要介绍了哪两种物质的用途呢？

【多媒体展示】展示碳酸钠和碳酸氢钠用途的图片。

【学生活动】观察并回答：碳酸钠和碳酸氢钠。

【设计意图】让学生了解碳酸钠、碳酸氢钠的用途，感受碳酸钠、碳酸氢钠在人们生产和生活中的作用。

【教师追问】课件上的这幅图片向大家展示了碳酸钠和碳酸氢钠的用途，这二者的用途有什么区别呢？小A，你起来帮大家总结一下。

【学生活动】观察并回答：碳酸钠可以应用于造纸、纺织、制皂、制玻璃;碳酸氢钠可以用于制药、焙制糕点。

【总结并引入】这位同学回答得很好，总结能力很强，请坐下。化学物质的性质决定了其用途，那么，为什么碳酸钠和碳酸氢钠会有这么广泛的用途呢？下面，我们进入今天的学习，解决这个问题。

导入环节的设计意图是让学生了解碳酸钠、碳酸氢钠的用途，培养学生的学习兴趣。

2.探究碳酸钠和碳酸氢钠的物理性质

（1）颜色和状态

【提出问题】碳酸钠和碳酸氢钠在外观上有无区别？

【学生活动】把碳酸钠和碳酸氢钠分别取出放到表面皿上，观察两者在颜色和状态上的区别。

【设计意图】从宏观角度观察碳酸钠和碳酸氢钠的颜色和状态。

（2）溶解性

【提出问题】如何探究碳酸钠和碳酸氢钠的溶解性呢？

【学生讨论】分别在水中放入两种固体。

【学生活动】各取等量碳酸钠和碳酸氢钠固体放入试管，用胶头滴管分别向试管中滴入几滴水，触摸试管外部。

【实验结论】碳酸钠在溶于水时会放出热量，而碳酸氢钠在溶于水时会吸收热量，碳酸钠在水中的溶解度比碳酸氢钠在水中的溶解度大。

【设计意图】让学生动手的能力以及解决问题的能力得到进一步的提升。

3.探究碳酸钠和碳酸氢钠的化学性质

（1）酸碱性

【提出问题】要分别检测碳酸钠和碳酸氢钠的酸碱性，需要什么试剂？

【学生讨论】酚酞、石蕊等酸碱指示剂。

【学生活动】分别取相同量碳酸钠、碳酸氢钠放于试管中并滴入适量水，在两支试管中分别滴入两滴酚酞溶液，观察试管中溶液的颜色变化。

【实验结论】两支试管中的溶液在加入酚酞溶液后，溶液颜色都发生了变化，都变红了。装碳酸钠的试管红色更深，装碳酸氢钠的试管红色更浅。

【设计意图】让学生通过动手操作和观察，得出碳酸钠和碳酸氢钠的酸碱性，并提升其实验操作能力和问题解决能力。

【教师追问】检测溶液的酸性和碱性时，除了用酸碱指示剂，还有另外的方法、试剂吗？

【学生讨论】可以利用酸碱中和反应。

【学生活动】向以上两支已经变成红色的液体中分别加入几滴稀盐酸溶液。

【实验现象】两支试管中液体的颜色都逐渐变浅，逐渐褪色，装有碳酸钠的试管在最开始没有气泡，逐滴滴入稀盐酸溶液一段时间后才开始有气泡，而装有碳酸氢钠的试管在刚滴入稀盐酸溶液后就有气泡冒出。

【实验结论】逐滴加入的稀盐酸溶液与碳酸钠反应：CO32-+H+=HCO3-、HCO3-+H+=H2O+CO2↑;逐滴加入的稀盐酸溶液与碳酸钠反应：HCO3-+H+= H2O+CO2↑

（2）热稳定性

【提出问题】如何验证碳酸钠和碳酸氢钠的热稳定性？

【教师演示】对实验装置进行气密性检查后，分别装好碳酸钠和碳酸氢钠的水溶液再开始加热。

【实验现象】加热装有碳酸钠的试管，其先冒几个泡之后就无明显现象了;加热装有碳酸氢钠的试管，其内壁的水汽和澄清石灰水变浑浊。

【实验结论】碳酸钠的稳定性更强，不容易发生分解，碳酸氢钠的稳定性不强，容易发生分解，2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O。

【设计意图】通过实验来比较碳酸钠、碳酸氢钠在加热条件下的稳定性，提高学生分析、归纳的能力。

4.课堂小结

本节课结合实验，学生学习了碳酸钠、碳酸氢钠这两种物质的物理性质和化学性质，知道了这两种固体在物理性质与化学性质方面的差异与联系，如表1所示。

四、总结

基于核心素养的高中化学实验教学，让学生从宏观和微观结合的视角认识了碳酸钠、碳酸氢钠这两种物质的物理性质和化学性质，并设计实验验证，培养了学生证据推理、模型认知的能力和科学探究的意识。对碳酸钠和碳酸氢钠的物理性质与化学性质的学习，培养了学生的创新意识、科学态度和社會责任感。学生通过学习，不但了解了碳酸钠、碳酸氢钠这两种物质的相关性质，也知道了碳酸钠、碳酸氢钠这两种物质在日常生活中的用途。经过本节课的教学，学生习得对物质性质进行探究的基本程序和方法，逐渐了解如何通过实验现象剖析物质的本质，提升了动手操作能力。同时，学生在学习的过程中，在教师的指导下，能明白如何在实验中发现问题，学会思考问题，对问题进行分析，再利用已知的方法解决新问题。经过一系列的学习过程，学生的化学核心素养得以发展，学科思维的品质得到进一步提高。

[参考文献]

余文森.论学科核心素养形成的机制[J].课程.教材.教法，2018，38（01）：4-11.