宗汉周跃

（1楚水实验学校江苏兴化225700；2泰兴市教师发展中心江苏泰兴225400）

基于发展学生化学核心素养的教学片段案例分析
——以“浓度对化学平衡移动的影响”为例

宗汉1周跃2

（1楚水实验学校江苏兴化225700；2泰兴市教师发展中心江苏泰兴225400）

化学知识是培养学生化学学科核心素养的重要载体，化学教学是落实化学课程目标、帮助学生达成化学学业质量标准的基本途径，结合具体的课堂片段教学案例，论述如何在化学课堂教学中发展学生的化学核心素养。

学科核心素养；教学设计；学科内容

一、化学学科核心素养

2016年9月13日《中国学生发展核心素养》正式发布。所谓学生发展核心素养，主要指学生应具备的，能够适应终身发展和社会发展需要的必备品格和关键能力。高中化学学科核心素养是学生发展核心素养的重要组成部分，是高中生综合素质的具体体现，反映了社会主义核心价值观的化学学科育人的基本要求，全面展现了学生通过化学课程学习形成的关键能力和必备品格。

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”“科学精神与社会责任”五个维度。这五个维度立足高中生的化学学习过程，各有侧重，相辅相成。“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”体现了具有化学学科特质的思想和方法；“科学探究与创新意识”从实践层面激励创新，“科学精神和社会责任”进一步揭示了化学学习更高层面的价值追求。

化学学科核心素养的五个维度将化学知识与技能的学习，化学思想观念的建构、科学探究与解决问题能力的发展、创新意识和社会责任感的形成等方面组成完整的化学学科核心素养体系。

二、基于发展高中化学核心素养的教学片段设计

化学课堂教学是发展学生化学核心素养的主阵地，为达到发展学生化学核心素养的目的，教师必须精心设计课堂教学，要从教学内容、教学情境设计、教学方式和学习方式选择等方面入手，着力多维度、多视角发展学生的化学核心素养。

本文选择现行人教版选修4第二章第二节“化学平衡”的部分教学内容。根据高中化学核心素养的具体要求，遵循学生的认知规律和教材中知识间的内在联系，精心设计教学环节，充分挖掘化学核心素养之价值，并形成教学案例，力求达到发展学生的化学核心素养的目的。

表1 基于发展高中化学核心素养的课堂片段教学过程设计

【任务一】依据人教版选修4探究实验2－5，启发学生思考：为什么改变H+浓度是最好方案?改变H2O、Cr2O72－、CrO42－的浓度，为什么不行?【任务二】引导学生根据预测，设计方案，进行探究实验。【任务三】根据学生小组汇报，运用PPT展示分析思路：实验现象橙色加深Cr2O72离子浓度增大环节三:创设情境,科学探究改变平衡外界条件增大H+浓度（生成物）其他物质浓度几乎不变小组讨论，设计方案，实验完毕后，由小组总结。瞬时改变正（逆）反应速率逆反应速率瞬时增大，正反应速率瞬时几乎不变创设来自实验中的问题情境，组织学生开展实验探究活动时，注意实验前后的分析预测和对实验现象的分析解释，基于实验现象进行证据推理，对假设预测、实验结论进行科学论证，发展学生的“宏观辨识与微观探析”的化学核心素养。平衡移动方向平衡逆向移动图1化学平衡移动分析思路【任务四】师生总结浓度对化学平衡移动的影响规律。【任务一】指导学生完成人教版选修4探究实验2-6。【任务二】组织学生思考下列问题：浓度对化学平衡有影响吗？有什么影响？影响的结果是什么？【任务三】根据实验结论画速率-时间关系图。vv v'（正）v'（正）=v'（逆）v'（正）v'（正）=v'（逆）v'（逆）v'（逆）v（逆）v（逆）O O tttt v（正）环节四：建构模型，体现素养增大反应物浓度减小生成物浓度化学平衡向正反应方向移动图2浓度影响化学平衡移动图像1 v（正）【任务四】指导学生尝试画图。vv学生实验完毕后，汇报实验记录，解释实验现象，得出实验结论，并画出速率-时间关系图。v'（逆）v（正）v'（逆）v（正）v'（正）=v'（逆）v'（正）v（逆）v'（正）=v'（逆）为了突破化学平衡移动原理的本质，用三重表征（宏观现象、微观解析和图像分析）“改变浓度瞬间，正逆反应速率的变化”进行证据推理，将学生的思维有效地展示于图像上（如左图所示），既检查了学生的已有认知“改变某个方向反应物浓度瞬间，该方向的速率改变”，同时又验证了“浓度对速率的影响”。这一环节的设计，还为以后图像表征能力的学习和培养做了铺垫。减小反应物浓度增大生成物浓度化学平衡向逆反应方向移动v'（正）v（逆）O图3浓度影响化学平衡移动图像2 tttt O环节五：学以致用，体现价值请结合所学知识，解决下列问题：(1)请从浓度的角度进行分析，如何提高合成氨工业中平衡时氨的产率？⑵已知：CO+HbO2■■■■HbCO+O2①如果你碰到疑似CO中毒者，你会采取什么措施？为什么？②中毒患者送医之后，通常会辅以高压氧舱治疗，为什么？学生思考、讨论、分析展示。从生活、生产中各选一例进行分析，将所学知识应用于化工生产条件的选择，实现了理论与实际的结合，体现知识的价值，反映了化学来源于生产、生活，服务于生产、生活。

三、基于发展高中化学核心素养的课堂问卷调研

为进一步提升课堂教学能力，在行动研究中提炼发展学生核心素养的有效途径、方法和策略。课后，笔者通过问卷对学生的课堂学习作了调研，其分析结果如下：

1.本教学片段的开篇是以“化学史话”导入，你认为有无必要（见图4）。

图4 化学史话引入的必要性

调查显示，绝大多数（近98%）学生认同课堂的导入可以通过“化学史”进行，这样的处理既能激发学生学习化学的兴趣，又能让学生对“核心概念”的演变进程有一个清晰的认识，同时也体现了科学教育研究的阶段性和持续性。

2.本教学片段设置了一些科学探究实验，你认为在这些实验中最重要的部分（见图5）。

图5 科学探究实验中的重要性

调查显示，近43.4%左右的学生认为探究实验应依据实验方案进行，近31.5%左右的学生认为要学会收集各种证据（如实验现象和实验数据），并基于证据进行推理，得出实验结论，但只有近11.9%的学生认为要对已有结论提出质疑、反思，这说明学生在实验探究中提出进一步探究或改进的设想不多，敢于质疑，勇于创新的科学精神不够强烈。

3.本教学片段设计了图像（如流程图、V-t图），在学习过程中你对图像的体会（见图6）。

图6 模型认知的基本情况

调查显示，18.2%左右的学生选择”过于复杂，难理解”，说明这部分学生对图像等模型理解有困难，34. 5%左右的学生认可“模型基于化学事实”，37.8%左右的学生认同“建构模型，便于总结”，体现了模型认知的重要性，只有9.5%左右的学生赞成“便于解释和解决复杂的化学问题”显示出模型的功能仍须学生在今后的学习中进一步体会。

4.本教学片段的末尾设计了两个问题，你认为有价值吗？（见图7）

图7 化学科学价值的认知

调查显示，37.3%左右的学生认可“与现实生活联系紧密”，41.8%左右的学生认同“所学知识能解决真实问题”，这说明很多学生已充分认识化学科学的价值。今后教师应一如既往地重视STSE内容主题的选择和组织，紧密联系生产、生活实际，使学生能综合运用所学知识解释和解决真实的实际问题。

四、基于发展高中化学核心素养的教学设计的反思

1.尝试运用建构模型方法，感知化学核心素养中的“模型建构”

建构模型是科学认知、科学探究和科学解决问题的重要方法。如在本教学片段中，为了突破教学难点——化学平衡移动的本质。我们依据学情，从知识的逻辑次序，学生认知规律出发，多次尝试采用建构模型的方法，将抽象问题直观化、可视化。如建构“化学平衡的移动”概念的“三态模型”，“浓度对化学平衡移动的影响”的分析模型，这样将复杂的文字表述转化为简洁的图像或流程，建立结论和证据之间的逻辑关系，有利于学生对化学原理的认知、理解和运用。不仅如此，我们还构建出由实践到理论再到实践的思维模型。这样的设计，可以引导学生学会模型建构，借助模型进行预测、分析推理，并运用模型解释显性的化学事实，揭示化学事实后隐性的本质和规律。

2.营造科学课堂教学氛围，感知化学核心素养中的“科学探究”

营造科学课堂的教学氛围，引发学生观察、思考、质疑、争论和实验探究，让学生在潜移默化中接受“科学即探究”“科学需要质疑”的核心素养观。如本教学片段中，向4 mL 0.1mol·L-1的K2Cr2O7溶液中滴加浓硫酸时，学生就浓硫酸的使用提出质疑，因为浓硫酸的加入除了影响c（H+）外，温度也会有相应的变化。再有，此实验除了通过观察颜色可判断平衡移动外，能否通过定量测定c（H+）的变化来研究化学平衡的移动。这些问题的提出体现了学生对实验方案的“质疑”，具有批判性思维的品质，同时这些问题的解决可以组织学生进行合作交流、讨论分析，如是否可通过控制浓硫酸的用量来尽量减少温度对平衡的影响，是否可以通过DIS系统来定量研究c（H+）的变化，并通过其变化，深入分析探究浓度对化学平衡影响的一般规律。这些调整能鼓励学生发现和提出有探究价值的问题，能依据探究目的设计并优化实验，提出进一步探究或改进的设想，养成独立思考，敢于质疑、勇于创新的科学精神，掌握由定性到定量的科学方法，达成发展学生化学核心素养的目的。

［1］林崇德.21世纪学生发展核心素养研究［M］.北京：北京师范大学出版社，2016：23-25

［2］成尚荣.回到教学的基本问题上去［J］.课程·教材·教法，2015（1）：21-28

［3］中华人民共和国教育部.普通高中化学课程标准（实验）［M］.北京：人民教育出版社，2003：12-15

［4］梁永平.化学科学理解的基本视角及其核心观念［J］.化学教育，2011（6）：4-7

［5］周业虹.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）：36-39

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