黃冠群

【摘要】以人教版高中化學(xué)必修第四單元為研究對象，探討將高中化學(xué)核心素養(yǎng)滲透到教學(xué)中的教學(xué)策略與方法，提升學(xué)生的化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)，培養(yǎng)學(xué)生具備科學(xué)探究與創(chuàng)新意識，形成科學(xué)態(tài)度與承擔(dān)社會責(zé)任。

【關(guān)鍵詞】高中化學(xué)；核心素養(yǎng)；滲透策略；教學(xué)方法

高中化學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的重要學(xué)科之一，是為學(xué)生進(jìn)一步發(fā)展提供基礎(chǔ)的學(xué)科。現(xiàn)行的高中化學(xué)教學(xué)主要以化學(xué)知識為主導(dǎo)，教師更注重知識體系的科學(xué)性和體統(tǒng)性，對學(xué)生的化學(xué)思維素養(yǎng)、跨學(xué)科綜合創(chuàng)新素養(yǎng)、正確的情感、態(tài)度和價值觀等學(xué)科素養(yǎng)的培養(yǎng)比較忽視。教師重視章節(jié)知識結(jié)構(gòu)主體以及學(xué)生對知識點(diǎn)的掌握，而忽視了大單元思想的宏觀調(diào)控以及學(xué)生發(fā)展的最終目標(biāo)。

隨著教育改革的深入，基于核心素養(yǎng)的新教材也發(fā)生了很大的變動，新的課程標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)調(diào)學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。高中化學(xué)核心素養(yǎng)包括宏觀辨識與微觀探析、證據(jù)推理與模型認(rèn)知、變化觀念與平衡思想、科學(xué)探究與創(chuàng)新意識、科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任等五個方面。如何在教學(xué)中合理運(yùn)用教材和素材，體現(xiàn)學(xué)科核心素養(yǎng)，成為當(dāng)前教育研究的重要內(nèi)容之一。

一、高中化學(xué)必修第四單元的內(nèi)容及作用

人教版高中化學(xué)必修第四單元“物質(zhì)結(jié)構(gòu) 元素周期律”涉及以下三個方面的內(nèi)容：原子結(jié)構(gòu)與元素周期表、元素周期律、化學(xué)鍵。通過這三個方面的學(xué)習(xí)，學(xué)生可以掌握原子結(jié)構(gòu)的基本知識，理解元素周期表的構(gòu)建原理，掌握元素周期律的規(guī)律性，以及了解化學(xué)鍵的類型和性質(zhì)。

本單元作為必修第一冊的最后一個單元，起著承上啟下的重要作用。它揭示了元素之間存在的聯(lián)系，擺脫了元素化合物知識的零散龐雜，在化學(xué)知識系統(tǒng)化過程中起到重要作用。充分體現(xiàn)了事物由量變引起質(zhì)變的規(guī)律，培養(yǎng)了學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)事實(shí)分析歸納的能力。對于元素周期律和周期表的探索，發(fā)展了學(xué)生對元素觀的認(rèn)識，有助于培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究的能力。

二、研究成果及意義

在高中化學(xué)教學(xué)中如何將核心素養(yǎng)滲透到教學(xué)實(shí)踐中是一項(xiàng)重要任務(wù)。在本單元的教學(xué)實(shí)踐中，主要落實(shí)“宏觀辨識與微觀探析”“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識”和“科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任”四個核心素養(yǎng)，下面以本單元的實(shí)際課堂教學(xué)內(nèi)容作為案例，具體說明落實(shí)和體現(xiàn)核心素養(yǎng)的策略。

1.宏觀辨識與微觀探析的教學(xué)策略

（1）通過實(shí)驗(yàn)和觀察引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注宏觀現(xiàn)象，啟發(fā)學(xué)生發(fā)現(xiàn)化學(xué)問題。

（2）設(shè)計問題情境，引導(dǎo)學(xué)生從微觀角度分析化學(xué)現(xiàn)象，揭示物質(zhì)變化的本質(zhì)。

（3）運(yùn)用多媒體、模型等輔助教學(xué)手段，幫助學(xué)生形象地理解原子和分子層面的知識。

【課堂教學(xué)實(shí)例1】“化學(xué)鍵”第一課時

設(shè)計問題情境：教師讓學(xué)生關(guān)注宏觀的現(xiàn)象，水加熱至100℃時，會沸騰變成水蒸氣；加熱至2200℃以上時，水會分解。引導(dǎo)學(xué)生從微觀的角度思考問題：為什么使水分解需要加熱到2200℃以上，而使水沸騰只需要加熱到100℃？讓學(xué)生認(rèn)識到水分子間存在相互作用；水分子內(nèi)原子間存在相互作用；水分子內(nèi)原子間的相互作用不同于分子間的相互作用，這種相互作用很強(qiáng)。

多媒體輔助教學(xué)：在講解氯化鈉的形成過程時，教師讓學(xué)生畫出鈉原子與氯原子的原子結(jié)構(gòu)示意圖，并讓學(xué)生運(yùn)用原子結(jié)構(gòu)原理和模型，自主分析氯化鈉的形成過程，引導(dǎo)學(xué)生從微觀的角度分析宏觀的化學(xué)現(xiàn)象。最后教師運(yùn)用多媒體展示微觀視角的過程，讓學(xué)生更直觀、形象地了解原子、離子、離子化合物的形成過程，而從培養(yǎng)學(xué)生宏觀辨識與微觀探析的核心素養(yǎng)。

2.證據(jù)推理與模型認(rèn)知的教學(xué)策略

（1）設(shè)計基于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、現(xiàn)象和信息的推理活動，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用證據(jù)進(jìn)行推理的能力。

（2）引導(dǎo)學(xué)生建立和運(yùn)用化學(xué)模型，如原子模型、化學(xué)鍵模型等，解釋和預(yù)測化學(xué)現(xiàn)象。

（3）提倡合作學(xué)習(xí)，鼓勵學(xué)生在小組內(nèi)交流推理過程，共同建構(gòu)化學(xué)知識。

在整個單元的學(xué)習(xí)中，從模型建構(gòu)入手，要求學(xué)生達(dá)成系統(tǒng)的構(gòu)建模型體系，并運(yùn)用模型進(jìn)行邏輯思維證據(jù)推理，從而達(dá)到新的模型構(gòu)建?！白C據(jù)推理與模型認(rèn)知”的核心素養(yǎng)不僅僅體現(xiàn)在某一節(jié)課的教學(xué)中，而是一直貫穿于整個單元的教學(xué)。學(xué)生從開始構(gòu)建原子結(jié)構(gòu)模型，到運(yùn)用原子結(jié)構(gòu)模型解釋和預(yù)測物質(zhì)的性質(zhì)，找到同周期、同主族元素之間的遞變性，進(jìn)一步鞏固和發(fā)展“位—構(gòu)—性”的認(rèn)識模型，完善從原子結(jié)構(gòu)到元素性質(zhì)再到物質(zhì)性質(zhì)的推理過程。

【課堂教學(xué)實(shí)例2】“元素周期表”第三課時

設(shè)計問題情境：從元素周期表引入，幫助學(xué)生回憶原子結(jié)構(gòu)模型，并提出問題：（1）元素周期表中的元素可分為三類，分別是金屬元素、非金屬元素、稀有氣體元素，這樣分類的標(biāo)準(zhǔn)是什么？（2）這些元素原子在發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時，如何能達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)？通過問題引發(fā)學(xué)生思考，運(yùn)用邏輯推理了解最外層電子數(shù)與化合價之間的關(guān)系，能從原子結(jié)構(gòu)角度判斷元素原子的化合價，為后面轉(zhuǎn)變學(xué)生認(rèn)為“最外層電子決定元素原子的得失能力”奠定基礎(chǔ)。

課堂實(shí)驗(yàn)探究：讓學(xué)生運(yùn)用原子結(jié)構(gòu)模型，預(yù)測比較Na、K兩種元素原子失電子能力的強(qiáng)弱，并從原子結(jié)構(gòu)的角度說明理由。學(xué)生根據(jù)自己的猜想以小組的形式設(shè)計實(shí)驗(yàn)方案、分享實(shí)驗(yàn)方案、討論實(shí)驗(yàn)方案，最后根據(jù)最優(yōu)的實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，觀察并記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，通過實(shí)驗(yàn)作為證據(jù)輔助，讓學(xué)生理清當(dāng)核電荷數(shù)、電子層數(shù)對得失電子能力影響結(jié)果不一致時，以電子層數(shù)影響為主，確定要素影響的主次順序。從實(shí)驗(yàn)結(jié)論，學(xué)生構(gòu)建了結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)的新模型。再運(yùn)用新的模型去比較Na與Mg、K與Mg失電子能力強(qiáng)弱，再次設(shè)計實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證自己的猜想。利用初步形成的思維模型解決問題，既要有比較元素性質(zhì)的視角，又有原子結(jié)構(gòu)分析的視角，使證據(jù)推理和模型認(rèn)知的素養(yǎng)得到深化和提升。

【課堂教學(xué)實(shí)例3】“元素周期律”第一課時

證據(jù)推理：（1）請學(xué)生閱讀課本101～102表格元素化合價一欄的數(shù)據(jù)，找出元素化合價的變化規(guī)律，并運(yùn)用已有的原子結(jié)構(gòu)知識進(jìn)行分析；（2）請學(xué)生分析數(shù)據(jù)比較鈉原子與鎂原子半徑大小，并解釋原因。通過任務(wù)導(dǎo)向，讓學(xué)生分析數(shù)據(jù)，并調(diào)用上節(jié)課形成的“構(gòu)—性”關(guān)系模型，從原子結(jié)構(gòu)角度論證化合價的變化，并解釋原子半徑的遞變規(guī)律。從而建立原子結(jié)構(gòu)與化合價、原子半徑的關(guān)系模型，并應(yīng)用模型解釋元素的原子半徑大小關(guān)系。

課堂實(shí)驗(yàn)探究：比較同周期元素的遞變規(guī)律，讓學(xué)生比較鎂和鋁的金屬性強(qiáng)弱。引導(dǎo)學(xué)生調(diào)用“構(gòu)—性”關(guān)系模型分析和預(yù)測鎂、鋁金屬性強(qiáng)弱。同時回憶同主族元素金屬性的比較方法，設(shè)計實(shí)驗(yàn)方案比較金屬性。再次通過小組分享、討論、實(shí)驗(yàn)的方式，從感性認(rèn)識上升到理性認(rèn)識，通過實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象探析本質(zhì)原因。探究同周期元素失電子能力的遞變規(guī)律，增加 “物質(zhì)性質(zhì)”要素，建構(gòu)“位—構(gòu)—性”三維模型。

本單元學(xué)生通過原子結(jié)構(gòu)和元素周期表的關(guān)系，構(gòu)建“位—構(gòu)”模型，又通過尋找原子序數(shù)與元素性質(zhì)之間的規(guī)律活動和從原子結(jié)構(gòu)角度論證元素周期律的任務(wù)，發(fā)展學(xué)生“位—構(gòu)—性”的認(rèn)知模型，從而提升分析問題、推論預(yù)測、解決問題的能力。

3.科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任的教學(xué)策略

（1）強(qiáng)調(diào)科學(xué)精神，培養(yǎng)學(xué)生客觀、理性、求真的科學(xué)態(tài)度。

（2）引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注化學(xué)與社會、環(huán)境和健康的關(guān)系，培養(yǎng)學(xué)生的社會責(zé)任感。

（3）可以讓學(xué)生自主查閱資料了解元素周期表的相關(guān)應(yīng)用以及對科學(xué)的貢獻(xiàn)，幫助學(xué)生形成正確的價值觀。

【課堂教學(xué)實(shí)例4】“元素周期表”第二課時

教師首先引導(dǎo)學(xué)生通過將元素卡片按不同的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行排列，模擬科學(xué)家探究并總結(jié)出元素周期表的過程。通過小組討論與實(shí)踐，讓學(xué)生初步嘗試和了解元素的排列；教師引導(dǎo)學(xué)生思考如何將元素卡片進(jìn)行排列；教師可以提醒學(xué)生參考原子序數(shù)、相對原子質(zhì)量等信息，嘗試按照不同的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行排列。在此過程中學(xué)生需要運(yùn)用宏觀辨識與微觀探析來觀察元素間的規(guī)律，并進(jìn)行推理和歸納。每個小組完成排列后，由組長向全班學(xué)生分享他們小組的排列方法和發(fā)現(xiàn)的規(guī)律。以便找出最佳的排列方式，構(gòu)建周期表的初步模型。教師可以播放周期表發(fā)展史的相關(guān)視頻，讓學(xué)生進(jìn)一步了解元素周期表的發(fā)展歷程和現(xiàn)代元素周期表的結(jié)構(gòu)。

通過以上教學(xué)策略，學(xué)生不僅可以在動手操作中加深對元素周期表的理解，還能夠體驗(yàn)到科學(xué)家在發(fā)現(xiàn)元素周期表的過程中所付出的努力和智慧，通過后期的不斷學(xué)習(xí)，學(xué)生更了解到周期表在元素化合物學(xué)習(xí)中的作用。這將有助于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、積極性以及學(xué)生的社會責(zé)任感，教師還可以關(guān)注學(xué)生在活動中的合作與交流能力，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神和科學(xué)態(tài)度。

4.科學(xué)探究與創(chuàng)新意識的教學(xué)策略

（1）設(shè)計開放性的探究任務(wù)，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用科學(xué)方法開展化學(xué)探究。

（2）鼓勵學(xué)生在探究過程中提出新穎的觀點(diǎn)和解決方案，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新意識。

在“元素周期表”第三、四課時和“元素周期律”第一、二課時中，都運(yùn)用到讓學(xué)生預(yù)測物質(zhì)性質(zhì)—設(shè)計實(shí)驗(yàn)方案—討論實(shí)驗(yàn)方案—進(jìn)行實(shí)驗(yàn)—分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)—討論總結(jié)的過程，這些環(huán)節(jié)都充分體現(xiàn)了學(xué)生的核心素養(yǎng)。

【課堂教學(xué)實(shí)例5】“元素周期律”第一課時

實(shí)驗(yàn)設(shè)計：教師將學(xué)生分為若干小組，引導(dǎo)學(xué)生自主設(shè)計實(shí)驗(yàn)方案，以探究第三周期金屬與非金屬的遞變規(guī)律。學(xué)生需要結(jié)合已有的理論知識，利用科學(xué)探究與創(chuàng)新意識，設(shè)計合理的實(shí)驗(yàn)方案。這一過程可以鍛煉學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。

實(shí)驗(yàn)方案討論：在學(xué)生設(shè)計完實(shí)驗(yàn)方案后，教師組織全班師生討論各個實(shí)驗(yàn)方案的可行性。教師要鼓勵學(xué)生積極發(fā)表觀點(diǎn)，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。同時，教師要關(guān)注學(xué)生在討論過程中所表現(xiàn)出的社會責(zé)任意識。

實(shí)驗(yàn)操作：在經(jīng)過討論后，最終選定一個實(shí)驗(yàn)來進(jìn)行，即氫氧化鎂、氫氧化鋁分別與稀鹽酸、氫氧化鈉溶液的反應(yīng)。在教師的監(jiān)督下，學(xué)生按照實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行操作。教師應(yīng)及時給予指導(dǎo)和幫助，關(guān)注學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作和安全意識。

數(shù)據(jù)分析與結(jié)論：實(shí)驗(yàn)完成后，學(xué)生需要對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并得出氫氧化鎂具有兩性—金屬鋁體現(xiàn)出一定的非金屬性—從而得出金屬性Mg>Al。這一過程有助于培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)據(jù)分析能力和科學(xué)探究意識。

小組討論與總結(jié)：學(xué)生在小組內(nèi)進(jìn)行討論，分享實(shí)驗(yàn)過程中的觀察心得，以及對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的理解。這一環(huán)節(jié)可以幫助學(xué)生鞏固實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，加深對金屬與非金屬遞變規(guī)律的理解。教師在小組討論中要引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用證據(jù)推理與模型認(rèn)知能力，以及培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究與創(chuàng)新意識。

通過以上教學(xué)案例的分析，我們可以看到，核心素養(yǎng)滲透策略成功地融入到了教學(xué)實(shí)踐中。每一個核心素養(yǎng)都不是獨(dú)立存在的，而是一個整體不斷體現(xiàn)在每一節(jié)課的課堂教學(xué)中。

本文以人教版高中化學(xué)必修第四單元為研究對象，深刻探討了如何將高中化學(xué)核心素養(yǎng)滲透到實(shí)際教學(xué)中的教學(xué)策略與方法。教師運(yùn)用多種策略和方法激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，引導(dǎo)學(xué)生在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，從而提高了學(xué)生的化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)。同時，學(xué)生在教學(xué)活動中展現(xiàn)出積極的參與態(tài)度，體現(xiàn)出較高的科學(xué)探究能力、創(chuàng)新意識和社會責(zé)任感。

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[3]高中新課程通識性培訓(xùn)叢書編寫組.高中新課程教學(xué)改革[M].呼和浩特：內(nèi)蒙古人民出版社，2004.

（基金項(xiàng)目：本文系海南省教育科學(xué)規(guī)劃2022年度課題“‘雙新背景下高中化學(xué)必修課程單元教學(xué)的行動研究”階段性研究成果，課題編號QJY20221031）