基于化學(xué)核心素養(yǎng)的教學(xué)設(shè)計(jì)-2019年教育文檔

1、基于化學(xué)核心素養(yǎng)的教學(xué)設(shè)計(jì)2016 年 9 月，普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)修訂組發(fā)布了普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（征求意見稿）。在此背景下，寧波市XX局,XX局教研室開展了主題為基于化學(xué)核心素養(yǎng)的課堂教學(xué)研究”教學(xué)研討活動(dòng)，筆者執(zhí)教了 “鐵及其化合物的應(yīng)用 ” 這一示范課，受到了與會(huì)專家和教師的好評(píng)。1 基于化學(xué)核心素養(yǎng)的教學(xué)內(nèi)涵中國學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)認(rèn)為核心素養(yǎng)是 “學(xué)生應(yīng)具備的，能夠適應(yīng)終身發(fā)展和社會(huì)發(fā)展需要的必備品格和關(guān)鍵能力 ” 1。高中化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)是學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)的重要組成部分，包括“宏觀辨識(shí)與微觀探析”、 “變化觀念和平衡思想 ” 、 “證據(jù)推理和模型認(rèn)知 ”、 “科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí) ”和 “

2、科學(xué)精神與社會(huì)責(zé)任 ”5 個(gè)維度，全面展現(xiàn)了學(xué)生通過化學(xué)課程學(xué)習(xí)形成的關(guān)鍵能力和必備品格2 ?；诨瘜W(xué)核心素養(yǎng)的教學(xué)是指教學(xué)目標(biāo)的確定、教學(xué)內(nèi)容的組織、教學(xué)過程的實(shí)施、教學(xué)結(jié)果的改進(jìn)、教學(xué)評(píng)價(jià)的設(shè)計(jì)等一系列教學(xué)環(huán)節(jié)均以化學(xué)核心素養(yǎng)的發(fā)展作為衡量準(zhǔn)則，培養(yǎng)學(xué)生的關(guān)鍵能力和必 雁犯痣嚀睿此擔(dān)？教學(xué)目標(biāo)源于化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)、教學(xué)內(nèi)容基于真實(shí)情境、教學(xué)過程的實(shí)施（教學(xué)方法）有利于素養(yǎng)的內(nèi)化，關(guān)注 “教、 學(xué)、評(píng) ”一致性，有效開展化學(xué)日常學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)，促進(jìn)學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的提升。 2 基于化學(xué)核心素養(yǎng)的教學(xué)設(shè)計(jì)程序基于核心素養(yǎng)的教學(xué)設(shè)計(jì)程序應(yīng)把握以下幾個(gè)方面：2.1 解構(gòu)核心素養(yǎng)目標(biāo)在此次深化課程改革

3、中，各學(xué)科核心素養(yǎng)作為統(tǒng)領(lǐng)課程標(biāo)準(zhǔn)研制與修訂的靈魂，教學(xué)目標(biāo)的確定理應(yīng)依據(jù)學(xué)科核心素養(yǎng)。相對(duì)于三維目標(biāo)，核心素養(yǎng)的超越更多體現(xiàn)在 “操作性上 ”，因?yàn)樗仞B(yǎng)是可測(cè)的、有階段性的、有水平層次差異的。因此，在確定教學(xué)目標(biāo)時(shí)，需將對(duì)學(xué)生總體的素養(yǎng)期望具體化為課時(shí)教學(xué)目標(biāo)，并以此來確定教學(xué)內(nèi)容，選擇教學(xué)活動(dòng)方式。據(jù)此， “鐵及其化合物的應(yīng)用 ”教學(xué)目標(biāo)定位如圖 1 所示。2.2 創(chuàng)設(shè)真實(shí)問題境脈張華認(rèn)為，素養(yǎng)是人在特定情境中綜合運(yùn)用知識(shí)、技能和態(tài)度解決問題的高級(jí)能力與人性能力 3 。離開情境談素養(yǎng)，素養(yǎng)就成為了無源之水、無本之木。因此，基于核心素養(yǎng)的教學(xué)要求教師為學(xué)生創(chuàng)設(shè) “未知 ” 的、 “原始 ”的

4、、 “實(shí)際 ” 的問題情境，并以此為主線，將整個(gè)教學(xué)內(nèi)容融合其中，從而統(tǒng)領(lǐng)整個(gè)教學(xué)過程，這就是 “問題境脈” 。它的核心內(nèi)涵在于情境中蘊(yùn)含的真實(shí)問題是學(xué)生知識(shí)建構(gòu)的載體，在整個(gè)學(xué)習(xí)過程中都能激發(fā)、推動(dòng)、維持、強(qiáng)化和調(diào)整學(xué)生的認(rèn)知活動(dòng)、情感活動(dòng)和實(shí)踐活動(dòng)等，讓學(xué)生的思維不斷地走向深入，建構(gòu)有意義的知識(shí)體系 4 。據(jù)此， “鐵及其化合物的應(yīng)用 ” 以燕麥片含有鐵粉引起大眾驚慌這一新聞事件作為教學(xué)情境主體，以是否含有鐵 為何添加鐵 如何促吸收 能做質(zhì)檢員作為教學(xué)主線，將鐵的物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)、相互轉(zhuǎn)化、實(shí)際應(yīng)用等內(nèi)容融合其中。2.3 診斷素養(yǎng)達(dá)成情況基于核心素養(yǎng)的教學(xué)要求將評(píng)價(jià)融入到平時(shí)的教學(xué)中，設(shè)

5、計(jì)與目標(biāo)相匹配的評(píng)價(jià)任務(wù)（提問、實(shí)驗(yàn)探究、練習(xí)等活動(dòng)），為學(xué)生提供解決真實(shí)情境下不同復(fù)雜程度化學(xué)問題的素養(yǎng)表現(xiàn)機(jī)會(huì)，獲取與目標(biāo)達(dá)成相關(guān)的學(xué)習(xí)信息，基于這些證據(jù)診斷學(xué)生的發(fā)展水平并做出反饋或進(jìn)行指導(dǎo)。 “鐵及其化合物的應(yīng)用 ”教學(xué)診斷任務(wù)如下：通過對(duì) “燕麥片中是否含有鐵粉” 的實(shí)驗(yàn)探究和還原鐵粉作用的判斷與分析，診斷并發(fā)展學(xué)生對(duì)鐵的性質(zhì)認(rèn)識(shí)水平；通過對(duì)“Fe2+Fe3蚌目互轉(zhuǎn)化”條件探討和實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)，診斷并發(fā)展學(xué)生氧化還原反應(yīng)認(rèn)識(shí)結(jié)構(gòu)化水平及科學(xué)探究水平；通過對(duì) “補(bǔ)鐵劑是否變質(zhì)” 的實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)與操作，綜合評(píng)價(jià)并鞏固提升學(xué)生的化學(xué)核心素養(yǎng)。3 基于化學(xué)核心素養(yǎng)的教學(xué)實(shí)施3.1 是否含有鐵P

6、PT度片中添加還原鐵粉引起公眾驚慌的新聞事件。教師 今年早些時(shí)候，有這樣一則新聞引起公眾驚慌：一些麥片中添加了還原鐵粉。是否真的如此呢？實(shí)物展示 雀巢牌麥脆片配料表。教師 我從超市買了雀巢牌麥脆片，配料表顯示添加了還原鐵粉，請(qǐng)你根據(jù)已學(xué)知識(shí)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)判斷麥脆片是否真的添加了還原鐵粉？學(xué)生利用鐵具有鐵磁性這一性質(zhì)，如果有黑色粉末能被磁石吸引，可判斷含有鐵粉，我曾在網(wǎng)上看到過這一實(shí)驗(yàn)。教師現(xiàn)場(chǎng)打磨xx 脆片并裝入保鮮袋。學(xué)生xx 做實(shí)驗(yàn)。教師有沒有觀察到被磁鐵吸引的黑色粉末？學(xué)生有。教師說明配料表中標(biāo)注有還原鐵粉沒有問題。剛才實(shí)驗(yàn)我們是利用鐵具有鐵磁性這一特殊的物理性質(zhì)，鐵是生活中應(yīng)用最廣泛、用

7、量最大的一種金屬元素，具有典型的金屬通性，那它還具有哪些物理性質(zhì)呢？學(xué)生 銀白色金屬光澤，導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、延展性。設(shè)計(jì)意圖：基于核心素養(yǎng)的教學(xué)一個(gè)顯著的特征是問題來源于真實(shí)情境、是原生態(tài)的。本節(jié)課以麥片中添加還原鐵粉引起公眾驚慌的新聞事件作為引入，一下子吸引了學(xué)生的興趣，讓學(xué)生明白本節(jié)課在社會(huì)生活中的價(jià)值。此外，這一環(huán)節(jié)讓學(xué)生設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)方案判斷 “燕麥片是否真的含有鐵” ，目的在于診斷學(xué)生對(duì)鐵的物理性質(zhì)認(rèn)識(shí)發(fā)展水平以及提升以下化學(xué)核心素養(yǎng)：素養(yǎng)3，依據(jù)證據(jù)推出合理的結(jié)論；素養(yǎng)4，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)方案，根據(jù)現(xiàn)象作出解釋；素養(yǎng)5，運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決生活中簡(jiǎn)單的化學(xué)問題。3.2 為何添加鐵教師很好，

8、接下來我們要思考的一個(gè)問題是麥片中為何要添加還原鐵？學(xué)生補(bǔ)鐵，血紅蛋白中含有二價(jià)鐵，還原鐵粉吃下去后能和胃酸中的鹽酸反應(yīng)，生成二價(jià)鐵。教師還有其他作用嗎？提示：鐵露置在空氣中最終會(huì)生成什么？形成鐵銹的條件？從另一個(gè)角度說明鐵還具有哪些作用？學(xué)生 吸收空氣中的氧氣和水。教師正因?yàn)槿绱?，還原鐵粉又被稱為 “雙吸收劑” ，糕點(diǎn)中通常會(huì)放一小包黑色粉末，其實(shí)就是還原鐵粉。通過剛才的問題我們發(fā)現(xiàn)，鐵可被鹽酸氧化到+2價(jià)，被氧氣氧化到 +3價(jià)，還有哪些物質(zhì)分別可將鐵氧化到 +2價(jià)、 +3價(jià)？請(qǐng)舉例。學(xué)生鐵與稀硫酸、硫酸銅、硝酸銀等反應(yīng)生成二價(jià)鐵，被氯氣、溴、雙氧水等物質(zhì)氧化為三價(jià)鐵。教師下面請(qǐng)同學(xué)們概括，

9、鐵單質(zhì)在什么條件下轉(zhuǎn)化為 +2 價(jià)，什么條件下轉(zhuǎn)化為 +3價(jià)？學(xué)生與弱氧化劑反應(yīng)生成+2價(jià)鐵，與強(qiáng)氧化劑反應(yīng)生成+3價(jià)的鐵。教師這位同學(xué)回答一針見血。設(shè)計(jì)意圖：鐵的化學(xué)性質(zhì)是學(xué)生較為熟悉的內(nèi)容，本節(jié)課在此內(nèi)容的處理上并不是簡(jiǎn)單羅列，而是創(chuàng)設(shè)真實(shí)的問題情境“ 麥片中為何要添加還原鐵”目的在于診斷學(xué)生對(duì)鐵的化學(xué)性質(zhì)認(rèn)知是處于識(shí)記水平還是應(yīng)用水平。此外，“鐵單質(zhì)在什么條件下轉(zhuǎn)化為 +2價(jià)，什么條件下轉(zhuǎn)化為 +3價(jià)”這一評(píng)價(jià)任務(wù)的設(shè)計(jì)，目的在于使學(xué)生氧化還原反應(yīng)理論達(dá)到 “結(jié)構(gòu)化 ”水平，實(shí)現(xiàn)知識(shí)向素養(yǎng)轉(zhuǎn) 化。3.3 如何促吸收過渡還原鐵粉易被氧化為Fe(HI),能否被人體直接吸收利用？學(xué)生 不能。追

10、問 那怎么辦？學(xué)生 將其轉(zhuǎn)化。追問 從氧化還原的角度來看，從+3價(jià)轉(zhuǎn)化為 +2 的鐵化合價(jià)是降低的，需要加入哪類物質(zhì)才能實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)化？學(xué)生 還原劑。教師相反，從+2到+3則需要加入（停頓）學(xué)生 氧化劑。教師 同學(xué)功底很扎實(shí)。過渡 當(dāng)然，在研究相互轉(zhuǎn)化時(shí)，你是如何判斷+3價(jià)的鐵已經(jīng)轉(zhuǎn)化為 +2價(jià)的鐵了呢？（停頓），這就涉及到 +2價(jià)、 +3價(jià)的鐵的鑒別與檢驗(yàn)的問題。請(qǐng)同 學(xué)們根據(jù)已有的知識(shí)思考如何鑒別。學(xué)生 1.顏色；2.加堿。教師 還有其他方法嗎？請(qǐng)你們仔細(xì)閱讀教材第75頁的信息提示。學(xué)生滴加KSCN Fe3的血紅色，F(xiàn)e2銃色。學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)一一用KSCN僉馬經(jīng)Fe3+。教師 巡視，并提示輕輕振蕩

11、試管，注意觀察顏色。有血紅色嗎？是血紅色溶液還是沉淀？教師Fe3+W KSCN5應(yīng)非常靈敏，我們只需1滴KSCN1出現(xiàn)了血紅色溶 液，因此可以用來檢驗(yàn)Fe3+&勺存在。過渡 已經(jīng)知道+2價(jià)鐵與+3價(jià)鐵的鑒別，讓我們把鏡頭重新切換到轉(zhuǎn)化。除了氧氣之外還有哪些物質(zhì)能夠?qū)崿F(xiàn)它們之間的相互轉(zhuǎn)化？這是我們接下來要著重解決的問題。PP邛舌動(dòng)與探究設(shè)計(jì)Fe2餅口 Fe3+相互轉(zhuǎn)化的實(shí)驗(yàn)方案試劑：FeSO4容液、FeCl3溶液、KSCN容液氯水、雙氧水（H+）鐵粉（銅粉）、KI 溶液、淀粉溶液教師 凡事 ?A 則立不預(yù)則廢，動(dòng)手實(shí)驗(yàn)之前需要先設(shè)計(jì)方案，小組展開討論，請(qǐng)將設(shè)計(jì)好的方案填在教材第 75 頁

12、的表格中。如果方案設(shè)計(jì)完成，請(qǐng)將你 的方案付諸實(shí)踐。學(xué)生 討論實(shí)驗(yàn)方案，動(dòng)手實(shí)驗(yàn)。教師 我們先討論+2價(jià)轉(zhuǎn)化到 +3價(jià)，哪個(gè)小組愿意分享你們的成果？請(qǐng)按照取樣、操作、現(xiàn)象、結(jié)論這一思維程序進(jìn)行描述。學(xué)生 1 在試管中加入適量FeSO4容液，滴入1滴KSCN容液，溶液顏色未明顯變化，再加入幾滴雙氧水或 新制氯水，溶液變成血紅色，說明雙氧水或新制氯水能將 Fe2然化成Fe3+。學(xué)生2在試管中加入適量FeSO4容液，先加入幾滴雙氧水或新制氯水，再 滴入1滴KSCN容液，溶液變成血紅色，說明雙氧水或新制氯水能將 Fe2然化 成 Fe3+。教師 現(xiàn)在有兩套方案，你認(rèn)為哪一套更佳？學(xué)生 方案 1，先判別試

13、劑中原先是否存在+3價(jià)鐵。教師下面我們來看Fe3然化到Fe2+l勺相關(guān)方案。哪個(gè)小組愿意分享你們 的成果？學(xué)生3在試管中加入適量FeCl3溶液，滴入1滴KSCN容液，溶液變成血紅 色，再加入鐵粉或銅粉，溶液血紅色變淺，說明鐵粉或銅粉能將Fe3然化成Fe2+。學(xué)生4在試管中加入適量FeCl3溶液，滴入KI溶液，溶液顏色加深，再滴 入淀粉溶液，溶液顏色變藍(lán)，說明I-能將Fe3件?；蒄e2+。練習(xí) 書寫相關(guān)離子方程式。過渡 如果是日常補(bǔ)鐵，我們可以選擇諸如添加鐵的麥片進(jìn)行食補(bǔ)；如果是輕度、中度缺鐵性貧血呢，你會(huì)選擇 學(xué)生 保健品、藥品。教師 食物展示各種各樣補(bǔ)鐵劑（亮出說明書），說明書注意事項(xiàng)中有

14、一條引起了我的興趣： “本品不應(yīng)與濃茶同服” 。為什么一些補(bǔ)鐵劑不能與濃茶同服呢，我們來做一個(gè)魔術(shù)。教師 擦亮你們的雙眼，演示茶水墨水 茶水實(shí)驗(yàn)。PPT僮術(shù)解密：茶水里含有大量的單寧酸（鞍酸），當(dāng)單寧酸遇到亞鐵離 子后立刻生成單寧酸亞鐵，它的性質(zhì)不穩(wěn)定，很快被氧化生成單寧酸鐵的絡(luò)合 物而呈藍(lán)黑色，從而使茶水變成了墨水”。維C具有還原性，將+3價(jià)的鐵離子還原成 +2 價(jià)的亞鐵離子，因此，溶液的藍(lán)黑色又消失了，重新顯現(xiàn)出茶水的顏 色。教師維C能夠把+3價(jià)鐵還原為+2價(jià)的鐵，說明維C具有什么性質(zhì)？學(xué)生 還原性。教師服用補(bǔ)鐵劑時(shí)補(bǔ)充維C有利于促進(jìn)鐵的吸收利用。設(shè)計(jì)意圖：Fe （0）、Fe （ H ）易

15、被氧化為Fe （田），如何促進(jìn)鐵的吸收利 用，自然而然過渡到Fe2餅口 Fe3+相互轉(zhuǎn)化。通過相關(guān)問題的探討，強(qiáng)化 變化 觀念 ”這一核心素養(yǎng)。普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（征求意見稿）強(qiáng)調(diào)要充分認(rèn) 識(shí)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的獨(dú)特價(jià)值，精心設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)來學(xué)習(xí)化學(xué)。據(jù)此，本課在教 材 “活動(dòng)與探究”欄目基礎(chǔ)上，增添了雙氧水、銅粉、 KI 等試劑，完全由學(xué)生自主設(shè)計(jì)方案、動(dòng)手操作實(shí)驗(yàn)，在教師引導(dǎo)下進(jìn)行成果分享、小結(jié)，增強(qiáng)了探究 活動(dòng)的開放性，體現(xiàn)了探究活動(dòng)的本質(zhì)特點(diǎn)，提升了學(xué)生的科學(xué)探究素養(yǎng)。此 外，教師展示茶水一墨水一茶水魔術(shù)實(shí)驗(yàn)，闡述 補(bǔ)鐵劑不能與茶水同服”的緣 由，并提供解決方案，凸顯了 “Fe2+Fe3蚌目

16、互轉(zhuǎn)化”的應(yīng)用價(jià)值。3.4能做質(zhì)檢 員過渡 作為質(zhì)檢人員，最關(guān)心的是藥品是否含有鐵以及含鐵量是否達(dá)標(biāo)。補(bǔ) 鐵劑中的鐵應(yīng)該是什么價(jià)態(tài)？學(xué)生 +2價(jià)。教師 你能設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案來研究補(bǔ)鐵劑中是否真的含有二價(jià)鐵？學(xué)生先加KSCN再加氧化劑。學(xué)生 動(dòng)手實(shí)驗(yàn)。教師 下面請(qǐng)一位同學(xué)匯報(bào)看到什么現(xiàn)象，有什么結(jié)論？ 學(xué)生 滴加 KSCN 溶液的顏色沒有明顯變化，再滴加酸化的 H2O2 后溶液變紅色，說明樸雪口服液 中含有Fe ( H )。設(shè)問 這瓶補(bǔ)鐵劑有沒有被氧化變質(zhì)？學(xué)生 沒有。追問我這有一瓶？2鐵劑露置空氣一段時(shí)間，你如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明它部分被 氧化？學(xué)生如果是部分被氧化，則需證明補(bǔ)鐵劑既含F(xiàn)e3+、又含F(xiàn)e2+。取適量補(bǔ)鐵劑，力口 KSCN容液，若顯血紅色，則說明有 Fe3+;另取部分補(bǔ)鐵劑，滴加 酸性高錳酸鉀溶液，若高錳酸鉀溶液褪色，則說明含有Fe2+。追問如果僅有蒸儲(chǔ)水、氯水、KSCNfg完成上述實(shí)驗(yàn)嗎？學(xué)生力口 KSCN用蒸餾水稀釋，再加氯水觀察顏色是否加深。 教師 剛才我們通過實(shí)驗(yàn)定性檢測(cè)到補(bǔ)鐵劑中的確含有二價(jià)鐵，那如何定量檢測(cè)鐵元素的含量呢？請(qǐng)同學(xué)們課后閱讀講義上的相關(guān)內(nèi)容，下周活動(dòng)課時(shí)間有興趣的同學(xué)我們一起去實(shí)驗(yàn)室做個(gè) 檢測(cè)?？偨Y(jié)今天的研究課題來源于生活中的真實(shí)社會(huì)議題，通過小組討論、設(shè)計(jì)方案、動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，從而得出結(jié)論，再將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用到生產(chǎn)、生活中，可以歸納為