基于發(fā)展化學核心素養(yǎng)的“化學能與電能”課堂教學設計

高璐

核心素養(yǎng)的內(nèi)涵：學生應具備的適應終身發(fā)展和社會發(fā)展需要的必備品格和關鍵能力。

普通高中必修化學課程設置五個主題，旨在促進全體學生在“宏觀辨識與微觀探析”、“變化觀念與平衡思想”、“證據(jù)推理與模型認知”、“科學探究與創(chuàng)新意識”、“科學精神與社會責任”等化學學科核心素養(yǎng)的各個方面都有一定的發(fā)展。必修模塊課程是全體學生必須修習的課程，是普通高中學生發(fā)展的共同基礎。必修課程努力體現(xiàn)化學學科的核心觀念與發(fā)展趨勢，促進全體學生化學學科核心素養(yǎng)的發(fā)展，以適應未來社會發(fā)展需求。作為高中基層教育實施者，在教學實踐中應圍繞“高中化學學科核心素養(yǎng)”的要求，組織教學資源，設計發(fā)展學生化學學科核心素養(yǎng)的教學方案實施教學。

一、明確教學主題的素養(yǎng)發(fā)展價值

對于每章節(jié)每節(jié)課的教學主題，教師首先要明確教學主題的素養(yǎng)發(fā)展價值和功能定位，即教學主題能培養(yǎng)學生什么樣的品格和關鍵能力，發(fā)展學生什么樣的素養(yǎng)。每節(jié)課只有明確了素養(yǎng)發(fā)展價值才能更好的在教學設計和教學過程中實現(xiàn)學生素養(yǎng)為本的教學目的。

能源是化學學科研究的重要課題，電能的開發(fā)和利用更是能源問題中的關鍵問題。學生學習到高一必修二階段，已經(jīng)掌握了氧化還原反應的原理及本質(zhì)并可以較熟練的進行分析，對能源的分類、利用及能量的轉(zhuǎn)化也有了一定的認識。高中化學必修二中的《化學能與電能（第1課時）》的設計基于發(fā)展學生的化學學科核心素養(yǎng)為目標，以發(fā)展學生的認識為教學的目的。本節(jié)課的教學目的是發(fā)展學生對氧化還原本質(zhì)的認識，提升綜合應用已有知識解決實際問題的能力。以“如何獲得電能”和“如何將化學能直接轉(zhuǎn)化為電能”兩個問題情境為線索，加入化學反應原理、化學反應與能量等內(nèi)容的綜合分析與應用，讓學生充分調(diào)動已有知識，在真實問題情境中解決實際問題。

1.本節(jié)課學生的必備品格和關鍵能力

（1）必備品格

對環(huán)境的關愛、對能源的開發(fā)利用的社會責任感，勇于創(chuàng)新的科學的探究精神。

（2）關鍵能力

對原電池原理理解認識，能運用知識自主的設計、改進原電池，簡單評價能源的使用情況，解決實際問題。

（3）學科素養(yǎng)

促進學生獲得“宏觀辨識與微觀探析”、“變化觀念與平衡思想”、“證據(jù)推理與模型認知”、“實驗探究與創(chuàng)新意識”、“科學精神與社會責任”等化學學科核心素養(yǎng)不同程度的發(fā)展。

二、教學設計思路與流程

“素養(yǎng)取向”的化學課堂教學的基本理念是“素養(yǎng)為本”，強調(diào)運用所學的知識及科學過程和科學方法解決真實問題。本節(jié)課創(chuàng)設兩個真實問題情境，通過幾個有價值的核心問題做線索，引導學生通過活動任務串聯(lián)起知識線，最終實現(xiàn)本節(jié)課的知識學習和素養(yǎng)發(fā)展功能。

整節(jié)課的教學思路和流程如圖所示。

三、注重發(fā)展學生學科素養(yǎng)的學習任務設計及重要的教學環(huán)節(jié)

本節(jié)課的設計以學生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)為目標，以發(fā)展學生的認識為教學的目的，針對學生的偏差認識（認識沖突）設計問題、使問題更有開放性、討論空間更大。通過給學生設計幾個核心任務驅(qū)動學生的主動學習，將學科素養(yǎng)的五個方面分散在不同的教學環(huán)節(jié)中滲透教育。本節(jié)課為學生設計了四個主要學習任務：

（一）學習任務1

通過學生交流對能源的認識及如何獲得電能，引入火力發(fā)電的弊端。引發(fā)學生的思考找到解決火力發(fā)電弊端的方法即本節(jié)課的關鍵問題——氧化還原反應，以關鍵問題為引領帶動學生的學習認識。這一學習任務中，目的是培養(yǎng)學生通過宏觀能量的轉(zhuǎn)換過程分析出微觀原因解釋的能力，發(fā)展化學學科宏觀辨識與微觀探析的學科素養(yǎng)。

（二）學習任務2

原電池的模型構(gòu)建，通過討論分析氧化還原反應的實質(zhì)和能量轉(zhuǎn)換化過程及演示實驗等教師示范作用，建立銅鋅稀鹽酸的原電池模型，并引導學生的主動分析，培養(yǎng)學生的證據(jù)推理與模型認知的學科素養(yǎng)，同時，通過分析并將宏觀現(xiàn)象用電極反應式的化學符號表達出來，突出化學學科的三重表征，也是進一步培養(yǎng)學生的宏觀辨識與微觀探析。

（三）學習任務3

原電池的組成探究。在學生學習了原電池模型之后，進行原電池組成探究。此任務是將學生分為三個大組進行實驗探究， 分別探究原電池模型中的電極材料、溶液成分和原電池實質(zhì)， 以實現(xiàn)學生自主歸納總結(jié)原電池模型構(gòu)成要素的核心知識的學習。這里既有實驗探究也有理論探究，著力培養(yǎng)學生證據(jù)推理與模型認知，實驗探究與創(chuàng)新意識等學科素養(yǎng)。此環(huán)節(jié)更是本節(jié)課的核心知識形成的關鍵環(huán)節(jié)，更多通過學生的自主學習來實現(xiàn)。

（四）學習任務4

學以致用環(huán)節(jié)。化學學習的根本目的不全在最后高考的一紙分數(shù)，更深遠的意義在于應用于生活，解決生活中的實際問題。這是基于真實情境和實際問題的學習任務的設計，通過學生在無電的特殊情況下自主設計水果電池產(chǎn)生電流來暫時應急供電。教師借助伏打電池的發(fā)現(xiàn)史實，教育學生善于觀察和創(chuàng)新，培養(yǎng)學生的變化觀念與平衡思想，實驗探究與創(chuàng)新意識等學科素養(yǎng)，將本節(jié)課的知識升華為生活應用。

課程最后展示新能源石墨烯電池視頻，目的在于教育學生開發(fā)新能源和提高能源利用率的責任落在青少年肩上，滲透科學精神與社會責任的學科素養(yǎng)的教育。

四、體現(xiàn)“教、學、評”的一體化設計

任何有效地教學都不能與評價相悖，應保持二者的一致性。做到化學教學目標與評價目標的一致性，化學學習任務與評價任務的一致性。通過研讀課標，結(jié)合本節(jié)課素養(yǎng)為本的教學目標將本節(jié)課的考試評價要求確定如下：

1.診斷并發(fā)展學生對氧化還原反應認識進階（物質(zhì)水平、微粒水平、能量水平）。例如能舉出化學能轉(zhuǎn)化為電能的實例，能辨識簡單原電池的構(gòu)成要素，并能分析簡單原電池的工作原理。

2.診斷并發(fā)展學生對能源的認識水平（能量的轉(zhuǎn)化及利用效率）。例如能從物質(zhì)及能量變化的角度評價燃料的使用價值。能舉例說明化學電源對提高生活質(zhì)量的重要意義。