基于化學核心素養(yǎng)的真實問題情境創(chuàng)設研究

張煥萍 任洪臣 茍曉霞 欒芳

摘? ?要：本文以化學反應速率為例研究真實問題情境的教學，分析中學化學課堂存在的問題，運用生活中常見現(xiàn)象、新舊知識及實驗在化學教學中創(chuàng)設真實問題情境，產生認知沖突，引發(fā)學生思考。通過創(chuàng)設真實問題情境，有助于學生發(fā)展發(fā)散思維，更好地提高中學生化學學科核心素養(yǎng)，提升中學化學課堂教學效果。

關鍵詞：中學化學教學;核心素養(yǎng);真實問題情境;化學反應速率

引言

新課標倡導中學化學課程要以提高學生的核心素養(yǎng)為目的，以科學探索課程為改革突破口，著眼于學生和社會長期發(fā)展的需要。在中學化學課堂中，將生動的情境，深刻的哲學道理穿插在教育教學活動中創(chuàng)設真實問題情境，猶如在營養(yǎng)湯汁中撒入了調味料，使教學內容更加豐富[ 1 ]。創(chuàng)建基于化學學科核心素養(yǎng)的真實問題情境，需要正確把握素養(yǎng)、情境、問題和知識的關系。根據(jù)教學內容設置問題引導教學，促進學生思考，引導學生在真實問題情境下展開學習，獨立思考，闡述觀點。選擇真實有意義的情境素材，是培養(yǎng)學生化學學科核心素養(yǎng)的有效方法，也是化學課堂教學發(fā)展的需要。真實問題情境素材來源豐富，可用可塑性強，但在日常化學教學中的應用卻差強人意，原因是多方面的。應試教育背景下化學課堂任務繁重，很多教師仍根據(jù)傳統(tǒng)教學設計和教材既定情境素材進行授課，缺乏有效新穎的真實問題情境創(chuàng)設，難以培養(yǎng)學生的化學學習興趣、探究能力和創(chuàng)新能力[ 2 ]。 因此，如何在課堂教學中創(chuàng)設高效的真實問題情境，是值得我們深思的問題[ 3 ]。

本研究在化學學科核心素養(yǎng)的基礎上，以“化學反應速率”為例，利用現(xiàn)實生活中的常見現(xiàn)象、探究性實驗和新舊知識聯(lián)想創(chuàng)設真實問題情境，讓學生作為主體觀察并分析，總結隱藏其中的科學規(guī)律。讓學生在真實問題情境中學會新知識，通過自我建構，形成清晰的思維導圖，為科學思維的建立奠定基礎[ 4 ]。

1? 基于化學學科核心素養(yǎng)創(chuàng)設真實問題情境的教學設計——化學反應速率

1.1? 教材分析

“化學反應速率”是人教版高中化學選修四第二章“化學反應速率與化學平衡”第1節(jié)的內容。

本課題的內容是通過學習影響化學反應速率的因素，從中得出對應答案，利用這些知識解決實際中的具體問題。通過本節(jié)知識的掌握，使學生更加深刻理解知識之間的關系，并且高效地把控學習方法。

1.2? 教學目標分析

有效的情景導入教學，能夠很大程度上提升學生的學習興趣，培養(yǎng)學生的綜合能力。在學習影響化學反應速率的因素時，通過課堂上的實證實驗，觀察實驗現(xiàn)象，高效利用大腦，分析和判斷，歸納和概括，最終得出結論。由此，本課題設計了如下三維教學目標。

【知識與技能目標】理解化學反應速率的概念;了解化學反應快慢的決定性因素和影響因素;培養(yǎng)學生分析問題、聯(lián)系能力。

【過程和方法目標】通過活動探究和感受學習化學的一般流程;通過活動探究，提高學生的分析、類比、移動及歸納能力。

【情感態(tài)度和價值觀目標】通過活動探究，激發(fā)學習化學的興趣;通過分析影響化學反應速率的原因，培養(yǎng)學生嚴肅認真的科學態(tài)度和精神。

1.3? 教學重點、難點分析

本課程的重點是引導學生通過實驗探究影響化學反應速率的因素，采用做實驗的方法了解影響化學反應速率的因素。本課程的難點在于學生的抽象思維還不成熟，再加上對宏觀現(xiàn)象的微觀解釋不深刻，缺乏多角度的綜合分析實驗方案的能力。

【教學重點】化學反應速率及其影響因素。

【教學難點】化學反應速率的影響因素、實驗方案的設計。

1.4? 教學思路

本設計的教育指導思想從實際生活中的現(xiàn)象和實驗相關的概念和原理結構出發(fā)，由表及里的創(chuàng)設真實問題情境，通過舉例，將理論和實踐相結合。本設計有利于培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)問題并解決問題的能力、實驗中自我保護的能力、分析判斷的能力和歸納總結的能力。

1.5? 基于化學學科核心素養(yǎng)創(chuàng)設真實問題情境的教學設計過程

【設計意圖1】通過生活中常見現(xiàn)象創(chuàng)設真實問題情境，比較炸藥爆炸、牛奶變質、鐵生銹、溶洞形成等，初步了解化學反應速率，引導學生用辯證的眼光理解化學反應速率，形成正確的化學觀。

【PPT展示】不同化學反應過程。提示大家注意觀察，分析化學反應的快慢。

【學生分析】牛奶變質、鐵生銹的速度非常慢;煙花、爆竹爆炸的速度很快。

【教師補充】通過分析我們知道，化學反應快慢是不同的，術語表達即為化學反應速率。

【設計意圖2】利用新舊知識的結合創(chuàng)設真實問題情境。教師提出符合實際的問題，讓學生思考哪些因素能改變化學反應速率，逐步使學生理解化學反應速率的概念;培養(yǎng)學生歸納總結的能力，幫助學生構建知識框架。

【提出問題】思考：化學反應速率是不是越快越好？

【學生分析】牛奶變質和鐵生銹的速率越慢越好。

【提出問題】相同條件下，鈉、鎂、鋁與水反應的速率為什么不同？

【學生回答】鈉的化學性質活潑，所以反應劇烈;鎂和水反應，常溫下和加熱下比較，溫度高反應速率變快。

【教師總結】內因：反應物的結構和化學性質;外因又涉及哪些因素呢？

【設計意圖3】設計學生實驗創(chuàng)設真實問題情境，提高教學效率及效果。根據(jù)實驗結果，分析化學反應原理、實驗原理，使學生對知識的理解和印象更加深刻，便于培養(yǎng)學生的科學探究與創(chuàng)新意識。

【實驗一】學生點燃小木條，分別在空氣中和在裝有氧氣的集氣瓶中燃燒，觀察現(xiàn)象并分析。

【學生分析】燃著的小木條在氧氣中燃燒的更劇烈，說明反應物氧氣的濃度可以影響化學反應速率。

【實驗二】PPT展示工業(yè)制硫酸過程，學生觀察現(xiàn)象。

【提出問題】工業(yè)制硫酸過程反映了化學反應速率的哪些信息？

【學生分析】當壓強增大時，制備硫酸的速度變快。有氣體參加的反應，增大壓強會使化學反應速率加快;反之化學反應速率減慢。說明壓強影響化學反應速率。

【實驗三】學生將2支同樣裝有過氧化氫溶液和氯化鐵溶液的試管，貼上標簽1和2。分別放入裝有冷水和熱水的燒杯中，觀察現(xiàn)象并分析化學反應速率。

【學生分析】過氧化氫在熱水中分解制氧氣更快。說明溫度影響化學反應速率。

【實驗四】學生動手操作“雙氧水在自然條件下和在有二氧化錳催化劑下的分解實驗”，觀察現(xiàn)象并分析。

【學生分析】雙氧水在有二氧化錳的條件下分解的速度更快，說明催化劑影響化學反應速率;

【設計意圖4】復習鞏固本節(jié)課的知識，使知識系統(tǒng)化、結構化，培養(yǎng)學生養(yǎng)成自我總結和反思的好習慣。

【小結思考】同學們回顧一下本節(jié)課學習的知識，小結化學反應速率和影響化學反應速率的因素。

【學生小結】化學反應速率概念;影響化學反應速率的因素有濃度、壓強、溫度、催化劑。

【設計意圖5】有助于學生提高運用所學知識來解決生活中實際問題的能力，將所學知識與實際聯(lián)系起來，幫助學生學以致用。

【課后作業(yè)】根據(jù)本節(jié)課所學的內容，想一想生活中有哪些與化學反應速率相關的現(xiàn)象或者事物。

【學生活動】聯(lián)系生活實際，舉例與化學反應速率相關的現(xiàn)象。教師簡要點評。

2? 反思及展望

2.1? 發(fā)揮學生的主體性，體現(xiàn)新的教學理念

本研究選用的“化學反應速率”內容抽象、理論性強，利用真實問題情境創(chuàng)設進行教學活動，幫助學生更好理解化學反應速率的意義，培養(yǎng)學科思維能力，自主分析探究、完成學習任務。教師引導，學生主動積極參與，收獲新知識，接受并喜歡化學，促進有效學習，體現(xiàn)學生學習的主體性。

2.2? 教師關注自身教學設計思維的發(fā)散性

教學是目的性很強的活動，缺乏目的性和價值性的教學活動無法顧及學生的個體差異性。教師應根據(jù)課堂實際情況，傾聽不同的聲音并適時改變教學方法和教學思路，依據(jù)真實問題情境培養(yǎng)學生化學思維的發(fā)散性。

2.3? 根據(jù)實際情境創(chuàng)設真實問題情境

新課程提倡根據(jù)教學內容創(chuàng)建真實問題情境，并不意味著將傳統(tǒng)的接受式學習方式打入“冷宮”，而是因材施教，因課設問，以期獲得最佳教學效果。

3? 結論

本文以“化學反應速率”為例，分析了基于化學學科核心素養(yǎng)的真實問題情境創(chuàng)設模式。這種模式有助于教師挖掘情境素材的教育價值，有助于教師教學理念的形成并將真實問題情境與知識深度相融合，有助于學生在作操中促進對知識點的理解和掌握，有助于學生學習化學實驗安全知識。通過真實問題情境創(chuàng)設，實實在在地落實以素養(yǎng)為本的新課標，為學生的長期發(fā)展提供空間和保證。

參考文獻：

[1]孫敏. 基于真實情境開展化學學科核心素養(yǎng)為本的教學案例[J]. 化學教育（中英文）， 2019， 40（11）： 41-47.

[2]馮洪明. 真實問題情境在發(fā)展學生化學核心素養(yǎng)中的價值初探[J]. 教學月刊·中學版（教學參考）， 2017（5）： 42-45.

[3] 姜建文， 吳俊杰. 基于“真實情境與實際問題”的化學試題命制——以“碳九泄漏事故”為例[J]. 化學教育（中英文）， 2019， 40（23）： 5-10.

[4] 王換榮， 何銀華， 肖中榮. 從真實情境到驅動性問題鏈的素養(yǎng)為本的教學——以“溶液的酸堿性”單元復習課教學為例[J]. 化學教與學， 2020（03）： 2-6.