周業(yè)虹 王晶

摘要： 鋁及其化合物是目前中學(xué)教學(xué)的重要內(nèi)容，在生活、生產(chǎn)、國(guó)防等領(lǐng)域有重要的應(yīng)用。結(jié)合這部分內(nèi)容的教學(xué)目標(biāo)，認(rèn)真研究教學(xué)內(nèi)容，關(guān)注學(xué)科核心素養(yǎng)，可以創(chuàng)設(shè)不同的問(wèn)題情境，引導(dǎo)學(xué)生從生活、生產(chǎn)、科學(xué)方法和原理

等視角切入，最終形成關(guān)于鋁及其化合物知識(shí)的結(jié)構(gòu)化認(rèn)識(shí)，達(dá)到落實(shí)并發(fā)展學(xué)科核心素養(yǎng)的目的。

關(guān)鍵詞： 核心素養(yǎng); 教學(xué)設(shè)計(jì); 問(wèn)題情境; 知識(shí)結(jié)構(gòu)化; 課程標(biāo)準(zhǔn)

文章編號(hào)： 10056629（2018）12003605中圖分類號(hào)： G633.8文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： B

1?素養(yǎng)為本的化學(xué)教學(xué)設(shè)計(jì)

2016年9月《中國(guó)學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)》總體框架的發(fā)布，對(duì)在各個(gè)學(xué)科教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)提出了挑戰(zhàn)。

《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》中指出了化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)是高中學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)的重要組成部分，反映了社會(huì)主義核心價(jià)值觀下化學(xué)學(xué)科育人的基本要求，全面展現(xiàn)了化學(xué)課程學(xué)習(xí)對(duì)學(xué)生未來(lái)發(fā)展的重要價(jià)值[1]。

課堂教學(xué)是落實(shí)并發(fā)展化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的重要途徑。那么，在核心素養(yǎng)的視角下，如何進(jìn)行化學(xué)課程的教學(xué)設(shè)計(jì)，達(dá)到落實(shí)核心素養(yǎng)的目的呢？

課程標(biāo)準(zhǔn)中指出，我們要重視開展“素養(yǎng)為本”的教學(xué)，倡導(dǎo)真實(shí)問(wèn)題情境的創(chuàng)設(shè)，重視教學(xué)內(nèi)容的結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變，培養(yǎng)他們的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力。

《現(xiàn)代漢語(yǔ)詞典》將情境解釋為“情景、境地”[2]?！掇o?！分袑⑶榫辰忉尀椤盎谌藗兡撤N特定社會(huì)行為所產(chǎn)生的具體條件”[3]。問(wèn)題情境，就是把學(xué)生置于運(yùn)用已經(jīng)掌握的知識(shí)去研究新的未知問(wèn)題的氛圍之中，使學(xué)生在提出問(wèn)題、思考問(wèn)題、解決問(wèn)題的動(dòng)態(tài)過(guò)程中學(xué)習(xí)[4]。

教師創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境進(jìn)行教學(xué)活動(dòng)，不是讓學(xué)生簡(jiǎn)單、機(jī)械地從教師或教材中接受現(xiàn)成的知識(shí)，而是指學(xué)生根據(jù)所創(chuàng)設(shè)的情境衍生出的問(wèn)題進(jìn)行探究，在教師的引導(dǎo)下自主學(xué)習(xí)相關(guān)的知識(shí)、規(guī)律等。這樣的教學(xué)過(guò)程既能讓學(xué)生將已掌握的知識(shí)運(yùn)用于實(shí)際去解決問(wèn)題，又能讓學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)新的問(wèn)題，繼續(xù)進(jìn)行深層次的學(xué)習(xí)，獲得新的知識(shí)和新的方法，最終實(shí)現(xiàn)以學(xué)科知識(shí)為載體提升學(xué)科核心素養(yǎng)的目的。

創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境的基本出發(fā)點(diǎn)是課程標(biāo)準(zhǔn)，要依據(jù)教材和教學(xué)內(nèi)容，同時(shí)要關(guān)注教學(xué)目標(biāo)、學(xué)生的知識(shí)和能力基礎(chǔ)。問(wèn)題情境的要素、情境特點(diǎn)及要達(dá)成的目標(biāo)如圖1所示。

2?鋁及其化合物的教學(xué)設(shè)計(jì)

本文選擇現(xiàn)行人教版普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書《化學(xué)1》（必修）中有關(guān)鋁、鋁的化合物的教學(xué)內(nèi)容，結(jié)合《普通高中化學(xué)學(xué)科課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》

中化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的內(nèi)容，對(duì)相應(yīng)的教材內(nèi)容進(jìn)行分析，從不同的角度進(jìn)行設(shè)計(jì)，剖析其學(xué)科核心素養(yǎng)價(jià)值，深入分析如何依據(jù)核心素養(yǎng)的要求，創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境，創(chuàng)造性地開發(fā)和使用教材，最終通過(guò)有效的教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)，達(dá)到提升化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的目的。

2.1?以鋁及其化合物在生活中的應(yīng)用為線索展開，突出“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)”

鋁及其重要化合物（氧化鋁、氫氧化鋁）是典型的兩性物質(zhì)，日常生活中，學(xué)生有所接觸，比較熟悉，容易引起探究的欲望;學(xué)科知識(shí)上，學(xué)生在初中階段學(xué)習(xí)過(guò)鋁與酸的反應(yīng)，也能依據(jù)金屬氧化物與酸的反應(yīng)類推出氧化鋁與酸的反應(yīng)，因此具備了應(yīng)用已有的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)解決問(wèn)題的能力。

基于此，選取了如下問(wèn)題情境： 鋁及其化合物在日常生活中應(yīng)用廣泛，如可用于治療胃酸過(guò)多、可制成易拉罐盛裝飲料、可用于制作炊具，但是鋁制品不能用來(lái)蒸煮或長(zhǎng)時(shí)間存放酸性、堿性食物。

由此問(wèn)題情境引發(fā)系列問(wèn)題，在不斷出現(xiàn)問(wèn)題、不斷解決問(wèn)題的過(guò)程中，探究并獲取證據(jù)，落實(shí)“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)”的學(xué)科核心素養(yǎng)，教學(xué)過(guò)程及設(shè)計(jì)意圖如表1所示。

本節(jié)課的設(shè)計(jì)創(chuàng)設(shè)了來(lái)自于生活中的真實(shí)的問(wèn)題情境，貼近學(xué)生，素材生動(dòng)而平實(shí)，蘊(yùn)含的知識(shí)內(nèi)容符合學(xué)生的認(rèn)知水平。可以說(shuō)，圍繞這條生活線索，從“科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任”這一核心素養(yǎng)價(jià)值引入，學(xué)生很快進(jìn)入學(xué)習(xí)狀態(tài)。在學(xué)習(xí)中通過(guò)創(chuàng)設(shè)的系列問(wèn)題情境，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，不斷發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題，培養(yǎng)他們的“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)”。在實(shí)驗(yàn)探究中尋找證據(jù)進(jìn)行推理，獲取鋁及其化合物知識(shí)的同時(shí)，構(gòu)建研究金屬及其化合物的基本思路和方法，發(fā)展“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”的核心素養(yǎng)。最終引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用所學(xué)知識(shí)解釋生活中的“管道通”的化學(xué)原理，再一次體現(xiàn)“科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任”的核心素養(yǎng)。

2.2?以物質(zhì)的分類為線索展開，突出“宏觀辨識(shí)與微觀探析”

課程標(biāo)準(zhǔn)中“宏觀辨識(shí)與微觀探析”這一核心素養(yǎng)要求包括： 能從不同層次認(rèn)識(shí)物質(zhì)的多樣性，并對(duì)物質(zhì)進(jìn)行分類;能從元素和原子、分子水平認(rèn)識(shí)物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和變化，形成“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”的觀念;能從宏觀與微觀相結(jié)合的視角分析與解決實(shí)際問(wèn)題。

鋁的重要化合物是“金屬的重要化合物”的第二課時(shí)，是金屬的化學(xué)性質(zhì)知識(shí)的延伸和發(fā)展。在上一章“化學(xué)物質(zhì)及其變化”中，學(xué)生已學(xué)習(xí)了物質(zhì)的簡(jiǎn)單分類法。鋁及其化合物的學(xué)習(xí)中，突出了以物質(zhì)分類為線索的研究方法，在前面學(xué)習(xí)鋁單質(zhì)及對(duì)生活中常見(jiàn)的氧化物及氫氧化物進(jìn)行分類的基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用分類的思想對(duì)氧化鋁、氫氧化鋁的性質(zhì)進(jìn)行預(yù)測(cè)。由此展開探究，獲取證據(jù)，逐步認(rèn)識(shí)鋁的重要化合物的性質(zhì)及其關(guān)系。

基于此，選取了如下問(wèn)題情境： 用交叉分類法按照非金屬氧化物、酸性氧化物、金屬氧化物、堿性氧化物的類別對(duì)二氧化碳、二氧化硫、氧化鈣、氧化鋁進(jìn)行分類，使學(xué)生對(duì)氧化鋁是否屬于堿性氧化物產(chǎn)生認(rèn)知沖突，以此展開對(duì)氧化鋁性質(zhì)的研究。教學(xué)流程設(shè)計(jì)如圖2所示。

本節(jié)課的設(shè)計(jì)創(chuàng)設(shè)了有關(guān)物質(zhì)分類的問(wèn)題情境，結(jié)合最近發(fā)展區(qū)，從學(xué)生初中學(xué)過(guò)的物質(zhì)類別出發(fā)，結(jié)合上一章學(xué)習(xí)的物質(zhì)分類的知識(shí)，創(chuàng)設(shè)氧化鋁是否屬于堿性氧化物的認(rèn)知沖突，從“宏觀辨識(shí)與微觀探析”這一核心素養(yǎng)價(jià)值引入，在探究氧化鋁和氫氧化鋁的化學(xué)性質(zhì)的過(guò)程中，培養(yǎng)“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)”的學(xué)科核心素養(yǎng);在實(shí)驗(yàn)中尋找證據(jù)，發(fā)現(xiàn)這兩種物質(zhì)既能和酸又能和強(qiáng)堿反應(yīng)，得出其屬于兩性化合物的結(jié)論，同時(shí)隱含了研究金屬及其化合物的基本思路，強(qiáng)化了“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”的學(xué)科核心素養(yǎng)。

2.3?以工業(yè)上鋁的冶煉方法為線索展開，突出“科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任”

課程標(biāo)準(zhǔn)中“科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任”這一核心素養(yǎng)要求包括： 深刻認(rèn)識(shí)化學(xué)對(duì)創(chuàng)造更多物質(zhì)財(cái)富和精神財(cái)富、滿足人民日益增長(zhǎng)的美好生活需要的重大貢獻(xiàn)。

鋁制品在生產(chǎn)、生活、科技、國(guó)防等領(lǐng)域中有著極其廣泛的應(yīng)用，鋁元素在地殼中的含量非常豐富，但是鋁的利用卻比鐵和銅晚，這是為什么呢？于是，以工業(yè)上冶煉鋁的方法為線索創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境，從工業(yè)生產(chǎn)實(shí)際出發(fā)，圍繞氧化鋁、氫氧化鋁的性質(zhì)提出系列問(wèn)題，完善對(duì)鋁及其化合物的知識(shí)的認(rèn)識(shí)。

[教學(xué)環(huán)節(jié)1]創(chuàng)設(shè)情境——展示工業(yè)冶煉鋁的流程圖。

設(shè)計(jì)目的： 關(guān)注化學(xué)知識(shí)在生產(chǎn)中的應(yīng)用，了解鋁的冶煉歷史，贊賞化學(xué)科學(xué)為人類社會(huì)做出的貢獻(xiàn)，突出“科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任”學(xué)科核心素養(yǎng)。

[教學(xué)環(huán)節(jié)2]探究實(shí)驗(yàn)——設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，探究氧化鋁和氫氧化鋁的化學(xué)性質(zhì)。

設(shè)計(jì)目的： 圍繞鋁的冶煉過(guò)程，逐一分析過(guò)程中的化學(xué)反應(yīng)原理，認(rèn)識(shí)鋁的化合物的兩性，體會(huì)科學(xué)探究在研究氧化鋁和氫氧化鋁性質(zhì)中的重要作用，突出“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)”學(xué)科核心素養(yǎng);在建構(gòu)了氧化鋁的兩性之后，采用類比的研究方法繼續(xù)學(xué)習(xí)氫氧化鋁的化學(xué)性質(zhì)，突出“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”的學(xué)科核心素養(yǎng)。

[教學(xué)環(huán)節(jié)3]提升思維——針對(duì)研究結(jié)果，引導(dǎo)學(xué)生形成概念和知識(shí)體系。

設(shè)計(jì)目的： 通過(guò)氧化鋁和氫氧化鋁的研究，得出兩性化合物的概念;總結(jié)研究方法和思路，幫助學(xué)生建構(gòu)思維模型;展示工業(yè)冶煉鋁的完整流程圖，幫助學(xué)生梳理知識(shí)體系，這些都培養(yǎng)了“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”的學(xué)科核心素養(yǎng)。通過(guò)工業(yè)冶煉鋁的學(xué)習(xí)，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步體會(huì)化學(xué)在生產(chǎn)中的價(jià)值，體現(xiàn)“科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任”的學(xué)科核心素養(yǎng)。

[教學(xué)環(huán)節(jié)4]建構(gòu)體系——以“鋁的大家族”為話題，讓學(xué)生總結(jié)鋁及其重要化合物的性質(zhì)。

設(shè)計(jì)目的： 引導(dǎo)學(xué)生建構(gòu)完整的知識(shí)體系，讓學(xué)生全面認(rèn)識(shí)鋁及其化合物，總結(jié)研究物質(zhì)的基本思路和方法，從宏觀和微觀兩個(gè)視角分析問(wèn)題，發(fā)展“宏觀辨識(shí)與微觀探析”的學(xué)科核心素養(yǎng)，為學(xué)習(xí)其他金屬及其化合物奠定基礎(chǔ)。

本節(jié)課的設(shè)計(jì)創(chuàng)設(shè)了與工業(yè)上冶煉鋁的方法有關(guān)的問(wèn)題情境，從“科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任”這一核心素養(yǎng)價(jià)值引入，結(jié)合工藝流程圖中冶煉鋁的步驟設(shè)計(jì)問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生探究氧化鋁和氫氧化鋁的性質(zhì)，發(fā)展“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)”。最終幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)兩性化合物，幫助學(xué)生建構(gòu)鋁及其化合物的知識(shí)體系，明確研究金屬及其化合物的基本思路，強(qiáng)化了“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”的學(xué)科核心素養(yǎng)。

2.4?以明礬的凈水原理及其組成為線索展開，突出“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”

課程標(biāo)準(zhǔn)中“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”這一核心素養(yǎng)要求中包括： 具有證據(jù)意識(shí)，能基于證據(jù)對(duì)物質(zhì)組成、結(jié)構(gòu)及其變化提出可能的假設(shè)，通過(guò)分析推理加以證實(shí)或證偽。

在生活中，明礬可用于凈水，為什么呢？教師引導(dǎo)學(xué)生閱讀資料信息——明礬溶解于水后電離出的鋁離子與水結(jié)合生成氫氧化鋁，氫氧化鋁具有吸附作用，可吸附水中懸浮的雜質(zhì)。那么，怎么證明明礬中是否含有鋁離子呢？以此線索創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境，從鋁離子的檢驗(yàn)入手，尋找證據(jù)，從氫氧化鋁的性質(zhì)到氧化鋁的性質(zhì)進(jìn)行探究，最終形成兩性化合物的知識(shí)體系。

教學(xué)設(shè)計(jì)如圖3所示。

與前面幾種設(shè)計(jì)方案不同的是，本節(jié)課的設(shè)計(jì)采用了從氫氧化鋁到氧化鋁的順序。引入時(shí)結(jié)合明礬凈水這一重要應(yīng)用，通過(guò)閱讀相關(guān)材料了解明礬的組成，圍繞鋁離子的檢驗(yàn)，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，培養(yǎng)“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)”;在探究中獲取證據(jù)，首先得出氫氧化鋁的兩性特征，初步認(rèn)識(shí)兩性化合物，發(fā)展“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”這一核心素養(yǎng)。類比氫氧化鋁的學(xué)習(xí)，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步認(rèn)識(shí)氧化鋁的兩性，形成對(duì)兩性化合物的完整的認(rèn)識(shí)。最終回歸化學(xué)知識(shí)的應(yīng)用，幫助學(xué)生樹立正確的用鋁的安全意識(shí)。

3?結(jié)束語(yǔ)

化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的落實(shí)與發(fā)展不是一蹴而就的，是一個(gè)持久的過(guò)程，教師需要結(jié)合課程特點(diǎn)、教學(xué)目標(biāo)、學(xué)生特點(diǎn)和教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行整體規(guī)劃和設(shè)想，圍繞相應(yīng)的內(nèi)容精心設(shè)計(jì)問(wèn)題情境，在情境中“引導(dǎo)學(xué)生開展分類與概括、證據(jù)與推理、模型與解釋、符號(hào)與表征等具有學(xué)科特質(zhì)的學(xué)習(xí)活動(dòng)”[5]，最終幫助學(xué)生對(duì)化學(xué)知識(shí)形成結(jié)構(gòu)化認(rèn)識(shí)，同時(shí)在問(wèn)題的解決中達(dá)到落實(shí)和發(fā)展化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的目的。

感謝對(duì)文中的教學(xué)設(shè)計(jì)進(jìn)行實(shí)施的北京景山學(xué)校寧濱、北京二中高修庫(kù)、北京五十五中陳鑫和徐京漢四位老師。

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