北京 鞏佳利

一、問題提出

化學學科核心素養(yǎng)是學生發(fā)展核心素養(yǎng)的重要組成部分，是化學學科對學生培養(yǎng)要求的具體體現(xiàn)，化學課程是培養(yǎng)和提升學生核心素養(yǎng)的重要載體，化學課堂教學則是學生形成和發(fā)展核心素養(yǎng)的主陣地?；瘜W學科核心素養(yǎng)包括五個方面，立足于高中學生的化學學習過程，各有側重，相輔相成。化學學科“證據(jù)推理”核心素養(yǎng)是化學學科核心素養(yǎng)的思維核心，體現(xiàn)了學好化學學科所需的思想和方法，突顯學生“證據(jù)推理”素養(yǎng)的培養(yǎng)必要性。問題情境教學是由合理的情境引發(fā)，基于一定的目標，應用各種認知活動、技能等，經(jīng)過一系列的思維行為，使得問題得以解決的過程。高中化學的問題情境教學是教師以一定情境為載體，挖掘具有學科價值的問題，引導學生運用學科思維和方法解決問題的教學模式，與化學學科“證據(jù)推理”核心素養(yǎng)高度契合。因此，本文以“次氯酸鈉性質的探索”的教學實踐為例，以編寫“84”消毒液說明書為主題情境進行探索，突出對學生“證據(jù)推理”核心素養(yǎng)的培育，達到開展“素養(yǎng)為本”的教學目的。

二、教學分析

次氯酸鈉性質的探索涉及的知識點包含氯氣及其化合物、離子反應、氧化還原反應原理等常見的無機物及其應用內容，既有中學化學核心觀念和基本原理，也涉及重要的社會應用價值(如：次氯酸鈉的疫情防疫用途等)，其探索過程是教師以“寫“84”消毒液說明書為主題情境，引導學生在問題解決過程中，運用氧化還原反應原理等知識，采用實驗手段收集證據(jù)，通過推理探究出次氯酸鈉的性質及用途，顯然是發(fā)展學生“證據(jù)推理”核心素養(yǎng)的理想載體。

《普通高中化學課程標準(2017年版2020年修訂)》(以下簡稱《課程標準》)對“證據(jù)推理”核心素養(yǎng)提出具體要求：初步學會收集各種證據(jù)，對物質的性質及其變化提出可能的假設；基于證據(jù)進行分析推理，證實或證偽假設；能解釋證據(jù)與結論之間的關系，確定形成科學結論所需要的證據(jù)和尋找證據(jù)的途徑。

基于上述思考，本課以撰寫“84”消毒液說明書為主題開展探究教學設計，“84”消毒液說明書包括消毒液的成分、使用方法、注意事項等欄目(即“84”消毒液成分、性質、外界影響等化學問題)，教師可以引導學生從兩方面著手研究：①內因即“84”消毒液的有效微粒(ClO-)決定其具有的性質，從而影響作用和儲存；②外因包括溫度、濃度、光照、pH等，影響其使用效果和儲存條件的控制(如低溫、密封保存等)。教師從“84”消毒液的成分、性質、外界因素為探究的切入點，采用問題情境教學方法，引導學生有機的聯(lián)系生活與知識，整合散亂的知識和經(jīng)驗，以情境為主線，使知識結構化、思維邏輯有序化，進而轉化為問題的解決認知角度和思維模式，同時，在問題解決過程中，教師要引導學生有意識的收集有效證據(jù)，有目的地進行分析推理，建立結論與證據(jù)間的邏輯關系，形成證據(jù)收集的途徑和方法，做到課堂教學與“證據(jù)推理”核心素養(yǎng)培養(yǎng)雙軌并行，互相促進，提升學生核心素養(yǎng)能力和認知發(fā)展，從而落實“素養(yǎng)為本”的教學目的。

三、學情分析

學生已經(jīng)具有一定的理論基礎(離子反應、氧化還原反應理論)、元素化合物的學習基礎、實驗基礎，能夠運用單一知識分析、解決簡單問題，但缺乏知識之間的聯(lián)系及綜合知識分析、解決問題的能力，實驗探究是問題解決的重要方式之一，學生卻僅能設計簡單實驗方案用于探究問題，面對需要思考性的探究時則束手無策，缺乏實驗方案設計的思路和方法(控制變量、排除干擾、對照實驗等)，在問題解決的過程中，僅能本能地將眼中的實驗現(xiàn)象作為證據(jù)，得出表觀結論，說明學生對證據(jù)的認識不夠，缺乏形成結論所需相關證據(jù)的探究能力，證據(jù)的推理能力有待提升。

基于上述考慮，筆者確定本課的教學關鍵：第一，引導學生探索次氯酸鈉的性質及用途，建立學生問題解決的一般思路和方法，提升學生綜合運用知識分析、解決復雜的真實問題的能力；第二，在問題解決中，引導學生尋找證據(jù)收集的思路和途徑、證據(jù)推理的思維方法，建立“證據(jù)推理”思維框架，提升“證據(jù)推理”能力；第三，引導學生積累問題解決的實驗設計和探究的經(jīng)驗，歸納實驗設計的基本思路和方法，發(fā)展學生的探究能力。

四、教學過程

教師教學圍繞“84”消毒液說明書的設計展開，創(chuàng)設與生活緊密聯(lián)系的整體性問題情境，設計將所涉及的知識結構化，思維邏輯有序化的問題鏈，引導學生利用多種化學學習探究方法，通過分析推理收集的宏觀和微觀證據(jù)，逐步探究“84”消毒液的成分、性質、影響因素，厘清證據(jù)收集與推理思路的關聯(lián)，形成思維模式，以設計“84”消毒液說明書的形成對次氯酸鈉性質及用途的認識，培養(yǎng)學生證據(jù)推理能力和問題解決能力，打造有機滲透和培養(yǎng)化學核心素養(yǎng)的高效課堂，具體教學思路見表1。

表1 整體教學思路

具體教學過程：

環(huán)節(jié)一：調查學生對“84”消毒液的了解情況

【創(chuàng)設問題情境】1984年，金耀光先生在北京第一傳染病醫(yī)院就職期間研發(fā)了一種“含氯消毒劑”，一經(jīng)使用，止住了病人在住院期間因二次感染而死亡的現(xiàn)象，此消毒液因此被命名為“84”消毒液，并獲得了國家進步二等獎。市面上“84”消毒液的品牌非常多，一瓶“84”消毒液的說明書應該包含哪些內容？哪些內容更重要？

【思考】要撰寫“84”消毒液說明書，需了解哪些化學信息？

【設計意圖】教師創(chuàng)設真實的問題情境，從介紹“84”消毒液的發(fā)明人及歷史出發(fā)，讓學生感悟化學對社會發(fā)展的重要作用，培養(yǎng)學生的國家榮譽感，增強學習動力，以讓學生撰寫家庭必需品“84”消毒液說明書內容(成分、使用方法、適用范圍、注意事項、保質期等)，引入課題任務(探究“84”消毒液成分、性質、影響因素)，打造師生零距離課堂，激發(fā)學生的學習興趣，增強學生的探索欲。

環(huán)節(jié)二：探究“84”消毒液的成分和性質

【問題1】“84”消毒液的有效微粒是什么？

【問題1.1】“84”消毒液含有哪些微粒？如何證明？

【活動1】結合已有知識和經(jīng)驗，提出假設，設計方案，進行驗證，并說明微粒來源。

資料：1.工業(yè)常將Cl2通入燒堿溶液來制備“84”消毒液。

2.酚酞試劑易被氧化從而失效。

【學生活動】依據(jù)已有知識，學生對“84”消毒液成分提出假設(成分Na+、Cl-、ClO-、OH-)，運用已有知識和經(jīng)驗設計方案(如“84”消毒液可以漂白衣物，ClO-可用紅色布條是否褪色驗證)，通過小組合作，推理所收集的證據(jù)(現(xiàn)象和微觀反應分析)驗證假設，體會科學探究的一般過程。部分學生實驗過程中出現(xiàn)異常現(xiàn)象：pH試紙先變藍后褪色(滴加酚酞溶液先變紅后褪色)，對此學生提出猜想可能是因為ClO-具有氧化性，使其褪色，由此學生提出新問題。

【問題1.2】“84”消毒液的有效微粒是什么？如何證明？

【活動2】學生提出假設，并設計方案，選擇合適的藥品進行驗證，說明微粒作用的原理。實驗藥品：“84”消毒液、氫氧化鈉溶液、NaCl溶液、pH試紙、紅紙、雞蛋清溶液。

【學生活動】面對新問題，學生經(jīng)過單獨設計、小組討論、全體討論，確定了實驗思路：排除干擾Na+、Cl-、OH-，設計探究單一變量的實驗方案，通過收集證據(jù)(現(xiàn)象和微觀反應分析)，推理出“84”消毒液的有效微粒是ClO-，建立物質性質受到組成(微粒)的影響的認知。

【設計意圖】教師基于問題1.1的解決，引導學生從離子反應的角度分析Cl2溶于燒堿溶液中發(fā)生的化學變化，依據(jù)微粒觀猜想“84”消毒液的組成成分，設計方案，進行實驗，收集證據(jù)，推理假設真?zhèn)危醪叫纬勺C據(jù)收集的途徑和方法與證據(jù)推理的基本思路(宏觀和微觀結合)，從而構建“證據(jù)推理”的思維框架，培養(yǎng)學生證據(jù)意識和推理能力。在整個教學活動中，教師需引導學生認識科學探究的一般過程，培養(yǎng)學生實驗探究的能力。

教師基于問題1.2的解決，引導學生運用思維框架解釋異?，F(xiàn)象產(chǎn)生的原因，推理出“84”消毒液殺菌作用的內因即次氯酸鈉的氧化性，發(fā)展學生的證據(jù)意識和推理能力。面對異?，F(xiàn)象，教師引導學生能夠提出問題，并通過實驗去解決問題，培養(yǎng)學生的實驗思維(排除干擾、控制單一變量)與實驗設計能力，提升學生的探究能力，樹立其嚴謹求實的科學態(tài)度。

環(huán)節(jié)三：探究“84”消毒液使用和儲存的影響因素

【問題2】“84”消毒液使用和儲存受到哪些因素影響？

【問題2.1】“84”消毒液的使用受到哪些因素影響？是如何影響的？

【活動3】學生結合已有知識和生活經(jīng)驗，提出影響“84”消毒液使用的因素，并設計方案，分析各因素對“84”消毒液使用的影響。

表2 學生實驗方案設計思路

【學生活動】在了解“84”消毒液的成分和性質的基礎上，學生依據(jù)生活經(jīng)驗(溫度、稀釋等)，提出影響因素的預測，運用手持技術設計控制變量實驗(見表2)，通過推理收集的證據(jù)(數(shù)據(jù)表、文獻、圖像)，得出結論：在溫度越高、濃度越大、pH越小、避光的條件下“84”消毒液的使用效果越好。

【問題2.2】“84”消毒液的儲存受到哪些因素影響？是如何影響的？

【活動4】學生結合化學用語，解釋“84”消毒液失效的原因，分析各因素對“84”消毒液的儲存的影響。

【問題3】“84”消毒液能與潔廁靈混合使用嗎？為什么？

【活動5】提出假設，設計方案，選擇合適的藥品，驗證推測，解釋其原因。

【學生活動】學生通過研究會形成酸性越強，“84”消毒液的使用效果越好這一認知，教師引導學生結合已有知識和經(jīng)驗，運用思維框架通過實驗自主探究問題3，學生能夠綜合運用知識提出假設(NaClO與HCl可能發(fā)生歸中反應產(chǎn)生Cl2)，并很順利的得出結論：“84”消毒液與潔廁靈混合會產(chǎn)生有毒的Cl2，所以不能混用。

【設計意圖】教師基于問題2.1和2.2的解決，以探究影響“84”消毒液的使用和儲存因素活動為例，引導學生豐富證據(jù)的種類(數(shù)據(jù)、圖像、文獻)和收集途徑，完善證據(jù)推理的思路和方法(對比、歸納)，進而完善“證據(jù)推理”的思維框架。在科學探究的過程中，發(fā)展學生對物質性質的認識：物質性質不僅受內因的影響，還會受外因(溫度、濃度、pH、光)的影響。

教師基于問題2.3的解決，引導學生進行自主探究，結合宏觀和微觀通過自主實驗解決問題，提升學生“證據(jù)推理”思維框架的應用水平，發(fā)展學生求證意識和問題解決的能力。本環(huán)節(jié)還深度挖掘化學與生產(chǎn)、生活的緊密聯(lián)系，凸顯化學學科的社會責任。

環(huán)節(jié)四：撰寫“84”消毒液說明書

【問題4】“84”消毒液的說明書如何撰寫？

【活動6】1.結合活動成果，設計一款“84”消毒液的說明書。

2.與實際產(chǎn)品說明書對比分析，優(yōu)化設計。

【學生活動】小組合作，撰寫“84”消毒液的說明書，并進行交流展示，通過對比實際產(chǎn)品的說明書，共同優(yōu)化說明書設計圖如下。

學生撰寫的“84”消毒液說明書

【思考】學生通過本節(jié)課的學習，談談收獲到了哪些內容?

【學生感悟】

1.購買商品一定要關注成分、使用方法、注意事項。

2.效果相同的洗滌液，混合使用要慎重。

3.學習化學對日常的生活很重要，能夠用化學知識解決生活中的問題。

4.向周圍朋友普及生活中關于化學用品的使用常識。

【小結】化學是一門服務于生產(chǎn)生活的學科，希望學生學好化學，能夠用化學知識解決生產(chǎn)生活問題，向親人和朋友普及一些化學常識。

【設計意圖】教師以撰寫“84”消毒液說明書這一形式呈現(xiàn)學生課題的學習成果，加深學生對所學知識的理解，提升學生解決真實問題的能力，通過反思與感悟，加強學生對化學與社會緊密聯(lián)系的理解，深化學生的社會責任感。

五、教學反思

1.基于遞進式問題解決的學習，提升學生的認知發(fā)展水平

2.設計體會社會責任的活動，有助于培養(yǎng)學生的社會責任感

本課通過“‘84’消毒液能與潔廁靈混合使用嗎？為什么？”這一問題，引導學生體會化學學科在社會生活中的實用性，再通過撰寫消毒劑說明書，強化學生對化學與社會緊密關系的感悟，培養(yǎng)學生的社會責任感，最后通過反思，深化學生對“社會責任”核心素養(yǎng)的理解。

3.合理設計探究活動，培養(yǎng)和提升學生的證據(jù)推理能力

證據(jù)推理是化學學科的關鍵能力之一，是學習化學的重要方法。有效的提高證據(jù)推理的能力水平，關乎學生的學習成效。本課設置由易到難的4個探究活動，學生在活動中實踐不同情境下的證據(jù)推理過程，有層次的形成和發(fā)展證據(jù)推理的思路和方法，搭建思維框架，提升證據(jù)推理能力。

六、結束語

本課以撰寫“84”消毒液說明書為情境線索，以探究NaClO性質為知識線索，設計契合核心素養(yǎng)的具體學習任務，引導學生不斷的積累“證據(jù)推理”的應用經(jīng)驗，升華學生對“證據(jù)推理與模型認知”核心素養(yǎng)的理解，發(fā)展了學生學科核心素養(yǎng)水平和化學觀念，達到知識與素養(yǎng)同步提升的目的，是一次成功的教學實踐。

由此可見，教師踐行問題情境教學的化學課堂，選取合理的教學內容，配以合適的教學情境，有目的、有計劃、有層次的設計科學探究活動，是培養(yǎng)學生“證據(jù)推理”核心素養(yǎng)的重要方法。