王磊

（山東省淄博第四中學，山東淄博 255100）

在發(fā)展學生創(chuàng)新素養(yǎng)為化學課程的重要指標理論下，教師對學生創(chuàng)新素養(yǎng)的培養(yǎng)，具有跨課時、跨學期的特點。高中化學情境式教學設計，旨在打破教學陳舊落后、側重記憶的傳統(tǒng)模式，強調和突出學生的手腦并用，促使學生汲取和學習豐富完整的理論知識，結合展開實驗的方法，正確處理系統(tǒng)性學習情境中的內在關系，高效銜接以學科核心素養(yǎng)為教學目標的情境式教學，提煉和篩選化學教學中的創(chuàng)新素養(yǎng)目標，有目標性、針對性地提升學生創(chuàng)新能力和綜合素養(yǎng)。

一、教學主題內容及教學現(xiàn)狀

本文基于高中化學中的創(chuàng)新素養(yǎng)視角，設計以實驗為主的情境式教學活動，根據(jù)學生的學習情況，教師引導其解讀化學理論的規(guī)律及特征，改進和創(chuàng)新實驗設計，綜合分析實驗結果，全面培育并將學科素養(yǎng)落到實處；還要把握教學實際，切實提高學生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)造能力。高中化學有較高的邏輯性和抽象性，既有宏觀辨識的理論知識體系，又有微觀的推理演變和模型構建，還與科學探究、創(chuàng)新理念、創(chuàng)新精神等密不可分。高中化學中有大量實驗，是培養(yǎng)學生創(chuàng)新素養(yǎng)的有機載體，為學生整個化學學習奠定基礎。

情境式教學貫穿初高中，其知識點是重點考查內容，與人們的生產生活緊密相關，具有高度的教學價值和育人價值。文獻資料表明，情境式教學可運用于數(shù)據(jù)分析和實驗探究，幫助學生形成和構建物質變化觀，教師也可從其他教學角度展開對化學學科核心素養(yǎng)的闡述。筆者根據(jù)高中化學人教版教材《化學反應原理》（選擇性必修1），基于其中的創(chuàng)新素養(yǎng)，創(chuàng)設具體的情境式教學活動，例如，化學史料、實驗設計等，采取小組合作、自主探索、定性與定量結合等教學方法，編制出以問題鏈、環(huán)節(jié)、探究等情境，充分運用化學史料為理論支撐，借鑒基本教學觀念及方法，積極探究學生在整個情境式教學設計中的創(chuàng)新素養(yǎng)發(fā)展。

二、學生創(chuàng)新素養(yǎng)理念下的情境式教學

新課標下，應重視對學生創(chuàng)新素養(yǎng)的教學，這是高中化學重要的教學目標之一，提倡堅持學生為主體性地位的原則下，創(chuàng)設真實問題的教學情境，實時注重對教學內容的結構化設計。經(jīng)過合理處理化學核心素養(yǎng)、課堂教學目標及考試目標三者之間的關系（圖1）?；趧?chuàng)新素養(yǎng)下的《化學反應原理》，創(chuàng)建情境式化學課程，具有高度的知識指向性，引發(fā)學生的思維活動，對此教師應圍繞學生創(chuàng)建具有教學價值的真實情境，以真實情境為教學活動的切入點，才能有目標性和針對性地提升及培育學生的化學學科素養(yǎng)，將其中的創(chuàng)新素養(yǎng)穩(wěn)扎穩(wěn)打，逐步促進學生綜合學習能力及素質提升[1]。

圖1 化學核心素養(yǎng)、課堂教學目標及考試目標的關系

（一）創(chuàng)設情境式教學的初期教學，穩(wěn)步推進教學全過程的情境構建

情境式教學應貫穿化學教學全過程，初期教學中創(chuàng)建良好的開關，這是展開后續(xù)教學環(huán)節(jié)的基礎和前提；初期教學前情境教學的鋪墊，既要生動有趣，又要能激發(fā)學生學習欲望，使其保持持久的動力。在整個教學過程中，還應創(chuàng)建常見知識探究的教學情境，增強學生的自主探索和小組合作意識。例如，情境式教學中的演示實驗，教師向學生講解一些事實性知識，包括化學概念、元素化學物等，學生在實驗中，對化學概念進行高度的概括、總結及歸納。

問題情境在情境式教學中應用廣泛，教師應明確情境式教學除指導學生動手做實驗外，還應有效銜接各種問題，發(fā)掘實驗背后的價值，使實驗知識轉化為素質，對此情境式全過程教學中教師需重點把握情境素材的構成要素（圖2）。一般來說，問題情境包括回憶型、比較型、論證型等，在某一化學實驗中，應靈活運用一種或多種方式，提升遞進的教學成果。比如，關于化學元素鈉的實驗，教師可事先向學生集中展示鈉元素的物理性質和化學性質，以此展開師生共同的探究實驗，也可以創(chuàng)設問題情境，教師采取問題導向引入教學的方法，充分發(fā)揮學生的主觀能動性，根據(jù)學生自主性探究情況，有效實施針對性教學及分層教學[2]。

圖2 情境素材的構成要素

（二）創(chuàng)建深化知識小結及反思的情境，配備高效銜接課內外的生活情境

教師結合化學教學全過程，應以學生主體性地位為基礎，自身對知識小結及反思的情境創(chuàng)建，以此促進學生對知識的鞏固，采取有效的梳理和整合，不僅使學生了解和掌握本節(jié)課的重點知識及知識實質，還側重對教學活動的體驗及感悟。除了對課堂知識的鞏固，還應靈活運用到生活實踐中，如何將課堂教學中豐富學生的認知經(jīng)驗轉化為生活能力，需要教師高效銜接課內外的生活場景，為學生創(chuàng)建思考、探索及實踐的教學情況，給予充足的手腦并用的時間，以此增強學生的思維能力，切實培育及訓練學生的創(chuàng)新素養(yǎng)。

“影響化學反應速率的因素”這節(jié)課根據(jù)哈伯發(fā)現(xiàn)合成氨工藝的發(fā)現(xiàn)史引入教學活動，已知合成氨的前提條件，調動學生的學習興趣，深入展開對影響化學反應速率的因素分析全程；教師結合學生的學習交流情況，循序漸進地提出問題，設計問題導向的教學情境，將課堂充分讓位于學生，積極發(fā)揮學生主觀能動性，豐富“學中做、做中學”的教學活動，使學生獲取探究性學習的體驗及快樂，隨機將學生分成若干小組，加強自主性學習和交流活動，滿足學生的個性化及均衡發(fā)展。在教學活動中，教師要給予學生合理性和針對性引導，鼓勵學生運用表格工具，整理自己掌握的知識點。此外，教師還要根據(jù)教學目標及任務，創(chuàng)設師生共同反思的教學情景，運用宏觀與微觀結合方式，切實發(fā)展學生創(chuàng)新素養(yǎng)[3]。

三、教學目標及教學任務設計

首先，運用實驗探究方法，觀察反應物的濃度變化，著重分析對化學反應速率的影響。

其次，通過情境式教學，使學生掌握和了解外界環(huán)境（溫度、濃度、催化劑及壓強）等指標對化學反應速率的影響，總結分析影響規(guī)律及特征，構建相應的認知理論模型，形成系統(tǒng)的理論知識架構。

最后，師生共同開展以研究化學反應速率為主的實驗活動，在實驗過程中逐漸選取和優(yōu)化化學反應條件，引領學生邊學習、邊操作、邊實驗，增強學生的創(chuàng)新意識和學習水平。

四、情境式教學案例分析

【引入新課】自2000 年以來，各國農業(yè)發(fā)展態(tài)勢迅猛，對氮肥的需求量日益加劇，為進一步增加農作物高產高量，許多專家及學者將研究重點放在將游離態(tài)的氮朝著化合態(tài)的氮演變及發(fā)展。德國著名化學家哈伯潛心研究，打造出一套有關合成氮的生產工藝。

【PPT】運用多媒體技術教師展示合成氮的生產工藝，向學生直觀展開該工藝處理及解決糧食供不應求的問題，緩和了與地球上有限的耕地資源之間的矛盾。

【教師】請同學們根據(jù)課件中合成氮的化學方程式，分析這個化學反應的必要條件，試想一下若是在低溫低壓（有催化劑）的情況下，是否還能產生化學反應，并解釋其中的緣由。

【學生】低溫低壓狀態(tài)下，有無催化劑，合成氮均會產生化學反應，整個化學反應的過程十分緩慢。

【教師】不錯。如果需要調整化學反應的速率，需要具備哪些條件？如何控制這些條件？才能推進化學反應的正常生成，這是需要師生一同重點解決的內容。例如，合成氮之所以具有較高的生產效率，是因為高溫高壓且有催化劑的前提和基礎。聯(lián)系我們的生活場景，面包中的小包除氧劑、煤粉、汽車加大油門等現(xiàn)象，都是采取控制條件的方法，來提高或降低反應速率的。下面，我們共同研究影響化學反應速率的因素，請看以下化學反應產生的條件（圖1）（達到銜接新舊知識關聯(lián)性的目的）。

圖1 化學反應產生的條件

【教師】化學分子需要滿足合適的取向后產生化學反應，這個化學反應過程中，其速率高低，在微觀層面講與有效碰撞的頻率有關，值得注意的是，有效碰撞離不開活化分子，對此可采取調整單位體積內的活化分子數(shù)以及百分數(shù)，以此來保障化學反應速率。下面我們一起進行以下兩種實驗，經(jīng)過邊操作、邊觀察，來發(fā)現(xiàn)化學反應速率的高低。

【實驗一】取三支試管（清潔后）均添加HCI 溶液（5mL 1mol/L），每支分別放入規(guī)格統(tǒng)一的Mg條、Fe片、Cu 片，觀察實驗現(xiàn)象后，總結結論（表1）。

表1 實驗一現(xiàn)象及結論

【教師】請同學們自由發(fā)表下你所觀察到的實驗現(xiàn)象吧。

【學生】三支試管中，銅與鹽酸無反應，鐵與鹽酸反應速率低，鎂與鹽酸反應速率高。

【教師】能夠得出審什么結論？

【學生】反應物與化學反應速率有著直接關系，反應物各異，化學反應速率自然有快慢。

【教師】不錯，這是反應物自身屬性（內因）。

【實驗二】取兩支試管（潔凈后），先后加入高錳酸鉀性溶液（2 滴濃度為0.01mol/L），一支加入草酸溶液（4mL 1mol/L 的H2C2O4），認知觀察實驗現(xiàn)象，表明溶液產生褪色現(xiàn)象的時間，另加入草酸溶液（4mL 2mol/L 的H2C2O4），具體操作如下，總結結論（見表2）。

表2 實驗二現(xiàn)象及結論

【教師】這個實驗中，大家又看到怎樣的現(xiàn)象，說出你的看法。

【學生】草酸溶液和高錳酸鉀溶液的混合中，草酸溶液濃度小，褪色反應慢。

【教師】進而得出的結論如何？

【學生】改變反應物濃度的方法，可改變化學反應速率，濃度大，化學反應速率快，反之則慢。

【教師】以上是微觀角度對化學反應速率與濃度的關系，下面我們繼續(xù)研究溫度這一指標，生活中儲存食物離不開冰箱，不僅使食物保鮮，還降低或延緩食物腐爛時間。這樣看來，溫度越高，化學反應速率越高，反之則越低，哪位同學可以闡述下原因？

【學生】溫度越低，分子能量越低，活化分子數(shù)越少，化學反應速率越低，相反則越高。

【教師】非常棒，那又如何從微觀層面來分析壓強呢？壓強只產生于有氣體參加的化學反應。根據(jù)合成氮的化學方程式：“N2+3H2?2NH3”，請各小組自由討論。

【討論】恒容條件下，將適量He 氣充入容器內，產生怎樣的化學反應？恒壓條件下，將適量He 氣沖入容器內，又會產生怎樣的化學反應？

【師生總結】恒容條件下，充入He 氣，壓強、反應物濃度、反應速率呈上升趨勢；充入其他氣體（惰性），只有壓強增大，體積、反應物濃度和反應速率無變化。恒壓條件下，充入其他氣體（惰性），體積增大，而反應物濃度和反應速率則降低。

【討論】集中討論生活案例，例如，食物存放在冰箱、汽車加大油門、面包內放入除氧劑等。

【教師總結】我們應結合實際情況，合理分析影響化學反應速率的因素，例如，光照、溶劑等，這樣才能使事物朝著良好的方向發(fā)展。

五、教學反思

（一）與情境式教學相關的化學素養(yǎng)的概念和構成模型

基于化學學科的創(chuàng)新素養(yǎng)，情境式教學發(fā)揮著重要作用，教師應不斷提升自身專業(yè)能力素質，圍繞學生主體性地位，高度概括和歸納相關化學素養(yǎng)的概念，積極發(fā)揮學生主觀能動性，構建認知模型[4]。例如，本課設計前，需要充分查閱資料，深入學習一些專家及學者提出的關于創(chuàng)新素養(yǎng)發(fā)展的文章，按照理論模型提出對食品添加劑的認知——實踐模型。經(jīng)過采取調查問卷的方式，絕大多數(shù)教師充分認知到情境式教學的重要性，為提升學生的創(chuàng)新素養(yǎng)，應深化學習及生活領域聯(lián)系。

（二）關注學生創(chuàng)新素養(yǎng)構建過程及特點，強調長期積累過程

針對高中化學學生創(chuàng)新素養(yǎng)的培育，并非兩三天內就能完成，這是一個長期積累的過程。教師應深度剖析學生創(chuàng)新素養(yǎng)的形成及特點，根據(jù)其學習情況，了解學生的興趣愛好及心理特點，運用情境式教學為學生搭建學習平臺，教學全程中貫徹“化學史導入——設置問題情境——創(chuàng)設實驗方案——師生共同實驗——討論及總結實驗”的路線，逐漸拓展和擴充教學內容的深度及廣度。此外，教學中還要以生活場景為立足點和落腳點，尋找情境式教學與生活的融合契機，有效實施創(chuàng)新素養(yǎng)教學，結合教學實際情況，作出相應的調整和改變，注重問題情境的創(chuàng)設，優(yōu)化教學內容的系統(tǒng)結構，發(fā)掘學科本質及內涵，以此達到事半功倍的教學效果[5]。