從新老教師同課異構談對學生化學核心素養的培養

上海市吳淞中學 李玲 喬心悅

關鍵詞

核心素養 同課異構 教學實踐

一、培養學生核心素養是化學教學的價值追求

課堂教學是教育活動最常見、最普遍的方式，是培養學生核心素養的落腳點和重要途徑。其最根本的價值追求是以化學知識為載體，發展學生的核心素養促進學生發展。習近平總書記在十九大報告中指出： “優先發展教育事業。建設教育強國是中華民族偉大復興的基礎工程，必須把教育事業放在優先位置，要全面貫徹黨的教育方針，落實立德樹人根本任務，發展素質教育，培養德智體美全面發展的社會主義建設者和接班人。” 2014年教育部研制印發的《關于全面深化課程改革落實立德樹人根本任務的意見》，提出“教育部將組織研究提出各學段學生發展核心素養體系，明確學生應具備的適應終身發展和社會發展需要的必備品格和關鍵能力”。

學生發展核心素養，主要指學生應具備的，能夠適應終身發展和社會發展需要的必備品格和關鍵能力。落實學生核心素養是落實立德樹人根本任務的一項重要舉措。中國學生發展核心素養以培養“全面發展的人”為核心，分為文化基礎、自主發展、社會參與三個方面，綜合表現為人文底蘊、科學精神、學會學習、健康生活、責任擔當、實踐創新等六大素養。

化學學科核心素養是學生發展核心素養的重要組成部分，包括以下五個方面：宏觀辨識與微觀探析、變化觀念與平衡思想、證據推理與模型認知、實驗探究與創新意識、科學精神與社會責任等。化學教師不僅要明確課堂上“教什么”，更要明確“為什么教”；不僅要明確今天的學生“會什么”，更要明確我們的學生今后“能會什么”，為今后的發展應具備怎樣的必備品格和關鍵能力。這些必備的品格和關鍵能力怎樣通過化學教學去落實？如何通過化學教學中學科素養的培養，來實現學生發展核心素養的提升，已成為化學教師的普遍共識。

二、以新老教師的同課異構為例，剖析學科核心素養的落實

隨著課程改革的不斷深入，新的教學理念更加深入人心。本文僅就上教版高二化學教材《8.2鋁及鋁合金的崛起（第一課時）》一課為例，列舉兩位教師分別根據自己的教學經驗、知識背景、情感體驗，設計出的同課異構的教學片段，從中對化學課堂培養學科素養的狀況可見一斑。

（一）兩節同課異構的部分教學片段

教學片段甲：授課人，李老師，教齡33年。

1．通過文字及圖片資料了解鋁及鋁合金的性能及應用。（增強對鋁及鋁合金的直觀認識，建立化學與生產生活的聯系，感受化學物質的實用之美）

2．歸納鋁的物理性質及對應的用途。（性質決定用途）

3．研究鋁的化學性質：從上一節學習的金屬鐵的化學性質可知，鋁應該像鐵一樣能與非金屬、水、酸、堿、鹽反應。（類比推理）

（1）與非金屬反應

問題：根據熟知的金屬活動順序，鋁比鐵活潑，但是常見的鐵制品銹跡斑斑，但鋁制品卻不易腐蝕，光潔平整，為什么？

【演示】酒精燈上加熱鋁片。（熔而不滴，認識鋁表面致密的氧化膜。通過鋁的熔點及酒精燈火焰溫度培養“證據推理”能力，判斷致密氧化膜的存在）

4Al+3O2→2Al2O3

【演示】毛刷實驗。（去掉致密氧化膜后，鋁的氧化。認識不同條件下生成不同形態的氧化鋁）

過渡：可見鋁極易結合空氣中的氧氣而被氧化，那么鋁是否容易結合氧化物中的氧呢？

（2）與某些氧化物反應

【演示】鋁熱反應。學生觀察并描述實驗現象，分析得出結論。（提升對實驗現象的觀察、分析能力，透過現象看本質）

Fe2O3+2Al →2Fe+Al2O3

①從能量的角度分析。（鐵熔融后呈紅熱狀態。樹立化學反應中的能量觀）

②鋁熱反應的應用說明。（樹立學生的“成本控制”意識，培養經濟化、綠色化的化學技術思想和社會責任感）

（3）與水反應

【演示】鋁跟水的反應。

加入氫氧化鈉溶液，再觀察現象。引出鋁與堿溶液的反應。（以學生已知的金屬鈉和鐵與水反應的本質為入口分析鋁與水的反應，建立化學反應思想和類比遷移的學科方法）

（4）與氫氧化鈉溶液反應

【演示】去掉氧化膜的鎂條、鋁條與氫氧化鈉溶液的反應。

學生觀察、對比、分析。通過分析寫出反應的化學方程式。

總反應：

（5）與酸反應

【演示】去掉氧化膜的鎂條、鋁條分別放入鹽酸、濃硝酸中。

學生觀察、對比、分析。描述現象，寫出與鹽酸反應的化學方程式及離子反應方程式。

2Al+6H+→2Al3++3H2↑（引導學生探究本質，發現規律）

鋁在冷濃硝酸中鈍化。

（6）與鹽反應。（從上述毛刷實驗中的Hg2+以及Cu2+與H+氧化性強弱的比較中結論呼之欲出）

教學片斷乙：授課人，喬老師，教齡8年。

【導入】在學習鋁的性質之前，我們先講一個和鋁有關系的小故事：

法國拿破侖三世是一位愛慕虛榮的皇帝，為了顯示自己的闊綽有余，他喜歡舉行宮廷宴會，來賓用的是金餐具，而唯獨他用的是鋁餐具，使賓客們羨慕不已。因為當時鋁極其稀少，價格遠高于黃金。

當時鋁這么珍貴，是因為地殼中鋁的含量少嗎？顯然不是，鋁是地殼中含量最高的金屬元素。真正的原因是當時鋁的冶煉技術差。而我們現在的生活，鋁隨處可見，比如教室的鋁合金窗子、鋁制炊具、易拉罐等。接下來，我們言歸正傳，來具體學習鋁的性質。

根據金屬活動性順序表，鋁是一種比較活潑的金屬，比鐵活潑；從微觀角度來看，我們知道鋁原子的最外層有3個電子，易失去，表現出強的還原性。

【板書】鋁的原子結構示意圖。

既然鋁是一種活潑的金屬，根據以前我們學過的知識推斷，它應該有哪些性質呢？

【板書】鋁的化學性質

1．與非金屬單質化合

2．與酸的反應

（1） 2Al+6HCl →2AlCl3+3H2↑

2Al+6H+→2Al3++3H2↑

分組實驗：打磨后的Al片放入濃HCl中。（現象：與濃HCl劇烈反應，產生大量的氣泡）

演示實驗：打磨后的Al片投入濃H2SO4中。（現象：無明顯現象）

設問：難道鋁與濃H2SO4不反應？

師：不是的，有的同學預習得很好。是鈍化了！

師：請大家看課本導讀。（常溫下，鋁遇濃HNO3、濃H2SO4是會在表面生成致密的氧化膜而發生鈍化，從而阻止內部金屬進一步發生反應）

【板書】（2）鈍化：常溫下，鋁遇濃H2SO4、濃HNO3鈍化。

3．與鹽溶液置換反應

2Al+3CuSO4→Al2（SO4）3+3Cu

師：現在我們動手做鋁與硫酸銅溶液反應的實驗。

分組實驗： （1、2組的同學）不打磨的Al片投入CuSO4溶液中，觀察現象。

生：無明顯的變化。

設問：奇怪！剛才不是說鋁是活潑的金屬嗎？現在怎么不會與CuSO4溶液反應？難道藥品變質了？

分組實驗： （3、4組的同學）用砂紙打磨過的Al片投入CuSO4溶液中。

提示：投入前，觀察打磨后的鋁表面與未打磨有何不同；投入后，再觀察鋁表面有什么變化。

生：打磨后鋁表面比較光亮；投入到CuSO4溶液中一小段時間后，鋁表面變紅，說明有銅單質生成，確實發生了置換反應。

初步結論：鋁與硫酸銅是會反應的，但是因為鋁表面有東西把鋁單質給包住了，阻礙了鋁與CuSO4溶液的置換反應。

師：請大家看課本導讀。（鋁在空氣中能表現出良好的抗腐蝕性，是因為它與空氣中的氧氣反應生成致密的氧化膜并牢固地覆蓋在鋁表面，阻止了內部的鋁與空氣接觸，從而防止鋁被進一步氧化）同樣的，因為未打磨的鋁片被外面的氧化膜包裹住了，所以不能與CuSO4溶液發生反應。即良好的抗腐蝕性能，致密的氧化膜并牢固地覆蓋在鋁表面。這就是為什么鋁在空氣中不會生銹，而鐵就會生銹。

過渡：鋁除了有這些性質以外，還有其他特殊的性質嗎？

分組實驗：打磨后的鋁片投入到6mol/L的NaOH溶液中。

現象：產生大量的氣泡。

初步結論：鋁是會和NaOH溶液反應的。

追問：氣體是什么氣體？還生成了其他的物質了嗎？

分析： ①2Al+6H2O →2Al（OH）3+3H2↑

②Al（OH）3+NaOH →NaAlO2+H2O

由①+②得，③2Al+2NaOH+2H2O →2NaAlO2+3H2↑

【板書】4．與NaOH溶液反應

2Al+2NaOH+2H2O →2NaAlO2+3H2↑

2Al+2OH-+2H2O →2AlO-2+3H2↑

鋁與NaOH溶液的反應，是鋁區別于其他金屬最大的特征，可以利用這個性質除去鎂粉中混有的少量鋁粉

過渡：鋁還有一個廣泛應用于生活的特殊性質，那就是鋁熱反應。

演示實驗：鋁粉Fe2O3粉末 氯酸鉀鋪在上面 燃著的Mg條插入

現象：劇烈反應，鐵以熔融形式流出。（展示反應后光亮、紅熱的鐵球）

追問：如何用本課內現有的試劑證明“紅熱鐵球”的成分？（培養實驗探究與創新意識，學會證據推理，樹立證據意識）

【板書】5．鋁熱反應

2Al+Fe2O3→Al2O3+2Fe

……

（二）對兩個教學設計中培養核心素養落腳點的剖析

鋁和鋁合金是當今社會使用非常廣泛的金屬材料，與生產、生活關系密切。通過單質鋁的教學，促進學生理解化學與人類進步的關系，激發學生對化學學習的熱愛。在教學設計中兩位老師都注意做到了以知識技能為主線、滲透情感態度價值觀、并充分體現在過程和方法中，充分運用本課的素材進行核心素養的落實。

1．挖掘知識點間的內在聯系，培養“變化觀念”和“微觀本質探析”

鋁單質有六條化學性質，分別與非金屬、與水、與酸、與堿溶液、與某些氧化物、與鹽發生反應。在應試教育理念下，讓學生逐條記住，再默出方程式，然后做題訓練，似乎也可獲得不錯的分數。但是這種死記硬背的學法對學生核心素養的培養、對培養可持續發展的人有百害而無一利。所以，甲方案的課堂上老師啟發學生對這六條貌似獨立的性質加以本質上的探究。從學生熟知的金屬鈉與水的反應分析，其本質就是鋁與水電離出的H+之間的電子轉移，由于非氧化性酸溶液中的氫離子濃度遠高于水中，勢必更易發生這種反應。順理成章地遷移到金屬與非氧化性酸及堿溶液的反應。使學生發現這六條性質中其實質上都是鋁原子失電子被氧化的過程，就是鋁的金屬活潑性的體現。并且把前一節課學習的鐵的性質與鋁進行類比遷移，讓學生學會把紛繁多樣的化學反應進行類比和分類。“變化觀念”和“微觀探析”的化學素養得以提升，認識了物質的變化是有條件的，從內因、外因、量變、質變等方面分析物質的變化。從化學課堂上學會了超越化學知識的、可遷移的思維方法。

2．注重引導學生樹立社會責任感，贊賞化學對社會發展的重大貢獻

陶行知曾說，“生活即教育，社會即學校，教學做合一”。通過本節課，讓學生逐步對化學學科有客觀、正面、積極的認識。讓學生把所學的知識應用到日常生活中與化學有關的問題上，如鋁合金的應用，鋁的耐腐蝕性的應用，鋁熱反應的應用，等等。使這種應用意識和能力真正成為學生科學素養的一部分。

兩個課例在引入環節上都滲透了核心素養的培養。甲在引入環節中通過投影呈現鋁和鋁合金的廣泛應用，了解化學物質的實用美；通過欣賞含鋁物質（紅寶石、藍寶石等）來感受化學物質形態之美、實用之美等達到欣賞物質世界之美、生活之美、生命之美。乙方案以化學史及身邊鋁制品為情景，讓學生感知化學就在我身邊。培養學生積極陽光的心態，熱愛化學、熱愛這個世界、熱愛生命本身。還讓學生知道學好化學知識才能更合理更科學地利用這些美好的化學物質。從而提升學生的良好心態和人文底蘊。

3．以課堂上“鋁熱反應的演示實驗”為載體，培養學生的實驗能力、證據意識、創新精神和社會責任感

兩節課的設計中最大的亮點是都從不同的角度對“鋁熱反應”的育人價值做了充分的挖掘，有異曲同工之效。在甲的課堂上，激烈而刺激的現象讓教室里沸騰起來。學生了解了反應原理、引發條件及方程式的表達，應該說基本達到知識目標的要求了。但是甲方案中教師希望通過本節課，給學生提供化學學科認識世界的獨特的視角，對學生的學科素養提升有所幫助。所以她向正處于興奮之中的學生們拋出問題“工業大量煉鐵能否用此反應？”學生回答不一。教師隨即說道：“把化學知識與社會生產相聯系的紐帶是化學技術，而成本控制是化學技術的基本原則之一。”學生恍然大悟，用鋁來煉鐵成本高不經濟。教師又說：“為了實現更高的經濟價值，有時也可以犧牲鋁來換取鐵，即用鋁熱反應的原理來焊接鋼軌。”激發了學生的學習興趣，使學生主動了解鋁熱反應的應用，并了解了我國高鐵技術的快速發展。至此教師又進一步拓寬學生的視野：“鋁熱反應放出大量的熱，這些熱量使得可用此反應冶煉難熔金屬或焊接鐵軌。化學反應所釋放的能量是當今世界上最重要的能源。”讓學生認識到化學體系可以是一種儲能體系，通過控制一定的反應條件，可有效調節和控制能量的存貯和釋放過程。使學生從化學的角度來認識能源、認識世界，從而實現學生的核心素養的提升。

乙方案中，整體設計上充分運用了分組實驗的手段。讓學生自己操作實驗，體驗感知化學反應的現象和本質。并且把實驗的功能不僅僅定位在“提升興趣”的初級要求，而且在創新性上做文章。比如在鋁熱反應得到的“紅熱鐵球”后教師的設問“鐵球的化學成分是什么”，讓學生對精彩的化學現象做深入的思考。學生的設計中運用了使敲碎的鐵球分別與氫氧化鈉溶液、硫酸銅溶液反應來尋找證據，從而推理出“鐵球”的成分。不僅使本節課的教學重點“鋁與氫氧化鈉溶液的反應”得到鞏固和運用，更是培養了學生創新思維、證據推理和科學態度。同時，實驗手段的科學利用也讓學生領略到化學內容的鮮活與靈動，絕不是蒼白無力的死記硬背。對學生今后的超越化學課堂的學習以及終身的可持續發展都會大有裨益。

三、對化學課堂上培養學生核心素養的展望

（一）培養學生發展核心素養需要教師以深度教學喚醒學生的深度學習

由上可見，即使是同樣的教學內容，不同的教師在落實核心素養培養的策略和方法上也不盡相同。因此，在教師間不斷開展同課異構，落實核心素養的策略與方法的交流、取長補短十分必要。同時需要教師不僅具備學科的基礎知識還要有豐富的文化底蘊和主動培養學生發展核心素養的使命感，以實現知識教學的價值目標。以此來帶動學生的主動參與，使學生的學習成為富含高階思維的深度學習。

（二）培養學生發展核心素養，需要學校過程評價與結果評價并舉

“勤學如春起之苗，不見其增，日有所長”，學生學科核心素養不是一朝一夕、立竿見影就能形成的，需要化學教師不失時機地、經常性地以不同的教學內容為載體落實核心素養的不同側面。長此以往才會積水成淵，豐富學生的核心素養。很顯然核心素養的培養與落實是隱性的，策略與手段是不思則無而思之深遠的，是現有評價體系中無法量化評價的指標。應試教育還存在，就一定有“分數為重”的評價機制，就需要化學教師在“眼中有分”和“眼中有人”之間建立良好的平衡點，做到兩者融合，兩者并重。同時更需要學校的管理者，將教學的過程評價和結果評價并舉，讓教師舍得花時間和精力開展基于核心素養的教學活動。在制度上為核心素養的培養、為素質教育的落實提供保障。

總之，對學生核心素養的培養需要教師肩負使命、持之以恒，從“理念轉變”到“行為改進”直至駕輕就熟“落實到位”，我們一直在路上。

主要參考文獻

[1] 謝兆貴．學科思想方法與中學化學教學[M]．南京：江蘇鳳凰教育出版社，2015.

[2] 王玉強．深度教學[M]．上海：華東師范大學出版社，2012.