基于化学核心素养下的教学案例设计 ^*

王晓娟，曾文艳，李高伟

(商丘师范学院化学化工学院，河南 商丘 476000)

摘 要： 教学技能是教师从事学科教学的重要职业技能。为了更好的提高化学师范生基于化学核心素养的教学能力，本文阐述了探究式教学在化学师范生教学技能培养中的作用，并以“二氧化碳的性质和用途”为例，通过将化学学科知识和教学技能有机结合，采用科学探究的方法，以培养学生化学核心素养为主线进行教学设计研究，通过师生共同合作多角度发现问题、解决问题，实现教学技能的提升，以期为高校师范生教学技能的培养提供借鉴和参考。

关键词： 探究式教学；化学师范生；教学技能；教学设计

1 问题提出

随着新课程标准的实施，提高学生化学核心素养已成为中学化学基础教育的根本宗旨^[1]。化学核心素养是化学学科能够给予学生未来发展必备的品格和关键能力；是在解决复杂的、不确定性的现实问题过程中表现出来的综合品质或能力；是学科的知识和技能、过程与方法、情感态度和价值观的整合^[2]。化学是一门以实验为基础的学科，化学实验是化学科学研究的基本手段，科学探究是化学家研究化学的方法，也是化学课程要求学生掌握的重要内容和学习方式，所以“实验与探究”是初中化学的重要核心素养之一。由于初中化学是化学教育的启蒙阶段，所以面向全体学生，培养学生对化学的兴趣也应放在重要的位置。

基于当前核心素养教学模式的要求，相关化学教师应该针对学生的需求，尽可能地为学生提供更为广阔的知识面和更为贴近生活的教学内容，从而吸引学生的注意力，调动他们上课的积极性，使其能够主动参与到课堂的教学中来^[3]。使学生在学习化学知识的过程中，养成从化学的视角认识事物变化的本质，培养学生发现问题解决问题的能力以及逻辑思维能力，使学生在完善和掌握新的知识体系的同时，在潜移默化中形成化学核心素养^[4]。本文以“二氧化碳的性质和用途”教学设计为例，开展基于化学核心素养下的教学设计，以期为高校师范生教学技能的培养提供借鉴和参考。

据中国互联网信息中心第40次《中国互联网络发展状况统计报告》显示，我国网民规模普及率达到54.3%，其中学生网民群体占比最高，为24.8%。而成人学习者作为学生群体的重要组成部分，因其培养对象、培养目标的不同，培养方案也有异于普通全日制学生。而互联网的出现从某种程度上讲不仅使成人学生的学习观念发生改变，也改变了学习行为和方式。

2 基于化学核心素养下的得教学设计——以“二氧化碳的性质和用途”教学设计为例

2.1 教材的地位和作用

教材是教学活动的依据，教师要熟悉教材，理清教材，才能做到对教学从整体上把握，在局部中落实，从而帮助学生更好地理解和运用所学的知识。因此，要求化学师范学生必须对各章节内容在中学化学教材中的地位和作用有明确清晰的认识。

“二氧化碳的性质和用途”选自人教版九年级化学上册第6单元课题3第1课时，二氧化碳性质的学习在初中化学教材中处于核心地位，具有一定的基础性，该部分内容既能够联系到碳单质，又可以学习到H₂CO₃、CaCO₃等相关化合物的知识，同时也为以后的学习打下基础。在教学过程应重视学生知识的整合性，更应重视知识来源于生活及培养学生科学探究的意识。

有了好的教法和学法，关键是如何运用到教学中去。针对“二氧化碳的性质和用途”的教学内容，在教学过程中，在教师的指导下，师生共同探究二氧化碳的物理、化学性质。主要教学环节有“创设问题情景、温故知新、实验探究、学以致用、达标检测”5个环节。

2.2 学情分析

俗话说得好：知己知彼才能百战不殆，只有了充分解自己的学生，才能更好的为学生讲授知识。通过前面知识的学习，学生已经掌握了O₂、H₂的相关知识，并知道如何制取O₂和CO₂，对CO₂了有一定的感性认识，这是本节课顺利开展的一个重要前提。同时，在结合学生已有知识经验的基础上，完善新的知识体系，能够有利于知识的内化。

李碧华曾说：“说得玄一点，对于三十年代，我有一种‘来过了’的感觉，所以特别熟悉……”也许正是因为李碧华对三十年代的特殊感触，才使得整个文本都具备旧日的气息。同时，作者又借助现代气息浓厚的语言、事物如邵氏影业、香港小姐选美比赛、地铁、传呼机甚至是广播中播放的《卡门》音乐等来消解这种传统气息。整个文本在过去与现在之间来回穿梭，在传统与现实之间“摇摆不定”。

其次，九年级学生已经初步经具备了观察能力、实验能力，在教学过程中，如果合理利用学生这一特点，一定能起到事半功倍的效果。该阶段的学生刚接触化学不久，对化学比较兴趣，尤其是喜欢化学的实验部分。学生渴望通过自主探究来了解物质的规律，这为本节课的探究实验提供了情感保障。但是该阶段学生对于科学实验探究的过程还不熟悉。因此本节课内容的设计主要是以学生为主，通过丰富、有趣的实验，充分调动学生的积极性，不仅可以培养学生的动手操作能力，更重要的是可以使学生对具体的化学知识进行概括和提升，促进知识内化，同时引导学生关注温室效应，建立低碳生活的理念。这样，通过实验探究式教学法能够培养学生具有超越具体知识的持久价值和广泛的迁移作用，影响着学生解决实际问题的价值取向和行为方式。

2.3 教学目标

教学目标是关于教学将使学生发生何种变化的明确表述，是指在教学活动中所期待得到的学生的学习结果。在教学过程中，制定准确合理的教学目标是教学的首要任务，教学活动必须以教学目标为导向，且始终围绕实现教学目标而进行^[5]。根据以上对教材和学情的分析，结合新课程标准中提出的化学教育的根本宗旨是提高学生核心素养的要求，针对本节课确立了以下教学目标：

总之，建设项目是一个参建人数多、材料多、机械多且复杂的工程集合体，随着工程的大型化趋势，工期增加给业主和承包商带来的风险因素和风险比例也随之加大。工程保险作为一个转移风险的重要方法，应更加得到业主和承包商的重视，同时培养专业性人才，进行专业化管理，通过有效的保险理赔管理，使得承包商能够在出险后获得额外的补偿，最大程度的降低自己的经济损失。

(1)通过创设情景，使学生认知二氧化碳的重要性。

(2)通过课堂演示实验和学生参与实验，使学生了解二氧化碳的性质和用途。

(3)通过对比实验，使学生掌握二氧化碳的化学性质。

(4)联系生活实际，使学生了解石灰石的用途。

通过学生设计实验并动手操作，实现对二氧化碳性质的掌握，同时将化学与生活相联系，使学生从认识、了解到培养、创新，最终体会科研之路。

2.4 教学重难点

基于以上对学情和教学目标的分析，确定了本节内容的教学重点：二氧化碳跟水、跟石灰水的反应。教学难点为：学生自主探究，设计实验，归纳二氧化碳的性质是本节课的难点。

2.5 教学过程

另外，该部分内容较基础，总体来说难度不大，便于化学师范生在知识和技能方面开展多样的教学设计，但在课堂实施过程，往往缺乏合适的情景创设和活动探究，大部分情况下会导致学生学习兴趣降低，注意力难以集中，知识掌握不牢固等情况。针对这些问题，通过对学情分析、教学目标分析以及重难点分析等，开展基于探究式教学在“二氧化碳的性质和用途”教学设计中的应用。

伴随着高等教育的普及化发展，加上高校合并与扩容，本科评估检查对图书馆藏书数量、生均数量指标的量化要求，以及每年的馆藏新书递增，使得近几年图书馆的图书存量达到了一个新的高峰。这无疑对教学与科研起到了良好的支撑保障作用。但自主学习团队需要由个性化、专业化的空间向传统存储空间拓展，为此，图书馆要合理平衡这两方面需求。

【环节一】 创设情境，问题引导

正所谓，好的开始是成功的一半。为了将学生的注意力和兴趣更好地吸引到课堂上来，引用了意大利“屠狗洞”这则具有神秘色彩的故事导入新课，并创设问题情境，意大利“屠狗洞”为什么人进去安然无恙，小狗进去就再也出不来了呢？学生有可能知道，有可能不知道，这样就可以让学生带着这些问题顺利进入到接下来的学习环节——二氧化碳性质的学习。

【环节二】温故知新——二氧化碳的密度比空气密度大

为了使教学更有针对性，重点更加突出，让学生从已有的知识出发，先回顾上一节课内容——二氧化碳的制取实验，提醒学生重点思考实验中为什么采用向上排空气法收集二氧化碳。学生容易得出CO₂的密度比空气大这样一个重要性质。那除此之外，二氧化碳还有哪些重要性质呢？带着这个问题，接下来将通过5个有趣的实验探究活动，引导学生进一步探究二氧化碳的其它物理性质和化学性质。

【环节三】实验探究——二氧化碳的物理性质和化学性质

(1)实验探究一——二氧化碳的的颜色、气味、状态

首先向学生展示一个集满二氧化碳的集气瓶，让学生结合前面所学的氧气和氢气的性质，从颜色、气味、状态等方面进行观察，得出二氧化碳具有无色无味无毒的性质，这里让学生注意闻气体的方法是用扇闻法。

夜访南方印务，虽还未到开机时刻，但一座座高耸的轮转印刷机整齐地排列于车间之中，亦有一番气势所在。行于车间之中，聆听着张军的介绍，南方印务政治站位、致力精品的形象逐渐清晰。

(2)实验探究二——二氧化碳不燃烧也不支持燃烧

通过让学生仔细观察烧杯中蜡烛燃烧的实验现象，启发学生思考，阶梯式摆放有什么样的妙处？为什么位置较矮的蜡烛先熄灭？学生可以通过观察并讨论得出二氧化碳的密度大于空气，并且二氧化碳不燃烧也不支持燃烧这样一个重要性质。这时候再引导学生回顾课前有关意大利“屠狗洞”的故事，让学生结合所学知识来解开小狗死亡之谜。

图 1 二氧化碳不燃烧也不支持燃烧实验

Fig.1 The experiment CO₂ does not burn and it does not support combustion

(3)实验探究三——二氧化碳能溶于水

倪二泉攀住一根树枝，树枝一下断裂了，猝不及防的倪二泉，险些跌落山崖。幸亏陈山利一个箭步冲上去，双肩顶住倪二泉的脚底。

通过前面氧气和氢气的性质的学习，学生已经知道气体在水中有一定溶解度，那么二氧化碳在水中的溶解度如何呢？启发学生自己设计实验，探究二氧化碳在水中的溶解度。学生可能设计将水倒入装满二氧化碳的瓶子中，或者是将二氧化碳倒入水中，通过学生动手实验，可能会发现设计的实验会存在某些问题，不能很好的反应二氧化碳在水中的溶解性。教师可以引导学生进行实验改进，将二氧化碳充满质地柔软的塑料瓶中，然后加入一定量的水后，拧紧瓶盖，用力震荡，通过观察瓶子的变化来证明二氧化碳能溶于水。在教师的进一步指导下，提示学生通过加水量的多少来证明二氧化碳的溶水比是1:1，让学生进一步得出二氧化碳能溶于水，而不是易溶于水这样一个性质。

CO₂溶于水的过程，是否和水发生了化学反应呢？同学们肯定会意见不一。不管是有还是没有，要求必须用事实来说话。由于该知识点是本节课的重难点，仅靠简单课堂讲解不易让学生牢固掌握，但通过一组更有趣的实验探究来证实学生的猜想，易于学生牢固掌握该性质。

不同的农药针对不同的虫害或者病害，作用机理一般不同。即使有同类的农药作用会累加，也还是根据其“残留量有多大”，而不是根据“有多少种”来判断是否有害。也就是说，如果每种农药的残留量都低于国家标准，那么危害就可以忽略；如果残留量超标，那么即使只有一种农药，也是不合格产品。

图 2 二氧化碳能溶于水实验

Fig.2 The experiment of CO₂ soluble in water

(4)实验探究四——二氧化碳与水反应生成不稳定的碳酸

紧接着，启发学生思考，二氧化碳溶于水的过程中，是否是简单的溶解？有没有和水发生化学反应呢？又如何证明呢？通过这些问题，进一步激发学生的学习兴趣，从而进行实验探究四的学习。

(5)实验探究五——CO₂跟石灰水的反应

同学们非常容易得出水和二氧化碳都不是酸性，因此不能让紫色的小花变成红色。接着启发学生思考，有没有办法让第二朵和第三朵紫色小花也变成红色呢？接下来，可以邀请学生参与实验，一起见证奇迹的发生。将第二朵和第三朵紫色小花喷完水后，放在装满CO₂的集气瓶中，小花们很快也变成了漂亮的粉红色。在神奇的魔法实验后启发学生思考，为什么这两朵小花又变红了呢？学生肯定会很快想到，肯定是水和CO₂发生了化学反应，生成了一种酸性物质使紫色石蕊变红，生成的这个酸性物质就是碳酸，同时书写CO₂与水反应的化学反应方程式——CO₂+H₂OH₂CO₃。至此，就顺利实现了对该重难点的突破。

接下来，继续邀请学生参与魔法实验，让学生想办法将红色的小花重新变回紫色。在学生进行探究实验和教师指导后会发现，将两朵变红的小花在酒精灯上加热，红色的小花又慢慢变回了紫色。这又是为什么呢？同学们通过积极参与实验和认真思考，不难得出正确的结论——碳酸是一种极不稳定的酸，常温下就能分解产生水和CO₂，加热条件下会分解得更快，同时书写板书碳酸分解的反应方程式。

H₂CO₃CO₂↑+H₂O

图 3 小花变色实验

Fig.3 The experiment of flowers discoloration

首先，提前准备好一种名叫紫色石蕊试液的药品，告诉学生它有一个非常重要的化学性质，就是遇到酸会变成红色。另外，取三朵喷有紫色石蕊试液后干燥的小花，请同学们仔细观察小花的神奇变色过程。首先取出第一朵小花，然后给这朵小花喷上稀醋酸，紫色小花瞬间变成了漂亮的红色，说明酸能使紫色石蕊变红。接下来，将第二朵小花取出来并喷上水。要求同学们仔细观察是否有颜色变化。紧接着再将第三朵小花放在装有二氧化碳的集气瓶中，它会变色吗？非常遗憾，也没有任何颜色变化。这些现象说明了什么呢？

由此可知，在用作路面基层时，不管是何种沥青材料，都必须具有良好的力学性能、水稳定性能、耐久性能、抗收缩性能等。

大关东话我听得多了。我本不想再理睬她，见大家伙儿正瞧着套包，只好认真地说：“混一天，算一天，有什么办法？”

接着进入最后一个实验探究：请学生用一根吸管向盛有澄清石灰水的烧杯中吹气，指导学生观察实验现象，分析并归纳出反应原理。学生发现澄清石灰水变浑浊了，说明CO₂与澄清石灰水发生了反应并生成了不溶性的沉淀，即碳酸钙。同时板书CO₂与澄清石灰水反应的反应方程式。同时向学生强调，CO₂与Ca(OH)₂的反应是我们检验二氧化碳气体常用的一种方法，让学生理解并掌握这个知识点。至此，就顺利完成了对第二个重难点的突破。

CO₂+Ca(OH)₂CaCO₃↓+H₂O

图 4 向澄清石灰水吹气

Fig.4 Blow to clear lime water

在经过设疑、提问、学生设计实验、教师指导实验、学生总结实验之后，通过5个简单有趣的实验探究，引导学生进行自主归纳总结，得出CO₂的完整性质，让学生在掌握知识的同时，体会化学的魅力，培养学生的核心科学素养。

对于工程造价信息化建设工作的落实，必然需要首先从整体结构入手进行优化，促使其能够表现出较强的造价信息化管理流畅性和全面性，避免在任何方面存在偏差和遗漏。基于此，工程造价信息化管理平台需要首先表现出鲜明的层次性，能够较好实现对于工程造价各个方面需求的有效满足，实现对于所有造价管理职能的全部覆盖，确保相关支撑体系较为全面。在造价信息化管理平台构建中，还需要重点关注于功能的不断丰富和完善，不仅仅需要保障基本造价控制任务得到有效落实，还需要保障一些参考模块或者是其它扩展功能得到较好满足。下图2即为相对较为全面的信息化管理平台。

那么CO₂有这么多性质，可以用在哪些地方呢？我们进入下一个环节。

【环节四】学以致用，扩展思维

为了使学生将本次课所学知识与生活相联系，我将给出生活中常见的几幅图片，启发学生思考，这些图片用到CO₂什么性质？CO₂有那么多用途，那么CO₂是不是越多越好呢？让学生开动脑筋，在课后和同学、家长一起讨论这些与生活相关的问题，将化学与生活相联系，加深对所学知识的理解。

将情况6（遭遇挫折或伤害）再细化分为6种常见情形，包括心理问题、资料遗失、意志下滑、准备不佳、技术素养和资源过时等，并在[0，1]区间针对每一种情形由项目负责人进行概率打分（见表２）．

【环节五】达标检测，巩固新知

利用习题的形式对课堂内容进行及时总结巩固和提炼应用，是教学过程中不可或缺的环节，通过几道典型的题目，随堂检测学生对知识的掌握和应用能力，也可使教师更好的了解教学效果，进行不断的改进和优化。

2.6 板 书

简洁明了的板书，不仅能够突出教材的知识点，易于学生掌握和理解，也便于课后引导学生进行小结，使知识更条例清晰。

图 5 板书设计

Fig.5 Board design

3 教学反思

本文从化学基本观念和化学核心素养出发，以“二氧化碳的性质和用途”为例，主要采用科学探究模式进行教学设计，整个教学设计紧扣教学目标，教学过程科学利用情境教学，通过生动、有趣、悬念性的实验，让学生通过直观的形象感知轻松掌握新知识，形成自我认知结构，从而培养学生实验观察能力、分析问题解决问题的能力以及发散思维能力。最后利用习题的形式，进行达标检测，使学生对本节内容的重难点更好的理解和掌握。

不足之处在于，本节课实验较多，学生容易在被趣味实验吸引的同时，忽略积极主动思考，对学习重难点把握不准，这就需要教师在教学过程中进一步明确重难点，强化教学实力，注重课上课后反思。教学过程成为一个再发现、再创造的认识过程，因此，每位化学师范生必须经过不懈努力，不断提高综合素质，创设自己的教学特色。

参考文献

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[4] 苗慧,王鑫.基于化学核心素养培养的教学设计与评价——以氨的科学探究教学设计为例//2019首届化学微格教学论坛论文集[C].2019:264-274.

[5] 亓英丽,毕华林.化学教学目标设计的反思与对策[J].化学教育,2012,33(8):11-14.

Teaching Case Design Based on Chemical Core Literacy ^*

WANG Xiao -juan ,ZENG Wen -yan ,LI Gao -wei

(College of Chemistry and Chemical Engineering, Shangqiu Normal University, Henan Shangqiu 476000, China)

Abstract : Teaching skill is an important vocational skill for teachers to engage in subject teaching. In order to improve the teaching ability of chemical normal students based on chemical core literacy, the role of inquiry teaching in the teaching skills training of chemical normal students was expounded, taking “the property and use of carbon dioxide” as an example. By combining the knowledge and teaching skills of the chemical discipline, using the method of scientific inquiry, the teaching design research was conducted on the main line of cultivating students’ chemical core literacy, and through teachers and students working together to find problems from multiple perspectives and solve problems, the teaching skills can be improved, in order to provide reference for the training of teaching skills of normal college students.

Key words : exploratory teaching; chemical normal students; teaching skills; teaching design

中图分类号： G650

文献标志码： B

文章编号： 1001-9677(2019)22-0137-04

^* 基金项目： 商丘师范学院2016年度青年骨干教师项目(No.2016GGJS08)。

第一作者： 王晓娟(1983-)，女，副教授，博士，主要从事有机化学，药物化学的教学研究。

通讯作者： 李高伟(1983-)，男，副教授，博士，主要从事有机化学的教学和科研工作。

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