从新老教师同课异构谈对学生化学核心素养的培养

上海市吴淞中学 李玲 乔心悦

关键词

核心素养 同课异构 教学实践

一、培养学生核心素养是化学教学的价值追求

课堂教学是教育活动最常见、最普遍的方式，是培养学生核心素养的落脚点和重要途径。其最根本的价值追求是以化学知识为载体，发展学生的核心素养促进学生发展。习近平总书记在十九大报告中指出： “优先发展教育事业。建设教育强国是中华民族伟大复兴的基础工程，必须把教育事业放在优先位置，要全面贯彻党的教育方针，落实立德树人根本任务，发展素质教育，培养德智体美全面发展的社会主义建设者和接班人。” 2014年教育部研制印发的《关于全面深化课程改革落实立德树人根本任务的意见》，提出“教育部将组织研究提出各学段学生发展核心素养体系，明确学生应具备的适应终身发展和社会发展需要的必备品格和关键能力”。

学生发展核心素养，主要指学生应具备的，能够适应终身发展和社会发展需要的必备品格和关键能力。落实学生核心素养是落实立德树人根本任务的一项重要举措。中国学生发展核心素养以培养“全面发展的人”为核心，分为文化基础、自主发展、社会参与三个方面，综合表现为人文底蕴、科学精神、学会学习、健康生活、责任担当、实践创新等六大素养。

化学学科核心素养是学生发展核心素养的重要组成部分，包括以下五个方面：宏观辨识与微观探析、变化观念与平衡思想、证据推理与模型认知、实验探究与创新意识、科学精神与社会责任等。化学教师不仅要明确课堂上“教什么”，更要明确“为什么教”；不仅要明确今天的学生“会什么”，更要明确我们的学生今后“能会什么”，为今后的发展应具备怎样的必备品格和关键能力。这些必备的品格和关键能力怎样通过化学教学去落实？如何通过化学教学中学科素养的培养，来实现学生发展核心素养的提升，已成为化学教师的普遍共识。

二、以新老教师的同课异构为例，剖析学科核心素养的落实

随着课程改革的不断深入，新的教学理念更加深入人心。本文仅就上教版高二化学教材《8.2铝及铝合金的崛起（第一课时）》一课为例，列举两位教师分别根据自己的教学经验、知识背景、情感体验，设计出的同课异构的教学片段，从中对化学课堂培养学科素养的状况可见一斑。

（一）两节同课异构的部分教学片段

教学片段甲：授课人，李老师，教龄33年。

1．通过文字及图片资料了解铝及铝合金的性能及应用。（增强对铝及铝合金的直观认识，建立化学与生产生活的联系，感受化学物质的实用之美）

2．归纳铝的物理性质及对应的用途。（性质决定用途）

3．研究铝的化学性质：从上一节学习的金属铁的化学性质可知，铝应该像铁一样能与非金属、水、酸、碱、盐反应。（类比推理）

（1）与非金属反应

问题：根据熟知的金属活动顺序，铝比铁活泼，但是常见的铁制品锈迹斑斑，但铝制品却不易腐蚀，光洁平整，为什么？

【演示】酒精灯上加热铝片。（熔而不滴，认识铝表面致密的氧化膜。通过铝的熔点及酒精灯火焰温度培养“证据推理”能力，判断致密氧化膜的存在）

4Al+3O2→2Al2O3

【演示】毛刷实验。（去掉致密氧化膜后，铝的氧化。认识不同条件下生成不同形态的氧化铝）

过渡：可见铝极易结合空气中的氧气而被氧化，那么铝是否容易结合氧化物中的氧呢？

（2）与某些氧化物反应

【演示】铝热反应。学生观察并描述实验现象，分析得出结论。（提升对实验现象的观察、分析能力，透过现象看本质）

Fe2O3+2Al →2Fe+Al2O3

①从能量的角度分析。（铁熔融后呈红热状态。树立化学反应中的能量观）

②铝热反应的应用说明。（树立学生的“成本控制”意识，培养经济化、绿色化的化学技术思想和社会责任感）

（3）与水反应

【演示】铝跟水的反应。

加入氢氧化钠溶液，再观察现象。引出铝与碱溶液的反应。（以学生已知的金属钠和铁与水反应的本质为入口分析铝与水的反应，建立化学反应思想和类比迁移的学科方法）

（4）与氢氧化钠溶液反应

【演示】去掉氧化膜的镁条、铝条与氢氧化钠溶液的反应。

学生观察、对比、分析。通过分析写出反应的化学方程式。

总反应：

（5）与酸反应

【演示】去掉氧化膜的镁条、铝条分别放入盐酸、浓硝酸中。

学生观察、对比、分析。描述现象，写出与盐酸反应的化学方程式及离子反应方程式。

2Al+6H+→2Al3++3H2↑（引导学生探究本质，发现规律）

铝在冷浓硝酸中钝化。

（6）与盐反应。（从上述毛刷实验中的Hg2+以及Cu2+与H+氧化性强弱的比较中结论呼之欲出）

教学片断乙：授课人，乔老师，教龄8年。

【导入】在学习铝的性质之前，我们先讲一个和铝有关系的小故事：

法国拿破仑三世是一位爱慕虚荣的皇帝，为了显示自己的阔绰有余，他喜欢举行宫廷宴会，来宾用的是金餐具，而唯独他用的是铝餐具，使宾客们羡慕不已。因为当时铝极其稀少，价格远高于黄金。

当时铝这么珍贵，是因为地壳中铝的含量少吗？显然不是，铝是地壳中含量最高的金属元素。真正的原因是当时铝的冶炼技术差。而我们现在的生活，铝随处可见，比如教室的铝合金窗子、铝制炊具、易拉罐等。接下来，我们言归正传，来具体学习铝的性质。

根据金属活动性顺序表，铝是一种比较活泼的金属，比铁活泼；从微观角度来看，我们知道铝原子的最外层有3个电子，易失去，表现出强的还原性。

【板书】铝的原子结构示意图。

既然铝是一种活泼的金属，根据以前我们学过的知识推断，它应该有哪些性质呢？

【板书】铝的化学性质

1．与非金属单质化合

2．与酸的反应

（1） 2Al+6HCl →2AlCl3+3H2↑

2Al+6H+→2Al3++3H2↑

分组实验：打磨后的Al片放入浓HCl中。（现象：与浓HCl剧烈反应，产生大量的气泡）

演示实验：打磨后的Al片投入浓H2SO4中。（现象：无明显现象）

设问：难道铝与浓H2SO4不反应？

师：不是的，有的同学预习得很好。是钝化了！

师：请大家看课本导读。（常温下，铝遇浓HNO3、浓H2SO4是会在表面生成致密的氧化膜而发生钝化，从而阻止内部金属进一步发生反应）

【板书】（2）钝化：常温下，铝遇浓H2SO4、浓HNO3钝化。

3．与盐溶液置换反应

2Al+3CuSO4→Al2（SO4）3+3Cu

师：现在我们动手做铝与硫酸铜溶液反应的实验。

分组实验： （1、2组的同学）不打磨的Al片投入CuSO4溶液中，观察现象。

生：无明显的变化。

设问：奇怪！刚才不是说铝是活泼的金属吗？现在怎么不会与CuSO4溶液反应？难道药品变质了？

分组实验： （3、4组的同学）用砂纸打磨过的Al片投入CuSO4溶液中。

提示：投入前，观察打磨后的铝表面与未打磨有何不同；投入后，再观察铝表面有什么变化。

生：打磨后铝表面比较光亮；投入到CuSO4溶液中一小段时间后，铝表面变红，说明有铜单质生成，确实发生了置换反应。

初步结论：铝与硫酸铜是会反应的，但是因为铝表面有东西把铝单质给包住了，阻碍了铝与CuSO4溶液的置换反应。

师：请大家看课本导读。（铝在空气中能表现出良好的抗腐蚀性，是因为它与空气中的氧气反应生成致密的氧化膜并牢固地覆盖在铝表面，阻止了内部的铝与空气接触，从而防止铝被进一步氧化）同样的，因为未打磨的铝片被外面的氧化膜包裹住了，所以不能与CuSO4溶液发生反应。即良好的抗腐蚀性能，致密的氧化膜并牢固地覆盖在铝表面。这就是为什么铝在空气中不会生锈，而铁就会生锈。

过渡：铝除了有这些性质以外，还有其他特殊的性质吗？

分组实验：打磨后的铝片投入到6mol/L的NaOH溶液中。

现象：产生大量的气泡。

初步结论：铝是会和NaOH溶液反应的。

追问：气体是什么气体？还生成了其他的物质了吗？

分析： ①2Al+6H2O →2Al（OH）3+3H2↑

②Al（OH）3+NaOH →NaAlO2+H2O

由①+②得，③2Al+2NaOH+2H2O →2NaAlO2+3H2↑

【板书】4．与NaOH溶液反应

2Al+2NaOH+2H2O →2NaAlO2+3H2↑

2Al+2OH-+2H2O →2AlO-2+3H2↑

铝与NaOH溶液的反应，是铝区别于其他金属最大的特征，可以利用这个性质除去镁粉中混有的少量铝粉

过渡：铝还有一个广泛应用于生活的特殊性质，那就是铝热反应。

演示实验：铝粉Fe2O3粉末 氯酸钾铺在上面 燃着的Mg条插入

现象：剧烈反应，铁以熔融形式流出。（展示反应后光亮、红热的铁球）

追问：如何用本课内现有的试剂证明“红热铁球”的成分？（培养实验探究与创新意识，学会证据推理，树立证据意识）

【板书】5．铝热反应

2Al+Fe2O3→Al2O3+2Fe

……

（二）对两个教学设计中培养核心素养落脚点的剖析

铝和铝合金是当今社会使用非常广泛的金属材料，与生产、生活关系密切。通过单质铝的教学，促进学生理解化学与人类进步的关系，激发学生对化学学习的热爱。在教学设计中两位老师都注意做到了以知识技能为主线、渗透情感态度价值观、并充分体现在过程和方法中，充分运用本课的素材进行核心素养的落实。

1．挖掘知识点间的内在联系，培养“变化观念”和“微观本质探析”

铝单质有六条化学性质，分别与非金属、与水、与酸、与碱溶液、与某些氧化物、与盐发生反应。在应试教育理念下，让学生逐条记住，再默出方程式，然后做题训练，似乎也可获得不错的分数。但是这种死记硬背的学法对学生核心素养的培养、对培养可持续发展的人有百害而无一利。所以，甲方案的课堂上老师启发学生对这六条貌似独立的性质加以本质上的探究。从学生熟知的金属钠与水的反应分析，其本质就是铝与水电离出的H+之间的电子转移，由于非氧化性酸溶液中的氢离子浓度远高于水中，势必更易发生这种反应。顺理成章地迁移到金属与非氧化性酸及碱溶液的反应。使学生发现这六条性质中其实质上都是铝原子失电子被氧化的过程，就是铝的金属活泼性的体现。并且把前一节课学习的铁的性质与铝进行类比迁移，让学生学会把纷繁多样的化学反应进行类比和分类。“变化观念”和“微观探析”的化学素养得以提升，认识了物质的变化是有条件的，从内因、外因、量变、质变等方面分析物质的变化。从化学课堂上学会了超越化学知识的、可迁移的思维方法。

2．注重引导学生树立社会责任感，赞赏化学对社会发展的重大贡献

陶行知曾说，“生活即教育，社会即学校，教学做合一”。通过本节课，让学生逐步对化学学科有客观、正面、积极的认识。让学生把所学的知识应用到日常生活中与化学有关的问题上，如铝合金的应用，铝的耐腐蚀性的应用，铝热反应的应用，等等。使这种应用意识和能力真正成为学生科学素养的一部分。

两个课例在引入环节上都渗透了核心素养的培养。甲在引入环节中通过投影呈现铝和铝合金的广泛应用，了解化学物质的实用美；通过欣赏含铝物质（红宝石、蓝宝石等）来感受化学物质形态之美、实用之美等达到欣赏物质世界之美、生活之美、生命之美。乙方案以化学史及身边铝制品为情景，让学生感知化学就在我身边。培养学生积极阳光的心态，热爱化学、热爱这个世界、热爱生命本身。还让学生知道学好化学知识才能更合理更科学地利用这些美好的化学物质。从而提升学生的良好心态和人文底蕴。

3．以课堂上“铝热反应的演示实验”为载体，培养学生的实验能力、证据意识、创新精神和社会责任感

两节课的设计中最大的亮点是都从不同的角度对“铝热反应”的育人价值做了充分的挖掘，有异曲同工之效。在甲的课堂上，激烈而刺激的现象让教室里沸腾起来。学生了解了反应原理、引发条件及方程式的表达，应该说基本达到知识目标的要求了。但是甲方案中教师希望通过本节课，给学生提供化学学科认识世界的独特的视角，对学生的学科素养提升有所帮助。所以她向正处于兴奋之中的学生们抛出问题“工业大量炼铁能否用此反应？”学生回答不一。教师随即说道：“把化学知识与社会生产相联系的纽带是化学技术，而成本控制是化学技术的基本原则之一。”学生恍然大悟，用铝来炼铁成本高不经济。教师又说：“为了实现更高的经济价值，有时也可以牺牲铝来换取铁，即用铝热反应的原理来焊接钢轨。”激发了学生的学习兴趣，使学生主动了解铝热反应的应用，并了解了我国高铁技术的快速发展。至此教师又进一步拓宽学生的视野：“铝热反应放出大量的热，这些热量使得可用此反应冶炼难熔金属或焊接铁轨。化学反应所释放的能量是当今世界上最重要的能源。”让学生认识到化学体系可以是一种储能体系，通过控制一定的反应条件，可有效调节和控制能量的存贮和释放过程。使学生从化学的角度来认识能源、认识世界，从而实现学生的核心素养的提升。

乙方案中，整体设计上充分运用了分组实验的手段。让学生自己操作实验，体验感知化学反应的现象和本质。并且把实验的功能不仅仅定位在“提升兴趣”的初级要求，而且在创新性上做文章。比如在铝热反应得到的“红热铁球”后教师的设问“铁球的化学成分是什么”，让学生对精彩的化学现象做深入的思考。学生的设计中运用了使敲碎的铁球分别与氢氧化钠溶液、硫酸铜溶液反应来寻找证据，从而推理出“铁球”的成分。不仅使本节课的教学重点“铝与氢氧化钠溶液的反应”得到巩固和运用，更是培养了学生创新思维、证据推理和科学态度。同时，实验手段的科学利用也让学生领略到化学内容的鲜活与灵动，绝不是苍白无力的死记硬背。对学生今后的超越化学课堂的学习以及终身的可持续发展都会大有裨益。

三、对化学课堂上培养学生核心素养的展望

（一）培养学生发展核心素养需要教师以深度教学唤醒学生的深度学习

由上可见，即使是同样的教学内容，不同的教师在落实核心素养培养的策略和方法上也不尽相同。因此，在教师间不断开展同课异构，落实核心素养的策略与方法的交流、取长补短十分必要。同时需要教师不仅具备学科的基础知识还要有丰富的文化底蕴和主动培养学生发展核心素养的使命感，以实现知识教学的价值目标。以此来带动学生的主动参与，使学生的学习成为富含高阶思维的深度学习。

（二）培养学生发展核心素养，需要学校过程评价与结果评价并举

“勤学如春起之苗，不见其增，日有所长”，学生学科核心素养不是一朝一夕、立竿见影就能形成的，需要化学教师不失时机地、经常性地以不同的教学内容为载体落实核心素养的不同侧面。长此以往才会积水成渊，丰富学生的核心素养。很显然核心素养的培养与落实是隐性的，策略与手段是不思则无而思之深远的，是现有评价体系中无法量化评价的指标。应试教育还存在，就一定有“分数为重”的评价机制，就需要化学教师在“眼中有分”和“眼中有人”之间建立良好的平衡点，做到两者融合，两者并重。同时更需要学校的管理者，将教学的过程评价和结果评价并举，让教师舍得花时间和精力开展基于核心素养的教学活动。在制度上为核心素养的培养、为素质教育的落实提供保障。

总之，对学生核心素养的培养需要教师肩负使命、持之以恒，从“理念转变”到“行为改进”直至驾轻就熟“落实到位”，我们一直在路上。

主要参考文献

[1] 谢兆贵．学科思想方法与中学化学教学[M]．南京：江苏凤凰教育出版社，2015.

[2] 王玉强．深度教学[M]．上海：华东师范大学出版社，2012.