基于学科核心素养的案例教学实践——以“化学反应速率”为例.docx

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Vol.33No.1

Mar,2020

闽南师范大学学报（自然科学版）

JournalofMinnanNormalUniversity（NaturalScience）

基于学科核心素养的案例教学实践

——以“化学反应速率”为例

郑珊I,郑爱芳2,韩雅娟3,林布I

（1.闽南师范大学化学化工与环境学院，福建漳州363000;

2.漳州市第三中学，福建漳州363000;3.漳州市第五中学，福建漳州363000）

摘要：

以苏教版化学必修二《化学反应速率》为例，结合化学核心素养精心设计案例教学，探讨如何通过案例

教学优化高中化学课堂，提升教学效果.

关键词：

高中化学；核心素养；案例教学

中图分类号：

G424 文献标志码：

B 文章编号:

2095-7122（2020）01-0120-08

案例教学缩短了教学情境与生活情境的差距，是基于学生、学科和生活等多角度的平衡而形成的互动式教学模式.化学案例教学中，教师根据培养目标与教学内容，以真实发生的事件为背景，引导学生在接触案例、探讨案例、解决实际问题的参与式学习中不断内化知识，掌握方法,发展核心素养.教师在课堂教学中自觉引导、启发学生的过程也有助于教师加深思考，针对学生提出的各种不同理解及时补充新的教学内容.

1案例教学的实践模型

教学过程的设计要充分考虑学生的能力、需求，充分考虑到案例部分的设计、安排以及预期产生的效果,协调好案例与理论、实践的平衡.因此，案例教学的基本模式应包括：

1）教师精准选择、展示案例问题,激发学生思考;2）教师以案例为背景讲解教材知识，加深学生理解;3）师生基于所学原理，围绕解决系列问题开展对案例的分析与探究，形成良好的互动氛围；4）总结评价、回归案例，学生充分感受到化学与生活的紧密联系，批判反思意识得到培养，并能在新的真实情境下解决新的问题，最终加强理论知识与实践相结合的能力.

本文基于已有的教学实践模型，结合"教-学-评一致性”的教学理念以及本课例的教学实践，构建了如图1所示基于学科素养的案例教学实践模型.

2案例教学的设计与实施

笔者以"化学反应速率”为例，探索如何利用案例教学培养学生的化学核心素养，帮助学生形成正确学科和社会价值观念，提高课堂教学效果.

2.1指向“核心素养”案例教学的教学设计分析

2.1.1教学与评价目标分析

案例教学在具体落地时要注意总体的结构，结合化学核心素养的要求确定输出的知识点及价值点.

收稿日期:

2019-09-24

基金项目：

全国教育科学"十［五”规划2018年度立项课题（DHA180418）作者简介：

郑珊（1996-）,女,福建省漳州市人，硕士研究生在读.

在课堂案例教学中，教师要善于整合各类信息,通过学科知识、学生经验以及师生观点的碰撞来起到启示理论、启发思维的作用

图1基于学科素养的案例教学实践模型

Fig.1Caseteachingpracticemodelbasedonsubjectaccomplishment

本节教材是在学生以物质变化角度认识了化学反应之后，引导学生从另一个视角即化学反应进行的快慢出发，构建化学反应中反应速率的相关知识点，从而继续丰富对化学反应的认识.笔者基于课程标准S的解读以及学生现状的分析,结合教材分析制定以下教学目标及评价目标.

【教学目标】

A1.以具体案例为依据进行分析，提出猜想，认识到化学反应有快有慢，初步建立变化观念与平衡思想.

A2.结合案例迁移构建化学反应速率的概念及表示方式，从定性认识上升到定量计算，进一步提高证据推理与模型认知的能力.

A3.通过消防员灭火引导学生分析并得出影响化学反应速率的因素，发展学生的证据收集和证据推理能力；运用控制变量法进行实验,并以具体实验结果为证据证实前期的假设，培养学生严谨求实的科学态度及创新意识.

A4.了解控制反应条件对处理化学事故的作用，发展化学价值观,提升科学态度与社会责任.

【评价目标】

B1.通过课堂交流、评价与观察，诊断学生对概念理解的水平（定性水平、定量水平）.

B2.结合内因、外因两方面分析认识化学反应速率,诊断并发展化学反应变化条件的认识水平（孤立水平、系统水平）.学生对化学反应快慢的影响因素做出合理预测与解释，诊断并发展学生的证据收集和证据推理能力（基于经验水平、基于概念原理水平）.

B3.通过探讨方案并进行实验操作，诊断学生的实验探究水平（孤立水平、系统水平）.

B4.引导学生将化学学科和消防安全的知识点进行串联,发展学生解决实际问题的能力水平和认识学科（化学）价值的水平（学科价值视角、社会价值视角、学科和社会价值视角）.

2.1.2教学与评价思路

基于“教、学、评一致性”的理念，以学习目标为导向，确定了“化学反应速率”的教学与评价思路（见图2）.

2.1.3课堂教学思路

本节课密切结合生活实际创设案例情境，通过类比迁移引入化学反应速率的概念，讨论、归纳得出影响反应速率的因素,并通过实验验证猜想，整个过程渗透科学研究的思维及方法（见图3所示）.

选取四川省凉山州森林火灾作为案例教学的素材背景，以此为切入点具备真实感，能激发学生的社会责任意识.案例以“火情发生、消防接警、科学灭火”为线索，引发学生思考“如何做到科学灭火?

”，进行“学习一交流一探究一总结”等环节来完成对“消防当中的化学知识”相关内容的学习，达到教学理论与能力提升的目的.学生在学习之前己然具备相关的消防知识、物理学的速率等概念，因此，选取本案例符合学生的发展水平.

2.2案例教学的实施

环节I：

接触案例，引入课题

【学习任务1】观看案例素材，进行思考.

【评价任务1】诊断并发展学生潜在的学习动机水平（孤立水平、系统水平）.

【播放】四川省凉山州的森林火灾事件视频.

【提出问题】“为何火势发生如此迅猛?

”“如何做到科学灭火?

”

【学生活动】讨论激烈并作出回答:

“燃烧”是种快速、迅猛的化学反应过程.

【点题】这节课我们就来研究化学反应速率.

【设计意图】选择真实发生的新闻热点为切入点，不仅具备真实感，引发学生主动思考，同时教育学生应铭记英雄,感恩英雄,培养学生的科学态度与社会责任意识.

环节II：

讲解案例，构建模型

【学习任务2】初步构建化学反应速率的概念模型.

【评价任务2】诊断并发展学生的证据收集和推理能力（定性水平、定量水平），知识关联结构化的水平（孤立水平、系统水平）

【情境创设1】通过火势与其他生活现象、化学实验现象的比较，提出"如何定性描述反应进行的快慢?

”

【情境创设2】观看消防接警报导，提出“如何定量描述化学反应进行的快慢?

”

【系列问题一】①消防接警时消防车的车速与消防龙头的流速这两个物理量分别描述了什么样的过程？

②对比物理学里关于“速率”的概念，化学中的反应速率又该如何表示呢？

③反应中的物质可以用什么来表示呢？

④该物质（反应物或生成物）在反应过程中数量的变化趋势是什么？

⑤在化学中通常用来表示容器内物质数量的物理量是什么？

”

表1【系列问题一】解决过程中学生的表现

Tab.1[seriesofproblems1]students'performanceintheprocessofsolving

问题 学生回答 表现评价

可以观察反应中的气泡生成、固体溶能结合生活现象和学过的反应进行对

如何定性描述反应进行的快慢 解、颜色转变、降温升温等状态的变化比，感受化学反应有快有慢

快慢

消防接警时消防车的车速与消防龙头“车速”表示在单位时间内消防车所移

的流速这两个物理量分别描述了什么动的距离;“流速”表示单位时间内水管

样的过程 中的水所流过的体积

通过对比物理上：

“速率”的概念，化学单位时间内参加反应的某物质数量的

中反应速率应该如何表示 变化

反应中的物质可以用什么来表示 反应中的物质可以用什么来表示 ¥≡,f⅞S5¾

该物质（反应物或生成物）在反应中数反应物或者生成物.随着反应的进行，希联合⅛≡n'量的变化趋势是什么 反应物减少，生成物增多

**sts段表示容器内物质数浓度,物质的量浓度

如何定量描述化学反应进行的快慢馨普*斯物浓度的减少或者生

服物fKbc∏J⅛人

【设计意图】通过情境创设，认识到化学反应有快有慢，初步建立变化观念与平衡思想；小组讨论【系列问题一】，运用对比归纳、类比迁移的学习方法，强化“证据推理与模型认知”的核心素养，构建化学反应速率的概念模型.

环节III：

自主探究，丰富模型

【学习任务3-1】组内讨论案例问题，分析得出化学反应速率的影响因素.

【评价任务3-1】诊断并发展学生对反应条件的认识水平（孤立水平、系统水平）.和证据推理与模型认知水平（经验和概念原理水平）（具体教学流程如图4所示）.

【设计意图】利用消防员“喷水灭火”这一表象得出“降温可以降低燃烧反应速率”的内在，从而得出燃烧速率与“温度”有关;通过特殊灭火设备，引导学生认识到把“水柱”变为“水雾”是为了增大“接触面积”这一关键点；通过二氧化碳灭火器的灭火原理引导学生思考可燃物表面氧气的“多”与“少”的问题，由表及里引出“浓度”也是燃烧速率的影响因素.由常识做切入点，以学生为主体，引导学生对比、分析并得出化学结论,培养学生证据推理的能力.

【学习任务3-2】讨论、制定方案并围绕其展开研究.

【评价任务3-2】诊断并发展学生的实验水平（孤立水平、系统水平）.

【提出任务】设计实验探究何证明影响化学反应速率的影响因素.

【制定计划】学生小组制定除课本之外的实验方案（表2所示）.

表2学生实验方案设计情况

Tab.2Designofstudents'experimentscheme

影响因素 实验方案 方案评价

温度

方案1：

根据反应原理:

CaCO3+2HC1=CaCl,+H,0+CO,↑

取两支大试管，各加入2mL,0.2mol/L盐酸,再加入等质量CaCO3粉末，分别将两支试管置于热水浴及冰水浴中

方案2：

根据反应原理:

Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+H2O+SO2↑+SI,取两支大试管加入

2mL,0.1mol∕L硫酸，一支试管置于热永浴中，一支置于常温卞，再分别加入2mL,0.1mol∕

LNa2S2O3

浓度

方案1：

取两支大试管，加入等质量CaCO,固体，分别加入2mL,0.2mol/L盐酸、2mL,0.1mol/L盐酸并置于常温下反应

方案2：

取两支大试管，各加入2mL,0.1mol∕LNa2S2O3,一支试管加入2mL,0.1mol/L硫酸,一支加入2mL,0.2mol∕L硫酸,置于常温下反应

接触面积

方案1：

取两支大试管，各加入2mL,0.1mol/L盐酸，向一支试管加入等质量CaCO3粉末，另一支加入等质量块状CaCO3固体,置于常温下反应

该小组能够基于熟悉的化学反应自主选择有代表性的研究对象，设计、实施并及时收集、记录实验现象;充分掌握运用控制变量法进行对比实验研究化学反应

【实验探究】小组为单位进行实验.

【设计意图】教师引导学生通过组内合作实验进一步探究“影响化学反应速率的因素”，引导学生基于变量控制方法设计实验方案，提升学生科学探究与创新意识.

环节IV:

总结案例，问题解决

【学习任务4】自我学习总结归纳并相互评价,构建基于真实问题解决研究物质的思路.

【评价任务4】发展学生解决实际问题的能力以及学科（化学）价值的认识水平（学科、社会、学科与社会视角）.

【提出问题】当发生类似的化学事件时，我们应该如何处理呢？

【学生活动】归纳并回答:

遇到化学事件-聚焦相关物质的化学性质τ分析反应原理-完成安全事故