基于学科核心素养的高中化学教学案例研究 精选教育文档.docx

1、基于学科核心素养的高中化学教学案例研究 精选教育文档基于学科核心素养的高中化学教学案例研究 高中化学；核心素养；化学能 高中各学科课程标准修订研究，提出了学科的核心素养体系，要求在学科教学中帮助学生形成能体现学科自身本质特征，具有跨学科性质的学科核心素养。学科核心素养的形成，需要学习者在学习中与学习情境持续互动，需要学习者在解决问题和创生意义的过程中养成必备品格，形成关键能力。高中化学课程标准修订中，提出了用“宏观辨识和微观探析”“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”五个语句概括的学科核心素养。 基于此，课堂教学要从知识技能传授的单项灌输，转向

2、以学科核心素养培养为目标和导向。要从学科素养培养的视角分析、把握教学内容，改变学习方式和教学模式，探索教学设计和课堂教学的转型。在课堂教学设计和组织上，要基于学科核心素养培养，把教学内容要密切联系自然、社会生产生活实际和热点问题，创设学习情境，让学生尽可能在真实的情境中学习；要把学习活动开展作为课堂教学的主线，让学习活动成为课堂的主旋律。建构基于学科核心素养培养的教学内容，是课堂转型的核心，学习情境创设、学习活动开展是有效地实施教学、落实学科核心素养培养的保证。 一、从学科核心素养培养的视角分析学科教学内容 学科教学内容，一是学科的基础知识（学科基本概念、基本原理及其应用）的理解和掌握、学科学

3、习和研究基本方法和基本技能的习得。这部分内容学科的逻辑结构清晰，系统性强，具有学科特质，是显性的教学内容，在教科书的语言文字、符号、图表中可以非常明白地读到、学到。二是在学科基础知识、学科学习和研究基本方法和基本技能中蕴含着的学科思维方式、学科观念、科学探究、科学精神、价值观和人文精神教育内容。这部分学习内容既有学科特质，又包含跨学科教育功能。这部分学习内容缺乏系统性和明晰的逻辑结构，大多分散、渗透在学科基础知识、学科学习和研究基本方法和基本技能之中。许多内容在教科书的字里行间读不到，是隐性的（但不是外加、虚幻的）。学科教学的这两部分内容，前者是后者的载体，后者是前者的灵魂，对于学科核心素养形

4、成都是不可或缺的。 化学课程中，学习内容包括显性的和隐性的两种。显性的学习内容包括化学科学的最基础、最核心的知识，包括从原子、分子水平研究物质及其变化的事实性知识，化学研究方法、手段工具和技术等策略性、方法性知识，化学科学在认识物质及其变化、合理利用物质、创造新物质等方面应用的价值性知识，这也是传统学科教学的重点。隐性的学习内容包括所蕴含的化学科学的核心观念、化学学科的思维方式、科学探究和科学伦理道德，看待和处理人与自然，科学与技术、社会、环境关系的准则等。两种 学习内容对学生核心素养的培养都是不可或缺的。 王云生老师认为，从化学学科核心素养培养的视角看，高中化学课程的显性与隐性的教学内容如下

5、： 科学认知维度：运用化学实验方法，基于证据做分析推理，借助想象、模型方法和符号表达，从化学现象的宏观辨识入手，深入到在原子分子水平上对物质及其变化做微观探析，理解、掌握化学学科的核心基础知识、基本技能与相关的研究和学习方法。 化学实验和科学探究维度：在观察物质及其变化现象（包括化学实验现象）的过程中，发现并提出问题，开展科学探究，提高问题意识、探究意识和创造意识，形成化学学科的思维方式、科学探究能力、分析和解决问题能力。 科学与人文教育维度：在主动参与学习的过程中体验、感悟，形成化学的基本观念，理解科学的本质，理解科学与社会、生活、生产、环境的关系，认识化学科学价值，培养社会责任，培养科学精

6、神和科学伦理观念。 基于此，对于高中化学课程中的化学能与电能的转化的相关学习内容，会涉及以下问题： 什么是化学能和电能的相互转化？ 化学能和电能为什么可以相互转化？ 如何实现化学能和电能的相互转化？ 化学能和电能相互转化的意义是什么？ 可以清晰地剖析和梳理其中蕴含的化从上述三个维度分析， 学学科核心素养培养的要素。 科学认知：借助实验现象观察，从宏观性（金属活动性不同的金属和电解质形成原电池，电解质溶液通电前后发生的现象变化）的辨识入手，运用想象和微观粒子运动模型做微观探析，理解、掌握有关化学能和电能相互转化的基本概念和原理知识，从微观视角，运用化学符号系统描述、分析原电池的电解质中各电极发生

7、的反应；应用电能和化学能相互转化原理知识，解释说明生产、生活中原电池反应、电解反应、以及化学电源、电解应用中的氯碱工业的电镀、金属的腐蚀与防护等知识。 化学实验和科学探究：能从有关电解质在溶液中存在状态、变化与相互作用的现象中，发现和提出问题，运用化学实验方法和逻辑思维方法，探究在电化学过程中离子移动的方向的原因，通过实验探究，理解原电池反应和电解反应的原理。 科学与人文教育：在研究原电池和电解池工作原理过程中，形成有关电解质溶液中离子变化的规律意识与理性思维习惯，树立变化观念和平衡思想；在分析研究与原电池和电解原理相关的化学实际问题中，培养实事求是的科学精神，认识能量转化原理知识在促进化学科

8、学发展上，在研究和解决生活、生产、环境中相关问题上的价值，培养理论联系实际的学风和社会责任感，形成科学的价值观和科学伦理观念。 核心素养不是先天遗传，而是经过后天教育习得的。学生核课堂教学是发展学生学科，?w心素养的实现必须以知识教学为载核心素养的主阵地，教材是学生学习的重要文本，化学学科的核心素养应该内隐在教材内容中，教师要结合教学内容，根据学生的实际状况、为实现培养学科核心素养的目的创造性地开发和使用教材，这就要求教师必须围绕化学学科核心素养精心设计教学内容。 二、从学科核心素养培养的视角进行课堂教学设计 在此选择化学能与电能的相互转化中电解池的工作原理及应用一节内容，按照目前关于化学学科

9、核心素养的要求，重新审视教材内容，挖掘其学科核心素养价值，以这些教学内容为载体，通过有效的教学活动设计，达到培养化学学科核心素养的目的。 教材分析： 本节教材分为两部分：一是电解原理，以电解CuCl2溶液为例，根据实验现象分析装置中发生的电解反应，介绍了电解的基本概念电解的概念、电解池的组成、离子放电顺序和电极反应，从而揭示了电解的原理；二是电解原理的应用，以氯碱工业、电镀、铜的精炼、电冶金为例，介绍电解原理在化工生产中的应用。这在教学设计的重心是第一部分电解原理。“化学能与电能的相互转化”是贯穿全章的主线。在原电池的学习中，学生已经了解了利用自发的氧化还原反应，能够把化学能转化为电能，本节的

10、核心概念是“通过电解池使非自发的氧化还原反应能够发生，反应中电能转化为化学能”。氧化还原反应、离子得失电子难易程度、电解池如何形成闭合回路，这些知识是电解原理的基础。 学情分析 学生在初中就对电解水有了一定认识。必修1学习了氧化还原反应，能够判断一个氧化还原反应能否发生，掌握了氧化剂还原剂的相互关系以及反应中电子转移等知识。必修2元素周期律的学习，对金属阳离子和非金属阴离子得失电子难易程度进行过归纳总结，学生对得失电子难易有一定基础，但对于电极反应方程式的正确书写仍然存在困难。选修4原电池的学习，让学生对自发进行的氧化还原反应有了更加深刻的知识。由于电解的概念多、理论性强，特别是原电池和电解池

11、装置学生也易将二者混淆，它们对应的电子和离子的移动方向、电极反应等分辨不清楚。因此，通过复习电解水，分析用惰性电极电解CuCl2溶液、电解NaCl溶液的过程，列举电冶金工业中金属Na的制取方法等实例，帮助学生建构电解池的核心概念。 教学目标 通过电能转化为化学能的探究实验，知道电解池装置的基本构造，能够从电极名称、电极反应、能量转化、反应驱动力等方面，认识并掌握电解池的工作原理，会正确书写简单电解池的电极反应方程式和电解总式。能够根据电解质溶液的组成和电极特点，运用氧化还原知识判断电解产物，并形成分析判断电极产物电极材料溶液中存在的微粒微粒的运动方向的一般思路：分析得失电子的能力判断写出电极产

12、物。 在用惰性电极电解CuCl2溶液、电解NaCl溶液的实验中，教师通过提出问题、分析解决问题调动学生学习的主动性，通过观察、分析、推理实验现象，归纳、总结基本概念和规律，帮助学生建立综合运用微粒观和氧化还原反应理论，分析电解池问题的基本思路。 通过查阅资料、观看录像等方式，了解电解原理在工业生产中的应用，感受电解原理在科技、生活中的应用价值，培养学生对化学的学习热情和求知欲望；通过对戴维及其成就的介绍中，培养学生对化学史的关注，感受科学家的精神品质。 教学重难点：电解池工作原理 教学活动设计与分析： 教学环节1 化学史引入，提出问题复习旧知： 以2H2+O2=2H2O为例复习原电池原理，分析

13、自发进行的氧化还原反应设计为原电池的方法，总结原电池的核心概念，为构建电解池的核心概念做好知识储备。那么对于反应2H2O=2H2+O2如何实现？反应过程中能量如何转换？该反应学生很熟悉，容易想到高温和电解实现水的分解，反应中伴随能量的转换，有助于学生能量观的建构，初步认识到“电解是最强的氧化还原手段”。 化学史引入，提出问题：在化学发展史上第一次实现水电解年伏打电池诞生后。电给世界带来了太多1799是在O2和H2为的神奇变化，好奇心驱使人们进行各种尝试。英国化学家戴维用他发明的电解法，相继发现了K、Na、Ca、Sr、Ba、Mg等元素，成为发现化学元素最多的化学家。他的研究思路是水通电生成H2和

14、O2，那么物质的水溶液通电时，物质的变化是如何发生的呢？ 设计意图：把原电池原理和本节要学习的电解池原理自然地结合在一起，向学生展示了电解法产生的时代背景及其对化学发展带来的巨大影响，温故而知新，激发学生的求知欲。 教学环节2 实验探究，建立认识 课本中的活动与探究中的电解CuCl2溶液实验，学生思考并回答：该实验的实验目的是什么？该实验用到的仪器和药品有什么？猜想通电时在阳极和阴极的产物可能是什么？可以观察到什么现象？ 设计意图：在问题解决过程中明确实验探究的目的，帮助学生建立认识：非自发进行的氧化还原反应可以在外接直流电源作用下发生，反应过程中电能转换为化学能，构建学生的能量观，并根据实验

15、总结电解池的构成条件。 在这一环节培养学生核心素养体现在探究与创新思维：这一环节不是直接按教材中讨论电解饱和食盐水来进行分析，而是力求通过实验设计，让学生体现科学探究的过程。 教学环节3 分析研讨，建立概念 CuCl2根据实验结果思考讨论：归纳实验现象，学生观察、 溶液中有哪些离子？在接通直流电源时，离子如何运动？如何书写电极方程式？ 实验现象：阴极有红色的固体；阳极有气体产生，并能使湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝。 分析：CuCl2溶液在接通直流电源时，电子从电源负极出发流入电解池的阴极，溶液中 Cu2+向阴极移动得到电子生成Cu单质；Cl-向阳极移动失去电子生成Cl2，电子流回电源正极，形成闭合

16、回路。 总结：电解池相关概念 ?解：使直流电通过电解质溶液在阴、阳两极引起还原反应和氧化反应的过程。 电解池：把电能转换为化学能的装置。 电极名称及判断： 阴极：与电源负极相连，阳离子向阴极移动，得电子，发生还原反应。 阳极：与电源正极相连，阴离子向阳极移动，失电子，发生氧化反应。 设计意图：该实验是理解电解原理的突破口，也是本节教学重点。引导学生通过观察实验现象，运用所学知识分析电极表面发生变化的原因。通过实验现象分析电解原理，符合学生的认知过程。通过对溶液中微粒的分析，使学生对电解的认识从宏观上物质的变化上升到微观上微粒的变化，进而认识电解池的功能是认识“电解质溶液的导电过实现非自发进行的氧化还原的装置，程，就是溶液中