時間：2023-06-26 10:16:19
緒論：在尋找寫作靈感嗎？愛發表網為您精選了8篇化學學科的核心素養，愿這些內容能夠啟迪您的思維，激發您的創作熱情，歡迎您的閱讀與分享！
doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2017.07.021
當前中外教育特別重視的學科核心素養是指本學科給予學生未來發展必備的品格和關鍵能力；是在解決復雜的、不確定性的現實問題過程中表現出來的綜合性品質或能力；是學科的知識和技能、過程與方法、情感態度和價值觀的整合。化學學科要培養學生運用探究的手段，在探究中尋找證據進行推理，學會透過宏觀現象審視變化的微觀本質，同時還要關注學習化學的社會意義，這些都是在發展學生與化學學科相關的核心認識、關鍵能力和必備品格，即發展學生的化學學科素養。
本文將就“分子和原子”第二課時的教學來介紹本人在培養學生化學學科核心素養方面的一些做法。
一、教學背景分析
1. 教學內容分析
從本章節開始，學生認識物質的視角將從宏觀轉向微觀，并將對微觀世界進行一系列探究活動，這是一個循序漸進的過程。本部分內容重在揭示化學變化中分子、原子是如何變化的。通過實例分析由分子構成的物質在發生物理變化和化學變化時的不同情況，從而揭示出分子是保持物質化學性質的最小粒子。通過兩個典型的化學反應，分析得出在化學變化中分子可以分成原子，原子可以結合成新的分子。
2. 學情分析
學生已經學習了物理變化、化學變化、物質的性質、化學實驗基本操作。在小學自然和初中物理也學習了物質的三態變化、物質熱脹冷縮等和分子、原子部分相關的知識，這為學習新知識做了知識鋪墊。分子是初中學生接觸到的微觀粒子之一，在此之前學生只有一些微觀現象的感性認識，比較缺乏理性認識。
二、教學目標
1. 通過實驗探究和微觀動畫展示，理解分子是保持物質化學性質的最小粒子；通過分子模型的組建理解原子是化學變化中的最小粒子，從而加深對化學反應實質的理解。
2. 能夠運用分子和原子的觀點解釋一些日常現象，能夠區分物理變化與化學變化。
3. 通過對物質及其變化的宏觀現象與微觀本質之間相互聯系的分析推理，逐步培養學生的想象力和思維能力。
4. 知道在化學變化中，分子是可分的，而原子卻是不可分的。培養學生學會運用辯證統一的觀點來思考問題的思想方法。
三、教學重點和難點
1. 重點：逐步學會科學探究的學習方式；認識并理解分子和原子的基本概念；能夠運用分子和原子的觀點解釋生活中的現象。
2. 難點：培養學生的抽象思維能力、想象力和分析、推理的能力。從微觀角度認識物質的變化和物質的分類。
四、教學過程設計及解析
教學環節1：從分子的角度認識物質的變化
設計意圖：先由學生熟悉的水的蒸發過程入手，再以前一單元剛學過的過氧化氫的分解為例，創設教學情境，通過小組合作，畫一畫變化前后的微觀模型，讓學生感知由分子構成的物質，在發生物理變化和化學變化時的不同表現，在此過程中培養學生的核心素養，具體分析如下。
宏觀辨識與微觀探析： 水的蒸發和過氧化氫的分解是兩個宏觀現象，學生通過畫微觀示意圖了解變化的本質，物理變化中，分子本身不變，化學變化中，分子發生改變，變成別的物質的分子。培養學生學會從微觀的角度看物質，用微粒的變化分析物質的變化。
變化觀念與平衡思想： 在講解水的蒸發的過程時使用了動畫模擬水分子變化前后的狀態，使學生能夠直觀地感受到分子是在不斷運動的，并且溫度越高分子的運動速率越快，但是分子的數目不會增減。
教學環節2：分子與物質化學性質的關系
演示實驗
設計意圖：通過實驗探究引導學生分析淀粉變藍的本質原因，進一步培養學生的核心素養，具體分析如下。
實驗探究與創新意識：利用學生在生物中學到的淀粉遇碘變藍的知識設計了對比實驗，體現了探究精神和創新意識。
尋找證據進行推理：通過對比實驗的設計，讓學生觀察到明顯的實驗現象，碘酒和碘蒸氣都能使淀粉變藍，從而證明同種分子化學性質相同，幫助學生理解分子是保持物質化學性質的最小粒子。
宏觀辨識與微觀探析：學生看到的是宏觀的實驗現象，淀粉遇到碘酒和碘蒸氣都變成了藍色，引導學生分析微觀本質，碘酒和碘蒸氣中都含有相同的碘分子，使淀粉變藍的是碘分子。
科學精神和社會責任：碘蒸氣是有毒的，為了減少碘蒸氣進入空氣中，我們在實驗中用饅頭塞住燒瓶的瓶口，并且盡量縮短加熱的時間，體現了環保意識和高度的社會責任感。
教學環節3：分子與原子的聯系
設計意圖：分子和原子這些肉眼看不到的微觀粒子很抽象，學生不容易理解，我們通過各種分子模型讓學生直觀地感受分子原子的存在，以及在變化中的表現。在此過程中，充分實現了培養學生核心素養的教學，具體分析如下。
宏觀辨識與微觀探析：對中學生來說，分子和原子這些肉眼看不到、手摸不著的微觀粒子的確非常抽象，我們只能借助多種分子模型，使學生具體的、可感的理解分子的構成，在此基礎上，認識現象背后的一般規律，學生的抽象思?S能力也得到了培養。
證據推理與模型認知：分組活動，給學生兩個過氧化氫分子模型，演示過氧化氫分解產生水和氧氣的變化過程，學生通過演示自然理解在化學變化中，分子可以破裂成原子，原子重新組合成新的分子。
教學環節4：從分子的角度理解物質的分類
設計意圖：從學生已有的物質分類的知識入手，并結合微觀圖片，透視分類的本質，只含一種分子的物質是純凈物，含有不同分子的物質是混合物。
五、教學反思
1. 發展化學學科核心素養要依托教學內容，并基于?W情進行改造，讓學科的教學內容更貼近學生的認知水平，呈現方式更符合學生的認知規律。例如本節內容中“由分子構成的物質，分子是保持其化學性質的最小粒子”這一知識，教材中并沒有相應的實驗，學生很難理解這句話的意義。我們可以讓學生借助已有的知識，設計簡單的實驗，并通過觀察、想象、類比等方式，引導學生觀察實驗現象，分析現象背后的本質，在此過程中可有效培養學生宏觀辨識與微觀探析，證據推理和模型認知以及實驗探究與創新意識等核心素養。通過整合，增刪，讓學生對化學知識的理解有新的提高。
原電池的學習內容是培養學生學科核心素養的好素材，根據本人的教學經驗，知道不同的教師教學這個課題時效果相差很大，有的教師做完銅鋅原電池的實驗得出原電池的形成條件，然后用該條件去判斷是否形成原電池，沒有微觀探析原電池的本質，也沒有讓學生自主討論得出結論，從而抑制學生的思維，沒有將知識轉化成能力和素養。下面介紹本人對原電池的教學設計和核心素養的形成過程。
一、原電池教學設計思想
二、教學過程
1.回顧知識、提出問題
水電解會分解H2和O2，而H2與O2點燃會生成水，那么H2和O2在常溫常壓下會發生反應嗎？
做演示實驗，在U形管中先電解水，去掉外加電流，把兩個石墨電極連接生日賀卡，唱起了生日歌（學生驚訝），為什么？
設計目的：引起學生的好奇心，求知欲
2.已學知識，分析思考
根據已有經驗比較下列反應，從反應速率、能量變化、反應類型、化合價變化、電子轉移等方面比較。
NaOH+HCl=NaCl+H2O Zn+H2SO4=ZnSO4+H2
氧化還原反應由氧化反應和還原反應組成，兩者之間有電子轉移。
設計目的：充分利用已學知識，體現學科特色
3.實驗設計、學生動手
① Zn、Cu分別插入稀硫酸溶液中
Zn、Cu同時插入稀硫酸溶液中
③ Zn、Cu用連有電流計的導線連接，并插入稀硫酸溶液中
④ Cu、C用連有電流計的導線連接，并插入稀硫酸溶液中
第④個實驗是對比實驗，幫助學生對原電池的本質的理解，記錄實驗現象。
4.推理分析，自主討論
通過宏觀辨識和微觀的探析，理解原電池本質這是學習本節內容最關鍵的一步。必須做好三點：一是設計有效的問題；二是通過自主學習，討論與交流，讓學生自主得出結論，達到自主發展；三是歸納、總結、提高。
問題設計：
（1） 實驗①Zn與稀硫酸反應的電子是如何交換的？
（2） 實驗③有電流的產生，判斷電子的流向，并說明H+能在銅片上得電子的原因。
（3） 實驗①、③的電子交換有什么不同？
（4） 兩個電極的作用是什么？說說如何形成閉合回路？
（5） 實驗④為什么沒有電流產生（或微小的電流）？那么形成電流的前提條件是什么？
（6） 什么是原電池？形成原電池的一般條件是什么？
（7） 對電極材料有什么要求？
討論歸納：
（1） 原電池的概念
利用合適的材料作電極，將氧化還原反應的氧化反應和還原反應分開，使電子通過外電路，形成電流的裝置。或者，將化學能轉變為電能的裝置。
（2） 形成原電池的一般條件
a.存在一個自發的放熱的氧化還原反應
b.選擇合適的材料作電極
c.與電解質（或電解質溶液）形成閉合回路
（3） 電極材料的選擇
由反應物的性質決定
（4） 原電池的正負極
失去電子（流出電子）發生氧化反應的電極為負極
得到電子（接納電子）發生還原反應的電極為正極
5.原電池的設計，實驗論證
（1） Cu+2FeCl3=2FeCl2+CuCl2
（2） 2FeCl3+2KI=2FeCl2+I2+KCl
畫出實驗裝置，電極反應，實驗驗證
學生獲得成功感、快樂感、價值得到體現。
6.歸納與總結
微觀探析，必須到位，如本節教學關鍵是：
（1） 形成原電池，必須存在一個自發的氧化還原反應，能把兩個半反應分開，有時必需用鹽橋。
（2） 在Cu、Zn、稀硫酸原電池中，H+為什么移動Cu極，而不移向Zn極
（3） 形成閉合回路，必須在電極上有電子的得失
（4） 分子極、離子極混合，為什么必須用鹽橋
關鍵詞：生活化問題教學；化學學科核心素養
中圖分類號：G633.8 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）09-0265-02
最新的高中化學課程標準的基本理念中強調：“立足于學生適應現代生活和未來發展的需要，著眼于提高21世紀公民的科學素養，構建體現“科學認識與觀念”、“科學思維和方法”、“科學探究與實踐”、“科學態度與價值觀”相融合的高中課程目標體系，為高中生終身學習打下基礎。化學知識融入到生活中去，不僅能夠培養學生把化學知識應用到實際中解決問題的能力，同時也為學生的學習營造了一個輕松愉快的氛圍，使學生對化學知識的學習不再是枯燥的讀書，使他們體會到化學知識其實就在我們身邊。在課堂教學中運用學生感興趣的或者耳熟能詳的生活事例引出問題、設置情境，讓學生在對生活事例的探究中學習理解課本知識，靈活運用所學知識解決實際問題，不僅可以完成教學任務，而且可以提高學生的學習興趣，拓展學生的知識面。讓學生參與一定的含有化學問題的實踐活動，在解決實際問題的探究中應用化學，讓生活引進課堂，從而培養學生的應用意識和解決問題的能力，促進全面發展。
回歸生活是當今教學改革的必然趨勢，也是培養學生學科核心素養的必由之路。
一、生活化問題教學的內涵
化學生活化問題教學，是指基于學生已有知識和生活經驗，關注生活、社會、科學中的各種現象，利用各種資源精心設計教學環節，提出問題引導學生通過探究、合作等方式理解化學知識，提高科學素養，應用化學知識分析解決實際問題的教學過程。
建構主義學習理論強調：學生的學習活動必須與問題相結合，以探索問題來引導和維持學生的興趣和動機，讓學生帶著問題去思考、帶著問題探究，使學生擁有學習的主動權。這與我校開展的問題法教學不謀而合，生活化問題教學就是一種建立在建構主義理論和化學教育“源于生活，寓于生活，歸于生活”兩者基礎上的，以源于生活的問題出發，讓學生在形式多樣的探究活動中獲得知識和技能、培養情感體驗，加深對知識的理解，從而更好地運用書本知識去解決生活中的實際問題，使學生有更多的機會從周圍的生活事物中學習和理解化學，體會到化學就在我們身邊，感受化學的作用，體驗化學的魅力。
二、生活化問題教學的意義
化學來源于生活，生活中充滿著化學。高中化學生活化問題教學是當今中國教育改革的重要趨勢，是實現新課改目標的有效策略和方法之一。化學生活化問題教學對提升學生的核心素養的研究具有重要的現實意義。
1.實施生活化問題教學可以激發學習興趣。兩千多年前，孔子說過：“知之者不如好之者，好之者不如樂知者”，興趣才是最好的老師。將生活元素融入化學課堂教學，使學生積極主動地投身課堂學習，從而極大地提高課堂學習效率，還可使學生樂于探究物質變化的奧秘，體驗科學探究的艱辛和喜悅，感受化學世界的奇妙與和諧。如在課堂教學中，如果加入一個科學小故事，可以充分調動學生的興趣；加入一個小實驗就可以讓課堂氣氛達到等。學生主動地、積極地投身于課堂的學習中，讓學生走進生活、融入社會，感覺學有所用，從而極大地提高課堂學習的有效性和實用性。
2.有利于培養實際問題解決能力。教學的最終目的是服務生活，讓生活過得更豐富，更有意義。在教學中，滲透學生感興趣的知識，讓學生了解生活中的化學，如食品、保健、化妝品、藥物、環境等，拓展生活視野。同時及時關注最新的科技前沿，如介紹載人飛船的船體材料、火箭燃料的助推劑，介紹最新研究的有機光伏技術等。實施生活化問題教學，創設生活化情境，培養學生解決實際問題的能力。
3.有利于培養社會責任感。生活化問題教學可使學生感知化學科學對個人生活和社會發展的貢獻，如介紹侯德榜先生的侯式聯合制堿法時，可以介紹時代背景和侯德榜先生的高尚情操，進行愛國主義教育。關注與化學有關的如食品烹飪、美容保健、毒物、穿戴、環境、日用品、藥物化學等社會熱點問題，了解綠色化學、可循環利用思想，逐步形成可持續發展思想。
4.有利于促進教師的專業成長。化學新課程標準提出要在“為化學教師創造性地進行教學和研究提供更多的機會，促進教師的專業發展。”要培養出高素質的創造性新型人才，必須有一支高素質的教師隊伍，教師不僅是學習實踐活動的組織者和引導者，也是自我發展的推動者，通過轉變教師觀念，改變教學方式，從而實現“教的變革”到“學的變革”。堅持“生活化”教學理念不僅有利于學生的發展，也有利于教師的專業成長。
5.轉變學生的學習方式。化學新課程標準要求教學要以學生為主體，培養學生“自主、合作、探究”能力，教師在這個過程中只起引導作用。所以教學“回歸生活”才能讓學生成為學習的真正主體，提高學生自主學習的能力。
三、生活化問題教學的實施策略
1.從生活現象引入新課教學。教師利用學生熟悉的生活經驗，創設問題情景，并從中引出學習課題，使學生感受到化學知識的生活意義和價值，激發學生探究的熱情和動力。
為了使學生實現對所學知識的有效建構，教師應為學生提供大量的事實證據，將化學知識與生活建緊密的聯系，為學生建構知識提供有力的支撐。只有這樣，學生才會對知識有真切的感受，才不會只是在抽象的水平上對概念和規律進行記憶。
2.用生活經驗理解化學概念。在化學教學中，為了克服學生在理解化學概念時的困難，可先提出一些有針對性的生活問題引導學生解決，然后再將其中的思想方法橫向遷移到所學習的化學概念的研究中，為化學概念的學習提供認知支持。因此，“聯系生活”的有效化學教學，必須充分估計學生可能存在的錯誤生活經驗。
3.回歸生活解決化學習題。把改革習題形式和傳統的教學方式作為突破口，進而改變傳統習題枯燥、抽象、脫離實際的“純化學”模式，增加習題的生活氣息，更多地利用學生所面臨的環境，向真實生活情境轉化，讓習題回歸生活、回歸自然。這就要求教師在習題設計上多動腦筋、多下功夫，充分發揮習題的素質教育功能，讓習題具有趣味性、激勵性、挑戰性，使學生在生動活潑的氛圍中解答化學習題，在動腦動手的同時，激發學習興趣，培養理論聯系實際、利用課堂知識解決實際問題的能力，提升學生的化學核心素養。
4.聯系生活實際，培養學生的應用能力。我們生活的世界，化學現象比比皆是，但我們卻常常熟視無睹，問題就在于觀念上缺乏理論聯系實際的主動意識。在這些常見的化學現象中，有很多具有較強的啟發性、代表性和應用性，可以將其轉化為高中化學問題，使之走入課堂。如對氯氣一節的教學，通過一則新聞報導材料創設“生活化”教學情境導課，并配有記者專訪某化工廠氯氣泄露事故的視頻，然后結合教學情境向學生提出一些啟發性問題（如：①為何發生氯氣泄露時，人應往高處逃生？②為什么可以用鋼瓶來儲運液氯？③氯氣泄露后，有什么辦法來處理？），學生很快進入問題思考狀態，同時也激發了探求知識的興趣和欲望。
5.創設寬松的實驗環境，培養學生的創新能力。引導學生利用生活資源的元素做實驗，可使學生獨立的思考，大膽探索，敢于幻想，創造出自己的新思路、新問題、新設計、新途徑、新方法，為了完成實驗，學生獲得充分的前期制作經驗和動手欲望，而前期操作經驗是相關技能或能力形成不可或缺的練習體驗，且前期操作本身就是向學生傳播非語言的教育信息，使化學實驗增添了一個物化的信息源，增強學生的投入意識，獲得良好的首次效應和動手欲望，不自覺的程序邏輯式實驗成為靈活的、自覺的探索性實驗。這種成功的體驗和喜悅能持久地保持學生對科學的熱愛，對真理的探索。
6.開發利用生活資源，搞好豐富的課外科技制作。為了充分發揮生活資源的這些獨特功能，我們組織學生課外開展科技活動，一方面可以鍛煉學生的能力、增長學生的知識，另一方面可以將這些應用于今后的課堂教學，進一步發揮生活資源的教育功能。通過我們的實踐來看，科技制作培養了學生的創新精神和實踐能力，這種高中階段的科技活動為學生今后的深造和走向社會后從事創新、原始創新和高科技創新打下良好的基礎。
把課堂教學與社會生活實踐緊密聯系起來，為新課程增添時代氣息的源泉和活力，生活化問題教學是學習化學知識、解決生產和生活中的實際問題的重要途徑和方法。生活化問題教學思想是“源于生活，高于生活”的，它不是簡單的回歸生活和生活概念理解，而是借助于“生活知識”這個載體來容納學習內容，利用“生活場景”架起知識點和應用能力之間的橋梁，用問題探究作導向，幫助學生豐富知識層次，把握學習內容，充分挖掘出學生的好奇心和探索欲望，有助于提高學生的思維能力和思維品質，提高實際問題解決的能力，真正起到提升學生化學學科核心素養的目的。
參考文獻：
[1]中華人民共和國教育部.普通高中化學課程標準整體框架[M].北京：人民教育出版社，2003.
【關鍵詞】核心素養化學核心素養；高中課堂
一、核心素養
21世紀初，經濟合作組織通過多學科的整合，率先提出“核心素養”的結構模型，自此開始掀起了全世界范圍內核心素養研究的大熱潮。核心素養是知識、技能和態度等的綜合表現，是一種跨學科素養，它強調各學科都可以發展對學生最有用的東西，即使學生能成功地融入未來社會，滿足個人自我的實現，以及推動社會的發展。
縱觀我國的教育現狀，不容樂觀。我國學生高分低能現象仍比較突出，雖然有些地區提倡素質教育，但最終還是屈服；高考要考的知識被大大放大和強化，不考的知識教得很少，甚至是不教。絕大部分學校培養的是會考試的機器，而不是會創造、會生活的人。為了解決這些棘手的難題，我國正在進行課程的改革――構建核心素養體系，主要包括：一是解決“培養什么人、如何去怎樣培養人”的問題；二是為衡量學生綜合素質發展狀況提供評判依據。放遠未來，在新課改的實施過程中，要實現學生核心素養的發展，仍舊要立足于學科教學。因此，學科核心素養的提出不僅有利于學校教育中核心素養的落實，也有利于學科育人價值的突出。
二、化學核心素養
從概念及層次角度分析化學核心素養，主要包括以下4個方面[1]。
①化學基本觀念：學生學習基本化學知識后，頭腦中遺留的基本概括性認識。
②化學過程：學生對化學科學世界的關注，包括探究過程中研究方法、思維方法和學科本質。
③化學在生活中的應用：學生對生活世界中化學的探索，例如應用化學知識解決社會生活中的問題。
④對化學的態度：學生對化學學習的興趣。
總之，“化學基本觀念”是基礎，“化學過程”是內在的延伸，“化學在生活中的應用”則是外在的實踐，而“對化學的態度”決定了學生繼續學習化學的可能性。因此，筆者下面就從這4個方面闡述如何具體落實到高中化學課堂中。
三、在課堂中培養學生的化學核心素養
1.建構觀念教學，形成化學基本觀念
化學基本觀念[2]不是直接印刷在課本上的內容，而是隱含于課本教材知識體系中，需要學生主動去獲取的一種學識素養。化學基本觀念是具體知識的概括提升，是具有一種超越事實的持久價值和遷移價值。它影響著人們分析、解決實際問題的價值取向及行為方式。具體包括元素觀、微粒觀、能量觀、分類觀、化學情感觀等。
“觀念建構”教學，指在化學觀念的引導下，學生處于高水平的思維活動，隨著知識層次的逐漸遞增，學生意識到知識間的“個性”與“共性”，進而不斷地反思、概括、提升，構建出具有內在關聯的化學基本觀念。因此，“觀念建構”教學的實施，會使課堂的重心自然地過渡到學生身上，營造以學生為主，教師為輔的開放型課堂。例如，在蘇教版《必修1》“鐵及其化合物的應用”這節內容中，筆者設計了這樣一個教學環節：
【問題】根據氧化還原反應的基本原理，利用現有試劑（FeCl3溶液 、FeCl2溶液、KSCN溶液、新制氯水、雙氧水、鐵粉），設計實驗方案探究Fe2+和Fe3+的轉變條件。
在問題的引導下，學生首先鞏固了氧化還原反應的基本概念，其次認識了鐵及其化合物的性質，最終主動構建了“通過氧化還原反應，認識物質性質，實現物質間的轉化”這一基本觀念。
2.開展實驗探究，體驗化學過程
著名化學家傅鷹先生講過這樣一句話：“化學是實驗的科學，只有實驗才是最高法庭。”因此，在化學教學過程中就應以實驗為教學核心，才能讓學生體驗化學過程，培養創新思維能力，才能有效提升學生的化學知識應用能力、實驗設計能力以及信息處理能力。
高中課堂的實驗一般分為兩類，驗證性和探究性實驗。驗證性實驗有明顯的局限性，不能激發學生的發散性思維，只能讓學生熟悉實驗操作。而在進行探究性實驗的過程中，教師作為引導者，能及時解答學生的困惑，幫助學生樹立勇于質疑的觀念；啟發學生的探究行為，鼓勵學生創新設計，讓學生體驗到創新的成就感，樂于創新。因此，實驗設計應側重于探究性。例如，在蘇教版《必修1》“氮肥的生產和使用”這節內容中，筆者設計了這樣一個實驗環節：
【學生實驗】試管中加入少量氯化銨固體，酒精燈稍稍加熱，將濕潤的紅色石蕊試紙放在試管口，觀察現象。
在做分組實驗前，筆者提問：“請以現有知識預估實驗現象。”學生一致肯定地回答：“試管底部白色固體減少，濕潤的紅色石蕊試紙變藍。”但是，做完實驗后，學生觀察到的實驗現象是：濕潤的紅色石蕊試紙基本沒變藍，試管口附近有白色固體，這與預期的實驗結果不符合。此時，筆者順水推舟，提問道：“一，請分組討論，為什么有這樣的現象，設計實驗方案驗證。二，如何才能觀察到預期的現象，設計改良的實驗方案。”
通過探究性實驗，學生主動發現問題、猜想與假設、設計實驗與探究、得出Y論、交流與討論，體驗了科學探究的一般過程。
3.抓住熱點問題，了解化學在生活中的應用
化學是一門實用性的科學，化學與生活緊密相連。近到身邊人們關心的空氣質量、食品質量，遠到航空、軍事、高科技、經濟等各個領域，化學在其中都扮演著重要的角色。因此，化學教學不能與現實脫節，在教學設計中應該融入生活中的典型現象、熱點問題。比如，在蘇教版《必修1》“鋁及鋁合金”這節內容中，筆者設計了這樣一個導入環節：
【新聞報道】2014年8月2日，昆山中榮金屬制品有限公司組織員工拋光作業時，發生特大鋁粉塵爆炸事故，造成146人死亡、114人受傷，直接經濟損失逾3.5億元。
通過鋁粉的爆炸事件，引入新課――鋁的化學性質，同時促使學生關注化學安全問題，培養其社會責任感。
4.回顧歷史長河，轉變對化學的態度
化學史是前人在長期的社會實踐過程中，遺留下的關于化學發展過程的文化財產。它是融入了自然科學的一門特殊歷史科學。它包含著一個個情節扣人心弦、引人入勝的故事。在課堂中，通過化學史料情景的創設，學生仿佛和化學家一起經歷著化學發現過程中失敗的苦惱、迷茫以及頓悟的喜悅，學生從中體會到科學探究的樂趣。而教學實踐證明，這樣的教學內容確實能夠轉變學生“對化學的態度”，激發出他們的求知欲望。比如，在蘇教版《必修1》“碳酸鈉和碳酸氫鈉”這節內容中，筆者設計了這樣一個情景：
【化學史料】侯德榜出生在福建一個普通農民的家庭。1913年，他被保送到美國學習化工，畢業后轉讀制革工藝，1921年他獲得博士學位。而此時的中國正飽受列強侵略，工業落后。在愛國實業家范旭東先生寫信懇請下，侯德榜毅然放棄了自己熱愛的制革專業和美國優越的生活條件，懷著工業救國的遠大夢想，回到了祖國。當時，國際上使用的制堿法對外是封鎖生產工藝的。為了實現中國人制堿的夢想，侯德榜全身心都投入到研究制堿工藝上，終于在1926年生產出了合格的純堿。不久之后，中國的“紅三角”牌純堿在美國費城舉辦的萬國博覽會上獲得金質獎章，并被視為中國工業進步的象征。
通過這個情景的創設，學生不僅了解了純堿的制備歷史，而且激發了強烈的愛國情懷，增強了民族自豪感。同時學生也意識到化學對國家發展的重要性，進而提高了化學的學習熱情。
四、總結
總之，在新課改的大趨勢下，學生化學核心素養的培養必不可缺。教師可以從“化學基本觀念”、“化學過程”、“化學在生活中的應用”以及“對化學的態度”這4個角度出發，根據實際的學情，設計符合學生身心發展的課堂教學。促使更多的學生能發自內心地喜歡化學，而不是為了考試去學習化學，最終為學生適應社會、終身發展留下有用的財富。
【參考文獻】
[關鍵詞]學科核心素養 苯酚 教學設計
一、指導思想
《中國學生發展核心素養（征求意見稿）》指出，我國學生的核心素養主要有素養，具體為社會責任、國家認同、國際理解、人文底蘊、科學精神、審美情趣、學會學習、實踐創新。學科核心素養是通過某學科的知識、技能和方法而得到的觀念、能力和品格。從學生核心素養到課程標準的轉化需要學科核心素養這個橋梁。化學學科核心素養是指從化學學科的角度促進學生的終身發展，以化學知識、化學思維、化學觀念為基礎而形成的具有化學學科特征的素養，是三維目標的整合，化學核心素養能夠促進學生的終身學習和發展。
化學學科核心素養的內涵包括：一是化學觀念，通過對化學學科發展中核心概念、原理、觀念、規律等知識的學習與理解，形成從化學的視角認識事物和解決問題的思想、方法和觀點，如化學元素觀、物質微粒觀、化學能量觀、化學史觀、物質轉化觀、物質變化觀等；二是化學思維和方法，這方面的核心素養表現為了解并掌握研究物質世界的基本思想和方法，如從宏觀到微觀、結構決定性質、物質變化守恒等，形成分析、判斷、綜合、抽象和推理等化學學科思維形式；三是實踐創新，該方面的核心素養表現為通過具體的探究活動形成應用所學知識與方法解決現實問題的意識和能力；四是科學精神，這方面的核心素B表現為具有學習化學科學的好奇心，樂于探究物質世界的奧秘，正確認識科學和技術的本質，對與社會和生活有關的化學問題做出正確的分析和判斷。
二、基于核心素養的教學方式
教師在設計和組織教學時，要將傳統的“以知識點為核心”的教學觀念轉變為“以核心素養為導向”的教學觀點。一是由“抽象知識”轉向“具體情境”，注重營造學習情境的真實性。核心素養著力提高學生面對復雜情境下的問題解決能力。真實世界中的問題情境往往更加復雜多元，教師在教學中要注意把抽象問題與真實情境相結合，為學生創設能夠利用所學知識解決真實問題的機會。二是由“知識中心”轉向“能力（素養）中心”，培養學生高于學科知識的學科素養。學科知識在學生學習和成長當中扮演著重要角色。通過學習學科知識，學生的智能、品德、價值觀都打上了學科的烙印，這個過程就是學科素養形成的過程。教師需要確立“通過知識獲得教育”而不是“為了知識的教育”的教育思想。學科學習的最終目的應該是形成高于學科知識的學科素養。三是由“教師中心”轉向“學生中心”，促進學生主動學習和合作學習的意識與能力。提高學生學習的主動性就是要把教學中心由“教”轉向“學”。教師的重要作用體現在激發學生的學習興趣、引導學生自主學習和培養學生合作學習意識上，從而實現教育的最終目標――培養學生終身學習的能力。開展“以學生自主活動為主”的課堂教學，主要以學生的學習為主線，關注學生問題生成、實踐、操作、思維轉化、問題解決的全過程。
教師是教學的具體實施者，促進教師理解核心素養是關鍵。教師在學生核心素養的發展過程中扮演著轉化者的重要角色。為了在實際的教學過程中滲透核心素養，需要加強對教師專業發展的引領。現以《苯酚》一課為例，談如何在有機化合物教學設計中滲透學科核心素養。
三、教材分析
《苯酚》安排在蘇教版選修5專題四第二單元第2課時，與已學且具有相同官能團的《醇》安排在同一節，為結構、性質的對比學習提供了極佳的素材，可以幫助學生更好地理解有機物基團間的相互影響，進一步凸顯“結構決定性質、性質反映結構”的核心化學思想，為后續的有機化學的學習提供了很好的學習方法。本節課主要認識醇和酚的異同點；了解酚的命名及物理性質；掌握酚的結構及化學性質；了解含酚廢水的污染情況及含酚廢水的處理；通過對乙醇與苯酚以及苯與苯酚化學性質存在差別的原因進行分析，感悟基團之間存在相互影響；認識苯酚的危害性及處理策略。
關鍵詞：化學學科核心素養；科學探究；翻轉課堂；案例研究
文章編號：1005C6629（2017）5C0046C06 中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：B
化學學科核心素養是學生發展核心素養的重要組成部分，反映了社會主義核心價值觀下化學學科育人的基本要求，全面展現了學生通過化學課程學習形成的關鍵能力和必備品格。化學學科核心素養包括“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”“科學探究與創新意識”“科學精神與社會責任”5個維度。這些核心素養既適合高中化學，又涵蓋初中化學。
初中化學教學中如何落實“素養為本”的課程理念，是當前化學教學研究的重要課題。本文以“探究鋁和稀鹽酸、稀硫酸反應”為例，運用翻轉課堂的教學模式，創設真實的問題情境，引導學生開展以化學實驗為主的科學探究活動，探索基于學科核心素養的科學探究基本模式。
1 教學基本思路
本節課的教學對象是已學過金屬和酸的化學性質等相關知識的初三學生，學生在學習金屬的化學性質時已經知道在金屬活動性順序中位于氫前面的金屬能置換出稀鹽酸和稀硫酸中的氫，生成氫氣，但是鋁和稀鹽酸以及稀硫酸反應時的現象卻不同，本課題設計的教學意圖是讓學生通過科學探究來解決這一認知沖突，教學目標有以下三點：一是深化前面學習時建構的“酸的概念”和酸的化學性質知識；二是學會從物質的組成和結構角度解釋宏觀現象，培養宏觀辨識與微觀探析的學科素養；三是讓學生體驗科學探究的過程、學習科學探究中發現問題、提出猜想、運用控制變量思想設計實驗的基本方法，落實義務教育化學課程標準中對科學探究既是學習方式，又是化學課程的目標和重要內容的期待。教學思路如下：
1.1 課前――觀看微課發現問題、提出猜想、設計實驗方案
學生在課前觀看教師制作的微課（見表1），觀察到鋁和稀鹽酸、稀硫酸反應現象明顯不同，學生根據教師在微課中的友情提示，獨立地提出猜想，并設計實驗方案進行驗證。
1.2 課堂――科學探究（續課前）、拓展延伸、鞏固提高
1.2.1 科學探究
學生分組對各自提出的鋁和稀鹽酸、稀硫酸反應現象不同的猜想進行討論，找出合理猜想。
學生對合理猜想的方案設計進行論證，優化方案。
學生按照優化后方案進行實驗，得出結論。
1.2.2 拓展延伸
運用POE教學策略，讓學生預測、觀察和解釋：密閉容器內鋁和稀鹽酸反應過程中氣壓會如何改變？
1.2.3 鞏固提高
運用中考真題強化學習效果，布置作業（翻轉課堂平臺展示）。
本節翻轉課堂的科學探究過程中各要素及其行為主體結構如圖1。
2 主要教學過程
2.1 課前觀看微課，提出猜想，設計實驗方案
學生課前在翻轉課堂平臺上自主觀看微課，發現鋁和稀鹽酸、稀硫酸反應現象明顯不同，提出猜想并自主設計實驗方案。
2.2 課堂完成探究，得出結論
2.2.1 展示猜想，找出合理猜想
學生分組對這六種猜想的合理性進行討，然后各組推薦一名代表匯報交流。通過討論，學生發現微課中的實驗是在室溫下做的，取了大小相同（表面積相同）的鋁片，所以猜想④、⑤不合理；學生查閱溶解性表發現硫酸鋁可溶于水，所以猜想⑥不合理；剩下的①②③即為較為合理的猜想。
2.2.2 對猜想①、②設計的實驗方案進行論證
針對猜想①、②，教師展示了多個學生的方案，通過翻轉課堂云平臺下發到學生的平板電腦上，學生分組對各種實驗方案進行評價和完善，然后各組推薦一名代表匯報交流，最后在教師的引導下對各種方案進行科學合理的評價，并優選出可行的方案。
驗證猜想①：學生設計的幾個具有代表性的實驗方案如下：
在交流和互動的過程中，教師有針對性地引導學生對有關方案進行分析和評價。
教師：在設計對比實驗時，常常采用控制變量的方法，把多因素的問題變成多個單因素的問題。每一次只改變其中的某一個因素，而控制其余幾個因素不變，從而研究被改變的這個因素對反應的影響。請同學們根據控制變量的方法對上述方案進行評價。
學生在討論中對這三種實驗方案進行了分析與比較。
學生A：方案二和方案一相比，控制變量的方法運用得較好，如控制了鋁的表面積、反應的溫度等。相比這下，方案一不夠嚴謹。
學生B：方案三的特點是設計了兩種酸的濃度在三種不同情況下（相等、大于和小于）的方案，雖然步驟較繁，但是更為嚴謹（學生設計此方案是受到了濃硫酸特殊性的影響，排除了特殊濃度的酸的特性的影響）。
學生C：在方案三的基礎上我又提出方案四：控制其他條件都相同的條件下，將兩種相同濃度的酸配制成從小到大不同的濃度，和鋁反應觀察實驗現象。
學生在對現有方案進行科學評價的基礎上，提出了新的方案。教師小結時指出：同學們能從不同角度設計出多種方案來驗證猜想，并能指出各種方案的優點和不足，這正是我們學習化學需要的創新能力和科學精神。上述方案二、三、四都是合理的，提h由各小組自行選擇一個方案進行實驗。
驗證猜想②：學生設計的實驗方案如下。
在教師的引導下，學生很快對上述方案進行了質疑和評價。
學生D：方案一有兩個變量，沒有排除鈉離子能否加快鋁和酸的反應。
學生E：方案二是在此基礎上增加一個加入硫酸鈉對比實驗，排除了鈉離子的影響。
學生還圍繞方案三進行了熱烈的討論。有的認為變量控制得較好，方案可行；有的認為右邊加進去的鹽酸是已知能和鋁反應的物質，說服力不夠。
經過討論，學生選擇用方案二來進行實驗驗證。
2.2.3 進行實驗，觀察現象，得出結論
學生分組分別完成猜想①、②的相關實驗，然后分享各組觀察到的實驗現象，并得出結論，如表2、3所示。
2.3 拓展延伸
在實驗的過程中，學生發現鋁和稀鹽酸反應時的現象比較特殊，一開始并不明顯，后來慢慢變快，最后又停止，反應的同時放出熱量。為了順應學生的學習需求，教師提出了一個思考題：密閉容器中一定量的鋁和稀鹽酸反應，容器內氣壓隨時間會如何改變？這里教師采用POE（即預測、觀察、解釋）教學策略引導學生進行科學探究。
預測：先請學生大膽預測密閉容器中一定量的鋁片和稀鹽酸反應過程中的氣壓變化，在平板電腦上畫出圖像，上傳至翻轉課堂云平臺。然后教師借助于平臺快速瀏覽學生所畫圖像，并選取典型圖像進行對比展示，啟迪學生說出預測的理由。學生在已有知識基礎上進行了大膽的預測，現例舉兩例如下。
觀察：進行實驗，用氣體壓力傳感器測出此反應的氣壓變化，學生觀察曲線變化的圖像（見圖5）。
解釋：學生解釋曲線變化的原因。學生討論后得出如下觀點：AB段變化不明顯是因為鋁的表面有一層致密的氧化鋁薄膜；BC段包含著以下反應過程：①氧化鋁薄膜消失，鋁和鹽酸反應生成了氫氣，導致容器內氣壓變大；②鋁和稀鹽酸反應放熱，使容器內氣壓明顯增加；③隨著反應的進行，鹽酸濃度變小，鋁片的表面積也在不斷減小，反應會變慢，最終反應停止，氣壓不再增大。CD段下降是因為反應停止，容器內溫度高于環境溫度，從而逐漸下降，導致氣壓減小。
那么溫度的變化是不是如學生所預測的一樣呢？教師又展示了課前用氣體壓力傳感器和溫度傳感器同時測出的曲線（見圖6）。學生發現溫度曲線與自己預測的完全一致。
2.4 鞏固提高
最后進入鞏固提高環節。本節課的探究題材來源于2008年安徽省化學中考題15題，教師將該題通過云平臺發送到學生的平板電腦上，讓學生進行鞏固練習。然后將2015年安徽省中考題15題發送給學生，與學生一起進行簡單的分析，并且留給學生作為課后作業來完成，使得學生的探究結果能夠得以運用，提升了學生學以致用的能力。
3 反思
3.1 通過高品質的科學探究提升學生的學科核心素養
創設真實問題情境，讓學生開展以化學實驗為主的多種探究活動，是落實“素養為本”的主要方法。從以上課例可看出，一個高品質的科學探究的教學設計應該具有以下特點：
（1）科學探究從真實的問題源起，以解決問題為結局。一個高品質的科學探究過程一定是源于一個學習、研究或生活中的真實問題，通過探究最終解決了問題，提升了認識。在本節課上，教師在微課上呈現了鋁和稀鹽酸、稀硫酸反應的實驗，這種與學生已有認知相沖突的實驗現象，激發了學生的探究意識，教師就此提出問題讓學生進行猜想并設計實驗，最終解決了問題，拓展了視野，提升了學生對鹽酸中氯離子特殊性質的認識。
（2）科學探究過程是學生學科核心素養提升的過程，在探究過程中需要關注以下三個層面的問題：一是在探究過程中要盡可能涉及到重要的化學觀念、主干知識、化學模型，促進學生對化學基礎知識的理解和化學觀念的提升。如本節課中設計實驗需要用到酸的概念模型――電離出的陽離子都是氫離子，酸的化學性質――與金屬及金屬氧化物反應；解釋與結論時要運用元素觀、微粒觀，要用宏微結合的化學思維來分析問題等。二是在探究過程中要盡可能讓學生經歷科學探究的主要過程――提出問題、猜想與假設、設計實驗、進行實驗、觀察現象、結論與解釋等，讓學生學習、體驗科學探究。如在本節課中除了提出問題的主體是教師外，其他探究要素都是以學生為主體完成的。另外，POE教學策略也是一種科學探究模式，如本節課中的拓展延伸環節，先讓學生對鋁和稀鹽酸反應過程中壓力變化進行預測，然后教師演示數字化實驗讓學生觀察壓力變化曲線，再讓學生解釋三段曲線的變化。三是在探究過程中要啟迪學生進行深度思考，提升學生的思維品質。如本節課中學生提出的六個猜想主要是借助于已有知識和微課中給出的提示通過邏輯推理得到的；設計實驗時需要用到比較的方法、控制變量的思想，對思維的深刻性、系統性和獨創性是一個實踐和提升的過程，如驗證假設①時設計的實驗方案二需要考慮到各種因素（酸的濃度、體積，鋁的質量、顆粒大小等）的影響，控制好自變量、平衡好無關變量，有效地訓練了學生的思維嚴謹性；設計實驗方案三時還考慮到兩種酸比較時，可能出現的三種不同情況，對思維的系統性要求較高；驗證假設②時的實驗方案二既考慮到氯離子的影響，又考慮到鈉離子的可能影響，培養了學生的辯證思維；對實驗方案一和方案三存在的不足的評價，培養了學生的批判性思維。
3.2 翻轉課堂為科學探究搭建了高效平臺
筆者在“基于翻轉課堂的科學探究典型案例研究――以探究鈉燃燒實驗中黑色產物的成因為例”[2]一文中曾論述了基于翻轉課堂的科學探究基本模式。本案例也是對此模式的一個拓展研究。正是因為有了翻轉課堂，使得科學探究的部分過程前移（如發現問題、提出猜想、設計實驗等），學生有了適切的知識準備（微課提供）、充足的時間在課前實施科學探究的核心環節――提出猜想、設計實驗，為實現深度思考提供了可能，也為課堂上高質量的小組合作、師生互動夯實了基礎。如在本節課中，學生課前通過觀看微課，根據微課提供的相關知識，圍繞教師提出的問題提出了6種猜想并設計實驗進行驗證，在課堂小組討論的基礎上生對6種猜想進行了論證，排除了猜想④、⑤和⑥，引導學生圍繞猜想①、②設計的實驗方案進行討論，討論過程中的觀點交鋒、思維碰撞提升了學生的思維品質和學科素養。由于課前學生進行了深入的思考，才會使得課堂的討論有高度、有深度、有針對性。
本節課翻轉課堂的課堂教學階段，除了完成了一個規范的科學探究過程外，還包括延伸拓展和鞏固提高兩個階段。拓展延伸實際上是本節課的第二個科學探究環節，學生在通過實驗獲得結論是Cl-的存在促進了鋁和酸反應以后，又在實驗過程中發現了新的問題，鋁和稀鹽酸一開始反應不明顯，然后逐漸變快，又變慢最后停止。為了順應學生的學習需求，于是教師提出了一個拓展問題，密閉容器中一定量的鋁和足量的稀鹽酸反應，容器內氣壓隨時間會如何改變？學生運用化學和物理知識共同解決了問題，促進了學科之間的交叉和融合，這樣的探究深度也得益于翻轉課堂的教學模式。最后一個鞏固提高的環節中，學生將所學的科學探究方法和相關知識運用到中考題中，通過練習及時檢驗、鞏固學習效果。
3.3 數字化實驗讓科學探究絢麗多彩
化學是一門以實驗為基礎的科學。數字化實驗以實驗手段數字化、測量呈現實時化和現象規律可視化的特點豐富了科學探究的模式研究，促進了科學探究的發展。如在本節課的拓展延伸環節，數字化實驗實時得到的壓力和溫度變化曲線，支撐了POE教學策略的成功實施。教師引導學生對曲線上三個線段的解釋，有效地提升了學生的思維品質。如AB線段較平，學生需要在對酸的化學性質理解的基礎上進行思維變通，從酸與氧化膜反應的角度進行解釋；BC線段快速上升，學生分析的三個影響因素中，兩個使反應變快一個使反應變慢，對學生的辯證思維是一個挑戰。尤其是從反應放熱角度推導出壓強增大，對學生的發散性思維（從化學變化到物理變化）要求較高；CD線段逐漸下降，學生從實驗過程中的溫度變化趨勢進行分析，這時教師又呈現了課前測出的反應時溫度和壓力的變化曲線，學生在數字化實驗的助力下，發現自己的分析與實驗結果完全一致，進一步激發了學生學習化學的興趣。
參考文獻：
在此以2014年北京西城區高三理綜第二次模擬考試中的題目為例：
某學習小組依據SO2具有還原性，推測SO2能被Cl2氧化生成SO2Cl2。查閱資料：SO2Cl2常溫下為無色液體，極易水解，遇潮濕空氣會產生白霧。
（1）化合物SO2Cl2中S元素的化合價是 。
（2）用二氧化錳和濃鹽酸制氯氣的化學方程式是 。
（3）在收集氯氣前，應依次通過盛有飽和食鹽水和 的洗氣瓶。
（4）用如下圖所示裝置收集滿Cl2，再通入SO2，集氣瓶中立即產生無色液體，充分反應后，將液體和剩余氣體分離，進行研究：①研究反應的產物。向所得液體中加水，出現白霧，振蕩、靜置得到無色溶液。經檢驗該溶液中的陰離子（除OH-外）只有SO42-、Cl- ，證明無色液體是SO2Cl2。A. 寫出SO2Cl2與H2O反應的化學方程式 ；B. 檢驗該溶液中Cl-的方法是 。②繼續研究反應進行的程度。用NaOH溶液吸收分離出的氣體，用稀鹽酸酸化后，再滴加BaCl2溶液，產生白色沉淀。A. 該白色沉淀的成分是 ；B. 寫出SO2與Cl2反應的化學方程式，并闡述理由 。
在這道題的解題中化學核心素養得以充分體現，具體如下：
第一， 題（3）在收集氯氣前，應依次通過盛有飽和食鹽水和 的洗氣瓶。題目的解題應從資料中提取：SO2Cl2極易水解，遇潮濕空氣會產生白霧，學生應具有證據意識，能通過分析推理建立觀點，即為“證據推理與模型認知”素養的體現。
第二，題（4）的① 根據氧化還原反應過程中電子轉移情況及質量守恒定律推測出，判斷SO2Cl2水解的產物是硫酸和氯化氫，其化學方程式為 ：SO2Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl ，這體現了“宏觀辨識與微觀探析”的科學素養。
第三，題（4）的中的② A要求分析白色沉淀的成分，若尾氣中只含二氧化硫，被氫氧化鈉吸收后滴加鹽酸再滴加BaCl2溶液，不會產生白色沉淀。只含氯氣也不會產生白色沉淀，所以尾氣中有氯氣和二氧化硫氣體，白色沉淀是BaSO4。學生要能依據事實，分析實驗現象，才能準確分析沉淀的組成，體現了“證據推理與模型認知”的科學素養。
第四，題（4）的②中的 B寫出SO2與Cl2反應的化學方程式， 由上一題的結論，應大膽提出：反應后的混合氣體中必然存在SO2和Cl2兩種氣體，因此SO2和Cl2生成SO2Cl2的反應為可逆反應：SO2+Cl2 SO2Cl2。在此解題過程中，學生應能科學地加工，提取處理題目所給的現象，判斷此反應為可逆反應，此為“科學探究與創新意識”的體現，而對該現象的判斷也應建立在學生樹立了“變化觀念與平衡思想”的基礎上，清楚化學反應有一定的限度。
由此可知，核心素養不是一個抽象的概念，核心素養的養成是能力的一種體現。小到解題，大到分析事物、解決問題的能力上都有著非常重要的作用。培養學生的化學核心素養，對教師來說并不是一個遙不可及的任務，它一直貫穿我們教學的始終。
我們在教學過程中不只是就題論題、分數至上，而應在習題中多引導學生問為什么、怎么辦，應挑戰其認識角度，多概括、預測、設計、模型建構、分析、解釋、評價，應注重組織學生開展各項活動，讓理論與實際相聯系培養學生的素養。我們并不是要每個學生都成為化學家，而是要在化學學習中讓他們留下終身受益的知識，以后能多關注與化學相關的社會問題，積極參與和化學問題有關的社會事務。
。學生通過接受高中化學課程的學習，在知識與技能、過程與方法、情感態度與價值觀等方面形成和發展化學學科核心素養。其中“宏微結合”核心素養在高中化學學習過程中有較為廣泛的應用。
一、宏微結合在化學教學中的應用舉隅
1.通過模型制作，用實物類比物質的微觀組成，理解空間構型
有機物同分異構體概念學習時，對其空間立體結構的認識，是有機物命名的前提，更是同分異構體正確書寫的基礎。能不能把立體結構壓“扁”到紙上，再通過紙上的書寫想象出其真實結構，實現被壓“扁”的手寫和有機物的真實結構的聯系，模型組裝課就是一種最為有效的方式。
案例1 有機物空間結構的認識與理解
烷烴中每個碳通過四條鍵形成空間正四面體結構，但其書寫只能是平面結構，所以單單憑借想象來感受烷烴中以碳為核心的各原子間的鏈接方式，對學生來說是困難的。而當學生通過組裝甲烷、乙烷、丙烷、丁烷等最簡單的一類碳氫化合物，再對照模型寫出其結構簡式，學生可以體會出同碳四個鍵的等同地位，即書寫時以一個碳為研究對象，它周圍所連的四個基團位置可以互換。通過動手組裝，學生總結出烷烴的異構是因為碳鏈的連接方式不同造成的，這種不同是因為出現了支鏈，而不是自己憑借想象畫出的直線和曲線的區別，真實的碳鏈也不是直線形的。所以通過宏觀模型可以充分“看出”書寫體和真實結構的差異并能實現其之間的轉換。如甲烷的二氯取代產物，書寫時受平面結構限制，出現假性“異構”：
CHClHCl和
CClClHH。
學生往往會認同二者是同分異構體，用代表氯原子的球替代原來的氫，不難理解因碳的空間對稱結構，同一個碳上的四個位置上的氫完成相同，取代后兩個氯原子均處于鄰位，沒有同分異構體。通過制作宏觀模型，分辨出同分異構體和同一種物質的不同，為高二同分異構體的書寫打下基礎。又如在《有機化學基礎》中氫的核磁共振譜的學習中，判斷等效氫時，在必修二對碳立體結構認識的基礎上，依據同一個碳上四個位置因為中心對稱而完全相同，同碳上的氫為一類氫，類推出同碳上的甲基上的氫為一類氫，同一個碳的乙基上有兩類氫，同一個碳上連有正丙基時有三類氫
；把同碳上同時連有四個甲基、乙基、正丙基換為連有二個甲基、乙基、正丙基，形成CH3CH2CH3，CH2CH2CH2CH2CH3，CH3CH2CH2CH2CH2CH2CH3，得出相對軸對稱位置上氫為一類氫。烷烴中的等效氫的判據就這樣一一呈現。如果沒有這樣的模型課，所有的學習都建立在對空間結構假象的基礎之上，因而不能“看到”而缺乏認識基礎以及為此產生的不自信。所以一堂模型課，對于初學的學生就是必不可少的認識基礎課。再如命名時，學生常常對CH3CH2CH2CHCH3CH2CH3這樣的結構直接就命名為：2-乙基戊烷，但對于“玩”過模型的學生，出錯的概率就比較小。
所以認識碳的立體結構，是有機化學等效氫、命名以及同分異構體書寫、認識的基礎。而通過模型制作，實現了微觀粒子立體結構的宏觀呈現，這樣的動手實踐過程，也正是學生化學“宏微結合”核心素養的形成過程，
案例2 元素周期律概念的認識與理解
元素周期律包含了從原子半徑、金屬性、金屬與水或酸反應的快慢比較、金屬最高價氧化物的水化物的堿性強弱比較；非金屬性、非金屬最高價氧化物的水化物的酸性強弱比較以及氣態氫化物的穩定性比較。學生會覺得比較多，記不住、學不會，更不知道為什么會是這樣。問題出現在哪里？究其原因是對整個體系缺乏了解，半徑的學習才是全部規律的基礎，理解了半徑的遞變規律，其它所有規律都將迎刃而解。而對于半徑的學習規律，學生對同周期從左向右半徑依次減小（零族除外）和質子數依次增多的學習一直是混淆的，因為對原子的內在結構缺乏了解，而以宏觀模擬呈現其內部組成，同周期元素，電子層數相同，從左向右每增加一個質子同時增加一個電子，學生往往只看到了電子的增加認為半徑也增大，所以宏觀模型主要要體現出一個質子和一個電子質量的不同，一個質子的質量是一個電子質量的1836倍，怎么體現呢？將其比喻為一塊大磁鐵對鐵屑的吸引，帶幾塊磁鐵和一些小鐵釘到課堂，和學生一起感受“大”磁鐵對“小”鐵屑的吸引，領會質子質量是相對電子質量的1836倍。同時增大質子和電子，因為質子的“大”對半徑的影響占主要地位，相比電子的影響可以暫時忽略，得出同周期也是當電子層數相同時，質子數是影響半徑的主要因素，因為質子數的強大，從左向右不斷增加質子數，對電子的引力增大，從而使半徑減小。引申到當比較離子半徑時，對于具有相同電子層排布的離子，質子數越多半徑越小。通過質子對電子的引力變化，對金屬性、非金屬性以及其延伸出來的性質的學習也可以達到水到渠成的效果。
案例3 元素周期律概念的認識與理解
在氣體摩爾體積一課中，一定條件下，物質在空間所占的體積大小決定于哪些微觀因素？筆者在實驗室原有球棍模型的部件像小球、鐵條的基礎上增加了燒杯（作為立體支撐）、粘土等物品，告知學生宏觀物質的構成微粒，原子、分子和離子都是一個一個的小球，這些小球通過不同的組合構成了宏觀物質，請大家根據自己的想象組合成可以“看得到”的微粒，感覺其對體積的影響。這里筆者選用粘土是考慮利用它的可變形性，結合學生熟悉的球棍模型中的小球、鐵條，燒杯或者其他盒子則給出了具體立體空間，一個小組幾個學生通過組合，感受物質在空間所占據的體積與微觀粒子的關系，對于球的大小、數目以及球間距等對其體積的影響有了充分的直觀認識。
設計意圖：通過這樣的模型探究，用宏觀物質展示物質的微觀組成，幫助學生實現抽象思維，基本都是對新課第一節的設計，避免了學生只會解題，而不能理解其化學內涵的尷尬局面。并且在后續教學中，能明顯感覺到動手操作過的學生，因為“見過”其微觀結，得到更深入的認識，而對學習的自信心更強，學習的興趣也更足。
2.通過實驗演示，用宏觀現象直觀感知、理解微觀結構
在膠體一節的課堂教學中，設計多個學生動手實驗，通過這些系列的小型實驗設計，實現溶液、膠體和濁液的相互轉變。在此過程中學生充分體會到膠體這個概念不是一個孤立的“新生態”，他與學生已經熟悉的溶液、濁液一樣，是一個混合體系，是一個微粒集體對另一種微粒的“容納”，但這種微粒特殊的微觀粒子（其被“容納”微粒的直徑在1 nm～100 nm之間），使其在生活、生產中有著廣泛的應用。
案例4 溶液、膠體和濁液的相互轉變的認識與理解
（1）通過向沸騰的蒸餾水中逐滴加入1 mL～2 mL飽和FeCl3溶液，繼續煮沸至液體呈紅褐色，停止加熱，用激光筆照射燒杯中的液體，可以看到一條光亮的“通路”，即丁達爾效應，通過對硫酸銅溶液和氫氧化鐵膠體的對比實驗，落實丁達爾效應是膠體的特性。
（2）將牛奶、豆漿、淀粉等加水稀釋，觀察在稀釋過程中用激光筆照射這些溶液，有光亮的“通路”出現，產生丁達爾效應，實現了從濁液到膠體的轉變。再繼續加入過量水，光路會消失，繼續轉變為溶液。
（3）將制得的氫氧化鐵膠體繼續加熱，觀察其由透明澄清的紅褐色“溶液”最終轉變為紅褐色沉淀，實現了膠體向濁液的轉化。
（4）向氯化鐵溶液中加入1 mol?L-1的氫氧化鈉溶液，觀察到產生紅褐色沉淀。
（5）將上述（4）實驗中的氫氧化鈉依次稀釋1倍、2倍、5倍、10倍后分別加入等濃度的氯化鐵溶液中，觀察其隨濃度降低，沉淀越來越少，最終不能產生沉淀。再將氯化鐵溶液，與不同濃度氫氧化鈉反應后的產物一一用激光筆照射，觀察其均有丁達爾效應產生。
（6）找找身邊的膠體。自來水、學校的直飲水以及買來的礦泉水、純凈水、水沸騰出來的水蒸氣、氯化鐵溶液、氫氧化鐵沉淀都被作為實驗對象，做了丁達爾實驗。并記錄實驗現象：能產生丁達爾效應的有自來水，三氯化鐵溶液，水蒸氣，氫氧化鐵沉淀；不能產生的有直飲水，買來的礦泉水和純凈水。
氫氧化鐵膠體的制備過程，實現了氯化鐵溶液中的溶質FeCl3轉變為[Fe（OH）3]n的過程，
[Fe（OH）3]n是一種分子或其他微粒的聚集體，其大小隨濃度、溫度發生改變，其分散質粒子的直徑恰好落在1 nm～100 nm之間時得到的分散系被稱為膠體。牛奶、淀粉、豆漿是化學中的大分子物質，其微觀粒子以淀粉為例可表示為（C6H10O5）n，一個分子中含有幾百到幾千個C6H10O5鏈節，在水分子作用下被分離，使n的個數越來越少，其作為分散質微粒的直徑可以減少到1 nm～100 nm之間，這時得到了膠體。因此如果說牛奶、淀粉、豆漿溶液是膠體是可以理解的，因其常見濃度下的牛奶、淀粉、豆漿溶液都能觀察到明顯的丁達爾現象，得到所謂的溶液其濃度已經非常非常小了。
設計意圖：通過實驗實現濁液、膠體和溶液之間的相互轉變，了解膠體同溶液、濁液一樣只是分散系的一種存在方式，理解其只要分散質直徑落在1 nm～100 nm之間的分散系就可以認為其存在狀態是膠體。
3.通過原理演繹，用理性思維分析計算，理解離子行為
案例5 溶液化學反應實質的認識與理解
例1 在NaOH和Ba（OH）2的混合液中，逐滴加入0.1 mol?L-1 H2SO4溶液，加入H2SO4溶液時的體積與生成BaSO4沉淀的質量關系如圖1所示。
已知當加入H2SO4溶液50 mL時，溶液呈中性。請回答：
（1）當加入H2SO4溶液20 mL時，沉淀的質量剛好達到最大，生成沉淀的質量是g。
（2）原混合溶液中NaOH的物質的量是mol。
在解答上述計算時，學生因為思維混亂，看不到所給坐標中的信息，造成運算錯誤，或者看到坐標中的信息能計算出正確答案，但并不能理解其反應原理，更談不上舉一反三，學會解題方法了。而從電解質的電離“進入”其微觀世界，認識其在水溶液中以自由移動的Na+、Ba2+、OH-構成，加入H+、SO42-，溶液中的反應其實質就是離子之間的反應，所以發生H++OH-H2O、Ba2++SO42-BaSO4，整個過程中Na+并沒有參與反應，兩個離子反應同時進行，這樣通過分析離子間的相互作用，了解其微觀粒子的行為，運用其反應原理，深入到反應內涵，知其所以然，形成解決化學試題的思維能力，從而能達到舉一反三的效果。
例2 室溫下，將100 mL某硝酸和硫酸的混合液分成兩等份：一份加入過量的BaCl2溶液，充分反應后得沉淀2.33 g；另一份加入50 mL 1.0 mol?L-1 NaOH溶液，充分反應后溶液的pH=13（溶液的體積為100 mL）。試計算：
（1）原溶液中所含H2SO4的物質的量mol。
（2）原混合溶液中硝酸的物質的量濃度為mol?L-1。
解決第二問時，因為無論是硝酸還是硫酸，擁有相同的H+，與NaOH溶液反應存在：H++OH-H2O，反應中消耗的n（H+）等于消耗的n（OH-），應用H+的物質的量等于OH-的物質的量列式計算有：2n（H2SO4）+n（HNO3）=n（OH-）=0.05 L×1.0 mol?L-1-0.1 L×0.1 mol?L-1，從而n（HNO3）=0.04 mol-2×2.33÷233mol=0.02 mol，所以原溶液中：c（HNO3）=2×0.02 mol÷0.1L=0.4 mol?L-1。
