基于化学核心素养的教学设计优化策略与反思
徐龙胜
摘要：以苏教版“化学平衡的移动”教学设计为例，根据发展化学核心素养要求，对高中化学课堂教学方法提出几最优化策略，并针对以培养化学核心素养为目的的高中化学教学中存在问题进行反思。
关键词：核心素养；化学平衡；优化策略；教学反思
课程改革十多年来，“德育为先、能力为重、全面发展”的教育理念已经得到普遍认同。随着经济全球化深入发展，信息网络技术突飞猛进，时代和社会发展需要进一步提高国民的综合素质，在此背景下，发展学生核心素养的教育显得尤为重要。
核心素养是满足学生个人发展，融入社会及满足工作需要的基础性素养，学生适应终身发展和社会发展需要的必备品格和关键能力。普通高中课程标准修订专家工作委员会化学组专家研究指出，高中化学学科核心素养包括“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”等内容，要求通过教学实施帮助学生逐步建立和发展“基于元素认识物质”“微粒之间存在相互作用”“结构决定性质”“化学反应中的守恒与平衡”“实验是科学探究的基本过程和方法”“化学科学技术促进社会可持续发展（STSE）”等化学核心观念。基于发展化学核心素养的教学对于深化课程改革、提升教育品质的意义举足轻重。
2016年底，以“发展化学核心素养”为主题的江苏省优课评比活动在常州市前黄高级中学展开，高二组课题为“化学平衡的移动”，在优课展示活动中，各位老师各显神通，以发展学生化学核心素养为主旨进行教学设计，教学过程中亮点频现，异彩纷呈。笔者根据此次活动感悟，提出基于化学核心素养的课堂教学设计优化策略。
一、基于化学核心素养的教学设计优化策略
1.情境创设——立足实际问题解决
化学核心素养是学生借助化学学习过程形成的解决实际问题所必需的最有用的化学知识、最关键的化学能力、最能满足终身发展的化学思维，发展化学核心素养旨在解决实际问题。因此创设情境真实化，有利于学生更好地利用化学知识解决实际问题。
以“化学平衡”为代表的化学反应原理模块抽象性、理论性较强，以至于在平时的教学中，很多老师采取的引入方法是习题引入，在课堂教学内容即将结束时，又通过习题对所学内容进行巩固。这种方法虽然具有一定的优势，却难免让学生陷入应试教育的误区：学习是为了解题？学习是为了考试？显然，这种做法与化学核心素养的培养目的相悖。因此，在教学中我们要善于在实际生活中发现化学相关知识，并且让化学知识融入生活，服务生活。本次比赛中，来自吴县中学的毕老师以生活中发现的化学现象：黑枸杞在不同条件下泡制的茶饮颜色为切入点，创设真实的情境。具体创设方法如下：
案例1：黑枸杞引发的思考
问题1：黑枸杞泡水的颜色是什么物质造成的？
问题2：黑枸杞用不同酸碱度的水冲泡，为何颜色有不同？
问题3：黑枸杞用热水或冷水泡，为何颜色有所不同？
案例评析：此案例中，利用黑枸杞中花青素在水溶液中的平衡为知识载体，通过改变矿泉水的品牌来改变溶液的酸碱性、通过冷水泡和热水泡改变反应的温度等，形象地解释了影响化学平衡状态的因素，见图1。
与此类似的案例还有“风湿性关节炎为何在冬天变得严重？”等。根据真实情境创设的问题，不仅有利于培养学生的学习兴趣，同时也能促进化学与生活的融合，提高其实用性。
2.史实教育——重现真实历史
科学精神与社会责任是化学核心素养的重要组成部分，而化学史实是科学精神和社会责任培养的绝佳载体，化学史实不仅为化学这门学科增加了生动性、趣味性，学生在化学史所创设的情境中，更易主动建构知识、全面认识科学本质。然而在实际教学中，我们往往只是注重了化学史实的趣味性，却忽视了化学史实的更重要的功能——培养科学精神和社会责任。如讲有机化合物苯的结构时，我们常常引入凯库勒梦见蛇咬尾巴的故事，很多学生觉得这个梦很有趣，也感叹这个梦的巧合，却忽视了凯库勒为确定苯的结构所付出的艰辛努力，之所以有这个梦，也是凯库勒平时对苯结构做过深入的研究和思考。
在化学平衡这节课中，江苏靖江高级中学的徐老师通过合成氨化学史引入课题，通过比较哈伯和能斯特对合成氨条件的控制，让化学史实真实的呈现在学生面前，并引导学生对比得出外界条件对合成氨工业的影响，参与化学探究过程。具体如表1所示：
通过比较两个实验的不同条件，学生认识到增大压强、降低温度有利于氨的合成，推导出勒夏特列原理。通过该段历史的学习，学生不仅赞赏化学对社会发展的重大贡献，也能通过比较、归纳等方法形成科学结论，掌握科学探究方法。此外，本节课还利用哈伯合成氨应用于军事造成争议的史实，让学生认识到化学工作者应当勇于承担社会责任，用所学的化学知識造福人类。可见，授课教师通过本节课深入地挖掘了化学史的育人功能，在化学史实的教学中，着力培养学生的科学精神和社会责任，充分体现了化学核心素养目标的培养要求。
3.自主探究——训练探究能力和创新意识
化学核心素养特别强调了探究能力和创新意识的重要地位。然而，传统的化学课堂中，关于化学实验的作用更多的是倾向于对结论的验证，而忽视了实验探究的过程。以“化学平衡的移动”为例，在实际教学中，很多老师也依照课本，让学生按照苏教版化学选修4课本上的实验步骤进行实验：
[实验1]向试管中加入4mL0.1mol/L K2Cr2O7溶液，再滴加数滴1mol/LNaOH溶液，观察溶液颜色。
[实验2]将上述溶液分成两份，向其中一份中滴加1mol/L HN03溶液，观察溶液颜色的变化，并和另一份溶液作对比。
很显然，这种实验方式忽视了“发现和提出有探究价值的化学问题”、“依据探究目的设计并优化实验方案”、“能和同学交流实验探究的成果，提出进一步探究或改进实验的设想”等环节，不利于培养学生独立思考能力和创新精神，忽视了学生的主体作用。因此，可以对探究方案做如下优化：
（1）探究方案选择
平衡是针对可逆反应而言，所以首先让学生列举常见的可逆反应，再根据反应条件、反应现象、实验操作难度、对环境影响等诸多因素，选择合理实验方案。方案选择如下：
（2）实验药品选择
我们平时设计的“探究”实验，往往重视预设忽视生成，学生实验台上只有符合老师设计方案的实验药品，学生没有余地选择，所以表面上是探究，实际上完全按照教师的思路来进行，所以这种方案表面上是探究，实际只是对实验结果的验证，不利于学生的创新能力培养。对此，在做探究实验时，我们应当给学生更多的选择余地。如针对反应：
学生在实验药品的选择上可能会选择稀硫酸、浓硫酸、稀硝酸、浓硝酸，甚至选择氢氧化钠等药品。如有学生从安全、环保等因素考虑选择了稀硫酸，我们不应当立即指出其错误，而是让学生自己通过实验现象或者理论分析（稀硫酸中含有较多水分）等角度去认识到该方案的不足。这种“试误”过程，才能真正体现化学实验的育人目的。
（3）自主完成探究
基于化学核心素养培养的课堂教学应当培养学生具有独立思考、敢于质疑和批判的创新精神。而传统的实验过程中，教师总是习惯越俎代庖，对学生不够信任，于是出现了这样的一幕：教师在讲台上说一步，学生在下面操作一步，按部就班。这样的实验，充其量也就是实验操作步骤的演练，很大程度上遏制了学生的自主性和创造性。所以，基于发展学生化学核心素养的学生实验，应当在保证学生安全的前提下，给予学生最大的自由，让学生自己去探究，去发挥创造性。比如说，在本次实验中有学生用到了浓硫酸等危险性药品，教师应当提醒学生这些药品使用时的注意事项，而不是一味地回避有危险的实验，否则学生永远都不会使用这些药品。
4.理论推演——强化宏观辨识与微观探析
实验是化学的基础，但是实验不是进行化学探究的唯一方法。化学公开课中，很多教师在化学实验花费了大量时间和精力进行实验仪器、实验原理创新，如人教版化学必修1“氨气铵盐”一课中，某教师在实验过程中，对喷泉实验装置进行了多个创新，如“热敷法”、“冷敷法”等多种方法来引发喷泉。实验过程轰轰烈烈，精彩纷呈，然而却悖离了该节课的教学目的——氨气的性质。真正的探究更应当让学生认识到隐藏在实验现象后面的科学本质，引发学生积极的思考，所以理论推演在探究过程中同样起到非常重要的作用。如化学平衡这节课中，对于装有NO2注射器体系，
二、基于化学核心素养培养的教学策略的反思
1.课程基础知识与过程方法并重
培养学生化学学科素养最重要的目的是让其掌握化学学习的方法，让学生能用所学到的方法解决其它化学问题乃至所有科学问题，而不是将化学知识死记硬背，将学生培养成解题机器。化学不是记忆科学，可是我们一些教师却经常让学生背方程式、背实验。如关于钠和水的反应现象，教师往往让学生背住“浮游熔响红”五个字，却忽略了实验观察能力的培养，违背了通过化学实验育人的初衷，更是违背核心素养的育人要求。但是我们也不能矫枉过正，从一个极端走到另一个极端，基于化学核心素养培养的课堂教学，不是认为知识不再重要，相反，我们更注重基础知识，因为科学探究也是建立在一定的基础知识上的，只是这些知识的获取方法应当改变，如通过自己动手实验，不仅实验技能得到训练、实验观察能力得到培养，所获取的规律、结论（基础知识）也会记忆得更牢。
2.课堂教学手段创新与继承并用
化学核心素养要求学生能够交流实验探究的成果，提出进一步探究或改进实验的设想；能尊重事实和证据，不迷信权威，具有独立思考、敢于质疑和批判的创新精神。基于此，各地高中化学公开课都非常注重教学手段的创新，尤其是化学实验，琳琅满目的创新使化学课堂焕然一新。然而，这些实验中，并不是每个创新都是有意义的，如有教师在实验时为了体现创新，将浓硫酸和蔗糖混合的黑面包实验改在硬质塑料饮料瓶中进行，并在瓶口套上气球，以体现出绿色环保，然而最后实验多次失败，因为实验放出的大量的热使饮料瓶融化变形，最终气体溢出导致更严重的污染。在本次比赛中，有教师只是根据教材要求，选择在点滴板上进行重铬酸钾溶液滴加酸碱进行实验，实验现象明显，便于比较不同酸碱环境下平衡体系的颜色区别，同时使用药品剂量少，体现出绿色化学觀念。所以，在课堂教学中，我们不能因为创新而创新，而是因根据实际需要而创新，对经典实验要进行保留和继承。
3.化学正面价值和负面影响并识
科学是把双刃剑，化学也是如此，我们需要客观地认识科学，认识化学。曾经的化学教学中，很多老师采取诸如氨气泄漏、氯气泄漏等化学事故，酸雨的侵蚀、光化学烟雾等污染事件引入课题，这种教学方式过于夸大了化学的负面影响，让人们谈化学色变。近些年来，越来越多的化学教师注意到这个问题，在平时的教学中只谈化学学科的好处，化学工业对人类进步的作用，试图改善人们对化学的错误认识。但是这样的教学在笔者看来也是有失偏颇的，不利于学生全面地认识化学。培养学生的科学精神与社会责任，我们的教学不仅要求学生能够赞赏化学对社会发展的重大贡献，也能运用已有知识和方法综合分析化学过程对自然可能带来的各种影响，权衡利弊，勇于承担责任。所以，基于化学核心素养培养的教学应当帮助学生形成正确的化学观、科学观，全面地去看待问题，认识并承认化学可能带来的环境问题，积极去解决问题而不是回避问题。
摘要：以苏教版“化学平衡的移动”教学设计为例，根据发展化学核心素养要求，对高中化学课堂教学方法提出几最优化策略，并针对以培养化学核心素养为目的的高中化学教学中存在问题进行反思。
关键词：核心素养；化学平衡；优化策略；教学反思
课程改革十多年来，“德育为先、能力为重、全面发展”的教育理念已经得到普遍认同。随着经济全球化深入发展，信息网络技术突飞猛进，时代和社会发展需要进一步提高国民的综合素质，在此背景下，发展学生核心素养的教育显得尤为重要。
核心素养是满足学生个人发展，融入社会及满足工作需要的基础性素养，学生适应终身发展和社会发展需要的必备品格和关键能力。普通高中课程标准修订专家工作委员会化学组专家研究指出，高中化学学科核心素养包括“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”等内容，要求通过教学实施帮助学生逐步建立和发展“基于元素认识物质”“微粒之间存在相互作用”“结构决定性质”“化学反应中的守恒与平衡”“实验是科学探究的基本过程和方法”“化学科学技术促进社会可持续发展（STSE）”等化学核心观念。基于发展化学核心素养的教学对于深化课程改革、提升教育品质的意义举足轻重。
2016年底，以“发展化学核心素养”为主题的江苏省优课评比活动在常州市前黄高级中学展开，高二组课题为“化学平衡的移动”，在优课展示活动中，各位老师各显神通，以发展学生化学核心素养为主旨进行教学设计，教学过程中亮点频现，异彩纷呈。笔者根据此次活动感悟，提出基于化学核心素养的课堂教学设计优化策略。
一、基于化学核心素养的教学设计优化策略
1.情境创设——立足实际问题解决
化学核心素养是学生借助化学学习过程形成的解决实际问题所必需的最有用的化学知识、最关键的化学能力、最能满足终身发展的化学思维，发展化学核心素养旨在解决实际问题。因此创设情境真实化，有利于学生更好地利用化学知识解决实际问题。
以“化学平衡”为代表的化学反应原理模块抽象性、理论性较强，以至于在平时的教学中，很多老师采取的引入方法是习题引入，在课堂教学内容即将结束时，又通过习题对所学内容进行巩固。这种方法虽然具有一定的优势，却难免让学生陷入应试教育的误区：学习是为了解题？学习是为了考试？显然，这种做法与化学核心素养的培养目的相悖。因此，在教学中我们要善于在实际生活中发现化学相关知识，并且让化学知识融入生活，服务生活。本次比赛中，来自吴县中学的毕老师以生活中发现的化学现象：黑枸杞在不同条件下泡制的茶饮颜色为切入点，创设真实的情境。具体创设方法如下：
案例1：黑枸杞引发的思考
问题1：黑枸杞泡水的颜色是什么物质造成的？
问题2：黑枸杞用不同酸碱度的水冲泡，为何颜色有不同？
问题3：黑枸杞用热水或冷水泡，为何颜色有所不同？
案例评析：此案例中，利用黑枸杞中花青素在水溶液中的平衡为知识载体，通过改变矿泉水的品牌来改变溶液的酸碱性、通过冷水泡和热水泡改变反应的温度等，形象地解释了影响化学平衡状态的因素，见图1。
与此类似的案例还有“风湿性关节炎为何在冬天变得严重？”等。根据真实情境创设的问题，不仅有利于培养学生的学习兴趣，同时也能促进化学与生活的融合，提高其实用性。
2.史实教育——重现真实历史
科学精神与社会责任是化学核心素养的重要组成部分，而化学史实是科学精神和社会责任培养的绝佳载体，化学史实不仅为化学这门学科增加了生动性、趣味性，学生在化学史所创设的情境中，更易主动建构知识、全面认识科学本质。然而在实际教学中，我们往往只是注重了化学史实的趣味性，却忽视了化学史实的更重要的功能——培养科学精神和社会责任。如讲有机化合物苯的结构时，我们常常引入凯库勒梦见蛇咬尾巴的故事，很多学生觉得这个梦很有趣，也感叹这个梦的巧合，却忽视了凯库勒为确定苯的结构所付出的艰辛努力，之所以有这个梦，也是凯库勒平时对苯结构做过深入的研究和思考。
在化学平衡这节课中，江苏靖江高级中学的徐老师通过合成氨化学史引入课题，通过比较哈伯和能斯特对合成氨条件的控制，让化学史实真实的呈现在学生面前，并引导学生对比得出外界条件对合成氨工业的影响，参与化学探究过程。具体如表1所示：
通过比较两个实验的不同条件，学生认识到增大压强、降低温度有利于氨的合成，推导出勒夏特列原理。通过该段历史的学习，学生不仅赞赏化学对社会发展的重大贡献，也能通过比较、归纳等方法形成科学结论，掌握科学探究方法。此外，本节课还利用哈伯合成氨应用于军事造成争议的史实，让学生认识到化学工作者应当勇于承担社会责任，用所学的化学知識造福人类。可见，授课教师通过本节课深入地挖掘了化学史的育人功能，在化学史实的教学中，着力培养学生的科学精神和社会责任，充分体现了化学核心素养目标的培养要求。
3.自主探究——训练探究能力和创新意识
化学核心素养特别强调了探究能力和创新意识的重要地位。然而，传统的化学课堂中，关于化学实验的作用更多的是倾向于对结论的验证，而忽视了实验探究的过程。以“化学平衡的移动”为例，在实际教学中，很多老师也依照课本，让学生按照苏教版化学选修4课本上的实验步骤进行实验：
[实验1]向试管中加入4mL0.1mol/L K2Cr2O7溶液，再滴加数滴1mol/LNaOH溶液，观察溶液颜色。
[实验2]将上述溶液分成两份，向其中一份中滴加1mol/L HN03溶液，观察溶液颜色的变化，并和另一份溶液作对比。
很显然，这种实验方式忽视了“发现和提出有探究价值的化学问题”、“依据探究目的设计并优化实验方案”、“能和同学交流实验探究的成果，提出进一步探究或改进实验的设想”等环节，不利于培养学生独立思考能力和创新精神，忽视了学生的主体作用。因此，可以对探究方案做如下优化：
（1）探究方案选择
平衡是针对可逆反应而言，所以首先让学生列举常见的可逆反应，再根据反应条件、反应现象、实验操作难度、对环境影响等诸多因素，选择合理实验方案。方案选择如下：
（2）实验药品选择
我们平时设计的“探究”实验，往往重视预设忽视生成，学生实验台上只有符合老师设计方案的实验药品，学生没有余地选择，所以表面上是探究，实际上完全按照教师的思路来进行，所以这种方案表面上是探究，实际只是对实验结果的验证，不利于学生的创新能力培养。对此，在做探究实验时，我们应当给学生更多的选择余地。如针对反应：
学生在实验药品的选择上可能会选择稀硫酸、浓硫酸、稀硝酸、浓硝酸，甚至选择氢氧化钠等药品。如有学生从安全、环保等因素考虑选择了稀硫酸，我们不应当立即指出其错误，而是让学生自己通过实验现象或者理论分析（稀硫酸中含有较多水分）等角度去认识到该方案的不足。这种“试误”过程，才能真正体现化学实验的育人目的。
（3）自主完成探究
基于化学核心素养培养的课堂教学应当培养学生具有独立思考、敢于质疑和批判的创新精神。而传统的实验过程中，教师总是习惯越俎代庖，对学生不够信任，于是出现了这样的一幕：教师在讲台上说一步，学生在下面操作一步，按部就班。这样的实验，充其量也就是实验操作步骤的演练，很大程度上遏制了学生的自主性和创造性。所以，基于发展学生化学核心素养的学生实验，应当在保证学生安全的前提下，给予学生最大的自由，让学生自己去探究，去发挥创造性。比如说，在本次实验中有学生用到了浓硫酸等危险性药品，教师应当提醒学生这些药品使用时的注意事项，而不是一味地回避有危险的实验，否则学生永远都不会使用这些药品。
4.理论推演——强化宏观辨识与微观探析
实验是化学的基础，但是实验不是进行化学探究的唯一方法。化学公开课中，很多教师在化学实验花费了大量时间和精力进行实验仪器、实验原理创新，如人教版化学必修1“氨气铵盐”一课中，某教师在实验过程中，对喷泉实验装置进行了多个创新，如“热敷法”、“冷敷法”等多种方法来引发喷泉。实验过程轰轰烈烈，精彩纷呈，然而却悖离了该节课的教学目的——氨气的性质。真正的探究更应当让学生认识到隐藏在实验现象后面的科学本质，引发学生积极的思考，所以理论推演在探究过程中同样起到非常重要的作用。如化学平衡这节课中，对于装有NO2注射器体系，
二、基于化学核心素养培养的教学策略的反思
1.课程基础知识与过程方法并重
培养学生化学学科素养最重要的目的是让其掌握化学学习的方法，让学生能用所学到的方法解决其它化学问题乃至所有科学问题，而不是将化学知识死记硬背，将学生培养成解题机器。化学不是记忆科学，可是我们一些教师却经常让学生背方程式、背实验。如关于钠和水的反应现象，教师往往让学生背住“浮游熔响红”五个字，却忽略了实验观察能力的培养，违背了通过化学实验育人的初衷，更是违背核心素养的育人要求。但是我们也不能矫枉过正，从一个极端走到另一个极端，基于化学核心素养培养的课堂教学，不是认为知识不再重要，相反，我们更注重基础知识，因为科学探究也是建立在一定的基础知识上的，只是这些知识的获取方法应当改变，如通过自己动手实验，不仅实验技能得到训练、实验观察能力得到培养，所获取的规律、结论（基础知识）也会记忆得更牢。
2.课堂教学手段创新与继承并用
化学核心素养要求学生能够交流实验探究的成果，提出进一步探究或改进实验的设想；能尊重事实和证据，不迷信权威，具有独立思考、敢于质疑和批判的创新精神。基于此，各地高中化学公开课都非常注重教学手段的创新，尤其是化学实验，琳琅满目的创新使化学课堂焕然一新。然而，这些实验中，并不是每个创新都是有意义的，如有教师在实验时为了体现创新，将浓硫酸和蔗糖混合的黑面包实验改在硬质塑料饮料瓶中进行，并在瓶口套上气球，以体现出绿色环保，然而最后实验多次失败，因为实验放出的大量的热使饮料瓶融化变形，最终气体溢出导致更严重的污染。在本次比赛中，有教师只是根据教材要求，选择在点滴板上进行重铬酸钾溶液滴加酸碱进行实验，实验现象明显，便于比较不同酸碱环境下平衡体系的颜色区别，同时使用药品剂量少，体现出绿色化学觀念。所以，在课堂教学中，我们不能因为创新而创新，而是因根据实际需要而创新，对经典实验要进行保留和继承。
3.化学正面价值和负面影响并识
科学是把双刃剑，化学也是如此，我们需要客观地认识科学，认识化学。曾经的化学教学中，很多老师采取诸如氨气泄漏、氯气泄漏等化学事故，酸雨的侵蚀、光化学烟雾等污染事件引入课题，这种教学方式过于夸大了化学的负面影响，让人们谈化学色变。近些年来，越来越多的化学教师注意到这个问题，在平时的教学中只谈化学学科的好处，化学工业对人类进步的作用，试图改善人们对化学的错误认识。但是这样的教学在笔者看来也是有失偏颇的，不利于学生全面地认识化学。培养学生的科学精神与社会责任，我们的教学不仅要求学生能够赞赏化学对社会发展的重大贡献，也能运用已有知识和方法综合分析化学过程对自然可能带来的各种影响，权衡利弊，勇于承担责任。所以，基于化学核心素养培养的教学应当帮助学生形成正确的化学观、科学观，全面地去看待问题，认识并承认化学可能带来的环境问题，积极去解决问题而不是回避问题。
