基于学生核心素养提升的化学课堂实录和评析

　　摘要：这节课从资源的角度复习水的相关内容，从水资源的储量和分布，水的净化，硬水软化，水污染和治理，保护水资源和节约用水五大板块展开。教学中，重点关注学生分析问题、解决问题能力的培养，引导学生资源观、微粒观、实验观、价值观、元素观的构建，拓展训练学生思维的深广度，力求务实高效。

　　关键词：问题情境;核心素养;知识价值;思维广度;绿色化学

　　初中阶段的化学教育是化学教育的启蒙阶段，其主旨是为学生科学素养和化学核心素养的提升打下一定的基础，而化学课堂教学则是学生化学核心素养得以有效提升的主战场。为此，江苏省中小学教学研究室开发了“名师课堂——教学新时空”，利用网络面向全国进行课堂教学直播。笔者参加的活动的主题是“基于学生核心素养提升的化学课堂教学”，专家会现场评课。本节直播课是一节关于水资源的中考复习课。现将这节课堂实录和教学反思呈现给大家，期待交流和探讨。

　　一、教学地位和主要内容

　　水作为初中化学中非常重要的一种常见物质，它在2011版初中化学新课程标准中，身边的化学物质和化学与社会发展两个一级主题下都有涉及。课标中的具体要求是知道水对生命活动的重大意义，认识水是宝贵的自然资源，树立保护水资源和节约用水的意识。

　　笔者认为：这些目标的达成绝不是喊喊口号就能实现的，而要付诸于行动。水资源不仅是化学学科研究的问题，地理、生物、物理等其他学科也会关注水资源的问题，也是一个社会化的综合性的问题。这节课主要是从化学的视角去研究水资源的问题，关注水资源的应用、净化、软化、污染和治理。

　　二、教学目标

　　1.认知性目标：知道硬水和软水的区别，了解吸附、沉淀、过滤和蒸馏的净水常用方法，知道活性炭和明矾的净水作用，利用已经掌握的酸碱盐的知识，从根本上去理解硬水软化和水污染的原因和治理的办法。

　　2.技能性目标：能独立设计实验，能解决污水治理问题。3.体验性目标：通过硬水软化和污水处理的实验设计，初步意识到水污染对人类的危害，初步形成水是生命之源的资源观，知道水对生命活动的重大意义，认识水是宝贵的自然资源，树立起保护水资源和节约用水的意识。

　　三、教学的重点和难点

　　重点：水的作用，水的净化过程，硬水软化，水污染的污染物研究和污染的治理。难点：硬水软化和污水治理。

　　四、教学实录和设计意图

　　1.了解水资源的稀缺，从化学视角感知保护水的重要性，感知化学的资源价值。【引入】请大家看一张图片。【师】这张照片是我国“风云二号”卫星从太空中拍摄的地球照片，可以看到地球是一颗蓝色的星球，这是为什么呢?【师】所以地球其实是个水球，那这些水主要是海水还是淡水呢?它们的比例关系是多少呢?【投影】地球上总水量图【师】观察这幅图，大家有什么发现呢?【师】由此可见，淡水资源极其稀少，非常宝贵。

　　设计意图：从学生已有的知识，创设情境，引入课题，容易引起学生的兴趣，激发学生的参与热情，使复习更为高效，从水资源的分布图，让学生初步感受水资源的珍贵。【师】板书：水资源的专题复习。【过渡】首先请大家说说水在工、农业以及日常生活中的用途。【生】学生讨论回答。【师】大家刚才说的都很好。水的应用其实还有很多，随着我们学习的深入，将不断感知水的重要作用。

　　下面是我给大家进行的一些总结：【投影】工业上：溶剂、冷却水、化工原料等，农业上：参与光合作用、输送养分等，生活上：洗涤、饮用等。【师】你能从化学的视角来分析一下这些用途吗?比如，工业上：作溶剂是因为很多物质都能溶于水，并且溶于水的物质化学反应会更快。冷却水是因为水的比热容比较大，所以也常常被用于灭火。化工原料：你要是个有心人，请你留意一下各个城市的化工厂，看它们都是位于哪里?大多都是这个城市靠近水源的地方，因为化工生产需要大量水，水也会直接参加化学反应。

　　农业上：水是光合作用的原料，植物吸收运送养分也要靠水，没有土壤但是把植物所需营养溶于水中也可以栽培植物。生活上：我们每天洗漱需要水，水可以溶解许多物质，我们每天也需要饮用大量的水，水是我们必需六大营养物质之一。

　　设计意图：老师了解学生的最近发展区，注意创设有价值的问题，在解决问题的过程当中，激发学生的兴趣，加强知识的巩固和更深入的理解。完善知识体系的进一步建构。通过精心设计的问题，让学生亲身经历学习过程，鼓励学生多角度、多层次的思考，在时间和空间上，保证学习活动正常展开和学习行为真实发生。在复习过程中，老师设计的这些问题，重点放在让学生在解决问题的过程中，感觉到化学与生活密切相关、化学学科是有价值的、学知识是能变成力量的。

　　2.了解自来水的来之不易，引入水的净化，感知化学的知识价值。

　　【过渡】现在自然界的淡水，我们可以直接饮用吗?只有极少部分水质好的地方可以，绝大多数都需要净化才行。【师】哪位同学知道自来水的生产过程呢?【投影】自来水的生产过程：沉降→过滤→吸附→消毒【师】在取水口处，首先进行的是自然沉降，然后还会进一步的加入一些絮凝剂使水更好地沉降，我们常用的絮凝剂是什么物质?【生】明矾。

　　【师】加入明矾后起到什么作用呢?【生】使水中的悬浮杂质聚集成大颗粒【师】沉降的目的是为了更好地过滤，过滤不仅应用于生产，在实验室中也是一种常用的净水方法，过滤在净水过程中起到怎样的作用呢?【生】除去不溶于水的固体杂质。【师】进行吸附操作时，我们常用到的物质是?【生】活性炭。【师】加入活性炭的目的是?【生】脱色除臭。【师】这是利用了活性炭的什么性质?【生】吸附性。

　　【师】经过前面的处理后得到的水已经是澄清透明的了，但是我们还要投药消毒，比如通入氯气等，为什么氯气能杀死细菌呢?【生】通过使细菌中蛋白质变性而把细菌除去。设计意图：将知识系统化，条理化，理清楚知识脉络，是复习知识的一个重要的任务，利用自来水净化过程的主线：沉降→过滤→吸附→消毒，将明矾作用，过滤中的要点，活性炭的作用和原理，以及消毒剂的原理这些零碎知识，利用一线把它们穿起来，利于知识的巩固和提升。

　　3.创设除水垢的问题情境，引入硬水软化，感知化学的生活价值。

　　【师】这些水通过管道输入用户家后，若要饮用，还常要煮沸，这是为什么呢?【生】防止经过管道输送到家庭户的自来水被二次污染。【过渡】如果有同学更细心地观察过煮水用的水壶，会发现水壶底部会产生一些白色的固体物质，有些地方的水很容易产生水垢，有些地方则需要较长时间。

　　设计意图：真实、具体的问题情境是学生学科核心素养形成和发展的重要载体。教师在教学中创造真实而有价值的问题情境，促进学生有意义的学习，问题情境贴近生活实际，使学生充分认识化学科学的应用价值，通过有意识地强化学生应用知识的学习行为，全面提升学生分析问题、解决问题的能力。【投影】水壶水垢【师】这是由什么引起的呢?【生】水的硬度较大。【师】什么叫硬水?【生】水中含有较多的钙镁离子。【师】什么叫软水呢?【师】煮沸为什么可以降低水的硬度呢?

　　【师】下面我们先来看一些资料：【投影】(经查阅资料：家庭用水中往往会含有可溶性碳酸氢钙Ca(HCO3)2等其它物质)【学生】思考，回答，书写化学反应方程式。【师】现在大家明白为什么煮沸可以降低水的硬度了吗?【生】使水中的钙镁离子形成沉淀。【师】我们把这种方法叫做煮沸沉淀法。除了煮沸，我们还可以通过加入一些化学试剂来降低水的硬度。【投影】有一杯主要含有氯化钙和氯化镁的硬水，某兴趣小组提出软化水的方案，请你一起来完成。可供选择的试剂有：Ca(OH)2溶液、NaOH溶液、Na2CO3溶液、肥皂水。

　　【师】经过上述实验得到的水样是否为软水?请用实验方法进行验证。【生】取样加入肥皂水，搅拌或振荡，肥皂泡多垢状物少，是软水。【师】在进行实验设计时，我们一定要从操作、现象、结论三个方面进行阐述。大家猜测一下我们看到的现象应该是怎样的?该方案为什么能使水的硬度降低?

　　【生】解释原理，物质之间反应，Ca2+、Mg2+转化为沉淀。写方程式。【师】小组反思：若①、②操作中所加物质顺序对调，能否实现硬水软化的目的?【生】水中最终还会有Ca2+。设计意图：通过除去氯化镁和氯化钙的实验探究题的分析，理解和掌握了化学试剂沉淀法的基本思路，问题的设计从三个层次展开，第一个是选择好试剂，写方程式，第二个层次是自选试剂解决自己实验遇到问题，对能力要求上一个层次，第三个追问两个过程对调添加试剂的顺序，看看又会有什么结果，分析实验的结果，学生通过小组合作交流，得出不可以随便调换顺序，理解要保证实验成功，不但要考虑试剂的选择，还应考虑试剂添加的顺序。

　　学生的分析问题，解决问题的能力，就悄无声息地发生了质的飞跃。通过对比，学生总结出这种方法叫做化学试剂沉淀法。再次归纳前面两种方法的特点，很容易理解蒸馏法和离子交换法。通过这种复习，让学生形成基本的化学概念，体现元素观、转化观、守恒观的思想。【师】所以在实验操作时，我们除了要关注实验原理，还要关注操作顺序，这样才能正确地完成实验。【师】我们把这种方法叫做加化学试剂沉淀法。

　　【小结】对于硬水的软化，除了刚才两种方法以外，还有蒸馏法和离子交换法等，今后我们将进一步深入地学习，但是这些方法共同的目的都是设法降低水中Ca2+、Mg2+的含量。设计意图：提高核心素养的途径之一是：教育内容要生活化。[1]基于学生实际生活经验的内容，更有利于培养学生的学习兴趣。了解化学与生活的关系，对某些实际生活经验的内容更有利于培养学生的兴趣，对某些生活中的实际问题作出自己合理的判断。形成积极的生活态度。从而提高自我生活质量，增强化学学习的价值感。

　　4.寻找水体污染源，感知学化学的“有意义”价值。

　　【过渡】虽然硬水的使用给人类的生产、生活带来许多不便，但是真正对人类威胁最严重的还是水体污染。【投影】水污染的照片【师】通过这一组照片，能总结出造成水污染的污染源有哪些吗?【生】工业三废，农业生产中化肥农药的不合理使用，生活污水的任意排放。【师】这些方面之所以成为污染源，是因为其中含有大量的污染物，你知道哪些污染物呢?【师】刚才看的这些方面究竟会产生哪些污染物呢?

　　【师】1.硫酸2.引导：回忆碱的应用，氢氧化钠等可用于造纸。【小结】这些酸性或碱性物质为什么都是水体污染物呢?【启发】我们知道大多数农作物适宜什么样的土壤中生长?【师】各种生物的生长不仅对土壤的pH有要求，对水质的pH也有一定要求，过高或过低都会产生一些不良影响，所以水中含有酸性或碱性物质都会产生一定的危害。【投影】3.重金属离子。下面来看看电池的随意丢弃，带来的危害是?

　　【生】回使蛋白质变性，失去原来生理活性。【投影】4.化肥，氮、磷化合物【师】不仅化肥，含磷洗衣粉的使用也会引起水体富营养化。导致藻类生物集中在水面，水中的溶解氧急剧减少，导致水中大量生物窒息死亡。【投影】5.有机质【生】蛋白质、淀粉等有机质。【师】直接导致水体污染。【师】生活污水中还会含有许多氮、磷化合物造成水体富营养化。【师】通过刚才的讨论，我们知道了水体污染物主要有这一些。

　　【投影】概括水体污染物的总结【师】还有一些物质处理不当也会引起水体污染，今后我们将逐渐认识。【师】知道了这些内容，我们就可以对不同的污染有正确的认识并采取积极有效的防治措施。如赤潮和水华：【投影】题目和问题①藻类疯狂生长的根本原因，②鱼类大量死亡的原因，③要防止这种情况发生，可采取的措施。

　　设计意图：提高核心素养的途径之二是：整合STSE教育。[1]教学要关注科学、技术、社会与环境之间的关系。要让学生知道科技是一把双刃剑。通过环境污染的图片启发学生感受到污染的可怕和危害，归纳出污染源，引导学生找出污染源中的污染物，分析污染物的特点从而理解水污染的本质是什么。

　　水污染的污染物其实并不可怕，都是有用的物质，只不过是出现在了不该出现的地方，从而得出了“垃圾是放错了地方的资源”的结论。这种积极正面的引导，让学生在获得化学知识的同时，能够运用唯物辩证观去审视化学学科发展，运用科学的知识和方法去指导实践，公正、客观、无私地对待化学文化的价值，建立良好的社会责任感，弘扬化学精神，为人类社会发展造福。

　　5.创设污水治理的情境，让学生意识到爱护水资源的重要性，感知化学的育人价值。

　　【师】对一些废液的处理我们也应该可以正确理解。【投影】题目：某电镀厂产生的废水中，含有硫酸和硫酸铜。(1)该电镀厂的废水，能否直接排放?为什么?该厂技术人员打算除去Cu2+并降低污水的酸性，以达标排放。(2)请你设计实验完成上述实验目标。【生】学生讨论后小组选代表汇报。【师】通过上述两个污水处理的案例，可以看出水污染后治理非常困难，所以我们还是要重在保护水资源，防止水污染更要节约用水。

　　【师】下面请大家来说说你所知道的节水的好办法。【生】学生回答生活中的具体节水措施。【师】本节课，我们对水资源有了进一步的认识，谁能总结一下本节课我们的收获有哪些?【生】总结归纳自己收获。【师】我们一定要，珍惜爱护身边宝贵的水资源。设计意图：通过电镀厂废水达标排放这个污水处理的案例，老师引导学生体会水污染的后续处理是非常困难的。让学生经历探索化的学习过程，以科学知识为载体，以科学方法为桥梁，借以提高学生的批判思维，培养在复杂情境中解决问题的能力。从而形成良好的科学态度和价值观。

　　水资源重在保护。标本兼治——既要治理现有水污染，更要节约用水，防止新的水污染的发生，激发学生珍惜、爱护身边宝贵的水资源的社会责任感。体现了化学的学科价值和育人功能。

　　五、课后反思这节课，力争让学生学习化学知识的同时，不仅获得化学知识，还获得自身的发展。实现了化学知识的教育价值，帮助学生扩大视野、丰富见识，训练化学思维，促进学生超越化学学科本身而获得的情感体验和价值追求。具体如下：

　　1.呈现知识的教育价值

　　这节课所有知识点都来源于实际生活。“知识都是真的，真的最高境界必然是美的[2]”。实现了知识的智育价值、德育价值、信息价值、应用价值、探究价值和情感价值等多重价值。这节课上体现的化学观念，为学生进行可持续发展打下基础。学生在写“煮沸可以降低水的硬度”的化学反应方程式中，第二位同学再次板演出正确的化学反应方程式后，我注意引导学生自我反思，表达思维路径，并点明是元素守恒思想的体现。

　　在设计实验：要求电镀厂产生的废水能达标排放环节，学生运用酸和盐的知识，较为全面的提出解决方案。在知识到能力的转化过程中，也表现出学生思维的全面性、深刻性等。特别是有学生能够质疑、反思、做出选择、评价。如：有同学提出用氢氧化钙处理硫酸铜的方法，有学生说含钙离子的水是硬水(不妥!水的硬度会提升);此外，学生还提出，氧化钙更便宜(方法更好!)通过这样的复习能够提升学生更高一些的方法、能力、培养他们的科学素养。

　　2.教学目标达成度高

　　这节课，学生课堂参与度高，师生互动较好，学生对本节课的教学内容掌握较好。采用情境引入、强化辨识、形成练习等多种方式进行教学处理，教学目标达成度比较高。

　　3.教学内容丰富、教学环节合理

　　本节课从太空俯瞰地球的图片引入本节课的教学，直奔主题。水资源的用途很广泛，我力求从化学视角对其中的一些用途进行了深层次的挖掘，让学生知其然更知其所以然。在自来水的净化教学环节中，注重学生的基础知识的夯实也注重学生学习能力的提升，由学生熟知的煮沸方法可以降低水的硬度，引导学生思考该方法之所以能够实现硬水软化的本质，从而推广到化学试剂软化法、离子交换法等相同的软化本质，有利于学生将杂乱的知识进行系统归类，形成系统的知识脉络。

　　从水净化自然地过渡到了水污染问题，选取几张代表性的图片，让学生通过观察这几张图片，感受到了目前水资源面临的严峻形势，水污染已经是社会化、综合性的问题，需要立即引起重视得以解决的问题，引导学生思考这些污染来源于哪些方面，以及这些污染源中带来水污染的主要是哪些物质?在潜移默化中牵引着学生从化学的视角去研究物质，利用化学知识去解决问题。在水污染带来的赤潮、水华问题中，通过给予学生某藻类的化学式C106H263O110N16P，分析导致藻类疯狂生长的原因，并追问分析的依据是什么，在教学中渗透学科观念的教学。

　　通过分析电镀厂排放的废水中的化学成分，利用学生已有的化学知识基础，搭建难度梯度不同的问题，展开讨论，思考的问题层层深入，通过治理污染化学试剂的选择，到治理污染的试剂的用量，到治理污染投入的人力、物力、财力，让学生在解决本案例的过程中，感受到治理污染投入之多，难度之大，让学生深切地意识到保护水资源和节约用水的必要性和紧迫性。

　　参考文献：

　　[1][2]吴晗清，李国超.科学素养形成的实践策略[J].中学化学教学参考，2015(9)：40-41

　　[3]朱志江.束缚与解放高中化学课堂教学新常态[J].中学化学教学参考，2015(5)：21-22

　　教育类期刊推荐：《中学化学教学参考》 1972年10月创刊;由教育部主管，陕西师范大学主办;现为月刊，国际标准16开本，72页码;全国中文核心期刊，中学化学教育界的名刊。