“素养为本”的教学设计案例

谭琼念

人教版选修4第三章第二节“水的电离和溶液的酸碱性”的学习内容，实际上是应用前一章所学的化学平衡理论，探究水溶液中离子的相互作用，它既是继化学平衡、电离平衡之后的又一重点内容，又为盐类的水解等内容的学习奠定基础。本节内容丰富，理论与实际、知识与技能兼而有之，体现了化学理论的指导作用，又展示了相关知识在生产、生活中的应用价值。本节分三课时学习，第一课时主要学习水的电离、水的电离平衡和水的离子积，了解溶液酸碱性的判断方法。

一、教学与评价目标

1. 教学目标

（1）通过“水的导电性”实验设计与实验探究，理解水的电离，培养实验探究能力。

（2）通过应用化学平衡的理论，建立水的電离平衡和平衡影响因素的认识模型。

（3）通过电离平衡常数的应用，探索水的离子积计算原则，提升化学推理与计算能力。

（4）通过探索水溶液中H+、OH-浓度大小关系确定溶液的酸碱性，让学生理解矛盾的对立统一辩证关系。

2. 评价目标

（1）通过课前设计“证明水会发生微弱的电离”实验，课间“精确的水导电性实验”的线路连接、现象与结果分析，诊断并发展学生实验探究的水平（定性水平、定量水平、实验操作水平）。

（2）通过对水的电离平衡和平衡影响因素的探讨，诊断并发展学生对电离平衡模型的认知和表达水平（微观层面、符号表征）。

（3）通过对水的离子积的推算及应用，诊断并发展学生证据推理、科学计算等水平。

（4）通过对溶液酸碱性的判断依据的讨论分析，诊断并发展学生解决实际问题的能力。

二、教学流程

1. 课前实验设计与交流

【学习任务1】课前，阅读安全用电常识：“严禁用湿手触摸电器，不用湿布擦拭电器，发现有人触电要设法及时关闭电源或者用干燥的木棍等物体将触电者与带电的电器分开……”思考“湿”与“干”的区别在于是否含有水，说明水有什么性质。要求进行实验设计，证明“水是一种极弱的电解质”，并绘出实验装置图，在学习小组内进行讨论交流。小组内合作交流、对比分析，确定最佳方案与装置。

【评价任务1】诊断学生实验设计水平、实验探究定性、定量水平，引导学生合作学习，发展实验设计能力与科学的态度。

2. 课中，研讨、改进实验方案，实验探究水的电离

【学习任务2】汇报、对比、改进和实施实验方案，交流、展示、评价各小组的设计。根据设计及教师提供的器材，学生上台尝试串联电路，观察、分析实验现象，归纳实验结论，微观分析水的电离情况，书写水电离的方程式。

【评价任务2】发展实验探究的实际操作水平，培养合作学习、科学评价的精神。

3. 分析本质，推理计算

【学习任务3】结合书本室温下1L纯水只有1×10-7 mol H2O电离，用三段式推算水的电离常数并理解水的离子积的概念。推算：

在25℃时，Kw=c（H+）·c（OH-）=K电离·c（H2O）=1×10-14，水的离子积Kw=c（H+）·c（OH-）。

【评价任务3】引导学生学会挖掘教材资讯，学会回顾应用已有知识，学会推理分析，掌握必要的数据处理方法，发展知识关联结构化的水平，发展认识思路结构化的水平。

4. 原理应用，推理分析

【学习任务4】根据教材（表3-2），小结水的电离受温度影响的情况，应用平衡原理推理分析：水电离平衡的影响因素。

【评价任务4】发展模型认知与问题解决能力。

5. 应用提升，问题解决

【学习任务5】Kw的计算和溶液的酸碱性，思考交流c（H+）、c（OH-）与Kw的换算关系，探究水在不同环境下电离出的c（H+）、c（OH-）并小结规律，分析溶液的酸碱性的本质。

【评价任务5】发展提升科学推理、应用计算的能力，诊断并发展学生解决问题的能力。

6. 知识归纳，总结提升

【学习任务6】课后，学生进行知识归纳、解决问题。

【评价任务6】诊断和发展问题解决能力和化学价值的认识水平。

做本节学习内容的思维导图，小组内交流展示，完成本节的相关习题，学习了解溶液酸碱性在实际生活中的应用。意在诊断与发展学生的自主建构知识的能力，发展问题解决能力和化学价值的认识水平。

【案例说明】

本课例源自笔者参与执教的一次同课异构活动。两课中，一课重素养，一课重实效，两课各有千秋。课后议课中，大家觉得应将两课更艺术地糅合，效果必将锦上添花。为使教学更适合新课标，更具推广及应用价值，笔者将两课高度整合后重设此课，实践效果很好，特别是在以下几方面可供借鉴。

（1）任务驱动，全面发展核心素养

本课共设6个学习任务，课前、课后各一个任务，分别起到课前生疑、探疑，课后回顾整理、应用提升的作用。以“水的导电性”这一探究实验为例，从课前的“用电安全”的生活情境导入“水能导电”，要求学生思考设计实验，证明水能导电并探究水的导电能力，到课中的展示实验原理与装置，再到学生动手组装仪器，真正践行实验，当中既有个体各种异想天开的设计，又有小组合作的对比评价，既激发了学生的创造性思维，还为学生提供了将设计付诸实践的机会，这些任务一步步点燃了学生的热情，闪耀了他们的思维，这正如古希腊生物家普罗塔弋说过这样一句话：“头脑不是一个要被填满的容器，而是一把需被点燃的火把。”这样的学习过程，使科学探究与创新意识，科学态度与社会责任等核心素养在参与中潜移默化，这是“老师讲解，演示实验”所不能比拟的。同样的，本课6个学习任务，各有重点，起到了全面发展核心素养的作用。

（2）逐层推进，高效提升学科能力

本课课前课后6个学习任务6个环节，“实验探究-推理分析-原理应用-应用提升-生产应用-总结反思”，环环相扣。从水的导电实验探知→水能导电但导电能力很微弱→水是弱电解质，必然存在电离平衡，引出水的电离方程式;水电离存在平衡，必适用化学平衡原理→引出水电离平衡的影响因素;既然存在平衡→自然引出水的电离平衡常数与离子积;水的离子积是个常数→必然有应用计算;通过计算→更深刻地认识到任何水溶液都同时存在H+和OH-，得出溶液酸碱性本质。整个课堂结构流畅自然，学生理解应用建构知识、提升能力顺理成章，化学核心素养的培育水到渠成。

（3）巧设情景，前后实验浑然一体

课堂还设计了两个看似无用的实验情景，在实验一探究水的导电而灯泡不亮后，在探究水电离的影响因素时，向水中滴加2～3吸管的NaOH溶液，灯泡慢慢变亮。这一实验，一来再一次说明水是一种极弱的电解质，二来可以自然地过渡到水的电离平衡受到影响，电离平衡发生移动，再者，相同的实验装置不同的实验现象，灯泡由不亮变亮的过程，极大地提高了实验的趣味性，这对中学生的学习而言，是一种提升化学魅力的催化剂。

课堂设计的第二个看似无用的实验情景，是在实验二加了NaOH溶液的水中滴加酚酞，溶液变红，说明溶液呈碱性，老师引导学生，这是一个原来大家都明确知道有H+和OH-的溶液，现在加了NaOH呈碱性，充分说明，现在c（H+） < c（OH-），从而得出溶液酸碱性的实质。该实验现象明显，前后联系，举手之间，让学生顿悟出化学现象的本质，前后实验浑然一体，知识的理解自然而生。

（4）深挖教材，信息處理有效示范

在学习水的离子积常数时，要求学生用三段式计算水的电离常数。计算中水的浓度等数据从何而来？这时就引导学生对教材进行深层次的挖掘“在室温下55.6 mol H2O中只有1×10-7 mol H2O电离，电离前后H2O的物质的量几乎不变”，通过启发、示范信息的获取方法，通过点评学生推算中的常见错误，既培养了学生学会理解教材、读懂教材、重视教材的能力，还有效地培养了学生获取信息及运用信息的能力。

（5）教评一体，深度学习面向全体

本课处处体现教、学、评的整体性与统一性。在每一项学习任务开启前，有任务要求，学习后有及时交流与评价。如课前任务1、课间任务2的实验设计中实验方案、装置的交流对比优化的讨论，又如任务5中Kw的计算时学生解题训练的展示、学生自己的讲解、师生当堂的分析评价，还有任务6课后做本节知识内容的思维导图等，均做到每一项的学习都面向全体，及时由老师或同学评价。教、学、评一体化，既能发挥众人所长，又能同学互助，在师生、生生交流互动中，学生的思维能力、动手能力、分析能力和表达能力都得到培养，师生情感得到交融。这样，学习过程就成了一项共同交流、共同感悟、互相促进、当堂理解的过程。

（6）创新作业，理科作业跳出题海

本课课前学生设计实验，课后学生描绘相关知识的思维导图，再加以解题应用，创新了作业设计与评价，课前课后内容有针对性、层次性、多样性，既达到了新课标要求的“要改变机械训练的现状，倡导学生主动参与，培养学生获取新知识的能力，分析和解决问题的能力以及交流与合作的能力”，又更科学合理地将课前课间课后学习一体化，一改学科作业就是做题再做题，重复训练的状况，有效提升了学生的学习兴趣。