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基于核心素养培养的高中化学教学设计与实践—以“共价键的形成和类型”为例论文

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2024-02-01 09:37:27    来源:    作者:xieshijia

摘要:共价键是认识物质结构与性质关系的一种思维模式.共价键教学是落实化学学科核心素养的必要载体,在实际教学实施过程中,构建共价键的学习模型、教学模型,有效落实化学学科的核心素养.

  摘要:共价键是认识物质结构与性质关系的一种思维模式.共价键教学是落实化学学科核心素养的必要载体,在实际教学实施过程中,构建共价键的学习模型、教学模型,有效落实化学学科的核心素养.

  关键词:共价键;化学学科核心素养;教学设计;高中化学

  共价键是化学键知识的核心,是十分重要的化学概念,是化学键教学的重点和难点,通过共价键的教学能够落实化学学科核心素养,对发展和完善学科核心素养具有重要意义和作用[1].本节课选取苏教版选修3专题3第三单元《共价键原子晶体》第一、第二课时的部分内容整合成一课时—共价键的形成和类型,通过县级公开课的实践教学,汇总评课教师的建议,提炼和总结践行学科核心素养的路径,以此抛砖引玉.

  1学科核心素养是指引共价键教学的灯塔

  通过落实学科核心素养的教学,能够扫清学习的障碍点,激发学习共价键理论知识的兴奋点,打破学习共价键的难点,减轻学习共价键的痛点,是构建共价键学习模型的催化剂.“学科核心素养是学科育人价值的集中体现,是学生通过学科学习而逐步形成的正确价值观、必备品格和关键能力.[2]”发展学生的学科核心素养,是落实立德树人的载体,是我国基础教育改革的灵魂,是培养社会主义接班人坚定的理想信念.树立牢固的社会责任感,是指引日常海洋教学的灯塔,是将抛“共价键”之砖,引“核心素养”之玉的教学信念根植到日常教学中,是中学化学教师责无旁贷的目标.

  2共价键教学内容分析及设计思路

  2.1教学内容与核心素养的联系(如图1所示)

360截图20230321163045713.jpg


  2.2关注核心素养,确立教学目标

  以“学科核心素养培养为目标”的课堂教学,应该围绕核心知识、关键能力和核心品质三个方面展开有效教学[3].根据化学学科核心素养确立共价键教学目标.

  2.2.1宏观辨识与微观探析

  拼接常见分子球棍模型、比例模型,依据模型写出分子的电子式和结构式,分析轨道表示式,体会分子的宏观模型,进行微观的探析,搭建“宏-微”的桥梁.

  2.2.2变化观念与平衡思想

  分析H2分子的形成过程,感知H原子间核间距的变化,引起势能的变化,当核间距合适的距离时(平衡位置),原子轨道形成最大程度的重叠,体系能量下降最多,形成稳定物质.

  2.2.3证据推理与模型认知

  对常见分子的共价键类型进行分类和表征,建立起结构化和显性化知识,促进思维迁移.

  2.2.4科学态度与社会责任

  体会科学探究在化学学习中的意义和价值,体验自主学习与合作学习的乐趣;学会透过现象看本质的认识思想,建立个性与共性、对立与统一的科学辩证观;培养实事求是、尊重事实的科学态度和勇于探究的科学精神,能运用所学的知识和思想方法解决生产、生活中常见的化学问题.

  2.3递进性评价目标,落实核心素养

  学科核心素养的测评主要通过“关键能力”的测量达成,即选取真实复杂的情境转化为驱动性的问题,将必备核心知识转化为驱动性的问题,考查学科关键能力,在此过程中达成对学科核心素养的培育.

  2.3.1通过拼接常见分子球棍模型、比例模型等活动,共同探究共价键的形成,完成导学案的学习活动,诊断并发展宏观辨识与微观探析的核心素养与认识思路结构化水平.

  2.3.2通过学习共价键的形成和分类,诊断并发展对共价键形成的证据推理与模型认知及科学探究的水平,进而发展学生的学科核心素养.

  2.3.3通过拼出N2分子的球棍模型、依据模型写出N2分子的电子式和结构式,分析轨道表示式,诊断并发展解决实际问题的能力,以及对化学价值的认识水平(学科价值、社会价值和科学精神).

  2.3.4通过课前活动,用橡皮泥、土豆、萝卜等生活物品制作s、p轨道模型,发展合作探究的水平,依据探究活动的记录,归纳整理,总结展示的表现,诊断学生思维形成过程,发展归纳、阐述的综合能力.

  2.4共价键教学构建“宏—微—符—宏”概念模型(如图2所示)

360截图20230321164056885.jpg


  2.5共价键教学流程图(如图3所示)

360截图20230321164425995.jpg


  3教学环节及设计意图

  3.1创设情境,引入新课

  【学习任务1】学生分组展示组合拼接的常见分子的球棍模型,教师PPT展示屠呦呦相片、青蒿素的分子式和模型.

  【设计意图1】通过小组活动,感受衣食住行所需物质组成,离不开共价键的作用,复杂的物质其实也是由简单的基本物质所组成,感受共价键之美.联系生活实际,拓宽学生视野,感受化学是一门与生产生活紧密联系的学科,展示中国科学家研究成果,提高文化自信,提升学科价值观和社会观.

  3.2教师启发,学生活动

  【学习任务2】根据已学NaCl离子键的形成过程,从原子结构角度表示出镁原子与氧原子是如何结合形成MgO的?

  【设计意图2】回顾离子键的形成过程,通过画图展示、对比分析、口头表达,检验知识类比迁移的能力,初步尝试证据推理,构建模型认知.

  3.3教师引导,学生思考

  【学习任务3】如果把镁原子换成碳原子,从原子结构角度,分析碳原子与氧原子又是如何结合的?与MgO成健有何不同呢?

  【设计意图3】通过成键原子的变换,引起认知冲突,运用画图展示、对比分析、口头表达,继续进行证据推理,进一步构建模型认知.

  3.4阅读教材,提炼信息

  【学习任务4】阅读课本内容,分析简单氢分子的形成过程,感知氢原子间核间距的变化,引起势能的变化,提炼有用信息.

  【设计意图4】设置问题,启发引导,检验提取有效信息的能力.

  3.5交流讨论,得出结论

  【学习任务5】合作讨论共价键形成的条件和本质,分析得出结论.

  【设计意图5】通过观察小组汇报讨论的结果及分析过程,培养团结协作、乐于分享的精神.3.6理论分析,证据推理

  【学习任务6】讨论为什么氮、氧、氟与氢原子形成的简单化合物分别为NH3、H2 O和HF,氢原子数不等?

  【设计意图6】设置问题,启发引导分组讨论,进行理论分析,证据推理,构建共价键特征模型.

  3.7实例分析,认知进阶

  【学习任务7】拼出N2的分子球棍模型,依据模型写出N2的电子式和结构式;写出氮原子的轨道表示式;分析氮分子中氮原子的原子轨道是如何形成共价键的?

  【设计意图7】通过动手实践,诊断并发展解决实际问题的能力,以及对化学价值的认识水平(学科价值、社会价值和科学精神).

  3.8效果测评,内化知识

  【学习任务8】依据课堂所学,通过具体实例练习,内化知识.

  【设计意图8】问题能够引发学生的积极思考、有序思考和深度思考,问题便于讨论交流,解决过程能够帮助理顺思维、建立起知识体系.通过判断常见物质的化学键、共价键类型、分类等,进行分析和证据推理,逐步构建模型.

  4教学反思(略)

参考文献:

  [1]江敏.感受自然界的魅力:“共价键”的教学实践与思考[J].中学化学教学参考,2011(08):16-20.

  [2]中华人民共和国教育部.普通高中化学课程标准[M].北京:人民教育出版社,2018.

  [3]李香艳,王朝晖,张贤金.基于核心素养培养的高中化学教学设计与实践:以“工业合成碳酸钠”为例[J].福建基础教育研究,2020(01):123-126.