时间：2023-06-26 10:16:19
绪论：在寻找写作灵感吗？爱发表网为您精选了8篇化学学科的核心素养，愿这些内容能够启迪您的思维，激发您的创作热情，欢迎您的阅读与分享！
doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2017.07.021
当前中外教育特别重视的学科核心素养是指本学科给予学生未来发展必备的品格和关键能力；是在解决复杂的、不确定性的现实问题过程中表现出来的综合性品质或能力；是学科的知识和技能、过程与方法、情感态度和价值观的整合。化学学科要培养学生运用探究的手段，在探究中寻找证据进行推理，学会透过宏观现象审视变化的微观本质，同时还要关注学习化学的社会意义，这些都是在发展学生与化学学科相关的核心认识、关键能力和必备品格，即发展学生的化学学科素养。
本文将就“分子和原子”第二课时的教学来介绍本人在培养学生化学学科核心素养方面的一些做法。
一、教学背景分析
1. 教学内容分析
从本章节开始，学生认识物质的视角将从宏观转向微观，并将对微观世界进行一系列探究活动，这是一个循序渐进的过程。本部分内容重在揭示化学变化中分子、原子是如何变化的。通过实例分析由分子构成的物质在发生物理变化和化学变化时的不同情况，从而揭示出分子是保持物质化学性质的最小粒子。通过两个典型的化学反应，分析得出在化学变化中分子可以分成原子，原子可以结合成新的分子。
2. 学情分析
学生已经学习了物理变化、化学变化、物质的性质、化学实验基本操作。在小学自然和初中物理也学习了物质的三态变化、物质热胀冷缩等和分子、原子部分相关的知识，这为学习新知识做了知识铺垫。分子是初中学生接触到的微观粒子之一，在此之前学生只有一些微观现象的感性认识，比较缺乏理性认识。
二、教学目标
1. 通过实验探究和微观动画展示，理解分子是保持物质化学性质的最小粒子；通过分子模型的组建理解原子是化学变化中的最小粒子，从而加深对化学反应实质的理解。
2. 能够运用分子和原子的观点解释一些日常现象，能够区分物理变化与化学变化。
3. 通过对物质及其变化的宏观现象与微观本质之间相互联系的分析推理，逐步培养学生的想象力和思维能力。
4. 知道在化学变化中，分子是可分的，而原子却是不可分的。培养学生学会运用辩证统一的观点来思考问题的思想方法。
三、教学重点和难点
1. 重点：逐步学会科学探究的学习方式；认识并理解分子和原子的基本概念；能够运用分子和原子的观点解释生活中的现象。
2. 难点：培养学生的抽象思维能力、想象力和分析、推理的能力。从微观角度认识物质的变化和物质的分类。
四、教学过程设计及解析
教学环节1：从分子的角度认识物质的变化
设计意图：先由学生熟悉的水的蒸发过程入手，再以前一单元刚学过的过氧化氢的分解为例，创设教学情境，通过小组合作，画一画变化前后的微观模型，让学生感知由分子构成的物质，在发生物理变化和化学变化时的不同表现，在此过程中培养学生的核心素养，具体分析如下。
宏观辨识与微观探析： 水的蒸发和过氧化氢的分解是两个宏观现象，学生通过画微观示意图了解变化的本质，物理变化中，分子本身不变，化学变化中，分子发生改变，变成别的物质的分子。培养学生学会从微观的角度看物质，用微粒的变化分析物质的变化。
变化观念与平衡思想： 在讲解水的蒸发的过程时使用了动画模拟水分子变化前后的状态，使学生能够直观地感受到分子是在不断运动的，并且温度越高分子的运动速率越快，但是分子的数目不会增减。
教学环节2：分子与物质化学性质的关系
演示实验
设计意图：通过实验探究引导学生分析淀粉变蓝的本质原因，进一步培养学生的核心素养，具体分析如下。
实验探究与创新意识：利用学生在生物中学到的淀粉遇碘变蓝的知识设计了对比实验，体现了探究精神和创新意识。
寻找证据进行推理：通过对比实验的设计，让学生观察到明显的实验现象，碘酒和碘蒸气都能使淀粉变蓝，从而证明同种分子化学性质相同，帮助学生理解分子是保持物质化学性质的最小粒子。
宏观辨识与微观探析：学生看到的是宏观的实验现象，淀粉遇到碘酒和碘蒸气都变成了蓝色，引导学生分析微观本质，碘酒和碘蒸气中都含有相同的碘分子，使淀粉变蓝的是碘分子。
科学精神和社会责任：碘蒸气是有毒的，为了减少碘蒸气进入空气中，我们在实验中用馒头塞住烧瓶的瓶口，并且尽量缩短加热的时间，体现了环保意识和高度的社会责任感。
教学环节3：分子与原子的联系
设计意图：分子和原子这些肉眼看不到的微观粒子很抽象，学生不容易理解，我们通过各种分子模型让学生直观地感受分子原子的存在，以及在变化中的表现。在此过程中，充分实现了培养学生核心素养的教学，具体分析如下。
宏观辨识与微观探析：对中学生来说，分子和原子这些肉眼看不到、手摸不着的微观粒子的确非常抽象，我们只能借助多种分子模型，使学生具体的、可感的理解分子的构成，在此基础上，认识现象背后的一般规律，学生的抽象思?S能力也得到了培养。
证据推理与模型认知：分组活动，给学生两个过氧化氢分子模型，演示过氧化氢分解产生水和氧气的变化过程，学生通过演示自然理解在化学变化中，分子可以破裂成原子，原子重新组合成新的分子。
教学环节4：从分子的角度理解物质的分类
设计意图：从学生已有的物质分类的知识入手，并结合微观图片，透视分类的本质，只含一种分子的物质是纯净物，含有不同分子的物质是混合物。
五、教学反思
1. 发展化学学科核心素养要依托教学内容，并基于?W情进行改造，让学科的教学内容更贴近学生的认知水平，呈现方式更符合学生的认知规律。例如本节内容中“由分子构成的物质，分子是保持其化学性质的最小粒子”这一知识，教材中并没有相应的实验，学生很难理解这句话的意义。我们可以让学生借助已有的知识，设计简单的实验，并通过观察、想象、类比等方式，引导学生观察实验现象，分析现象背后的本质，在此过程中可有效培养学生宏观辨识与微观探析，证据推理和模型认知以及实验探究与创新意识等核心素养。通过整合，增删，让学生对化学知识的理解有新的提高。
原电池的学习内容是培养学生学科核心素养的好素材，根据本人的教学经验，知道不同的教师教学这个课题时效果相差很大，有的教师做完铜锌原电池的实验得出原电池的形成条件，然后用该条件去判断是否形成原电池，没有微观探析原电池的本质，也没有让学生自主讨论得出结论，从而抑制学生的思维，没有将知识转化成能力和素养。下面介绍本人对原电池的教学设计和核心素养的形成过程。
一、原电池教学设计思想
二、教学过程
1.回顾知识、提出问题
水电解会分解H2和O2，而H2与O2点燃会生成水，那么H2和O2在常温常压下会发生反应吗？
做演示实验，在U形管中先电解水，去掉外加电流，把两个石墨电极连接生日贺卡，唱起了生日歌（学生惊讶），为什么？
设计目的：引起学生的好奇心，求知欲
2.已学知识，分析思考
根据已有经验比较下列反应，从反应速率、能量变化、反应类型、化合价变化、电子转移等方面比较。
NaOH+HCl=NaCl+H2O Zn+H2SO4=ZnSO4+H2
氧化还原反应由氧化反应和还原反应组成，两者之间有电子转移。
设计目的：充分利用已学知识，体现学科特色
3.实验设计、学生动手
① Zn、Cu分别插入稀硫酸溶液中
Zn、Cu同时插入稀硫酸溶液中
③ Zn、Cu用连有电流计的导线连接，并插入稀硫酸溶液中
④ Cu、C用连有电流计的导线连接，并插入稀硫酸溶液中
第④个实验是对比实验，帮助学生对原电池的本质的理解，记录实验现象。
4.推理分析，自主讨论
通过宏观辨识和微观的探析，理解原电池本质这是学习本节内容最关键的一步。必须做好三点：一是设计有效的问题；二是通过自主学习，讨论与交流，让学生自主得出结论，达到自主发展；三是归纳、总结、提高。
问题设计：
（1） 实验①Zn与稀硫酸反应的电子是如何交换的？
（2） 实验③有电流的产生，判断电子的流向，并说明H+能在铜片上得电子的原因。
（3） 实验①、③的电子交换有什么不同？
（4） 两个电极的作用是什么？说说如何形成闭合回路？
（5） 实验④为什么没有电流产生（或微小的电流）？那么形成电流的前提条件是什么？
（6） 什么是原电池？形成原电池的一般条件是什么？
（7） 对电极材料有什么要求？
讨论归纳：
（1） 原电池的概念
利用合适的材料作电极，将氧化还原反应的氧化反应和还原反应分开，使电子通过外电路，形成电流的装置。或者，将化学能转变为电能的装置。
（2） 形成原电池的一般条件
a.存在一个自发的放热的氧化还原反应
b.选择合适的材料作电极
c.与电解质（或电解质溶液）形成闭合回路
（3） 电极材料的选择
由反应物的性质决定
（4） 原电池的正负极
失去电子（流出电子）发生氧化反应的电极为负极
得到电子（接纳电子）发生还原反应的电极为正极
5.原电池的设计，实验论证
（1） Cu+2FeCl3=2FeCl2+CuCl2
（2） 2FeCl3+2KI=2FeCl2+I2+KCl
画出实验装置，电极反应，实验验证
学生获得成功感、快乐感、价值得到体现。
6.归纳与总结
微观探析，必须到位，如本节教学关键是：
（1） 形成原电池，必须存在一个自发的氧化还原反应，能把两个半反应分开，有时必需用盐桥。
（2） 在Cu、Zn、稀硫酸原电池中，H+为什么移动Cu极，而不移向Zn极
（3） 形成闭合回路，必须在电极上有电子的得失
（4） 分子极、离子极混合，为什么必须用盐桥
关键词：生活化问题教学；化学学科核心素养
中图分类号：G633.8 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）09-0265-02
最新的高中化学课程标准的基本理念中强调：“立足于学生适应现代生活和未来发展的需要，着眼于提高21世纪公民的科学素养，构建体现“科学认识与观念”、“科学思维和方法”、“科学探究与实践”、“科学态度与价值观”相融合的高中课程目标体系，为高中生终身学习打下基础。化学知识融入到生活中去，不仅能够培养学生把化学知识应用到实际中解决问题的能力，同时也为学生的学习营造了一个轻松愉快的氛围，使学生对化学知识的学习不再是枯燥的读书，使他们体会到化学知识其实就在我们身边。在课堂教学中运用学生感兴趣的或者耳熟能详的生活事例引出问题、设置情境，让学生在对生活事例的探究中学习理解课本知识，灵活运用所学知识解决实际问题，不仅可以完成教学任务，而且可以提高学生的学习兴趣，拓展学生的知识面。让学生参与一定的含有化学问题的实践活动，在解决实际问题的探究中应用化学，让生活引进课堂，从而培养学生的应用意识和解决问题的能力，促进全面发展。
回归生活是当今教学改革的必然趋势，也是培养学生学科核心素养的必由之路。
一、生活化问题教学的内涵
化学生活化问题教学，是指基于学生已有知识和生活经验，关注生活、社会、科学中的各种现象，利用各种资源精心设计教学环节，提出问题引导学生通过探究、合作等方式理解化学知识，提高科学素养，应用化学知识分析解决实际问题的教学过程。
建构主义学习理论强调：学生的学习活动必须与问题相结合，以探索问题来引导和维持学生的兴趣和动机，让学生带着问题去思考、带着问题探究，使学生拥有学习的主动权。这与我校开展的问题法教学不谋而合，生活化问题教学就是一种建立在建构主义理论和化学教育“源于生活，寓于生活，归于生活”两者基础上的，以源于生活的问题出发，让学生在形式多样的探究活动中获得知识和技能、培养情感体验，加深对知识的理解，从而更好地运用书本知识去解决生活中的实际问题，使学生有更多的机会从周围的生活事物中学习和理解化学，体会到化学就在我们身边，感受化学的作用，体验化学的魅力。
二、生活化问题教学的意义
化学来源于生活，生活中充满着化学。高中化学生活化问题教学是当今中国教育改革的重要趋势，是实现新课改目标的有效策略和方法之一。化学生活化问题教学对提升学生的核心素养的研究具有重要的现实意义。
1.实施生活化问题教学可以激发学习兴趣。两千多年前，孔子说过：“知之者不如好之者，好之者不如乐知者”，兴趣才是最好的老师。将生活元素融入化学课堂教学，使学生积极主动地投身课堂学习，从而极大地提高课堂学习效率，还可使学生乐于探究物质变化的奥秘，体验科学探究的艰辛和喜悦，感受化学世界的奇妙与和谐。如在课堂教学中，如果加入一个科学小故事，可以充分调动学生的兴趣；加入一个小实验就可以让课堂气氛达到等。学生主动地、积极地投身于课堂的学习中，让学生走进生活、融入社会，感觉学有所用，从而极大地提高课堂学习的有效性和实用性。
2.有利于培养实际问题解决能力。教学的最终目的是服务生活，让生活过得更丰富，更有意义。在教学中，渗透学生感兴趣的知识，让学生了解生活中的化学，如食品、保健、化妆品、药物、环境等，拓展生活视野。同时及时关注最新的科技前沿，如介绍载人飞船的船体材料、火箭燃料的助推剂，介绍最新研究的有机光伏技术等。实施生活化问题教学，创设生活化情境，培养学生解决实际问题的能力。
3.有利于培养社会责任感。生活化问题教学可使学生感知化学科学对个人生活和社会发展的贡献，如介绍侯德榜先生的侯式联合制碱法时，可以介绍时代背景和侯德榜先生的高尚情操，进行爱国主义教育。关注与化学有关的如食品烹饪、美容保健、毒物、穿戴、环境、日用品、药物化学等社会热点问题，了解绿色化学、可循环利用思想，逐步形成可持续发展思想。
4.有利于促进教师的专业成长。化学新课程标准提出要在“为化学教师创造性地进行教学和研究提供更多的机会，促进教师的专业发展。”要培养出高素质的创造性新型人才，必须有一支高素质的教师队伍，教师不仅是学习实践活动的组织者和引导者，也是自我发展的推动者，通过转变教师观念，改变教学方式，从而实现“教的变革”到“学的变革”。坚持“生活化”教学理念不仅有利于学生的发展，也有利于教师的专业成长。
5.转变学生的学习方式。化学新课程标准要求教学要以学生为主体，培养学生“自主、合作、探究”能力，教师在这个过程中只起引导作用。所以教学“回归生活”才能让学生成为学习的真正主体，提高学生自主学习的能力。
三、生活化问题教学的实施策略
1.从生活现象引入新课教学。教师利用学生熟悉的生活经验，创设问题情景，并从中引出学习课题，使学生感受到化学知识的生活意义和价值，激发学生探究的热情和动力。
为了使学生实现对所学知识的有效建构，教师应为学生提供大量的事实证据，将化学知识与生活建紧密的联系，为学生建构知识提供有力的支撑。只有这样，学生才会对知识有真切的感受，才不会只是在抽象的水平上对概念和规律进行记忆。
2.用生活经验理解化学概念。在化学教学中，为了克服学生在理解化学概念时的困难，可先提出一些有针对性的生活问题引导学生解决，然后再将其中的思想方法横向迁移到所学习的化学概念的研究中，为化学概念的学习提供认知支持。因此，“联系生活”的有效化学教学，必须充分估计学生可能存在的错误生活经验。
3.回归生活解决化学习题。把改革习题形式和传统的教学方式作为突破口，进而改变传统习题枯燥、抽象、脱离实际的“纯化学”模式，增加习题的生活气息，更多地利用学生所面临的环境，向真实生活情境转化，让习题回归生活、回归自然。这就要求教师在习题设计上多动脑筋、多下功夫，充分发挥习题的素质教育功能，让习题具有趣味性、激励性、挑战性，使学生在生动活泼的氛围中解答化学习题，在动脑动手的同时，激发学习兴趣，培养理论联系实际、利用课堂知识解决实际问题的能力，提升学生的化学核心素养。
4.联系生活实际，培养学生的应用能力。我们生活的世界，化学现象比比皆是，但我们却常常熟视无睹，问题就在于观念上缺乏理论联系实际的主动意识。在这些常见的化学现象中，有很多具有较强的启发性、代表性和应用性，可以将其转化为高中化学问题，使之走入课堂。如对氯气一节的教学，通过一则新闻报导材料创设“生活化”教学情境导课，并配有记者专访某化工厂氯气泄露事故的视频，然后结合教学情境向学生提出一些启发性问题（如：①为何发生氯气泄露时，人应往高处逃生？②为什么可以用钢瓶来储运液氯？③氯气泄露后，有什么办法来处理？），学生很快进入问题思考状态，同时也激发了探求知识的兴趣和欲望。
5.创设宽松的实验环境，培养学生的创新能力。引导学生利用生活资源的元素做实验，可使学生独立的思考，大胆探索，敢于幻想，创造出自己的新思路、新问题、新设计、新途径、新方法，为了完成实验，学生获得充分的前期制作经验和动手欲望，而前期操作经验是相关技能或能力形成不可或缺的练习体验，且前期操作本身就是向学生传播非语言的教育信息，使化学实验增添了一个物化的信息源，增强学生的投入意识，获得良好的首次效应和动手欲望，不自觉的程序逻辑式实验成为灵活的、自觉的探索性实验。这种成功的体验和喜悦能持久地保持学生对科学的热爱，对真理的探索。
6.开发利用生活资源，搞好丰富的课外科技制作。为了充分发挥生活资源的这些独特功能，我们组织学生课外开展科技活动，一方面可以锻炼学生的能力、增长学生的知识，另一方面可以将这些应用于今后的课堂教学，进一步发挥生活资源的教育功能。通过我们的实践来看，科技制作培养了学生的创新精神和实践能力，这种高中阶段的科技活动为学生今后的深造和走向社会后从事创新、原始创新和高科技创新打下良好的基础。
把课堂教学与社会生活实践紧密联系起来，为新课程增添时代气息的源泉和活力，生活化问题教学是学习化学知识、解决生产和生活中的实际问题的重要途径和方法。生活化问题教学思想是“源于生活，高于生活”的，它不是简单的回归生活和生活概念理解，而是借助于“生活知识”这个载体来容纳学习内容，利用“生活场景”架起知识点和应用能力之间的桥梁，用问题探究作导向，帮助学生丰富知识层次，把握学习内容，充分挖掘出学生的好奇心和探索欲望，有助于提高学生的思维能力和思维品质，提高实际问题解决的能力，真正起到提升学生化学学科核心素养的目的。
参考文献：
[1]中华人民共和国教育部.普通高中化学课程标准整体框架[M].北京：人民教育出版社，2003.
【关键词】核心素养化学核心素养；高中课堂
一、核心素养
21世纪初，经济合作组织通过多学科的整合，率先提出“核心素养”的结构模型，自此开始掀起了全世界范围内核心素养研究的大热潮。核心素养是知识、技能和态度等的综合表现，是一种跨学科素养，它强调各学科都可以发展对学生最有用的东西，即使学生能成功地融入未来社会，满足个人自我的实现，以及推动社会的发展。
纵观我国的教育现状，不容乐观。我国学生高分低能现象仍比较突出，虽然有些地区提倡素质教育，但最终还是屈服；高考要考的知识被大大放大和强化，不考的知识教得很少，甚至是不教。绝大部分学校培养的是会考试的机器，而不是会创造、会生活的人。为了解决这些棘手的难题，我国正在进行课程的改革――构建核心素养体系，主要包括：一是解决“培养什么人、如何去怎样培养人”的问题；二是为衡量学生综合素质发展状况提供评判依据。放远未来，在新课改的实施过程中，要实现学生核心素养的发展，仍旧要立足于学科教学。因此，学科核心素养的提出不仅有利于学校教育中核心素养的落实，也有利于学科育人价值的突出。
二、化学核心素养
从概念及层次角度分析化学核心素养，主要包括以下4个方面[1]。
①化学基本观念：学生学习基本化学知识后，头脑中遗留的基本概括性认识。
②化学过程：学生对化学科学世界的关注，包括探究过程中研究方法、思维方法和学科本质。
③化学在生活中的应用：学生对生活世界中化学的探索，例如应用化学知识解决社会生活中的问题。
④对化学的态度：学生对化学学习的兴趣。
总之，“化学基本观念”是基础，“化学过程”是内在的延伸，“化学在生活中的应用”则是外在的实践，而“对化学的态度”决定了学生继续学习化学的可能性。因此，笔者下面就从这4个方面阐述如何具体落实到高中化学课堂中。
三、在课堂中培养学生的化学核心素养
1.建构观念教学，形成化学基本观念
化学基本观念[2]不是直接印刷在课本上的内容，而是隐含于课本教材知识体系中，需要学生主动去获取的一种学识素养。化学基本观念是具体知识的概括提升，是具有一种超越事实的持久价值和迁移价值。它影响着人们分析、解决实际问题的价值取向及行为方式。具体包括元素观、微粒观、能量观、分类观、化学情感观等。
“观念建构”教学，指在化学观念的引导下，学生处于高水平的思维活动，随着知识层次的逐渐递增，学生意识到知识间的“个性”与“共性”，进而不断地反思、概括、提升，构建出具有内在关联的化学基本观念。因此，“观念建构”教学的实施，会使课堂的重心自然地过渡到学生身上，营造以学生为主，教师为辅的开放型课堂。例如，在苏教版《必修1》“铁及其化合物的应用”这节内容中，笔者设计了这样一个教学环节：
【问题】根据氧化还原反应的基本原理，利用现有试剂（FeCl3溶液 、FeCl2溶液、KSCN溶液、新制氯水、双氧水、铁粉），设计实验方案探究Fe2+和Fe3+的转变条件。
在问题的引导下，学生首先巩固了氧化还原反应的基本概念，其次认识了铁及其化合物的性质，最终主动构建了“通过氧化还原反应，认识物质性质，实现物质间的转化”这一基本观念。
2.开展实验探究，体验化学过程
著名化学家傅鹰先生讲过这样一句话：“化学是实验的科学，只有实验才是最高法庭。”因此，在化学教学过程中就应以实验为教学核心，才能让学生体验化学过程，培养创新思维能力，才能有效提升学生的化学知识应用能力、实验设计能力以及信息处理能力。
高中课堂的实验一般分为两类，验证性和探究性实验。验证性实验有明显的局限性，不能激发学生的发散性思维，只能让学生熟悉实验操作。而在进行探究性实验的过程中，教师作为引导者，能及时解答学生的困惑，帮助学生树立勇于质疑的观念；启发学生的探究行为，鼓励学生创新设计，让学生体验到创新的成就感，乐于创新。因此，实验设计应侧重于探究性。例如，在苏教版《必修1》“氮肥的生产和使用”这节内容中，笔者设计了这样一个实验环节：
【学生实验】试管中加入少量氯化铵固体，酒精灯稍稍加热，将湿润的红色石蕊试纸放在试管口，观察现象。
在做分组实验前，笔者提问：“请以现有知识预估实验现象。”学生一致肯定地回答：“试管底部白色固体减少，湿润的红色石蕊试纸变蓝。”但是，做完实验后，学生观察到的实验现象是：湿润的红色石蕊试纸基本没变蓝，试管口附近有白色固体，这与预期的实验结果不符合。此时，笔者顺水推舟，提问道：“一，请分组讨论，为什么有这样的现象，设计实验方案验证。二，如何才能观察到预期的现象，设计改良的实验方案。”
通过探究性实验，学生主动发现问题、猜想与假设、设计实验与探究、得出Y论、交流与讨论，体验了科学探究的一般过程。
3.抓住热点问题，了解化学在生活中的应用
化学是一门实用性的科学，化学与生活紧密相连。近到身边人们关心的空气质量、食品质量，远到航空、军事、高科技、经济等各个领域，化学在其中都扮演着重要的角色。因此，化学教学不能与现实脱节，在教学设计中应该融入生活中的典型现象、热点问题。比如，在苏教版《必修1》“铝及铝合金”这节内容中，笔者设计了这样一个导入环节：
【新闻报道】2014年8月2日，昆山中荣金属制品有限公司组织员工抛光作业时，发生特大铝粉尘爆炸事故，造成146人死亡、114人受伤，直接经济损失逾3.5亿元。
通过铝粉的爆炸事件，引入新课――铝的化学性质，同时促使学生关注化学安全问题，培养其社会责任感。
4.回顾历史长河，转变对化学的态度
化学史是前人在长期的社会实践过程中，遗留下的关于化学发展过程的文化财产。它是融入了自然科学的一门特殊历史科学。它包含着一个个情节扣人心弦、引人入胜的故事。在课堂中，通过化学史料情景的创设，学生仿佛和化学家一起经历着化学发现过程中失败的苦恼、迷茫以及顿悟的喜悦，学生从中体会到科学探究的乐趣。而教学实践证明，这样的教学内容确实能够转变学生“对化学的态度”，激发出他们的求知欲望。比如，在苏教版《必修1》“碳酸钠和碳酸氢钠”这节内容中，笔者设计了这样一个情景：
【化学史料】侯德榜出生在福建一个普通农民的家庭。1913年，他被保送到美国学习化工，毕业后转读制革工艺，1921年他获得博士学位。而此时的中国正饱受列强侵略，工业落后。在爱国实业家范旭东先生写信恳请下，侯德榜毅然放弃了自己热爱的制革专业和美国优越的生活条件，怀着工业救国的远大梦想，回到了祖国。当时，国际上使用的制碱法对外是封锁生产工艺的。为了实现中国人制碱的梦想，侯德榜全身心都投入到研究制碱工艺上，终于在1926年生产出了合格的纯碱。不久之后，中国的“红三角”牌纯碱在美国费城举办的万国博览会上获得金质奖章，并被视为中国工业进步的象征。
通过这个情景的创设，学生不仅了解了纯碱的制备历史，而且激发了强烈的爱国情怀，增强了民族自豪感。同时学生也意识到化学对国家发展的重要性，进而提高了化学的学习热情。
四、总结
总之，在新课改的大趋势下，学生化学核心素养的培养必不可缺。教师可以从“化学基本观念”、“化学过程”、“化学在生活中的应用”以及“对化学的态度”这4个角度出发，根据实际的学情，设计符合学生身心发展的课堂教学。促使更多的学生能发自内心地喜欢化学，而不是为了考试去学习化学，最终为学生适应社会、终身发展留下有用的财富。
【参考文献】
[关键词]学科核心素养 苯酚 教学设计
一、指导思想
《中国学生发展核心素养（征求意见稿）》指出，我国学生的核心素养主要有素养，具体为社会责任、国家认同、国际理解、人文底蕴、科学精神、审美情趣、学会学习、实践创新。学科核心素养是通过某学科的知识、技能和方法而得到的观念、能力和品格。从学生核心素养到课程标准的转化需要学科核心素养这个桥梁。化学学科核心素养是指从化学学科的角度促进学生的终身发展，以化学知识、化学思维、化学观念为基础而形成的具有化学学科特征的素养，是三维目标的整合，化学核心素养能够促进学生的终身学习和发展。
化学学科核心素养的内涵包括：一是化学观念，通过对化学学科发展中核心概念、原理、观念、规律等知识的学习与理解，形成从化学的视角认识事物和解决问题的思想、方法和观点，如化学元素观、物质微粒观、化学能量观、化学史观、物质转化观、物质变化观等；二是化学思维和方法，这方面的核心素养表现为了解并掌握研究物质世界的基本思想和方法，如从宏观到微观、结构决定性质、物质变化守恒等，形成分析、判断、综合、抽象和推理等化学学科思维形式；三是实践创新，该方面的核心素养表现为通过具体的探究活动形成应用所学知识与方法解决现实问题的意识和能力；四是科学精神，这方面的核心素B表现为具有学习化学科学的好奇心，乐于探究物质世界的奥秘，正确认识科学和技术的本质，对与社会和生活有关的化学问题做出正确的分析和判断。
二、基于核心素养的教学方式
教师在设计和组织教学时，要将传统的“以知识点为核心”的教学观念转变为“以核心素养为导向”的教学观点。一是由“抽象知识”转向“具体情境”，注重营造学习情境的真实性。核心素养着力提高学生面对复杂情境下的问题解决能力。真实世界中的问题情境往往更加复杂多元，教师在教学中要注意把抽象问题与真实情境相结合，为学生创设能够利用所学知识解决真实问题的机会。二是由“知识中心”转向“能力（素养）中心”，培养学生高于学科知识的学科素养。学科知识在学生学习和成长当中扮演着重要角色。通过学习学科知识，学生的智能、品德、价值观都打上了学科的烙印，这个过程就是学科素养形成的过程。教师需要确立“通过知识获得教育”而不是“为了知识的教育”的教育思想。学科学习的最终目的应该是形成高于学科知识的学科素养。三是由“教师中心”转向“学生中心”，促进学生主动学习和合作学习的意识与能力。提高学生学习的主动性就是要把教学中心由“教”转向“学”。教师的重要作用体现在激发学生的学习兴趣、引导学生自主学习和培养学生合作学习意识上，从而实现教育的最终目标――培养学生终身学习的能力。开展“以学生自主活动为主”的课堂教学，主要以学生的学习为主线，关注学生问题生成、实践、操作、思维转化、问题解决的全过程。
教师是教学的具体实施者，促进教师理解核心素养是关键。教师在学生核心素养的发展过程中扮演着转化者的重要角色。为了在实际的教学过程中渗透核心素养，需要加强对教师专业发展的引领。现以《苯酚》一课为例，谈如何在有机化合物教学设计中渗透学科核心素养。
三、教材分析
《苯酚》安排在苏教版选修5专题四第二单元第2课时，与已学且具有相同官能团的《醇》安排在同一节，为结构、性质的对比学习提供了极佳的素材，可以帮助学生更好地理解有机物基团间的相互影响，进一步凸显“结构决定性质、性质反映结构”的核心化学思想，为后续的有机化学的学习提供了很好的学习方法。本节课主要认识醇和酚的异同点；了解酚的命名及物理性质；掌握酚的结构及化学性质；了解含酚废水的污染情况及含酚废水的处理；通过对乙醇与苯酚以及苯与苯酚化学性质存在差别的原因进行分析，感悟基团之间存在相互影响；认识苯酚的危害性及处理策略。
关键词：化学学科核心素养；科学探究；翻转课堂；案例研究
文章编号：1005C6629（2017）5C0046C06 中图分类号：G633.8 文献标识码：B
化学学科核心素养是学生发展核心素养的重要组成部分，反映了社会主义核心价值观下化学学科育人的基本要求，全面展现了学生通过化学课程学习形成的关键能力和必备品格。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”“科学探究与创新意识”“科学精神与社会责任”5个维度。这些核心素养既适合高中化学，又涵盖初中化学。
初中化学教学中如何落实“素养为本”的课程理念，是当前化学教学研究的重要课题。本文以“探究铝和稀盐酸、稀硫酸反应”为例，运用翻转课堂的教学模式，创设真实的问题情境，引导学生开展以化学实验为主的科学探究活动，探索基于学科核心素养的科学探究基本模式。
1 教学基本思路
本节课的教学对象是已学过金属和酸的化学性质等相关知识的初三学生，学生在学习金属的化学性质时已经知道在金属活动性顺序中位于氢前面的金属能置换出稀盐酸和稀硫酸中的氢，生成氢气，但是铝和稀盐酸以及稀硫酸反应时的现象却不同，本课题设计的教学意图是让学生通过科学探究来解决这一认知冲突，教学目标有以下三点：一是深化前面学习时建构的“酸的概念”和酸的化学性质知识；二是学会从物质的组成和结构角度解释宏观现象，培养宏观辨识与微观探析的学科素养；三是让学生体验科学探究的过程、学习科学探究中发现问题、提出猜想、运用控制变量思想设计实验的基本方法，落实义务教育化学课程标准中对科学探究既是学习方式，又是化学课程的目标和重要内容的期待。教学思路如下：
1.1 课前――观看微课发现问题、提出猜想、设计实验方案
学生在课前观看教师制作的微课（见表1），观察到铝和稀盐酸、稀硫酸反应现象明显不同，学生根据教师在微课中的友情提示，独立地提出猜想，并设计实验方案进行验证。
1.2 课堂――科学探究（续课前）、拓展延伸、巩固提高
1.2.1 科学探究
学生分组对各自提出的铝和稀盐酸、稀硫酸反应现象不同的猜想进行讨论，找出合理猜想。
学生对合理猜想的方案设计进行论证，优化方案。
学生按照优化后方案进行实验，得出结论。
1.2.2 拓展延伸
运用POE教学策略，让学生预测、观察和解释：密闭容器内铝和稀盐酸反应过程中气压会如何改变？
1.2.3 巩固提高
运用中考真题强化学习效果，布置作业（翻转课堂平台展示）。
本节翻转课堂的科学探究过程中各要素及其行为主体结构如图1。
2 主要教学过程
2.1 课前观看微课，提出猜想，设计实验方案
学生课前在翻转课堂平台上自主观看微课，发现铝和稀盐酸、稀硫酸反应现象明显不同，提出猜想并自主设计实验方案。
2.2 课堂完成探究，得出结论
2.2.1 展示猜想，找出合理猜想
学生分组对这六种猜想的合理性进行讨，然后各组推荐一名代表汇报交流。通过讨论，学生发现微课中的实验是在室温下做的，取了大小相同（表面积相同）的铝片，所以猜想④、⑤不合理；学生查阅溶解性表发现硫酸铝可溶于水，所以猜想⑥不合理；剩下的①②③即为较为合理的猜想。
2.2.2 对猜想①、②设计的实验方案进行论证
针对猜想①、②，教师展示了多个学生的方案，通过翻转课堂云平台下发到学生的平板电脑上，学生分组对各种实验方案进行评价和完善，然后各组推荐一名代表汇报交流，最后在教师的引导下对各种方案进行科学合理的评价，并优选出可行的方案。
验证猜想①：学生设计的几个具有代表性的实验方案如下：
在交流和互动的过程中，教师有针对性地引导学生对有关方案进行分析和评价。
教师：在设计对比实验时，常常采用控制变量的方法，把多因素的问题变成多个单因素的问题。每一次只改变其中的某一个因素，而控制其余几个因素不变，从而研究被改变的这个因素对反应的影响。请同学们根据控制变量的方法对上述方案进行评价。
学生在讨论中对这三种实验方案进行了分析与比较。
学生A：方案二和方案一相比，控制变量的方法运用得较好，如控制了铝的表面积、反应的温度等。相比这下，方案一不够严谨。
学生B：方案三的特点是设计了两种酸的浓度在三种不同情况下（相等、大于和小于）的方案，虽然步骤较繁，但是更为严谨（学生设计此方案是受到了浓硫酸特殊性的影响，排除了特殊浓度的酸的特性的影响）。
学生C：在方案三的基础上我又提出方案四：控制其他条件都相同的条件下，将两种相同浓度的酸配制成从小到大不同的浓度，和铝反应观察实验现象。
学生在对现有方案进行科学评价的基础上，提出了新的方案。教师小结时指出：同学们能从不同角度设计出多种方案来验证猜想，并能指出各种方案的优点和不足，这正是我们学习化学需要的创新能力和科学精神。上述方案二、三、四都是合理的，提h由各小组自行选择一个方案进行实验。
验证猜想②：学生设计的实验方案如下。
在教师的引导下，学生很快对上述方案进行了质疑和评价。
学生D：方案一有两个变量，没有排除钠离子能否加快铝和酸的反应。
学生E：方案二是在此基础上增加一个加入硫酸钠对比实验，排除了钠离子的影响。
学生还围绕方案三进行了热烈的讨论。有的认为变量控制得较好，方案可行；有的认为右边加进去的盐酸是已知能和铝反应的物质，说服力不够。
经过讨论，学生选择用方案二来进行实验验证。
2.2.3 进行实验，观察现象，得出结论
学生分组分别完成猜想①、②的相关实验，然后分享各组观察到的实验现象，并得出结论，如表2、3所示。
2.3 拓展延伸
在实验的过程中，学生发现铝和稀盐酸反应时的现象比较特殊，一开始并不明显，后来慢慢变快，最后又停止，反应的同时放出热量。为了顺应学生的学习需求，教师提出了一个思考题：密闭容器中一定量的铝和稀盐酸反应，容器内气压随时间会如何改变？这里教师采用POE（即预测、观察、解释）教学策略引导学生进行科学探究。
预测：先请学生大胆预测密闭容器中一定量的铝片和稀盐酸反应过程中的气压变化，在平板电脑上画出图像，上传至翻转课堂云平台。然后教师借助于平台快速浏览学生所画图像，并选取典型图像进行对比展示，启迪学生说出预测的理由。学生在已有知识基础上进行了大胆的预测，现例举两例如下。
观察：进行实验，用气体压力传感器测出此反应的气压变化，学生观察曲线变化的图像（见图5）。
解释：学生解释曲线变化的原因。学生讨论后得出如下观点：AB段变化不明显是因为铝的表面有一层致密的氧化铝薄膜；BC段包含着以下反应过程：①氧化铝薄膜消失，铝和盐酸反应生成了氢气，导致容器内气压变大；②铝和稀盐酸反应放热，使容器内气压明显增加；③随着反应的进行，盐酸浓度变小，铝片的表面积也在不断减小，反应会变慢，最终反应停止，气压不再增大。CD段下降是因为反应停止，容器内温度高于环境温度，从而逐渐下降，导致气压减小。
那么温度的变化是不是如学生所预测的一样呢？教师又展示了课前用气体压力传感器和温度传感器同时测出的曲线（见图6）。学生发现温度曲线与自己预测的完全一致。
2.4 巩固提高
最后进入巩固提高环节。本节课的探究题材来源于2008年安徽省化学中考题15题，教师将该题通过云平台发送到学生的平板电脑上，让学生进行巩固练习。然后将2015年安徽省中考题15题发送给学生，与学生一起进行简单的分析，并且留给学生作为课后作业来完成，使得学生的探究结果能够得以运用，提升了学生学以致用的能力。
3 反思
3.1 通过高品质的科学探究提升学生的学科核心素养
创设真实问题情境，让学生开展以化学实验为主的多种探究活动，是落实“素养为本”的主要方法。从以上课例可看出，一个高品质的科学探究的教学设计应该具有以下特点：
（1）科学探究从真实的问题源起，以解决问题为结局。一个高品质的科学探究过程一定是源于一个学习、研究或生活中的真实问题，通过探究最终解决了问题，提升了认识。在本节课上，教师在微课上呈现了铝和稀盐酸、稀硫酸反应的实验，这种与学生已有认知相冲突的实验现象，激发了学生的探究意识，教师就此提出问题让学生进行猜想并设计实验，最终解决了问题，拓展了视野，提升了学生对盐酸中氯离子特殊性质的认识。
（2）科学探究过程是学生学科核心素养提升的过程，在探究过程中需要关注以下三个层面的问题：一是在探究过程中要尽可能涉及到重要的化学观念、主干知识、化学模型，促进学生对化学基础知识的理解和化学观念的提升。如本节课中设计实验需要用到酸的概念模型――电离出的阳离子都是氢离子，酸的化学性质――与金属及金属氧化物反应；解释与结论时要运用元素观、微粒观，要用宏微结合的化学思维来分析问题等。二是在探究过程中要尽可能让学生经历科学探究的主要过程――提出问题、猜想与假设、设计实验、进行实验、观察现象、结论与解释等，让学生学习、体验科学探究。如在本节课中除了提出问题的主体是教师外，其他探究要素都是以学生为主体完成的。另外，POE教学策略也是一种科学探究模式，如本节课中的拓展延伸环节，先让学生对铝和稀盐酸反应过程中压力变化进行预测，然后教师演示数字化实验让学生观察压力变化曲线，再让学生解释三段曲线的变化。三是在探究过程中要启迪学生进行深度思考，提升学生的思维品质。如本节课中学生提出的六个猜想主要是借助于已有知识和微课中给出的提示通过逻辑推理得到的；设计实验时需要用到比较的方法、控制变量的思想，对思维的深刻性、系统性和独创性是一个实践和提升的过程，如验证假设①时设计的实验方案二需要考虑到各种因素（酸的浓度、体积，铝的质量、颗粒大小等）的影响，控制好自变量、平衡好无关变量，有效地训练了学生的思维严谨性；设计实验方案三时还考虑到两种酸比较时，可能出现的三种不同情况，对思维的系统性要求较高；验证假设②时的实验方案二既考虑到氯离子的影响，又考虑到钠离子的可能影响，培养了学生的辩证思维；对实验方案一和方案三存在的不足的评价，培养了学生的批判性思维。
3.2 翻转课堂为科学探究搭建了高效平台
笔者在“基于翻转课堂的科学探究典型案例研究――以探究钠燃烧实验中黑色产物的成因为例”[2]一文中曾论述了基于翻转课堂的科学探究基本模式。本案例也是对此模式的一个拓展研究。正是因为有了翻转课堂，使得科学探究的部分过程前移（如发现问题、提出猜想、设计实验等），学生有了适切的知识准备（微课提供）、充足的时间在课前实施科学探究的核心环节――提出猜想、设计实验，为实现深度思考提供了可能，也为课堂上高质量的小组合作、师生互动夯实了基础。如在本节课中，学生课前通过观看微课，根据微课提供的相关知识，围绕教师提出的问题提出了6种猜想并设计实验进行验证，在课堂小组讨论的基础上生对6种猜想进行了论证，排除了猜想④、⑤和⑥，引导学生围绕猜想①、②设计的实验方案进行讨论，讨论过程中的观点交锋、思维碰撞提升了学生的思维品质和学科素养。由于课前学生进行了深入的思考，才会使得课堂的讨论有高度、有深度、有针对性。
本节课翻转课堂的课堂教学阶段，除了完成了一个规范的科学探究过程外，还包括延伸拓展和巩固提高两个阶段。拓展延伸实际上是本节课的第二个科学探究环节，学生在通过实验获得结论是Cl-的存在促进了铝和酸反应以后，又在实验过程中发现了新的问题，铝和稀盐酸一开始反应不明显，然后逐渐变快，又变慢最后停止。为了顺应学生的学习需求，于是教师提出了一个拓展问题，密闭容器中一定量的铝和足量的稀盐酸反应，容器内气压随时间会如何改变？学生运用化学和物理知识共同解决了问题，促进了学科之间的交叉和融合，这样的探究深度也得益于翻转课堂的教学模式。最后一个巩固提高的环节中，学生将所学的科学探究方法和相关知识运用到中考题中，通过练习及时检验、巩固学习效果。
3.3 数字化实验让科学探究绚丽多彩
化学是一门以实验为基础的科学。数字化实验以实验手段数字化、测量呈现实时化和现象规律可视化的特点丰富了科学探究的模式研究，促进了科学探究的发展。如在本节课的拓展延伸环节，数字化实验实时得到的压力和温度变化曲线，支撑了POE教学策略的成功实施。教师引导学生对曲线上三个线段的解释，有效地提升了学生的思维品质。如AB线段较平，学生需要在对酸的化学性质理解的基础上进行思维变通，从酸与氧化膜反应的角度进行解释；BC线段快速上升，学生分析的三个影响因素中，两个使反应变快一个使反应变慢，对学生的辩证思维是一个挑战。尤其是从反应放热角度推导出压强增大，对学生的发散性思维（从化学变化到物理变化）要求较高；CD线段逐渐下降，学生从实验过程中的温度变化趋势进行分析，这时教师又呈现了课前测出的反应时温度和压力的变化曲线，学生在数字化实验的助力下，发现自己的分析与实验结果完全一致，进一步激发了学生学习化学的兴趣。
参考文献：
在此以2014年北京西城区高三理综第二次模拟考试中的题目为例：
某学习小组依据SO2具有还原性，推测SO2能被Cl2氧化生成SO2Cl2。查阅资料：SO2Cl2常温下为无色液体，极易水解，遇潮湿空气会产生白雾。
（1）化合物SO2Cl2中S元素的化合价是 。
（2）用二氧化锰和浓盐酸制氯气的化学方程式是 。
（3）在收集氯气前，应依次通过盛有饱和食盐水和 的洗气瓶。
（4）用如下图所示装置收集满Cl2，再通入SO2，集气瓶中立即产生无色液体，充分反应后，将液体和剩余气体分离，进行研究：①研究反应的产物。向所得液体中加水，出现白雾，振荡、静置得到无色溶液。经检验该溶液中的阴离子（除OH-外）只有SO42-、Cl- ，证明无色液体是SO2Cl2。A. 写出SO2Cl2与H2O反应的化学方程式 ；B. 检验该溶液中Cl-的方法是 。②继续研究反应进行的程度。用NaOH溶液吸收分离出的气体，用稀盐酸酸化后，再滴加BaCl2溶液，产生白色沉淀。A. 该白色沉淀的成分是 ；B. 写出SO2与Cl2反应的化学方程式，并阐述理由 。
在这道题的解题中化学核心素养得以充分体现，具体如下：
第一， 题（3）在收集氯气前，应依次通过盛有饱和食盐水和 的洗气瓶。题目的解题应从资料中提取：SO2Cl2极易水解，遇潮湿空气会产生白雾，学生应具有证据意识，能通过分析推理建立观点，即为“证据推理与模型认知”素养的体现。
第二，题（4）的① 根据氧化还原反应过程中电子转移情况及质量守恒定律推测出，判断SO2Cl2水解的产物是硫酸和氯化氢，其化学方程式为 ：SO2Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl ，这体现了“宏观辨识与微观探析”的科学素养。
第三，题（4）的中的② A要求分析白色沉淀的成分，若尾气中只含二氧化硫，被氢氧化钠吸收后滴加盐酸再滴加BaCl2溶液，不会产生白色沉淀。只含氯气也不会产生白色沉淀，所以尾气中有氯气和二氧化硫气体，白色沉淀是BaSO4。学生要能依据事实，分析实验现象，才能准确分析沉淀的组成，体现了“证据推理与模型认知”的科学素养。
第四，题（4）的②中的 B写出SO2与Cl2反应的化学方程式， 由上一题的结论，应大胆提出：反应后的混合气体中必然存在SO2和Cl2两种气体，因此SO2和Cl2生成SO2Cl2的反应为可逆反应：SO2+Cl2 SO2Cl2。在此解题过程中，学生应能科学地加工，提取处理题目所给的现象，判断此反应为可逆反应，此为“科学探究与创新意识”的体现，而对该现象的判断也应建立在学生树立了“变化观念与平衡思想”的基础上，清楚化学反应有一定的限度。
由此可知，核心素养不是一个抽象的概念，核心素养的养成是能力的一种体现。小到解题，大到分析事物、解决问题的能力上都有着非常重要的作用。培养学生的化学核心素养，对教师来说并不是一个遥不可及的任务，它一直贯穿我们教学的始终。
我们在教学过程中不只是就题论题、分数至上，而应在习题中多引导学生问为什么、怎么办，应挑战其认识角度，多概括、预测、设计、模型建构、分析、解释、评价，应注重组织学生开展各项活动，让理论与实际相联系培养学生的素养。我们并不是要每个学生都成为化学家，而是要在化学学习中让他们留下终身受益的知识，以后能多关注与化学相关的社会问题，积极参与和化学问题有关的社会事务。
。学生通过接受高中化学课程的学习，在知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观等方面形成和发展化学学科核心素养。其中“宏微结合”核心素养在高中化学学习过程中有较为广泛的应用。
一、宏微结合在化学教学中的应用举隅
1.通过模型制作，用实物类比物质的微观组成，理解空间构型
有机物同分异构体概念学习时，对其空间立体结构的认识，是有机物命名的前提，更是同分异构体正确书写的基础。能不能把立体结构压“扁”到纸上，再通过纸上的书写想象出其真实结构，实现被压“扁”的手写和有机物的真实结构的联系，模型组装课就是一种最为有效的方式。
案例1 有机物空间结构的认识与理解
烷烃中每个碳通过四条键形成空间正四面体结构，但其书写只能是平面结构，所以单单凭借想象来感受烷烃中以碳为核心的各原子间的链接方式，对学生来说是困难的。而当学生通过组装甲烷、乙烷、丙烷、丁烷等最简单的一类碳氢化合物，再对照模型写出其结构简式，学生可以体会出同碳四个键的等同地位，即书写时以一个碳为研究对象，它周围所连的四个基团位置可以互换。通过动手组装，学生总结出烷烃的异构是因为碳链的连接方式不同造成的，这种不同是因为出现了支链，而不是自己凭借想象画出的直线和曲线的区别，真实的碳链也不是直线形的。所以通过宏观模型可以充分“看出”书写体和真实结构的差异并能实现其之间的转换。如甲烷的二氯取代产物，书写时受平面结构限制，出现假性“异构”：
CHClHCl和
CClClHH。
学生往往会认同二者是同分异构体，用代表氯原子的球替代原来的氢，不难理解因碳的空间对称结构，同一个碳上的四个位置上的氢完成相同，取代后两个氯原子均处于邻位，没有同分异构体。通过制作宏观模型，分辨出同分异构体和同一种物质的不同，为高二同分异构体的书写打下基础。又如在《有机化学基础》中氢的核磁共振谱的学习中，判断等效氢时，在必修二对碳立体结构认识的基础上，依据同一个碳上四个位置因为中心对称而完全相同，同碳上的氢为一类氢，类推出同碳上的甲基上的氢为一类氢，同一个碳的乙基上有两类氢，同一个碳上连有正丙基时有三类氢
；把同碳上同时连有四个甲基、乙基、正丙基换为连有二个甲基、乙基、正丙基，形成CH3CH2CH3，CH2CH2CH2CH2CH3，CH3CH2CH2CH2CH2CH2CH3，得出相对轴对称位置上氢为一类氢。烷烃中的等效氢的判据就这样一一呈现。如果没有这样的模型课，所有的学习都建立在对空间结构假象的基础之上，因而不能“看到”而缺乏认识基础以及为此产生的不自信。所以一堂模型课，对于初学的学生就是必不可少的认识基础课。再如命名时，学生常常对CH3CH2CH2CHCH3CH2CH3这样的结构直接就命名为：2-乙基戊烷，但对于“玩”过模型的学生，出错的概率就比较小。
所以认识碳的立体结构，是有机化学等效氢、命名以及同分异构体书写、认识的基础。而通过模型制作，实现了微观粒子立体结构的宏观呈现，这样的动手实践过程，也正是学生化学“宏微结合”核心素养的形成过程，
案例2 元素周期律概念的认识与理解
元素周期律包含了从原子半径、金属性、金属与水或酸反应的快慢比较、金属最高价氧化物的水化物的碱性强弱比较；非金属性、非金属最高价氧化物的水化物的酸性强弱比较以及气态氢化物的稳定性比较。学生会觉得比较多，记不住、学不会，更不知道为什么会是这样。问题出现在哪里？究其原因是对整个体系缺乏了解，半径的学习才是全部规律的基础，理解了半径的递变规律，其它所有规律都将迎刃而解。而对于半径的学习规律，学生对同周期从左向右半径依次减小（零族除外）和质子数依次增多的学习一直是混淆的，因为对原子的内在结构缺乏了解，而以宏观模拟呈现其内部组成，同周期元素，电子层数相同，从左向右每增加一个质子同时增加一个电子，学生往往只看到了电子的增加认为半径也增大，所以宏观模型主要要体现出一个质子和一个电子质量的不同，一个质子的质量是一个电子质量的1836倍，怎么体现呢？将其比喻为一块大磁铁对铁屑的吸引，带几块磁铁和一些小铁钉到课堂，和学生一起感受“大”磁铁对“小”铁屑的吸引，领会质子质量是相对电子质量的1836倍。同时增大质子和电子，因为质子的“大”对半径的影响占主要地位，相比电子的影响可以暂时忽略，得出同周期也是当电子层数相同时，质子数是影响半径的主要因素，因为质子数的强大，从左向右不断增加质子数，对电子的引力增大，从而使半径减小。引申到当比较离子半径时，对于具有相同电子层排布的离子，质子数越多半径越小。通过质子对电子的引力变化，对金属性、非金属性以及其延伸出来的性质的学习也可以达到水到渠成的效果。
案例3 元素周期律概念的认识与理解
在气体摩尔体积一课中，一定条件下，物质在空间所占的体积大小决定于哪些微观因素？笔者在实验室原有球棍模型的部件像小球、铁条的基础上增加了烧杯（作为立体支撑）、粘土等物品，告知学生宏观物质的构成微粒，原子、分子和离子都是一个一个的小球，这些小球通过不同的组合构成了宏观物质，请大家根据自己的想象组合成可以“看得到”的微粒，感觉其对体积的影响。这里笔者选用粘土是考虑利用它的可变形性，结合学生熟悉的球棍模型中的小球、铁条，烧杯或者其他盒子则给出了具体立体空间，一个小组几个学生通过组合，感受物质在空间所占据的体积与微观粒子的关系，对于球的大小、数目以及球间距等对其体积的影响有了充分的直观认识。
设计意图：通过这样的模型探究，用宏观物质展示物质的微观组成，帮助学生实现抽象思维，基本都是对新课第一节的设计，避免了学生只会解题，而不能理解其化学内涵的尴尬局面。并且在后续教学中，能明显感觉到动手操作过的学生，因为“见过”其微观结，得到更深入的认识，而对学习的自信心更强，学习的兴趣也更足。
2.通过实验演示，用宏观现象直观感知、理解微观结构
在胶体一节的课堂教学中，设计多个学生动手实验，通过这些系列的小型实验设计，实现溶液、胶体和浊液的相互转变。在此过程中学生充分体会到胶体这个概念不是一个孤立的“新生态”，他与学生已经熟悉的溶液、浊液一样，是一个混合体系，是一个微粒集体对另一种微粒的“容纳”，但这种微粒特殊的微观粒子（其被“容纳”微粒的直径在1 nm～100 nm之间），使其在生活、生产中有着广泛的应用。
案例4 溶液、胶体和浊液的相互转变的认识与理解
（1）通过向沸腾的蒸馏水中逐滴加入1 mL～2 mL饱和FeCl3溶液，继续煮沸至液体呈红褐色，停止加热，用激光笔照射烧杯中的液体，可以看到一条光亮的“通路”，即丁达尔效应，通过对硫酸铜溶液和氢氧化铁胶体的对比实验，落实丁达尔效应是胶体的特性。
（2）将牛奶、豆浆、淀粉等加水稀释，观察在稀释过程中用激光笔照射这些溶液，有光亮的“通路”出现，产生丁达尔效应，实现了从浊液到胶体的转变。再继续加入过量水，光路会消失，继续转变为溶液。
（3）将制得的氢氧化铁胶体继续加热，观察其由透明澄清的红褐色“溶液”最终转变为红褐色沉淀，实现了胶体向浊液的转化。
（4）向氯化铁溶液中加入1 mol・L-1的氢氧化钠溶液，观察到产生红褐色沉淀。
（5）将上述（4）实验中的氢氧化钠依次稀释1倍、2倍、5倍、10倍后分别加入等浓度的氯化铁溶液中，观察其随浓度降低，沉淀越来越少，最终不能产生沉淀。再将氯化铁溶液，与不同浓度氢氧化钠反应后的产物一一用激光笔照射，观察其均有丁达尔效应产生。
（6）找找身边的胶体。自来水、学校的直饮水以及买来的矿泉水、纯净水、水沸腾出来的水蒸气、氯化铁溶液、氢氧化铁沉淀都被作为实验对象，做了丁达尔实验。并记录实验现象：能产生丁达尔效应的有自来水，三氯化铁溶液，水蒸气，氢氧化铁沉淀；不能产生的有直饮水，买来的矿泉水和纯净水。
氢氧化铁胶体的制备过程，实现了氯化铁溶液中的溶质FeCl3转变为[Fe（OH）3]n的过程，
[Fe（OH）3]n是一种分子或其他微粒的聚集体，其大小随浓度、温度发生改变，其分散质粒子的直径恰好落在1 nm～100 nm之间时得到的分散系被称为胶体。牛奶、淀粉、豆浆是化学中的大分子物质，其微观粒子以淀粉为例可表示为（C6H10O5）n，一个分子中含有几百到几千个C6H10O5链节，在水分子作用下被分离，使n的个数越来越少，其作为分散质微粒的直径可以减少到1 nm～100 nm之间，这时得到了胶体。因此如果说牛奶、淀粉、豆浆溶液是胶体是可以理解的，因其常见浓度下的牛奶、淀粉、豆浆溶液都能观察到明显的丁达尔现象，得到所谓的溶液其浓度已经非常非常小了。
设计意图：通过实验实现浊液、胶体和溶液之间的相互转变，了解胶体同溶液、浊液一样只是分散系的一种存在方式，理解其只要分散质直径落在1 nm～100 nm之间的分散系就可以认为其存在状态是胶体。
3.通过原理演绎，用理性思维分析计算，理解离子行为
案例5 溶液化学反应实质的认识与理解
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溶液时的体积与生成BaSO4沉淀的质量关系如图1所示。
已知当加入H2SO4溶液50 mL时，溶液呈中性。请回答：
（1）当加入H2SO4溶液20 mL时，沉淀的质量刚好达到最大，生成沉淀的质量是g。
（2）原混合溶液中NaOH的物质的量是mol。
在解答上述计算时，学生因为思维混乱，看不到所给坐标中的信息，造成运算错误，或者看到坐标中的信息能计算出正确答案，但并不能理解其反应原理，更谈不上举一反三，学会解题方法了。而从电解质的电离“进入”其微观世界，认识其在水溶液中以自由移动的Na+、Ba2+、OH-构成，加入H+、SO42-，溶液中的反应其实质就是离子之间的反应，所以发生H++OH-H2O、Ba2++SO42-BaSO4，整个过程中Na+并没有参与反应，两个离子反应同时进行，这样通过分析离子间的相互作用，了解其微观粒子的行为，运用其反应原理，深入到反应内涵，知其所以然，形成解决化学试题的思维能力，从而能达到举一反三的效果。
例2 室温下，将100 mL某硝酸和硫酸的混合液分成两等份：一份加入过量的BaCl2溶液，充分反应后得沉淀2.33 g；另一份加入50 mL 1.0 mol・L-1 NaOH溶液，充分反应后溶液的pH=13（溶液的体积为100 mL）。试计算：
（1）原溶液中所含H2SO4的物质的量mol。
（2）原混合溶液中硝酸的物质的量浓度为mol・L-1。
解决第二问时，因为无论是硝酸还是硫酸，拥有相同的H+，与NaOH溶液反应存在：H++OH-H2O，反应中消耗的n（H+）等于消耗的n（OH-），应用H+的物质的量等于OH-的物质的量列式计算有：2n（H2SO4）+n（HNO3）=n（OH-）=0.05 L×1.0 mol・L-1-0.1 L×0.1 mol・L-1，从而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。
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