“素养为本”——“化学反应与能量”（必修）教学设计案例

息县第一高级中学     赵明   

“化学反应与能量”是高中化学必修课程的核心内容之一，是高中一年级学生应学习的重点知识。能量是本章最核心的一个关键词，能源更是国际社会共同关注的话题。本节知识在社会生产、生活和科学研究中有着广泛的应用，是对人类文明进步和现代化发展有重大价值的知识，与我们每个人息息相关。通过化学能与热能的学习，初步认识化学在提高能源的利用率和开发新能源中的作用与贡献，树立起科学的能源观，增进对化学科学的兴趣与情感，体会化学学习的价值，提高解决实际问题的水平。

一、教学与评价目标

1.教学目标

（1）通过生活中“发热贴”、“自热火锅发热包”发热现象为创设情境，激发学生通过现象探究放热、吸热反应的本质原因。

（2）利用学生在初中所学的氢氧化钙和硝酸钾溶解度随温度变化截然相反的情况，通过实验探究直观感受常见的放热、吸热反应如金属镁与盐酸反应、氢氧化钡晶体与氯化铵反应的热现象。 

（3）通过氢气在氯气中燃烧这一现象，从微观上用化学键断裂和形成来认知化学反应过程中化学能与热能的转化，建立科学的能量观。

（4）通过薯片燃烧这一现象，利用水的比热容，设计实验简单测定薯片所含热值，体会到化学知识与生活的密切联系，体会化学能与热能的转化给人类带来了源源不断的能量，探索总结常见的吸放热反应。

2.评价目标

（1）通过对 “发热贴”、“自热火锅发热包”中成分的分析，提出合理猜想，诊断并发展学生的合作交流、探究分析和解决问题的水平（定性水平、定量水平）

（2）通过对金属镁与盐酸反应、氢氧化钡晶体与氯化铵反应的实验设计方案的交流和点评，发展学生物质性质的实验探究设计的水平（孤立水平、系统水平、物质水平）及学生对吸放热反应的认识水平（物质水平、元素水平）。

（3）通过对氢气与氯气反应生成氯化氢，诊断并发展学生对吸放热反应本质的认识进阶（物质水平、元素水平、微粒水平）和认识思路的结构化水平（视角水平、内涵水平）。

（4）通过对薯片所含热量的测定和氧气弹关联和对比，诊断并发展学生解决实际问题的能力水平（孤立水平、系统水平）及其对化学价值的认识水平（学科价值视角、社会价值视角、学科和社社会价值视角）。

二、教学与评价思路

“化学反应与能量”教学与评价思路示意图

三、教学流程

1.情境设置

【学习任务1】通过实验探究“发热贴”、“自热火锅发热包”发热现象

【评价任务1】诊断并发展学生的合作交流、探究分析和解决问题的水平（定性水平、定量水平）

学习任务1教学流程图

2.宏观感知

【学习任务2】通过设计实验探究金属镁与盐酸反应、氢氧化钡晶体与氯化铵反应的热现象

【评价任务2】发展学生物质性质的实验探究设计的水平（孤立水平、系统水平、物质水平）及学生对吸放热反应的认识水平（物质水平、元素水平）。

学习任务2教学流程图

3.微观切入

【学习任务3】通过氢气在氯气中燃烧这一现象，从微观上用键能这一概念模型来认知化学反应过程中化学能与热能的转化，建立科学的能量变化观

【评价任务3】诊断并发展学生对吸放热反应本质的认识进阶（物质水平、元素水平、微粒水平）和认识思路的结构化水平（视角水平、内涵水平）。

学习任务3教学流程图

4.问题解决

【学习任务4】通过实验探究薯片热量测定，体会到化学知识与生活的密切联系，探究化学能与热能的转化给人类带来了什么，探索总结常见的吸放热反应

【评价任务4】诊断并发展学生解决实际问题的能力水平（孤立水平、系统水平）及其对化学价值的认识水平（学科价值视角、社会价值视角、学科和社会价值视角）。

学习任务4教学流程图

【案例说明---教学过程流程图】

“化学反应与能量”是高中化学必修课程中的核心内容，分为化学能与热能、化学能与电能两个部分，本案例为第一部分。化学能与热能的转化，在生产生活等各个方面具有广泛的应用，能源与人类生产生活的发展有着密切的联系，本单元的学习过程具有重要的学科价值和社会价值，也具有较为丰富的化学学科核心素养发展价值。

1. 注重真实问题情境的创设

“为什么人体内葡萄糖发生氧化释放能量”、“摇摇冰小实验 ”、“自然界推动物质循环的是什么”“学生常吃的薯片含有的热量有多少”这些真实的问题激发了学生的探究兴趣迫切的想通过实验进行探究，也正是这些真实的问题，使学生从生活世界走向化学世界，促使学生去查阅资料设计方案讨论交流，并在这一过程中体会到了化学学科的有用性。增强了学生学好化学造福人类的信念。

2.注重基于“学习任务”开展“素养为本”的教学

学习任务是连接核心知识与具体知识点的桥梁和纽带是实现知识，结构化的重要环节，本节课共设置了四个学习任务，重视和发挥学习任务的素养导向功能。学习任务1和学习任务2突出了宏观感知能力，引导学生感受到化学变化的过程中除了有物质变化同时还有能量的变化，学习任务3强调了酸碱中和反应虽然是放热反应但是放出来的热量有多少呢？强调了化学研究要从定性研究提升到定量研究，学习任务4是再次从化学走向生活，把酸碱中和反应热量的计算迁移到薯片热量的计算，强调了科学态度和价值观，并且引导学生和给定的热量相对比发现不一样，反思为什么不一样，哪些地方产生误差，最终提出“氧弹量热仪”这一新的仪器，并且鼓励学生今后到大学继续选择化学这一学科，体现了认识的进阶，并实现了价值观的教育。学习任务4同时也是STS化学教学实践，主要是体现化学反应放出来的热量，如何测定，由定性到定量的思想。引导学生科学研究不仅仅要定性的研究，还要进入定量阶段，应该说定量研究是化学研究的更高阶层。学习任务4从STS的角度来体会化学学科的社会价值。让学生了解化学是有用的。学好这一节课，对自己的平衡饮食能量摄入，科学锻炼。并且知道在实验的过程中要注意哪些改进。

3.注重教学的层次和对学生认识提升的思路教学流程图附下

本节课从什么是化学变化这一问题入手引导学习重新认识除了新物质生成之外化学反应还有没别的现象，结合核心实验的现象，得出还有能量的变化这一核心观点，最终分析能量变化的原因，结合酸碱中和反应放热这一现象，鼓励学生大胆探究，如何测定酸碱反应放出来的热量，实现由定性到定量的飞跃。

4.注重“教、学、评”一体化

学习评价不能游离于化学的教学之外，应该与化学教育教学活动有机的融合在一起，教师应该紧紧围绕发展学生化学学科核心素养这一主旨注重教学目标与评价目标、学习任务与评价任务、学习方式与评价方式的整体性一致性设计通过学生在实验探究、小组讨论、方案设计等活动中的表现，运用提问点评等方式对学生在化学反应和能量、化学能和热能的学习质量和学科核心素养的发展水平给予准确的把握，并给出进一步的深化的建议。充分发挥了化学日常学习评价的诊断与发展功能。