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摘要：课堂是学科核心素养落地生根的重要阵地，学科内容学习是发展核心素养的重要载体。在“必修2”（苏教版）模块元素周期律教学时，运用问题任务驱动的教学策略，激发了学生自主构建知识，主动探寻原子结构与性质之间内在规律的心向，达成了学生的化学核心素养养成之目的。
关键词：核心素养；任务驱动；元素周期律
文章编号：1008-0546（2017）07-0073-04 中图分类号：G633.8 文献标识码：B
doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2017.07.022
随着《教育部关于深化课程改革，落实立德树人根本任务的意见》的发布，我国的高中课程改革也正式走入“素养革命”的时代，各个学科相继确定本学科的核心素养，以帮助学生形成能体现学科自身本质特征的关键成就。高中化学核心素养是高中生发展核心素养的重要组成部分，是学生具有化学学科特质的关键能力和品格。如何将化学核心素养培养落实在课堂教学中，使其在课堂上落地生根，接上“地气”，转化为学生化学学习新的“生长点”，成为深化课改中广大一线教师面临的新考验、新任务。
一、设计思路
如何在课堂教学中培养学生的化学核心素养？王云生教授认为这个过程蕴含了教师教学模式和学生学习方式的变革。要求学科教学要给予问题的、合作与探究的构建式学习……需要选择或创设合理的学习情景，通过适当的学习活动以促进学习的发生，在学习者与情景的持续互动中，不断尝试问题解决的过程中形成学科观念、学科思维模式和探究技能，发展核心素养[3]。
基于上述教学理念，本课时设计：以元素周期律的发现史为起点→找规律→证规律→用规律四个教学环节，让学生重温元素周期律的发生、发展过程，体验应用价值，主动汲取知识，获得规律，掌握元素周期律知识。在具体操作上：首先从高一下学生学情出发（高一上元素化合物知识多且较零碎），通过角色扮演方式回顾元素周期律发现史，引出寻找元素周期律的必要性，实现教学的第一重境界：授人以鱼，给学生一杯水，完成知识与技能目标。其次以1-18号元素为例，通过5个任务驱动，发现随着核电荷数的增加，元素的最外层电子数、主要化合价、原子半径呈现周期性变化。接着鼓励学生“各抒己见”寻找内在规律的外在特征表现（证据推理），设计实验探究来验证规律猜想。这2个环节（找规律、证规律）实现教学的第二重境界：授人以渔，领着学生去找水，实现过程与方法的目标。最后以类比硫和硒及其化合物的相关性质为总结，将所找所证规律加以应用，实现教学的第三重境界：悟其鱼识，形成水资源见识，实现情态观的目标。通过多个任务驱动的“串联与推进”，将三维教学目标融于教学过程中，将培养学生化学核心素养的教学落在“问题解决” 上，达成了“施巧力，深受益”效果。
二、教学过程
1. 角色扮演，引入课题
【提出问题】《必修1》我们学习了元素化合物知识，你们有哪些学习体会？
【各抒己见】①要记忆知识很多，如元素符号、物质的性质、化学方程式等；
②感觉元素化合物知识比较零碎，规律性不强；
③……
【引导过渡】 目前为止，人类已发现100多种元素，而化合物近四千多万种，且每年以100万种速度增长。若不找出它们的内在规律，总觉得知识零散，且难以有效地探索更多物质性质；200多年来科学家一直在思考这一问题。
（展示：元素周期律探索化学史话）
【角色扮演】 请三位同学分别扮演科学家介绍尚古多的“螺旋图”、纽兰兹的“八音律”、门捷列夫的“元素周期律”。
（任务方式：课前布置3位学生查找、分析自己所扮演“角色”的相关研究资料，用自己语言陈述主要研究观点；对“自己研究”在促进元素周期律发展中所起的积极作用和意义进行客观评价，并用简要语言指出其他科学家研究观点中的不足和局限性。）
【问题讨论】 ①三位科学家提出自己理论的依据是什么？你们对他们提出的理论有何看法？
②以教材元素周期表的1-20号排列次序为例，对照早期门捷列夫的“元素周期表”，寻找异同，评价内在规律性关联度和建立依据。
【学生总结】①门捷列夫提出的“元素周期律”在当时是先进的，但现在看还存在不完善的地方。
②科学家研究元素内在规律都是在大量实验事实基础上，提出理论假说，建立模型。
【引入主题】 这节课我们一起继续沿着科学家研究历程，探討元素之间存在的内在规律。
（设计意图：本环节以“人类发现元素种类与物质数目巨大差异”为认知冲突起点，简要介绍化学家的探索历程，借用学生情景剧模式，形象地将突出科学家的思想陈述出来，活泼的表演激发了学生的兴趣，引发学生思考、质疑、讨论，把传统“以教师单边陈述为主”的教学变成了“学生理解和争鸣”的舞台，调动了学生学习的内动力。）
2. 任务驱动，发现规律
【问题驱动】100多种元素内部存在规律吗？以大家熟悉1-18号元素为例。
【学生任务1】写出前18号元素的原子结构示意图。
【学生任务2】结合原子结构示意图，以核电荷数为横坐标、最外层电子数为纵坐标，将1-18号元素的最外层电子数表示在图1的坐标系中，再将各点依次用光滑曲线连接起来。分析是否存在规律性？
【归纳总结】随着核电荷数的递增，元素的最外层电子数呈现周期性的变化。
【学生任务3】以1-18号元素为例，以核电荷数为横坐标、元素主要化合价（最高正价、最低负价）为纵坐标，绘制直方图（图2），并观察思考主要化合价变化和最外层电子数关系。
【归纳总结】随着核电荷数的递增，元素的主要化合价（最高正价与最低负价）呈现周期性的变化。
【学生任务4】根据教材P4“交流与讨论”表1-2中所给原子半径数据，以核电荷数为横坐标、原子半径为纵坐标，绘制折线图（图3）。分析图中曲线，寻找其中的规律。 【归纳总结】随着核电荷数的递增，元素的原子半径（稀有气体除外）呈现周期性变化。
【学生任务5】横向分析存在周期性，若纵向比较，又会有怎样的规律呢？
【归纳总结】随着核电荷数的递增，元素的最外层电子数、元素的原子半径（稀有气体除外）、元素的主要化合价（最高正价与最低负价）都呈现周期性的变化。
（设计意图：高一下的学生已经初步具备对比、分析、总结的能力。因此在这个环节，给出任务，让学生去阅读相关信息，数表——绘图——分析——归纳，培养利用信息，提取信息，抽象概括，理性思维能力。任务开展以小组交流与讨论方式进行，凸显个体争鸣，小组合作的智慧，建立学生合作探究意识。）
3. 实验促学，求证规律
【问题质疑】我们总结的内在规律若真实，必定能通过外在特征表现出来，能否用实验证实？
【学生任务6】结合之前所学金属性强弱的判断方法，尽可能多地设计实验方案探究同周期元素钠、镁、铝的金属性强弱顺序。
（要求：先独立思考，填写个人设计方案；小组讨论，并依据操作简便、现象明显等原则确定最佳方案。）
【师生总结】比较金属性强弱的方法：
①金属单质之间的置换反应来确定活泼性。
②金属单质在空气中燃烧的剧烈程度来确定强弱。
③金属单质与水或等浓度稀盐酸反应的难易程度来确定。
【学生任务7】4人一组，根据所提供的实验器材和药品，验证小组设计共识；将实验现象、结论记录教材P5表1-3中（补充实验外加栏目）。
【师生总结】钠、镁、铝金属性强弱的顺序是：钠 > 镁 > 铝。
【教师追问】还有其他的判断方法吗？
【信息支持】最高价氧化物的水化物的碱性强弱也可以作为判断金属性强弱的依据。
【性质归纳】碱性强弱：氢氧化钠 > 氢氧化镁 > 氢氧化铝。
【师生总结】11-13号元素随着原子序数的递增，金属性在逐渐减弱。
【信息支持】①元素非金属性越强，其单质越容易与氢气化合形成气态氢化物，且气态氢化物越稳定；
②元素非金属性越强，该元素最高价氧化物对应水化物的酸性越强。
【学生任务8】复习回顾氯溴碘元素非金属性强弱的判断方法，根据苏教版教材P6表1-4、1-5中所提供的实验事实，总结同周期元素硅、磷、硫、氯的非金属性强弱顺序。
【归纳总结】11-17号元素随着原子序数的递增，元素非金属性逐渐增强。
（设计意图：化学学科核心素养的落实，实质就是要求学生个体“具有较强的问题意识，能在与同学讨论基础上提出探究的问题和假设，依据假设提出实验方案，组织探究活动，收集实验证据，基于现象和数据进行分析并得出结论，证实或证伪假设，交流自己的成果。”故本环节采用先独立思考，后小组讨论探查最优方案的策略，把学生从过去被动接受转化为主动探索的过程，并通过资料分析、概括总结，实验验证、观察辨析来推理、判断，建立严密的理性思维模式。）
4. 迁移活化，应用规律
【任务问题】请你给元素周期律下个定义；并指出元素周期律的实质。
【学生归纳】元素的性质随着元素核电荷数的递增而呈现周期性变化的规律叫做元素周期律。元素周期律是元素原子核外电子排布随着元素核电荷数的递增发生周期性变化的必然结果。
【学生任务9】在必修1中我们学习了硫单质及硫的化合物的性质，请你根据本节课所学的元素周期律的知识完成下列问题：①你能比较硫和硒的非金属性强弱吗？有哪些事实和实验验证你的预测呢[5]？②预测二氧化硒能与哪些物质发生反应？依据什么推测它的性质？③请你结合物质分类规律，自行建立合理坐标系，在坐标系中写出As元素可能化合物，并预测它们的化学性质。
（设计意图：新课标指出“能对具体物质的性质和化学变化做出解释或预测，能运用化学变化的规律分析说明生产、生活实际中的化学变化。”如何将化学课堂教学中“化學核心素养”外显出来呢？本课最后一个任务驱动就是要求学生用元素周期律理论，解释之前所学的硫的性质，以同主族为支点对未知的硒及其化合物的性质进行预测；教学未以此止步，我们采取“破除原有框架，重构已有认识”为手段，提出了更为开放性的问题：“以As为载体，物质分类为指导，重构学生周期律认知序列”，教学挑战性高，素养外显性强。）
三、教后反思
1. 任务解决，应用学科观念，促进核心素养发展
本节课以任务驱动为明线，有效将元素的性质递变规律、元素的性质与结构的关系等知识隐含其中，并将任务驱动与实验探究交叉结合。在教学过程中，教师通过设置任务，驱动学生主动设计实验方案、预测实验现象、动手实践、讨论解释实验现象和事实，来作为支撑元素金属性强弱判断的证据。此过程中将“宏微结合”“实验探究”“模型认知”等学科核心素养的培养合理有效融合，培养学生主动运用化学思想认识身边事物和处理问题的自觉意识和思维习惯，引导学生建立和发展化学核心观念，促进化学核心素养的发展。
2. 巧用史料，外显思维历程，渗透核心素养教育
本节课的另一亮点在于教师提前预设，恰当设计和引导，引入相关化学史的内容，在解决问题中拉近学生与科学家的距离，让学生尝试沿着科学家的足迹去体验发现的过程，体验研究中实验的重要性、科学真理的相对性，更好地理解科学本质。通过化学史教学，可以促进学生化学基本观念的建构和心智模型的转变，培养学生的学科思维，激发创新意识，提升学生的创新能力，实现“化学认识”“化学观念”“化学运用”等核心观念的培养，成就了核心素养的发展。
3. 问题引导，体验探究过程，促进学生积极参与
新课程化学学科核心素养要求我们的学生：“能根据文献和实际需要提出综合性的探究课题，根据假设提出多种探究方案，评价和优化方案，能用数据、图表、符号等处理实验信息。”本节课的教学设计立足于让学生“动”起来，培养学生“提出或发现问题→实验探究、解决问题→在解决问题的过程中获取知识、技能和策略从而完善自己的认知结构→能够应用自己所学的新知识解决新问题”的能力，在这个层层递进的过程中使学生能够不断完善自己的认知结构，提高自己的学习能力。
参考文献
[1] 牛学文，学科核心素养与思想政治课教学设计[J].思想政治课教学，2016（2）：8-12
[2] 胡先锦，胡天保.基于发展学科核心素养的高中化学教学实践与思考[J].中学化学教学参考，2016（4）：4-7
[3] 王云生，课题转型与学科核心素养培养[M].上海：上海教育出版社，2016，8
[4] 黄鸣春，王磊，宋晓敏，常伟.基于认识模型建构的“元素周期律·表”教学研究[J].化学教育，2013（11）：12-18
关键词：核心素养；任务驱动；元素周期律
文章编号：1008-0546（2017）07-0073-04 中图分类号：G633.8 文献标识码：B
doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2017.07.022
随着《教育部关于深化课程改革，落实立德树人根本任务的意见》的发布，我国的高中课程改革也正式走入“素养革命”的时代，各个学科相继确定本学科的核心素养，以帮助学生形成能体现学科自身本质特征的关键成就。高中化学核心素养是高中生发展核心素养的重要组成部分，是学生具有化学学科特质的关键能力和品格。如何将化学核心素养培养落实在课堂教学中，使其在课堂上落地生根，接上“地气”，转化为学生化学学习新的“生长点”，成为深化课改中广大一线教师面临的新考验、新任务。
一、设计思路
如何在课堂教学中培养学生的化学核心素养？王云生教授认为这个过程蕴含了教师教学模式和学生学习方式的变革。要求学科教学要给予问题的、合作与探究的构建式学习……需要选择或创设合理的学习情景，通过适当的学习活动以促进学习的发生，在学习者与情景的持续互动中，不断尝试问题解决的过程中形成学科观念、学科思维模式和探究技能，发展核心素养[3]。
基于上述教学理念，本课时设计：以元素周期律的发现史为起点→找规律→证规律→用规律四个教学环节，让学生重温元素周期律的发生、发展过程，体验应用价值，主动汲取知识，获得规律，掌握元素周期律知识。在具体操作上：首先从高一下学生学情出发（高一上元素化合物知识多且较零碎），通过角色扮演方式回顾元素周期律发现史，引出寻找元素周期律的必要性，实现教学的第一重境界：授人以鱼，给学生一杯水，完成知识与技能目标。其次以1-18号元素为例，通过5个任务驱动，发现随着核电荷数的增加，元素的最外层电子数、主要化合价、原子半径呈现周期性变化。接着鼓励学生“各抒己见”寻找内在规律的外在特征表现（证据推理），设计实验探究来验证规律猜想。这2个环节（找规律、证规律）实现教学的第二重境界：授人以渔，领着学生去找水，实现过程与方法的目标。最后以类比硫和硒及其化合物的相关性质为总结，将所找所证规律加以应用，实现教学的第三重境界：悟其鱼识，形成水资源见识，实现情态观的目标。通过多个任务驱动的“串联与推进”，将三维教学目标融于教学过程中，将培养学生化学核心素养的教学落在“问题解决” 上，达成了“施巧力，深受益”效果。
二、教学过程
1. 角色扮演，引入课题
【提出问题】《必修1》我们学习了元素化合物知识，你们有哪些学习体会？
【各抒己见】①要记忆知识很多，如元素符号、物质的性质、化学方程式等；
②感觉元素化合物知识比较零碎，规律性不强；
③……
【引导过渡】 目前为止，人类已发现100多种元素，而化合物近四千多万种，且每年以100万种速度增长。若不找出它们的内在规律，总觉得知识零散，且难以有效地探索更多物质性质；200多年来科学家一直在思考这一问题。
（展示：元素周期律探索化学史话）
【角色扮演】 请三位同学分别扮演科学家介绍尚古多的“螺旋图”、纽兰兹的“八音律”、门捷列夫的“元素周期律”。
（任务方式：课前布置3位学生查找、分析自己所扮演“角色”的相关研究资料，用自己语言陈述主要研究观点；对“自己研究”在促进元素周期律发展中所起的积极作用和意义进行客观评价，并用简要语言指出其他科学家研究观点中的不足和局限性。）
【问题讨论】 ①三位科学家提出自己理论的依据是什么？你们对他们提出的理论有何看法？
②以教材元素周期表的1-20号排列次序为例，对照早期门捷列夫的“元素周期表”，寻找异同，评价内在规律性关联度和建立依据。
【学生总结】①门捷列夫提出的“元素周期律”在当时是先进的，但现在看还存在不完善的地方。
②科学家研究元素内在规律都是在大量实验事实基础上，提出理论假说，建立模型。
【引入主题】 这节课我们一起继续沿着科学家研究历程，探討元素之间存在的内在规律。
（设计意图：本环节以“人类发现元素种类与物质数目巨大差异”为认知冲突起点，简要介绍化学家的探索历程，借用学生情景剧模式，形象地将突出科学家的思想陈述出来，活泼的表演激发了学生的兴趣，引发学生思考、质疑、讨论，把传统“以教师单边陈述为主”的教学变成了“学生理解和争鸣”的舞台，调动了学生学习的内动力。）
2. 任务驱动，发现规律
【问题驱动】100多种元素内部存在规律吗？以大家熟悉1-18号元素为例。
【学生任务1】写出前18号元素的原子结构示意图。
【学生任务2】结合原子结构示意图，以核电荷数为横坐标、最外层电子数为纵坐标，将1-18号元素的最外层电子数表示在图1的坐标系中，再将各点依次用光滑曲线连接起来。分析是否存在规律性？
【归纳总结】随着核电荷数的递增，元素的最外层电子数呈现周期性的变化。
【学生任务3】以1-18号元素为例，以核电荷数为横坐标、元素主要化合价（最高正价、最低负价）为纵坐标，绘制直方图（图2），并观察思考主要化合价变化和最外层电子数关系。
【归纳总结】随着核电荷数的递增，元素的主要化合价（最高正价与最低负价）呈现周期性的变化。
【学生任务4】根据教材P4“交流与讨论”表1-2中所给原子半径数据，以核电荷数为横坐标、原子半径为纵坐标，绘制折线图（图3）。分析图中曲线，寻找其中的规律。 【归纳总结】随着核电荷数的递增，元素的原子半径（稀有气体除外）呈现周期性变化。
【学生任务5】横向分析存在周期性，若纵向比较，又会有怎样的规律呢？
【归纳总结】随着核电荷数的递增，元素的最外层电子数、元素的原子半径（稀有气体除外）、元素的主要化合价（最高正价与最低负价）都呈现周期性的变化。
（设计意图：高一下的学生已经初步具备对比、分析、总结的能力。因此在这个环节，给出任务，让学生去阅读相关信息，数表——绘图——分析——归纳，培养利用信息，提取信息，抽象概括，理性思维能力。任务开展以小组交流与讨论方式进行，凸显个体争鸣，小组合作的智慧，建立学生合作探究意识。）
3. 实验促学，求证规律
【问题质疑】我们总结的内在规律若真实，必定能通过外在特征表现出来，能否用实验证实？
【学生任务6】结合之前所学金属性强弱的判断方法，尽可能多地设计实验方案探究同周期元素钠、镁、铝的金属性强弱顺序。
（要求：先独立思考，填写个人设计方案；小组讨论，并依据操作简便、现象明显等原则确定最佳方案。）
【师生总结】比较金属性强弱的方法：
①金属单质之间的置换反应来确定活泼性。
②金属单质在空气中燃烧的剧烈程度来确定强弱。
③金属单质与水或等浓度稀盐酸反应的难易程度来确定。
【学生任务7】4人一组，根据所提供的实验器材和药品，验证小组设计共识；将实验现象、结论记录教材P5表1-3中（补充实验外加栏目）。
【师生总结】钠、镁、铝金属性强弱的顺序是：钠 > 镁 > 铝。
【教师追问】还有其他的判断方法吗？
【信息支持】最高价氧化物的水化物的碱性强弱也可以作为判断金属性强弱的依据。
【性质归纳】碱性强弱：氢氧化钠 > 氢氧化镁 > 氢氧化铝。
【师生总结】11-13号元素随着原子序数的递增，金属性在逐渐减弱。
【信息支持】①元素非金属性越强，其单质越容易与氢气化合形成气态氢化物，且气态氢化物越稳定；
②元素非金属性越强，该元素最高价氧化物对应水化物的酸性越强。
【学生任务8】复习回顾氯溴碘元素非金属性强弱的判断方法，根据苏教版教材P6表1-4、1-5中所提供的实验事实，总结同周期元素硅、磷、硫、氯的非金属性强弱顺序。
【归纳总结】11-17号元素随着原子序数的递增，元素非金属性逐渐增强。
（设计意图：化学学科核心素养的落实，实质就是要求学生个体“具有较强的问题意识，能在与同学讨论基础上提出探究的问题和假设，依据假设提出实验方案，组织探究活动，收集实验证据，基于现象和数据进行分析并得出结论，证实或证伪假设，交流自己的成果。”故本环节采用先独立思考，后小组讨论探查最优方案的策略，把学生从过去被动接受转化为主动探索的过程，并通过资料分析、概括总结，实验验证、观察辨析来推理、判断，建立严密的理性思维模式。）
4. 迁移活化，应用规律
【任务问题】请你给元素周期律下个定义；并指出元素周期律的实质。
【学生归纳】元素的性质随着元素核电荷数的递增而呈现周期性变化的规律叫做元素周期律。元素周期律是元素原子核外电子排布随着元素核电荷数的递增发生周期性变化的必然结果。
【学生任务9】在必修1中我们学习了硫单质及硫的化合物的性质，请你根据本节课所学的元素周期律的知识完成下列问题：①你能比较硫和硒的非金属性强弱吗？有哪些事实和实验验证你的预测呢[5]？②预测二氧化硒能与哪些物质发生反应？依据什么推测它的性质？③请你结合物质分类规律，自行建立合理坐标系，在坐标系中写出As元素可能化合物，并预测它们的化学性质。
（设计意图：新课标指出“能对具体物质的性质和化学变化做出解释或预测，能运用化学变化的规律分析说明生产、生活实际中的化学变化。”如何将化学课堂教学中“化學核心素养”外显出来呢？本课最后一个任务驱动就是要求学生用元素周期律理论，解释之前所学的硫的性质，以同主族为支点对未知的硒及其化合物的性质进行预测；教学未以此止步，我们采取“破除原有框架，重构已有认识”为手段，提出了更为开放性的问题：“以As为载体，物质分类为指导，重构学生周期律认知序列”，教学挑战性高，素养外显性强。）
三、教后反思
1. 任务解决，应用学科观念，促进核心素养发展
本节课以任务驱动为明线，有效将元素的性质递变规律、元素的性质与结构的关系等知识隐含其中，并将任务驱动与实验探究交叉结合。在教学过程中，教师通过设置任务，驱动学生主动设计实验方案、预测实验现象、动手实践、讨论解释实验现象和事实，来作为支撑元素金属性强弱判断的证据。此过程中将“宏微结合”“实验探究”“模型认知”等学科核心素养的培养合理有效融合，培养学生主动运用化学思想认识身边事物和处理问题的自觉意识和思维习惯，引导学生建立和发展化学核心观念，促进化学核心素养的发展。
2. 巧用史料，外显思维历程，渗透核心素养教育
本节课的另一亮点在于教师提前预设，恰当设计和引导，引入相关化学史的内容，在解决问题中拉近学生与科学家的距离，让学生尝试沿着科学家的足迹去体验发现的过程，体验研究中实验的重要性、科学真理的相对性，更好地理解科学本质。通过化学史教学，可以促进学生化学基本观念的建构和心智模型的转变，培养学生的学科思维，激发创新意识，提升学生的创新能力，实现“化学认识”“化学观念”“化学运用”等核心观念的培养，成就了核心素养的发展。
3. 问题引导，体验探究过程，促进学生积极参与
新课程化学学科核心素养要求我们的学生：“能根据文献和实际需要提出综合性的探究课题，根据假设提出多种探究方案，评价和优化方案，能用数据、图表、符号等处理实验信息。”本节课的教学设计立足于让学生“动”起来，培养学生“提出或发现问题→实验探究、解决问题→在解决问题的过程中获取知识、技能和策略从而完善自己的认知结构→能够应用自己所学的新知识解决新问题”的能力，在这个层层递进的过程中使学生能够不断完善自己的认知结构，提高自己的学习能力。
参考文献
[1] 牛学文，学科核心素养与思想政治课教学设计[J].思想政治课教学，2016（2）：8-12
[2] 胡先锦，胡天保.基于发展学科核心素养的高中化学教学实践与思考[J].中学化学教学参考，2016（4）：4-7
[3] 王云生，课题转型与学科核心素养培养[M].上海：上海教育出版社，2016，8
[4] 黄鸣春，王磊，宋晓敏，常伟.基于认识模型建构的“元素周期律·表”教学研究[J].化学教育，2013（11）：12-18