简介：

张亚男，任教化学学科，中小学高级教师，中共党员，张家港市学科带头人，坚持在教学中既给学生以应对挑战的“利器”，也给他们以看见科学之美、体悟学科之魂的“眼睛”和“心灵”。致力于创设有温度的课堂，培育出有思考深度和人文情怀的未来建设者。

点评：

宏微结合探结构    模型认知促素养

梁丰高级中学   黄琼玉   

一、课程背景与教学理念

本节课以“宏微结合”认识模型为主线，以“晶体中的空穴”为知识载体，聚焦高三学生化学核心素养的深化与整合，体现了“结构决定性质、性质决定用途”的化学基本思想，具有较强的综合性和前瞻性。 课程设计紧扣“数字赋能·协同育人”的教学改革理念，不仅关注知识的系统梳理，更注重学生模型认知、证据推理、科学探究与社会责任等核心素养的融合发展。教师通过真实情境、问题链设计、图像模型与数据整合，引导学生从宏观现象出发，深入微观机制，再回归宏观应用，实现了知识的螺旋上升与能力的内化迁移。

二、教学目标明确，核心素养导向突出

本节课设置了三个层次的学习目标，体现了从知识到能力再到价值认同的递进关系：

1. 建立“结构决定性质”的认知

通过冠醚“空穴”与离子的选择性结合，学生理解微观结构如何决定其相转移催化功能，形成“尺寸匹配”的宏微结合观念。学生能通过空穴尺寸、离子半径、电荷分布等微观参数，解释冠醚的选择性、固态电解质的导电性、催化剂的活性等宏观现象，体现良好的宏微转换能力，提升了 “宏观辨识与微观探析”核心素养。

2. 掌握“模型建构与迁移”的方法

学生通过构建“宏微结合”认识模型，并将其迁移应用于新材料（如MOFs、固态电解质）中，发展“证据推理与模型认知”素养，提升科学探究能力。学生能根据数据、图像与化学原理，构建“空穴—功能”模型，并用于解释新材料、新反应的工作原理，体现较强的模型建构与迁移能力。 

3. 培养“科学服务于社会”的意识

课程将超分子化学、固态电池、催化净化、光催化制氢等前沿科技与节能环保、能源转型等社会议题相结合，引导学生认识化学的社会价值，培养科技报国情怀，强化学生的科学态度与社会责任感，体现“科学态度与社会责任”素养。

 这三个目标不仅覆盖了知识、能力与情感维度，更将学科核心素养贯穿始终，具有鲜明的育人导向。

三、教学内容设计：从“空穴”到“模型”的认知路径

1. 活动二：探秘冠醚空穴——从相转移催化到分子识别 教师以冠醚为切入点，引导学生通过表格数据比较不同冠醚空腔直径与离子直径的匹配关系，理解“尺寸匹配”是分子识别的基础。这一环节不仅复习了超分子化学的基本概念，更通过真实数据训练学生的信息提取与对比分析能力。

亮点分析：

· 引入诺贝尔奖背景，增强学科前沿性与权威感；

· 通过“主体—客体”模型，将抽象的超分子概念具体化、可视化；

· 强调“弱静电作用”作为超分子形成的驱动力，为学生后续理解空穴的“选择性”奠定基础。

2. 应用三：固态电解质中的空穴与离子迁移 本节以富锂超离子导体为例，引导学生理解晶体中“空穴”对离子迁移速率的影响。通过Q1至Q4四个问题链，层层递进： ·Q1 引导学生从电荷平衡角度理解Mg²⁺取代Li⁺导致空穴产生的原因，训练“电荷守恒”思维；  Q2 通过化学式计算与空穴率计算，强化定量分析与模型建构能力； Q3 从微观角度解释空穴促进锂离子迁移的机制，体现“宏微结合”的认知路径；  Q4 分析“双掺杂策略”的协同效应，引导学生从材料设计角度思考问题，提升综合推理与创新思维。

亮点分析：

· 将晶体缺陷与电导率、比功率等性能指标相联系，体现“结构—性能—应用”的整体观念；

· 通过晶胞图像与化学式计算，强化空间想象与符号表征能力；

· 引导学生从单一掺杂到共掺杂的策略转变，培养系统思维与工程优化意识。

3. 应用四：催化氧化除CO中的空穴与活性位点 本节以CuO-CeO₂催化氧化CO为情境，引导学生分析催化过程中Cu、Ce价态变化与空穴（活性位点）的关系。通过反应机理图的解析，学生理解“空穴”不仅是晶体结构中的缺失，更是催化反应中的活性中心。

亮点分析：

· 通过步骤i、ii的对比分析，训练学生从动态过程中识别关键步骤与活性位点；

· 引导学生解释“氢气为什么不反应”，强化对反应选择性的理解；

· 将催化机理与环境保护相结合，体现“绿色化学”理念。

4. 应用五：光催化重整中的空穴与甲烷活化 本节以Rh/TiO₂-B光催化剂为例，介绍光生空穴在甲烷活化中的作用。通过分析“H原子比C原子更易被攻击”的原因，引导学生从电负性、键能等微观角度理解反应选择性。

亮点分析：

· 将光催化与能源转化相结合，拓展学生对“空穴”功能的认识；

· 通过光生空穴与电子的分离过程，引导学生理解光催化反应的基本原理；

· 强化“空穴作为电子接受体”的微观机制，为学生后续学习半导体化学打下基础。

四、教学策略与学法指导：模型建构与迁移应用

1. 模型建构：从具体到抽象 本节课通过“冠醚空穴—MOFs孔径—晶体空位—催化活性位—光生空穴”五个典型案例，逐步构建“空穴”的多元认知模型。学生不仅理解空穴的几何特征，更掌握其在识别、传输、催化、光活化等方面的功能，形成“结构—功能—应用”三位一体的认知框架。

2. 迁移应用：从理解到创新 教师设计了一系列开放性问题（如Q4中的“双掺杂策略”分析），鼓励学生将已有模型迁移到新情境中，进行解释、预测与设计。这种“建模—拆模—重构”的过程，正是模型认知素养的核心体现。

3. 数据与图像支持：强化证据意识 课程中大量使用表格、晶胞图、机理示意图等可视化工具，帮助学生建立微观结构与宏观性能之间的联系。尤其在固态电解质与催化反应中，图像不仅是辅助工具，更是推理的依据，强化了“证据推理”素养。

五、教学建议与优化方向

1. 进一步加强学生自主建模环节 可在课堂中增设“小组建构模型”活动，如绘制“空穴功能分类图”或“空穴在能源材料中的应用图谱”，提升学生的系统思维与表达能力。

2. 引入数字化工具辅助建模 如使用晶体结构可视化软件展示空穴分布，或使用模拟软件分析离子迁移路径，增强微观结构的直观性与互动性。

3. 深化与社会议题的联结 可引导学生围绕“双碳目标”“新能源汽车”“工业废气治理”等议题，撰写小论文或开展项目式学习，提升综合素养与社会参与感。

六、总结

本节课以“空穴”为线索，以“宏微结合”为认知工具，以“模型建构与迁移”为能力目标，成功地将高三化学复习从“知识再现”提升至“素养整合”的高度。教师通过精心的情境设计、问题引导与图像支持，帮助学生构建了系统、动态、开放的化学认知体系，体现了“为思维而教、为素养而学”的现代教学理念。 感谢张老师，今天这不仅是一节高效的高三复习课，更是一节具有示范意义的化学核心素养落地课，值得我们在今后的教学中深入借鉴与推广。