1 问题的提出
1.1 研究背景
《普通高中化学课程标准》（2017 年版）（以下简称《标准》）提出重视开展“素养为本”的课堂教学，着力发展学生核心素养。发展学科核心素养，必须发掘学科本质魅力。化学学科主张以实验为载体，引导学生进行一系列探究活动，提高学生的学习兴趣，促使学生转变其学习方式，并在有意义的学习、生活中实践、迁移应用与反思。现阶段新课程标准把培养和提升学习者的核心素养作为重要的发展方向[1]。
高中化学教材中，必修 1“离子反应”部分的内容对学生水溶液的微观认识的发展起着承前启后的作用。一方面，学生在初中就接触过离子、原子、分子等微粒的概念，对于溶液中的离子已有初步的认识，但对溶液中离子从何而来，离子在溶液中的变化缺乏深刻的理解；另一方面，学生在学习这部分知识时建立的微观视角将直接影响必修 2 中电池工作原理的学习，以及选修 4 水溶液中微粒间的反应预判及理解。
同时，离子反应相关知识在生产生活中的应用极为广泛，如离子除杂，常见离子的检验等，可见，这一内容蕴含非常丰富的化学学科核心素养。离子反应内容的教学不只是传授知识，更是帮助学生形成化学思维能力的过程。分析其知识结构体系，探究落实化学核心素养的具体途径，以促进高中学生化学核心素养的发展是很有必要的，对提高教师的课堂教学质量和学生的课堂学习效率都有着重要的指导作用。
.......................
1.2 研究意义
离子反应是高中化学课程中的重要概念，在高中化学知识体系中起着举足轻重的作用，它是学生认识物质世界的重要途径之一，掌握这部分内容对后续学习非常重要。离子反应作为概念原理性知识，包括的内容很多，例如电解质和非电解质、离子反应概念及其发生条件等。这部分知识贯穿高中化学三年的学习，能够帮助学生从微观的视角理解物质在水溶液中的行为原因及实质，真正从微观角度掌握溶液的性质和溶液中的反应，从而建立微粒观，发展宏观辨识与微观探析核心素养。离子反应也是重要的化学反应类型之一，能够帮助学生从微观角度研究溶液中物质间的反应变化，真正养成从微观角度辨析问题，解决问题的意识。在学习这部分内容的过程中，引导学生明确学习步骤，建立科学的思维模型也能帮助学生更好地学习各科知识，提升证据推理与模型认知素养。化学核心素养的提升需要教师精心地设计教学环节和教学问题，所以进行离子反应教学设计的探索是非常有意义的。
利用信息技术的优势，在化学仿真交互实验中培养学生的核心素养是本课题亟待解决的关键问题。同时，在使用化学仿真课件的过程中，生动有趣的实验场景，也能充分打开学生的思维，提高学习的主动性，使学生爱上实验，为培养学生的化学学科核心素养奠定基础。
..........................
2 文献综述
2.1 涉及的理论基础
2.1.1 布鲁纳“发现学习”理论
“发现学习”理论是美国著名的认知教育心理学家布鲁纳率先提出的，他认为，发现学习是学习知识的最佳方式，并明确给出了发现学习的定义和基本步骤。他曾说过“人类学习中似乎有个必不可少的成分，它像发现一样，是尽力探索情景的机会”[2]。也就是说，教师应引导学生学会发现学习，最终学生自己学会发现学习的方法，并将其运用到生命中的任何学习活动当中去。
发现学习即儿童利用书本或教师给出的资料自己单独思考，自己发现知识，最后理解规律和本质的学习[3]。所谓“发现”，不只包括人们对未知物质的探索，还包括学生凭借自己的头脑归纳出规律和理解其本质，进而完善自身知识的过程。总之，布鲁纳认为学生应从发现的物质表象去深入探究内在的规律及本质，提高学习效率。
布鲁纳的“发现学习”理论强调学生的学习不应该是被动的，而应该是学生主动地学习，当然，这不是学生单方面能决定的，也要求教师转变自己所扮演的角色，从知识的“传授者”转变为儿童学习的“引导者”。在此基础上，充分利用儿童内在动机的原型—“好奇心”，驱动学生自主发现学习，提高学习效率。还可以利用图表、图片等直觉信息，帮助学生提高组织和提取信息的能力。
2.1 涉及的理论基础
2.1.1 布鲁纳“发现学习”理论
“发现学习”理论是美国著名的认知教育心理学家布鲁纳率先提出的，他认为，发现学习是学习知识的最佳方式，并明确给出了发现学习的定义和基本步骤。他曾说过“人类学习中似乎有个必不可少的成分，它像发现一样，是尽力探索情景的机会”[2]。也就是说，教师应引导学生学会发现学习，最终学生自己学会发现学习的方法，并将其运用到生命中的任何学习活动当中去。
发现学习即儿童利用书本或教师给出的资料自己单独思考，自己发现知识，最后理解规律和本质的学习[3]。所谓“发现”，不只包括人们对未知物质的探索，还包括学生凭借自己的头脑归纳出规律和理解其本质，进而完善自身知识的过程。总之，布鲁纳认为学生应从发现的物质表象去深入探究内在的规律及本质，提高学习效率。
布鲁纳的“发现学习”理论强调学生的学习不应该是被动的，而应该是学生主动地学习，当然，这不是学生单方面能决定的，也要求教师转变自己所扮演的角色，从知识的“传授者”转变为儿童学习的“引导者”。在此基础上，充分利用儿童内在动机的原型—“好奇心”，驱动学生自主发现学习，提高学习效率。还可以利用图表、图片等直觉信息，帮助学生提高组织和提取信息的能力。
.........................
2.2 离子反应研究现状
2.2.1 整体概述
笔者通过中国期刊网（CNKI）搜索发现，“离子反应”一直以来都是教育者研究的热点。笔者以“离子反应”为关键词进行捜索时，得到大量文献（共 660篇），与高中化学教育相关文献共 472 篇。
图 2.2 是 2010 年-2019 年有关“离子反应”的文献在 CNKI 数据库全文文献数量统计图。由图中数据得出，十年间国内有关“离子反应”的相关研究文献共370 篇，说明“离子反应”一直是一个研究热点内容。
.............................
2.2.1 整体概述
笔者通过中国期刊网（CNKI）搜索发现，“离子反应”一直以来都是教育者研究的热点。笔者以“离子反应”为关键词进行捜索时，得到大量文献（共 660篇），与高中化学教育相关文献共 472 篇。
图 2.2 是 2010 年-2019 年有关“离子反应”的文献在 CNKI 数据库全文文献数量统计图。由图中数据得出，十年间国内有关“离子反应”的相关研究文献共370 篇，说明“离子反应”一直是一个研究热点内容。
.............................
3.1 研究目标 .................................... 11
3.2 研究内容 .................................... 11
4 发现法教学发展学科核心素养的教学活动设计 .................................. 16
4.1 离子反应第一课时仿真课件 .......................... 16
4.2 案例 1《离子反应第一课时教学设计》 ............................ 19
5 离子反应教学活动实施及结果分析 .................. 34
5.1 样本的选择与实施 .................................. 34
5.2 结果统计与分析 .................................... 34
5 离子反应教学活动实施及结果分析
5.1 样本的选择与实施
为了更准确地了解“离子反应”教学设计的实施效果，笔者在研究中设计了“离子反应”相关内容测试问卷（详见附录 1），本测试问卷的具体考察内容见表5.1。
本研究的实施对象分为采用笔者设计的离子反应教学案例教学的实验班和采用传统教学的对照班。实验班和对照班均为笔者实习学校的平行班，两个班都是相同的化学老师，且在第一次月考中平均成绩相差不大，学生学习兴趣和学习状态也比较相似。为掌握学生化学核心素养的发展情况，在高中化学教材必修一第二章化学物质及其变化新课结束后对高一年级实验班和对照班学生进行了问卷调查，问卷总分 100 分，每题 10 分，共 10 题（1-9 题为选择题，第 10 题为填空题）。
............................
6 结论与展望
6.1 研究结论
本文以宏观辨识与微观探析和证据推理与模型认知素养等作为基本前提，借助信息技术，设计了两个离子反应教学案例并实施。调查数据显示，实验班的核心素养表现确实优于对照班，说明信息技术的合理使用能帮助学生有效提升核心素养水平。 研究过程中发现
（1）两课时的内容均以导电性实验任务推进，整堂课教师都引导学生从离子层面分析实验现象，探究电离和离子反应的微观本质，时时刻刻都注重培养学生的微粒观。
（2）在此过程中，学生脑海中逐渐形成创设问题情景-提出假设-检验假设-总结应用的科学探究思维模型。学生在后续学习中也会不断深化，理解，应用科学探究思维模型去提出问题，分析问题，解决问题，进而提升证据推理与模型认知素养。
（3）两种或两种以上不同的物质在水溶液中会发生什么反应？结果是什么？学生头脑中条件反射地去找这些物质溶于水后有什么微观粒子，进而分析这些粒子的行为变化，探讨溶液中粒子的数目和种类发生了什么变化，最后解决问题，得出答案。学生在第一次接触水溶液中的化学反应时，就逐渐建立起了水溶液认识模型，这对后续更加深入的化学知识学习起着重要的奠基作用。
6.1 研究结论
本文以宏观辨识与微观探析和证据推理与模型认知素养等作为基本前提，借助信息技术，设计了两个离子反应教学案例并实施。调查数据显示，实验班的核心素养表现确实优于对照班，说明信息技术的合理使用能帮助学生有效提升核心素养水平。 研究过程中发现
（1）两课时的内容均以导电性实验任务推进，整堂课教师都引导学生从离子层面分析实验现象，探究电离和离子反应的微观本质，时时刻刻都注重培养学生的微粒观。
（2）在此过程中，学生脑海中逐渐形成创设问题情景-提出假设-检验假设-总结应用的科学探究思维模型。学生在后续学习中也会不断深化，理解，应用科学探究思维模型去提出问题，分析问题，解决问题，进而提升证据推理与模型认知素养。
（3）两种或两种以上不同的物质在水溶液中会发生什么反应？结果是什么？学生头脑中条件反射地去找这些物质溶于水后有什么微观粒子，进而分析这些粒子的行为变化，探讨溶液中粒子的数目和种类发生了什么变化，最后解决问题，得出答案。学生在第一次接触水溶液中的化学反应时，就逐渐建立起了水溶液认识模型，这对后续更加深入的化学知识学习起着重要的奠基作用。
(4）本文以宏观辨识与微观探析和证据推理与模型认知素养为出发点，创设仿真实验情境，引导学生提出假设，检验假设，进而总结应用。整个过程又以宏观辨识与微观探析和证据推理与模型认知素养为落脚点，深入剖析高中化学教材，将教材和核心素养灵活地结合起来，帮助学生认识、理解化学知识的本质，有效提高培养学生化学核心素养的效率。
参考文献（略）