從一道高考試題說起，也談化學學科核心素養的培育

暴成偉

摘 要：高考試題是檢驗核心素養的重要載體，對核心素養的培育有著非常重要的導向和檢驗作用?；瘜W方程式的書寫，是“三重表征”最直觀、最根本的表達，從高考試題出發，通過對題目的分析研究，回歸到課堂教學，討論在核心素養背景下，如何以化學基本知識、基本技能為載體，通過微習題、微點評的形式，培養學生的科學精神、思維能力，以及勇于探究、百折不撓的精神，構建完整有效的化學課堂。

關鍵詞：核心素養；科學精神；思維能力；三重表征；氧化還原反應方程式；微習題

一、背景說明——化學學科核心素養

2014年3月30日，教育部印發了《關于全面深化課程改革落實立德樹人根本任務的意見》，文中首次出現了“核心素養”這個概念。日本學者恒吉宏典等主編的《授業研究重要術語基礎知識》認為，核心素養指“學生在學校教育的學習場所習得的、以人類文化遺產與現代文化為基軸而編制的教育內容，與生存于生活世界的學習者在學習過程中所形成的作為關鍵能力的內核”。

2016年9月13日，在北京師范大學舉行的新聞發布會上，教育部委托課題“中國學生發展核心素養”研究成果正式發布，北京師范大學教授、課題組組長林崇德發布了《中國學生發展核心素養（征求意見稿）》，其中第五點：科學精神（崇尚真知、理性思維、勇于探究），主要是個體在學習、理解、運用科學知識和技能等方面表現的價值標準、思維方式和行為規范。

化學科學在漫長發展過程中，積累的不僅僅是豐富的化學

知識，更積淀了一種強有力的認識世界和思考世界的方式。蘇格蘭格拉斯哥大學的約翰斯頓（Johnstone）教授等人通過多年的思考與研究，總結出了現代化學包含的三個基本成分，即“三重表征”思維方式。學習和研究化學，不僅要從宏觀的視角對物質的性質和變化進行觀察和描述，還要從微觀結構上進行解釋，以把握事物的本質和規律，還要用化學符號進行表達和交流。從宏觀、微觀、符號三種水平上去認識和理解化學知識，并建立三者之間的內在聯系以及在三者之間自由靈活地轉化，這已成為國際上公認的化學學科不同于其他學科最特征的思維方式。

二、問題的提出——高考試題賞析、考點解讀

例1.（2016新課標I卷28題）NaClO2是一種重要的殺菌消毒劑，也常用來漂白織物等，其一種生產工藝如下：

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回答下列問題：

（2）寫出“反應”步驟中生成ClO2的化學方程式 。

（4）“尾氣吸收”是吸收“電解”過程排出的少量ClO2，此吸收反應中，氧化劑與還原劑的物質的量之比為 ，該反應中氧化產物是 。

例2.（2016新課標I卷27題）元素鉻（Cr）在溶液中主要以 Cr3+（藍紫色）、Cr（OH）-4（綠色）、Cr2O2-7（橙紅色）、CrO2-4（黃色）等形式存在。Cr（OH）3為難溶于水的灰藍色固體，回答下列問題：

（4）+6價鉻的化合物毒性較大，常用NaHSO3將廢液中的Cr2O2-7還原成Cr3+，該反應的離子方程式為 。

考綱要求：①理解質量守恒定律的含義。②了解氧化還原反應的本質是電子的轉移。③了解常見的氧化還原反應。④掌握常見氧化還原反應方程式的書寫和相關計算。

教育部考試中心單旭峰老師在《深化改革 平穩過渡——2016年高考全國卷化學試題特點剖析》一文中總結道，2016年全國卷化學高考試題：貫徹改革精神，加強能力考查，特別突出了信息獲取和獨立思考能力考查。信息獲取能力考查主要是通過提供物質數據信息、反應信息以及流程圖等方式，要求學生利用這些新信息分析和解答問題。

單旭峰老師也特別指出，高考化學試題繼續提供一些對學

生而言未曾接觸過的陌生信息（包括一些新穎的反應和數據圖

表信息），豐富試題的呈現形式，增加試題信息的廣度和深度，進一步加強對考生獲取信息、加工和處理信息、利用新信息進行獨立思考的能力。要求考生通過“現場獨立自學”的方式，從中抽象、概括出新的理論或發現數據之間的關系，同時與學過的知識整合，形成較全面的網絡化知識體系，將這些知識體系進一步應用到新的情境中，從而解決問題。新情境下陌生氧化還原反應方程式的書寫恰恰是體現了上述的考查方向，是高考考查的熱點，也是化學核心素養的重要組成部分。

表1 近三年全國高考新課標I卷化學試題陌生氧化還原反應方程式書寫的考查及變化軌跡

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我們不難得出如下幾個主要結論：（1）陌生氧化還原方程式書寫的考查總體穩中有升；（2）題目與生產、生活聯系緊密，體現了STSE的思想；（3）注重能力考查，尤其是信息獲取能力和思維能力的考查；（4）以氧化還原反應的基本概念、基本規律為核心，考查知識范圍更加廣泛、靈活。具體來說，陌生氧化還原方程式書寫的考點主要有：①N、S、Cl、Fe、Cr、Mn等重要元素及其化

合物的性質。②利用題目信息判斷主要反應物和生成物。③利用電子守恒、電荷守恒、質量守恒等手段配平方程式。④結合題目溶液的環境（酸性、堿性、熔融化合物）寫出完整的方程式等。

三、教學設計——考點突破、能力提升

英國哲學家斯賓塞說：“教育中應該盡量鼓勵個人發展的過程應該引導兒童自己進行探討，自己去推論。給他們講的應該盡量少些，而引導他們去發現的應該盡量多些?！爆F代課堂注重講練結合，以學生為主體，以練習為主線，精講精練，這樣學生才能更好地完成知識構建，才能深刻理解，有效掌握，才能在鞏固知識的基礎上提升能力，進一步培養學生的理性思維和實事求是、嚴謹認真的科學精神。

1.知識構建：陌生氧化還原反應方程式的書寫步驟（例2）

（1）找產物（基礎）：認真審題，結合題目信息判斷氧化還原反應的主要反應物和主要生成物。

Cr2O72-+HSO3- — Cr3++SO42-

（2）看得失（核心）：抓住本質，利用得失電子守恒配平上述方程式片段。

Cr2O72-+3HSO3- — 2Cr3++3SO42-

（3）配系數（難點）：結合題目環境（酸性、堿性、熔融化合物）對反應進行必要的補充，并結合電荷守恒、質量守恒進行完整配平。

Cr2O72-+3HSO3-+H+ — 2Cr3++3SO42-+H2O

（4）查守恒（保障）：利用三大守恒規律對方程式進行檢查。

Cr2O72-+3HSO3-+5H+■2Cr3++3SO42-+4H2O

2.練習提升（1）考點突破的核心：用最小公倍數法進行得失電子守恒的基礎計算

練習1.（2014新課標I卷27題）次磷酸（H3PO2）是一種精細磷化工產品，具有較強還原性，回答下列問題：

（2）H3PO2可將溶液中的Ag+還原為銀，從而可用于化學鍍銀。利用H3PO2進行化學鍍銀反應中，氧化劑與還原劑的物質的量之比為4∶1，則氧化產物為 （填化學式）。

練習2.（2015年新課標II卷28題）二氧化氯（ClO2，黃綠色易溶于水的氣體）是高效、低毒的消毒劑，回答下列問題：

（1）工業上可用KC1O3與Na2SO3在H2SO4存在下制得ClO2，該反應氧化劑與還原劑物質的量之比為 。

3.練習提升（2）考點突破的難點：結合題目酸堿性環境將方程式補充完整

練習3.（2016年新課標III卷27題）煤燃燒排放的煙氣含有SO2和NOx，形成酸雨、污染大氣，采用NaClO2溶液作為吸收劑可同時對煙氣進行脫硫、脫硝。

（2）在鼓泡反應器中通入含有SO2和NO的煙氣，反應溫度為323K，NaClO2溶液濃度為5×10-3mol·L-1。反應一段時間后溶液中離子濃度的分析結果如表2。

表2

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①寫出NaClO2溶液脫硝過程中主要反應的離子方程式

。

②隨著吸收反應的進行，吸收劑溶液的pH逐漸

（填“提高”“不變”或“降低”）。

練習4.（2012年新課標I卷26題）（4）高鐵酸鉀（K2FeO4）是一種強氧化劑，可作為水處理劑和高容量電池材料。FeCl3與KClO在強堿性條件下反應可制取K2FeO4，其反應的離子方程式為 。

四、教學反思——化學學科核心素養培育的回歸

1.根本出發點：立德樹人

素養，決定于后天的養育因素和環境影響的那些部分，強調了學校教育的重要性，學校教育大有可為，更應該有所作為。從素質教育到核心素養，是我國基礎教育改革向前邁進的一大步。全面系統地凝練和描述學生發展核心素養指標，建立基于核心素養發展情況的評價標準，是對素質教育內涵的具體闡述，也是對素質教育過程中存在問題的反思與改進，從而深入回答“教育要培養什么人”的問題。

2.化學學科的核心素養

化學課堂的主體：學習內容、方法論、世界觀，用三維目標來解讀即知識與技能、過程與方法、情感態度與價值觀?；趯瘜W主體的認識，上海師范大學吳俊明教授對化學學科核心素養的組成、結構與表述為：

（1）作為化學學科核心素養的基本觀念：化學物質觀、化學變化觀、化學學科觀、科學技術觀、科學世界觀、科學發展觀以及人生觀等重要觀念；

（2）作為化學學科核心素養的關鍵能力：化學信息能力、化學學習能力、化學實踐能力；

（3）作為化學學科核心素養的重要品格：敢于質疑、創新，不怕困難的精神（科學精神）；積極、認真、實事求是的態度；強烈、持久的社會責任心、對人民群眾的關愛心以及家國情懷等。

基于“核心素養”“三重表征”的這樣一節《陌生氧化還原反應方程式書寫》課，既要注重氧化還原反應的基本概念、基本規律等化學基礎知識、基本技能的鞏固提升，更要提升高度，體現化學學科的育人功能。

首先這節課的設計從多個維度體現了馬克思主義辯證唯物論：世界是物質的，物質是變化的，變化是有規律的，我們要做的就是理解和掌握規律，并學會運用，同時這節課也注重了多個化學學科核心素養的培育。

①物質變化、守恒、三重表征等學科思想、學科方法的滲透，獲取信息能力、綜合運用題目信息和所學知識解決問題的能力

等學科能力的培養；

②通過學科知識的構建立德樹人，培養學生正確的化學學科觀、科學世界觀、物質變化發展觀；

③培養學生遵循規律、迎難而上、嚴謹踏實的科學態度。

參考文獻：

[1]鐘啟泉.核心素養的“核心”在哪里：核心素養研究的構圖[N].中國教育報，2015-04-01.

[2]單旭峰.深化改革 平穩過渡：2016年高考全國卷化學試題特點剖析[J].中學化學教學參考，2016（7）：62-63.

[3]林崇德.中國學生發展核心素養研究成果正式發布[N].中國教育報，2016-09-13.

[4]吳俊明.關于核心素養及化學學科核心素養的思考與疑問[J].化學教學，2016（11）：3-8.

編輯 魯翠紅