楊慧君
(廣東省英德市英德中學,廣東英德 513000)
隨著素質教育的深入實施,要求教師在化學學科的教學中,把培養核心素養作為教學的重要內容,以此來培養學生能力素質的全面發展。化學學科核心素養作為培養學生科學素養的重要內容,具有較高的化學素養對學生的發展具有重要的作用。筆者結合人教版高中化學選修四的化學平衡知識的教學,對培養學生化學核心素養進行了教學實踐探索。
核心素養是一個人為適應自身和社會發展而必備的能力與品格,它是學生綜合能力與素質的體現。高中化學核心素養是學生科學素養的重要組成部分,它是學生在化學理論知識學習、化學實驗操作、化學問題探究過程中培養起來的用于解決化學問題的關鍵核心素養,它體現出學生從化學的視角認識世界和解決實際問題的綜合能力。化學核心素養的內涵主要體現在以下方面:宏觀辨識與微觀探析、變化與平衡的思想觀念、模型認識與證據推理、實驗探究與創新意識、科學精神與社會責任。
具體來講就是:“宏觀辨識與微觀探析”就是要求學生能用微觀與宏觀相結合的視角來認識和利用化學變化,從宏觀上認識化學現象,從微觀上研究物質組成,掌握物質變化規律,較好樹立“位置—結構—性質”的觀念;“變化與平衡的思想觀念”就是要樹立物質是變化的,化學平衡是動態的、有條件的。能用質量守恒、電荷守恒等守恒定律和動態平衡的思想來認識化學變化;“模型認識與證據推理”就是要用化學實驗操作的方法來獲取證據、進行分析,構建某一事物的模型,來更好地認識化學變化;“實驗探究與創新意識”化學以實驗為基礎,要培養學生對化學問題的實驗探究與創新的能力;“科學精神與社會責任”就是要培養學生科學嚴謹的思維方式、實事求是的學習態度和崇尚真理的科學意識。
不少學生對高中化學平衡的學習感到比較難,其主要原因在于:一是核心概念不牢。一些學生對于化學反應速率、化學平衡及其他核心概念沒有真正的理解和掌握;二是沒有平衡觀念。學習化學平衡需要建立“平衡的觀念、變化的觀念”,沒有平衡的觀念就不能很好地理解這些難點問題;三是沒有模型思想。化學平衡的學習需要具備較強的思維能力,掌握學習的方法與技巧,要樹立運用模型解題的思想;四是不能活用知識。化學平衡這節內容的學習,既需要共性知識,也需要特性知識,如果不能活學活用,就很難理解平衡知識。要突破這些教學難點問題,需要提高學生的化學思維和學習能力,在教學中最重要的就是要培養學生的建模思想。就是要幫助學生建立概念模型、文字模型、數學模型、圖像模型,讓學生通過幾種模型才能更好地理解并掌握化學平衡知識,讓學生具備學好化學平衡的思維能力,從而使核心素養得到有效培養。
在化學平衡這節知識的教學中,主要包含了“變化與平衡的思想觀念、模型認識與證據推理”兩大化學核心素養內容。要有效地掌握化學平衡知識,需要教師幫助學生建立起化學的核心模型,即:概念模型和數學模型。
一是建立概念模型。模型方法是研究化學平衡知識的有效方法和手段,使學生對化學平衡建立起更深層次的理解。建立概念模型進行教學,能讓學生把所學的化學平衡的相關概念構成完整的知識體系,對概念有一個重新的認識,能把新舊知識有機聯系在一起,從而就能讓學生更容易理解本節知識。在化學平衡這節中涉及到的核心概念模型主要有:化學反應速率概念模型、有效碰撞概念模型、化學平衡狀態概念模型、可逆反應概念模型、化學平衡常數概念和化學反應方向等概念模型。概念模型的建立可從四個步驟實施:(1)選擇相關概念。(2)繪制概念模型圖。(3)給概念模型增加關聯關系。(4)給概念模型增加屬性關系。
例如,可建立如圖1所示的化學平衡移動的概念模型。

圖1 化學平衡移動的概念模型
二是建立數學模型。就是運用數學語言、數學方式、數學圖像等數學手段來建立化學平衡知識的解題與思維模型。要本節知識中主要要構建:v—t圖像、c—t圖像、平衡常數表達式的模型和計算方法、溶液酸堿性的判斷模型等。有了這些數學模型,就容易解決化學平衡解題中的一些定量表示、生產率、轉化率的計算、反應限度問題。進行數學建模可按照:準備、分析、建模、求解、檢驗、應用等步驟來實施。
要在教學中培養學生核心素養,就要在教學目標設計時,改變傳統的“重知識傳授、輕能力培養”的教學理念,要把知識與技能的學習作為培養化學核心素養的基礎,把情感態度與價值觀作為核心素養培養的重點,把學習過程與方法作為培養核心素養的方法和途徑。例如,在進行“化學平衡”這節知識中的“化學平衡移動”這個知識點教學時可進行如下教學設計。
一是確定教學思想。首先進行演示實驗,歸納勒夏特列原理,用v-t圖像來分析勒夏特列原理,建立從實驗圖像到化學原理、再從化學原理到實踐應用的學習探究過程。
二是設計教學目標。掌握濃度、壓強、催化劑對化學平衡移動產生影響的規律。增強學生的化學實驗操作技能,提高學生的科學探索精神和合作意識。教學重點、難點是探究影響化學平衡移動的外部條件。
三是進行學情分析。在本知識學習前學生已掌握碰撞理論和影響速率的因素,可能會把化學平衡與化學反應速率混淆,在教學中應引導學生進行對比。
四是設計教學方式。復習導入→分組實驗探究→得出結論→總結規律→能力遷移。
(1)新課導入。首先運用提問方式來復習化學平衡的概念、特點、標志等內容,讓學生掌握“逆、等、動、變、定”等特點。通過“變”這個特點創設情境,導入新課。
(2)實驗探究。在此環節教師可先提出問題:濃度、溫度、壓強、催化劑四者對化學平衡是否有影響?它們是如何影響化學平衡移動的?有了探究問題之后,讓學生按照教材中的方法,進行分組實驗來探究這四個條件對化學平衡的影響情況。在實驗中教師要加強對學生實驗的指導,使學生能夠科學正確地進行實驗,以得到滿意的實驗效果。
(3)繪制圖像。通過觀察實驗現象,記錄和測定實驗數據后,讓學生根據實驗數據來繪制各條件因素的圖像,得出對平衡移動的影響結果,以此來驗證教材中的結論。
(4)能力遷移。通過進行濃度對化學平衡的影響實驗,學生得出結論后,可讓學生再分別進行溫度、壓強、催化劑對化學平衡的影響結果,這樣學生就能根據實驗現象和結果歸納出化學平衡的移動規律,使學生掌握本章節內容,實現學習能力的遷移,來培養學生核心素養。
總之,要培養學生的化學核心素養,在高中化學教學中,就要加強對核心素養內涵的理解,熟練運用核心素養的構建方法,并注重運用多種方法策略在教學中實施核心素養的培養。