基于“問題導(dǎo)學(xué)”模式下高中化學(xué)核心素養(yǎng)的培養(yǎng)

劉旭

摘 要：高中化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)是學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)的重要組成部分，在化學(xué)課程實施中從原來“知識為本”的教學(xué)轉(zhuǎn)向“素養(yǎng)為本”的化學(xué)教學(xué)，需關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)理解能力、問題解決能力等。

關(guān)鍵詞：鹽類的水解；問題導(dǎo)學(xué)；化學(xué)核心素養(yǎng)；培養(yǎng)

針對“如何培養(yǎng)人，培養(yǎng)什么樣的人”，教育部于2014年頒發(fā)文件將核心素養(yǎng)體系置于深化課程改革，落實立德樹人目標的基礎(chǔ)地位，意味著提升人才培養(yǎng)質(zhì)量的關(guān)鍵是發(fā)展學(xué)生的核心素養(yǎng)。下面節(jié)選“鹽類的水解”設(shè)計，通過“問題導(dǎo)學(xué)”滲透化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)，促進學(xué)生化學(xué)核心素養(yǎng)的發(fā)展。

一、教學(xué)設(shè)計主線中滲透核心素養(yǎng)

“鹽類的水解”是高中化學(xué)學(xué)習(xí)中發(fā)展學(xué)生對微粒觀和化學(xué)平衡觀認識的重要內(nèi)容。突出宏觀和微觀結(jié)合的思想，宏觀表現(xiàn)為溶液顯示不同的酸堿性，微觀表現(xiàn)為弱酸根離子或弱堿根離子與水電離出的離子結(jié)合生成弱電解質(zhì)，使水的電離平衡被破壞。從已經(jīng)掌握的水的“電離平衡”模型入手，通過微觀離子之間的相互作用改變水的電離平衡，引導(dǎo)學(xué)生對收集到的證據(jù)進行分析、推理鹽類的水解引起水溶液中離子濃度的變化，建立起“鹽類的水解平衡”模型，構(gòu)建了從宏觀到微觀、從現(xiàn)象到本質(zhì)、從物質(zhì)到能量、從定性到定量等化學(xué)素養(yǎng)，以化學(xué)核心素養(yǎng)的培養(yǎng)為目標促進學(xué)生發(fā)展。

二、基于“問題導(dǎo)學(xué)”，培養(yǎng)核心素養(yǎng)的課堂活動

1.以“水”生情，創(chuàng)設(shè)問題情境

問題：純水會發(fā)生怎樣的電離？常溫下，純水中的c（H+）、c（OH-）大小關(guān)系如何？

設(shè)計意圖：激活學(xué)生原認知，即純水是弱電解質(zhì)，存在電離平衡。

2.宏微結(jié)合，搭建思維支架

問題：既然純水存在電離平衡，那么如何實現(xiàn)水的電離平衡向正向移動？

思考回答：有同學(xué)提出可以改變溫度，有同學(xué)提出減小c（H+），有同學(xué)提出減小c（OH-）。

問題：升高溫度還是降低溫度，為什么？改變溫度后，純水中 c（H+）、c（OH-）大小關(guān)系如何？向溶液中加入哪些離子能使水中c（H+）減小？此時水溶液中c（H+）、c（OH-）大小關(guān)系如何？向溶液中加入哪些離子能使水中c（OH-）減小？此時水溶液中c（H+）、c（OH-）大小關(guān)系如何？根據(jù)離子反應(yīng)發(fā)生的條件，以CH3COONa和FeCl3為例說明，并用pH試紙測定水溶液的酸堿性。

設(shè)計意圖：強化學(xué)生在“平衡”思想下認識微粒、微粒間的相互作用、微粒作用的結(jié)果。CH3COONa加入到純水中宏觀表現(xiàn)為溶液堿性，微觀表現(xiàn)為弱酸根離子與水電離出的H+結(jié)合生成CH3COOH弱電解質(zhì)，使水的電離平衡被破壞；FeCl3加入到純水中宏觀表現(xiàn)為溶液酸性，微觀表現(xiàn)為弱堿根離子與水電離出的OH-結(jié)合生成Fe（OH）3弱電解質(zhì)，使水的電離平衡被破壞。因此向純水中加入強堿弱酸鹽或者強酸弱堿鹽，弱酸根或弱堿根與水電離出的離子結(jié)合生成弱電解質(zhì)，使水的電離平衡被破壞，強酸強堿鹽不具有這樣的性質(zhì)。結(jié)合離子反應(yīng)發(fā)生的條件，搭建改變電離平衡思維支架，從微觀角度思考，形成化學(xué)學(xué)習(xí)的微粒觀，折服于微觀結(jié)構(gòu)變化的奇妙，進而表現(xiàn)出多彩的宏觀實驗現(xiàn)象，為“水解模型”奠定基礎(chǔ)，宏觀辨識與微觀探析相得益彰。

3.運用模型，建構(gòu)動態(tài)平衡

問題：如何用化學(xué)方程式或離子方程式表達CH3COONa和FeCl3與水的反應(yīng)過程？為什么CH3COONa和FeCl3溶于水后溶液的溫度會降低？

設(shè)計意圖：整個過程的表達用“=”還是“ ”連接，鹽在水中的溶解過程就是鹽和水反應(yīng)達到動態(tài)平衡的結(jié)果，使學(xué)生意識到表達鹽和水發(fā)生作用的方程式必須用可逆符號。引導(dǎo)學(xué)生得出鹽類水解的概念，弄清了鹽類的水解實質(zhì)，得出了鹽類的水解與酸堿中和是可逆反應(yīng)，強化化學(xué)反應(yīng)會伴隨能量的變化，即鹽與水的反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，從而建立鹽類的水解模型。

問題：預(yù)測Na2CO3、NaHCO3、Al2（SO4）3、NaCl溶液顯酸性、中性還是堿性？并用pH試紙測定0.1mol/L Na2CO3、NaHCO3、Al2（SO4）3、NaCl溶液的pH驗證預(yù)測結(jié)果。為什么同濃度的0.1 mol/L Na2CO3、NaHCO3溶液堿性前者更強？室溫下，分別測定0.1 mol/L Na2CO3溶液和1 mol/L Na2CO3溶液的pH，哪個大？取0.1 mol/L Na2CO3溶液，滴入1～2滴酚酞，分別加熱1min，加熱10min，觀察實驗現(xiàn)象有什么不同？

設(shè)計意圖：鞏固新知，探尋鹽類的水解規(guī)律。

問題：引入水解平衡常數(shù)Kh，結(jié)合水的離子積Kw與電離常數(shù)Ka或Kb，推到三者之間的關(guān)系？查閱有關(guān)數(shù)據(jù)預(yù)測CH3COONH4溶液的酸堿性并說明原因。

設(shè)計意圖：定性分析中突出定量分析的說服力，發(fā)展學(xué)生的高階思維，通過比較水解產(chǎn)物的電離常數(shù)大小，獲得影響鹽類水解的內(nèi)因，即水解產(chǎn)生的弱電解質(zhì)的電離平衡常數(shù)越小，鹽就越容易發(fā)生水解，感悟事物的發(fā)展內(nèi)因起決定性的作用。

4.實驗探究，培養(yǎng)科學(xué)精神

問題：猜想把Al2（SO4）2溶液加入到NaHCO3溶液會發(fā)生怎樣的結(jié)果？通過實驗證實。

設(shè)計意圖：理論指導(dǎo)實踐，這個反應(yīng)原理就是日常生活中消防所用泡沫滅火器的工作原理，讓學(xué)生體會到化學(xué)就在生活當中，用化學(xué)知識指導(dǎo)生產(chǎn)生活。激勵學(xué)生實驗探索，培養(yǎng)一種科學(xué)情懷，愛科學(xué)，做科學(xué)。

三、核心素養(yǎng)培養(yǎng)的課堂反思

本節(jié)課由水的“電離平衡”向“鹽類的水解”模型建立的過程中，滲透了宏觀與微觀、定性與定量、變化與守恒等化學(xué)素養(yǎng)，拋出一個又一個問題，形成“問題鏈”，設(shè)計的問題鏈以學(xué)生的原認知為基礎(chǔ)，螺旋上升、層層遞進，在課堂上通過合適的引導(dǎo)，不同層次的學(xué)生能夠參與問題討論，從而建構(gòu)起屬于自己的知識結(jié)構(gòu)，發(fā)展原有的觀念水平；設(shè)計的問題鏈能夠體現(xiàn)對化學(xué)學(xué)科核心概念認識過程，學(xué)生在不斷設(shè)問、釋疑的過程中發(fā)展化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。通過解決問題，以問題完善知識體系，形成化學(xué)觀念，將問題解決思維融入到了學(xué)生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)中。

注：2016年度甘肅省“十三五”教育科學(xué)規(guī)劃課題“‘問題驅(qū)動模式在高中化學(xué)課堂教學(xué)設(shè)計中的有效性研究”（課題立項號：GS[2016]GHB1147）的研究成果；

甘肅省教育科學(xué)“十二五”規(guī)劃2015年度“隴原名師”專項課題“高中化學(xué)必修教材導(dǎo)學(xué)案的編制與實踐研究”（課題批準號：GSGB[2015]MSZX106）的研究成果。

編輯 高 瓊