培養(yǎng)變化觀念與平衡思想以提升化學(xué)核心素養(yǎng)

謝朝杰

【摘 要】本文論述通過創(chuàng)設(shè)情境、細(xì)化主題、類比遷移、深度探究、搭建平臺(tái)向?qū)W生滲透變化觀念與平衡思想的策略，以培養(yǎng)學(xué)生變化觀念與平衡思想，使學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)得到提高與升華，提高課堂教學(xué)質(zhì)量。

【關(guān)鍵詞】高中化學(xué) 變化觀念 平衡思想 學(xué)科核心素養(yǎng)

【中圖分類號(hào)】G ?【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A

【文章編號(hào)】0450-9889（2019）02B-0089-02

變化觀念與平衡思想是化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的重要內(nèi)容之一。在高中化學(xué)的學(xué)習(xí)當(dāng)中，能夠運(yùn)用變化與平衡的思想來進(jìn)行化學(xué)學(xué)習(xí)和解決化學(xué)問題是一種非常重要的、常用的化學(xué)思維方法。那么如何在教學(xué)活動(dòng)中有效地向?qū)W生滲透變化與平衡的思想呢？下面筆者從五個(gè)方面進(jìn)行簡(jiǎn)單論述。

一、創(chuàng)設(shè)情境，搭建生活橋梁

建構(gòu)主義理論強(qiáng)調(diào)，情境是學(xué)習(xí)環(huán)境的基本要素之一。化學(xué)是一門引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)世界的學(xué)科，由此可見，為了有效培養(yǎng)學(xué)生的變化觀念與平衡思想，教師應(yīng)當(dāng)注重學(xué)習(xí)情境的創(chuàng)設(shè)。通過密切聯(lián)系現(xiàn)實(shí)生活，為學(xué)生搭建知識(shí)與生活間的橋梁，提高他們的學(xué)習(xí)效率。

比如，在對(duì)《化學(xué)能與熱能》進(jìn)行教學(xué)時(shí)，為了使學(xué)生深刻認(rèn)識(shí)到化學(xué)鍵與化學(xué)反應(yīng)中能量變化的關(guān)系，筆者從實(shí)際生活出發(fā)，為他們創(chuàng)設(shè)了合適的問題情境。在課堂上，筆者向?qū)W生提問：“大家都知道，古時(shí)候人們?cè)诙鞛榱巳∨?，?huì)用燃燒木材的方法。木材在燃燒時(shí)放出熱量，會(huì)讓人感覺到暖和。此外，明代詩人于謙《石灰吟》中曾言‘烈火焚燒若等閑，為什么石灰石要經(jīng)過高溫鍛造才能生成生石灰呢？這兩個(gè)生活現(xiàn)象蘊(yùn)含什么化學(xué)道理？”筆者留給學(xué)生時(shí)間進(jìn)行思考并討論這一問題。最后他們得出了結(jié)論：木材燃燒是放熱反應(yīng)，會(huì)產(chǎn)生熱能;而石灰石分解是吸熱反應(yīng)，需要吸收熱能。緊接著筆者又提問道：“化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)是什么？化學(xué)鍵與化學(xué)反應(yīng)中的能量變化有什么關(guān)系呢？”在筆者的提示與引導(dǎo)下，學(xué)生認(rèn)識(shí)到化學(xué)鍵斷裂與形成是反應(yīng)中能量變化的主要原因。緊接著學(xué)生通過分析筆者提供的相關(guān)化學(xué)反應(yīng)的條件與數(shù)據(jù)，總結(jié)出如下的規(guī)律：當(dāng)反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量時(shí)，化學(xué)反應(yīng)放出熱能;當(dāng)反應(yīng)物的總能量小于生成物的總能量時(shí)，化學(xué)反應(yīng)吸收熱能。筆者通過創(chuàng)設(shè)情境，使學(xué)生認(rèn)識(shí)了化學(xué)反應(yīng)中能量變化的規(guī)律，深刻理解了能量守恒定律，取得了很好的教學(xué)效果。

二、細(xì)化主題，建構(gòu)認(rèn)知體系

變化觀念與平衡思想其核心是“變化”，圍繞“變化”展開幾個(gè)方面的討論，這些方面都是相互關(guān)聯(lián)的。為了提高教學(xué)的效率，筆者認(rèn)為，教師應(yīng)當(dāng)善于對(duì)課程目標(biāo)進(jìn)行分解，細(xì)化主題，從而對(duì)學(xué)生進(jìn)行有針對(duì)性的培養(yǎng)與訓(xùn)練，幫助他們建構(gòu)完整的認(rèn)知體系。

變化觀念與平衡思想要求學(xué)生認(rèn)識(shí)化學(xué)反應(yīng)有一定的限度，是可以調(diào)控的，因此筆者在對(duì)《化學(xué)反應(yīng)的速率與限度》這一節(jié)的內(nèi)容進(jìn)行教學(xué)時(shí)，就重點(diǎn)向?qū)W生滲透了這一思想。在課堂上，筆者引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行 CaCl2 與 Na2SO4 反應(yīng)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)。首先在試管中加入 3～4 ml 的濃度為 1 mol/L 的 CaCl2 溶液，然后加入 5～10 ml 的濃度為 1 mol/L 的 Na2SO4 溶液。學(xué)生可以看到有大量白色沉淀產(chǎn)生。靜置片刻后，取上層溶液少許，放入另一個(gè)試管當(dāng)中，并滴加 1 mol/L 的 Na2CO3 溶液，學(xué)生可以發(fā)現(xiàn)，有白色沉淀生成。通過分析反應(yīng)現(xiàn)象，學(xué)生可以發(fā)現(xiàn)，在 CaCl2 與 Na2SO4 的反應(yīng)中，Ca2+ 并沒有反應(yīng)完全，Ca2+ 與 SO42- 的反應(yīng)是可逆的。緊接著筆者趁熱打鐵，向?qū)W生提出了一系列問題，引導(dǎo)他們歸納可逆反應(yīng)的特征。例如，反應(yīng)剛開始時(shí)，是反應(yīng)物的濃度大還是生成物的濃度大呢？當(dāng)反應(yīng)剛開始時(shí)，是正反應(yīng)的速率大還是逆反應(yīng)的速率大呢？隨著反應(yīng)的進(jìn)行，通過步步推進(jìn)，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到可逆反應(yīng)是存在限度的，當(dāng)達(dá)到反應(yīng)的限度時(shí)，正反應(yīng)的速率=逆反應(yīng)的速率，且反應(yīng)物與生成物的濃度都不再發(fā)生改變。由此筆者通過細(xì)化課程目標(biāo)與主題，有效升華學(xué)生的化學(xué)核心素養(yǎng)。

三、類比遷移，觸及知識(shí)核心

核心知識(shí)與能力的培養(yǎng)，是核心素養(yǎng)培養(yǎng)的重要組成部分和載體。很多學(xué)生做題的正確率不高，主要原因在于對(duì)核心知識(shí)的把握不牢固、模棱兩可，解題時(shí)不關(guān)注細(xì)節(jié)。筆者認(rèn)為，為了強(qiáng)化學(xué)生的核心素養(yǎng)，提高其學(xué)習(xí)能力與解題能力，教師要善于運(yùn)用類比遷移的策略，促進(jìn)學(xué)生高效率地打牢基礎(chǔ)知識(shí)和掌握核心概念。

比如，在對(duì)《鹽類的水解》進(jìn)行教學(xué)時(shí)，考慮到學(xué)生在前面的學(xué)習(xí)中已經(jīng)學(xué)習(xí)了平衡特征與移動(dòng)原理，并且討論了電解質(zhì)在水溶液中的行為，認(rèn)識(shí)了溶液酸堿性的實(shí)質(zhì)，因此，筆者引導(dǎo)學(xué)生溫故知新，在此基礎(chǔ)上探究鹽類水解的原理與規(guī)律。在課堂上，筆者引導(dǎo)學(xué)生分析 CH3CHOONa 的水解反應(yīng)方程式。學(xué)生發(fā)現(xiàn)，鹽類的水解可以看作是酸堿中和反應(yīng)的逆反應(yīng)。隨后筆者提問道：為什么 NH4Cl 溶液呈酸性呢？學(xué)生分析可知，在 NH4Cl 溶液中存在兩個(gè)電離：

NH4Cl ?NH4++Cl-

H2O ?H++OH-

NH4+ 與 OH- 可以結(jié)合成弱電解質(zhì)，使得溶液中 OH- 濃度變小，水的電離平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，C（H+）>C（OH-），因此溶液呈酸性。

在進(jìn)一步的練習(xí)下，學(xué)生認(rèn)識(shí)到水解反應(yīng)的實(shí)質(zhì)：水的電離平衡被破壞。因?yàn)樗碾婋x平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，使得鹽溶液呈現(xiàn)不同程度的酸、堿性。在這一活動(dòng)中，筆者通過引導(dǎo)學(xué)生將新舊知識(shí)相互聯(lián)系，使他們實(shí)現(xiàn)了知識(shí)的遷移，自主探究得到水解的特點(diǎn)與規(guī)律，高效達(dá)成了教學(xué)目標(biāo)。

四、深度探究，打破思維定式

筆者在教學(xué)實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，很多學(xué)生在運(yùn)用平衡思想求解化學(xué)問題時(shí)，容易產(chǎn)生思維定式，常常會(huì)受到之前學(xué)過的例題或者過往經(jīng)驗(yàn)影響，對(duì)問題自己“添加”條件。為了幫助他們打破思維定式，教師應(yīng)當(dāng)注重引導(dǎo)學(xué)生對(duì)問題加以深度探究，強(qiáng)調(diào)細(xì)節(jié)之處，從而使之靈活理解并運(yùn)用化學(xué)平衡思想，提高學(xué)習(xí)效率。

比如，對(duì)《化學(xué)平衡》進(jìn)行教學(xué)時(shí)，筆者為了使學(xué)生建立化學(xué)平衡的觀點(diǎn)，靈活判斷化學(xué)平衡的狀態(tài)，筆者組織學(xué)生展開了自主探究活動(dòng)。在課堂上，筆者組織學(xué)生通過化學(xué)實(shí)驗(yàn)分別探究了濃度、壓強(qiáng)、溫度對(duì)化學(xué)平衡的影響，并由此引出了勒夏特列原理—— 如果改變平衡的一個(gè)條件，那么平衡就向能夠減弱這種改變的方向移動(dòng)。此外，為了讓學(xué)生能夠形成清晰準(zhǔn)確的認(rèn)知，筆者還強(qiáng)調(diào)道：“需要大家注意的是，‘減弱并不是‘消除，且夏勒特列原理只考慮有單個(gè)條件改變，當(dāng)有多個(gè)條件發(fā)生變化時(shí)，此原理將不再適用?！庇纱藢W(xué)生便對(duì)夏勒特列原理應(yīng)用的前提條件形成了深刻的記憶，在求解相關(guān)問題時(shí)，能夠關(guān)注細(xì)節(jié)，審清題意，有效避免了思維定式的產(chǎn)生。在這一活動(dòng)中，筆者通過組織學(xué)生進(jìn)行深度探究，充分發(fā)揮他們的主體地位，提高了他們對(duì)化學(xué)平衡思想的認(rèn)識(shí)與應(yīng)用能力，顯著提高了他們的核心素養(yǎng)。

五、搭建平臺(tái)，組織交流分享

“教、學(xué)、評(píng)”一體化的教學(xué)流程是當(dāng)前教育的整體發(fā)展趨勢(shì)，為了更好地深化學(xué)生的核心素養(yǎng)，教師要注重完善評(píng)價(jià)機(jī)制，將反饋評(píng)價(jià)融入教學(xué)過程當(dāng)中，為學(xué)生搭建交流分享的平臺(tái)，從而全面深化他們的變化觀念與平衡思想，提高課堂教學(xué)的質(zhì)量。

比如，對(duì)《氧化還原反應(yīng)》進(jìn)行教學(xué)時(shí)，筆者引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)氧化還原反應(yīng)的規(guī)律，并開展相關(guān)的習(xí)題訓(xùn)練。在課堂最后，筆者組織學(xué)生對(duì)這節(jié)課所學(xué)的知識(shí)進(jìn)行歸納與總結(jié)，并對(duì)他們進(jìn)行評(píng)價(jià)。例如，有的學(xué)生提到：“在求解氧化還原反應(yīng)中反應(yīng)物的用量、生成物的存在形式、物質(zhì)系數(shù)等題目時(shí)，可以利用電子守恒規(guī)律快速求解。例如，在一定的條件下，若 PbO2 與 Cr3+ 反應(yīng)，產(chǎn)物是 Cr2O72- 和 Pb2+，則與 1 mol Cr3+ 反應(yīng)所需 PbO2 的物質(zhì)的量為多少？根據(jù)電子守恒定律可知，當(dāng) 1 mol Cr3+ 被氧化為 0.5 mol ?Cr2O72- 時(shí)，所失去的電子為 3 mol，這些電子被 PbO2 得到，而 1 mol PbO2 被還原只能得到 2 mol 電子，因此需要 PbO2 的量為 1.5 mol?！睂W(xué)生討論總結(jié)后，筆者進(jìn)行查漏補(bǔ)缺，糾正他們錯(cuò)誤的地方，并對(duì)相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行補(bǔ)充。筆者按照“教、學(xué)、評(píng)”一體化的流程實(shí)施課堂教學(xué)，使學(xué)生的平衡思想得到了進(jìn)一步提高與升華，取得了很好的教學(xué)效果。

教師采用上述“創(chuàng)設(shè)情境”“細(xì)化主題”“類比遷移”“深度探究”“搭建平臺(tái)”幾個(gè)策略，有效地向?qū)W生滲透變化觀念與平衡思想，使其核心素養(yǎng)得到提高與升華，顯著提高課堂教學(xué)的質(zhì)量?？傊?，如何貫徹和落實(shí)核心素養(yǎng)下的高中教學(xué)活動(dòng)，是值得我們深入探討的問題，廣大教育工作者應(yīng)當(dāng)不斷探索，為學(xué)科素養(yǎng)的培養(yǎng)做出不竭努力。

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（責(zé)編 盧建龍）