化學學科素養的培養策略研究

天津市第二十五中學 劉 爽

高中化學學科核心素養是學生全面發展核心素養的重要組成部分，提供了社會主義核心價值觀下化學學科育人的基本標準，為學生通過化學課程學習所需要形成的關鍵能力和必備品格明確了要求。

新時代新形勢，改革開放和社會主義現代化建設、促進人的全面發展和社會全面進步對教育和學習提出了新的更高的要求，也對教師日常教學工作提出了新的更高的標準。因此，在課堂上、校園中，如何培養學生的核心素養，甚至將核心素養的養成融入到生活的點滴中，成為值得深入思考和研究的問題。

一、宏觀辨識與微觀探析

化學是宏觀與微觀緊密結合的一門科學，從宏觀上研究物質性質及其相互轉化，從微觀上研究其組成、結構、轉化機理。宏觀與微觀相輔相成，緊密聯系。從宏觀和微觀兩個方面去認識物質的變化過程，能夠幫助學生從本質上掌握變化過程中的機理，建立物質之間的聯系，形成“結構決定性質”的觀念。

例如：從宏觀上學習化學反應時，重在掌握反應現象、物質的性質和相互轉化，以及轉化過程中的能量變化。從微觀角度上講，所有的化學反應都是舊鍵斷裂、新鍵形成的過程。若以化學鍵作為橋梁，從鍵的形成和斷裂推理分析產物的由來，學生理解起來就變得由內而外，有理有據了。此法尤其適用于有機化學的學習，明確了反應時化學鍵的變化，就能掌握物質間的轉化機理，從而進行有機推斷了。

化學反應中的能量變化既可以從反應物和生成物的能量差這個宏觀角度去分析，又可以從斷鍵吸熱和成鍵放熱之差這個微觀角度去分析。若以鍵能為橋梁，便能實現微觀和宏觀相結合，使學生理解得更為透徹。

學習氧化還原反應時將宏觀表征和微觀實質聯系起來，可以使學生對氧化還原反應的理解更全面更系統。

微觀探析是宏觀辨識的保證。只有明晰了微觀的變化，才能正確理解宏觀上的表現、進行有效的宏觀辨識。

二、變化觀念與平衡思想

物質是運動變化的，化學反應需要一定的條件并遵循一定的規律，其本質是有新物質生成，并伴有能量的變化。可逆反應有一定的限度，可以通過調控外界條件控制平衡的移動。這些學科思想是在學習化學的過程中積累并沉淀出獨特的思維方法，是對化學本質和特征認識的升華。

例如：在化學反應中有新物質生成，遵循質量守恒定律，同時伴隨能量的變化，遵循能量守恒定律；在氧化還原教學中要滲透電子轉移守恒和化合價升降相等的規律；在離子反應中要強調物料守恒和電荷守恒，利用電荷守恒既可以計算溶液中某離子濃度，又可以利用電荷守恒判斷某溶液中各離子濃度的大小。

化學中的平衡體系繁多，其中許多規律可以通用。例如：溶液中的可逆反應在被稀釋時的變化與恒壓下充無關氣體的平衡體系作類比，兩種思維角度可以達到相同的結果，便于學生深入理解。將化學平衡中溫度對平衡移動的影響帶入到電離平衡和水解平衡中仍然適用。氯化銨溶液或醋酸溶液稀釋時氫離子濃度的變化，可以用勒夏特列原理來解釋，便于學生接受。將類似的規律總結歸納，將更利于學生加深理解和掌握，形成系統的知識體系，了解規律的本質，更容易形成化學學科思維。

三、證據推理與模型認知

有些化學知識比較抽象，如果能合理運用模型揭示化學現象的本質和規律，能夠使學生更好地理解抽象概念。

例如：講氧化還原反應的電子轉移及化合價升降時用“蹺蹺板”模型，對學生理解氧化還原基本概念起到了事半功倍之效，將微觀的電子和抽象的化合價升降轉變為宏觀具體的模型，易于學生在短時間內輕松理解基本概念，也更利于學生掌握氧化還原配平的思想和方法，并靈活運用電子得失守恒來解決計算問題。

在引入化學平衡這個抽象的概念之前，先介紹水槽進出水的模型，將進出水速率類比為正逆反應速率，將水位類比為化學反應的限度，通過水位隨進出水速率的變化模擬正逆反應速率變化對化學平衡的影響。

等效平衡是高二化學的重點。我借用小盒的模型來講解，先從恒壓下按原比例充入反應物時，搭配相應體積的小盒，過渡到恒容按原比例充入反應物，再根據情況擴張或壓縮小盒，循序漸進地講解，更便于學生理解和運用。

在介紹有效碰撞時，我用投籃這個模型將微觀粒子間的反應宏觀化，用林黛玉投籃的失敗引出有效碰撞的條件之一——活化分子，用泰森投籃的失敗引出另一條件——碰撞的正確角度，最后用姚明投籃的成功總結歸納有效碰撞的必備條件。

證據推理是指結合已知的條件和已有的知識用嚴密的邏輯進行推導判斷，目前的練習和高考中此類題型的占比正在提高。例如：碳酸氫鈉溶液升溫后PH增大，有兩種可能性：1.水解吸熱，升溫后促進水解，堿性增強；2.碳酸氫鈉受熱分解成碳酸鈉，堿性增強。通過測恢復原溫度后溶液的PH 或查證碳酸氫鈉的分解溫度，都可以推導得出正確結論。

四、科學探究與創新意識

近幾年的高考提高了對實驗探究能力和創新思維能力的考查，化工流程題已成常規考查題型，有些大題中還出現了實驗方案設計的內容，這就要求教師在日常教學中通過實驗探究過程開拓視野，通過設計創新實驗拓展思維，提升學生學習的參與度。

例如：教材中Fe（OH）2轉化為Fe（OH）3的實驗需要較長時間，造成課堂傳授知識不連貫的弊端。我就發動學生先預習，找出變色的原因，再讓學生想辦法加快變色的速率，最終發現用玻璃棒將Fe（OH）2沉淀涂抹在濾紙上，再煽動濾紙就可以立即觀察到沉淀變為紅褐色。

做SO2的性質實驗時容易逸出有害氣體，我帶領學生設計了新的實驗裝置，用一個三頸燒瓶，內裝Na2SO3固體，用注射器吸入70%的硫酸固定在左側瓶口的橡膠塞上，中間瓶口插入玻璃棒，以玻璃棒為載體自上而下依次固定蘸有品紅溶液、酸性高錳酸鉀溶液、濃溴水和氫氧化鈉與酚酞混合溶液的濾紙條，右側瓶口接盛有塊狀堿石灰的球形干燥管。實驗時，只需推動注射器活塞，注入硫酸，即可觀察到有氣體生成，4 張濾紙條上的溶液都褪色，進而讓學生分析其褪色機理，便于系統地理解SO2的性質，有效地避免了污染。

五、科學精神與社會責任

培養學生嚴謹求實的科學精神，不迷信權威，以求真求實的態度去研究化學。培養學生社會責任感，提高社會參與度，為將來的持續發展打好基礎。可以說，科學精神和社會責任的培養不是一朝一夕能夠完成的，需要教師把握時機，因勢利導，以潤物細無聲的方式在教學過程中實現育人的目標。

講侯氏制堿法時，介紹侯德榜先生在國外封鎖技術的情況下，克服重重困難，潛心研究純堿制備，并將制備方法公諸于世，打破封鎖，為全世界人民造福。講課時還可以聯合合成氨工業和硝酸工業，使工業合成成為一個專題，便于學生系統掌握。探討苯的結構時，可以介紹化學家凱庫勒“日有所思，夜有所夢”，在睡夢中得到苯的結構的史實，使學生明白“辛勤耕耘，終有回報”。講到原電池時，介紹電池的發展過程及前景，引導學生樹立綠色化學的理念。結合某些有毒氣體的泄漏介紹自我保護的方法和控制污染的措施，以及家庭中的一些安全常識。例如：潔廁靈和“84”消毒液同時使用會造成的危險后果，溫度計碎裂后水銀的安全處理，食品工業中添加劑的使用是一把雙刃劍的原因，營養強化劑為人民帶來的福音等，都可以讓學生體會到化學在生活中無處不在。

只有將對社會的責任感和對科學精神的追求結合起來，才能為形成完整的化學學科核心素養體系提供精神動力。

在化學教學中深刻理解化學核心素養的內涵，將化學學科核心素養的五個維度有機地結合在一起，通過創設合適的教學情境，將宏觀與微觀巧妙地結合起來，選取貼切的模型，建立變化觀念與平衡思想，有效實施科學探究，發展創新思維，傳承科學精神，激發社會責任感。加強對學生核心素養的培養，不僅使學生學會學習的方法，而且能夠培養學生終身學習的能力。