核心素養導向下的高中化學習題課教學設計

周小云

[摘要]以高中化學學科核心素養為導向，從當前高中化學習題課中存在的問題入手，以“化學反應的熱效應”習題課為例探討高中化學學科核心素養導向下的高中化學習題課教學。

[關鍵詞]核心素養;高中化學;習題課;教學設計

[中圖分類號]

G633.8

[文獻標識碼] A

[文章編號] 1674-6058（ 2020）23-0070-02

黨的十九大明確提出：“要全面貫徹黨的教育方針，落實立德樹人根本任務，發展素質教育。”素質教育成為當前教育領域最重要的工作。習題課具有幫助學生厘清知識脈絡、完善認知結構、形成綜合能力、搭建思維的平臺的作用，其在高中化學教學中占據重要位置。《普通高中化學課程標準（2017年版）》明確要求“學生通過學科學習逐步形成正確的價值觀念、必備品格和關鍵能力”。在高中化學習題課教學中，可通過習題設計及習題講評來培養學生的化學學科核心素養。

一、當前高中化學習題課教學中存在的問題

高中化學內容多，知識點瑣碎且分散，學生要掌握大量的化學符號與概念、化學方程式及各種化學規律等。因此，在高中化學教學中，習題課成為學生鞏固所學知識的重要教學環節之一。但當前的高中化學習題課教學還存在著不少問題，主要表現為：（1）習題設計方面未考慮到學生的差異性，未能有針對性地設計不同層次的試題;（2）習題講評方式單一，主要是以教師講授為主，忽略了學生的主體地位;（3）習題課教學在發展素質教育、培育學生的核心素養方面做得不夠。

二、構成高中化學學科核心素養的要素

《普通高中化學課程標準（2017年版）》提出了“高中化學學科核心素養是高中學生發展核心素養的重要組成部分，是學生綜合素質的具體體現，反映了社會主義核心價值觀下化學學科育人的基本要求，全面展現了化學課程學習對學生未來發展的重要價值。化學學科核心素養主要包括‘宏觀辨識與微觀探析‘變化觀念與平衡思想“證據推理與模型認知“科學探究與創新意識‘科學精神與社會責任5個方面”。

三、在高中化學習題課中培養學生的學科核心素養

在高中化學教學中，教師應借助習題課這個平臺，幫助學生鞏固知識點，構建知識網絡，提高知識運用能力，同時在講評時適當延伸，著力培養學生的化學學科核心素養。下面，以“化學反應的熱效應”習題課為例。展示核心素養導向下的高中化學習題課教學設計。

1.在習題課中培養學生的變化觀念與平衡思想、宏觀辯識與微觀探析素養

【習題1】[2015.全國卷Ⅱ.27（節選）]CH3OH既是重要的化工原料，又可作為燃料。利用合成氣（主要成分為CO、CO2和H2）在催化劑作用下合成CH30H，發生的主要反應如下：

①CO（g）+2H2（g）—CH30H（g） △H1

②C02（g）+3H2（g）--CH30H（g）+H20（g） △H2

③C02（g）+H2（g）- CO（g）+H20（g） △H3

回答下列問題：

已知反應①中的相關的化學鍵鍵能數據如表1所示：

由此計算（1）△H1=______kJ.mol^-1;（2）已知△H2=-58 kj.mol^-1，則△H3=_________kJ.mol^-1.

設計意圖：第（1）問主要讓學生了解在分子內部相鄰原子與原子之間存在著很強的相互作用，這種作用就是化學鍵，要破壞這種相互作用需要消耗能量。化學反應的實質是舊鍵的斷裂與新鍵的形成，舊鍵的斷裂需要吸收能量，新鍵的形成要釋放能量，而這種吸收與釋放的能量差便是反應熱，引出焓變的計算方法之-：AH=E（生成物）-E（反應物）。第（1）問主要考查學生運用化學符號、定量計算等手段說明物質的組成及其變化的能力，培養學生的宏觀辨識與微觀探析素養;同時考查學生運用化學鍵的斷裂與形成分析化學反應中的能量變化情況的能力，培養學生的變化觀念與平衡思想素養。第（2）問主要讓學生掌握“蓋斯定律”的應用。筆者在講評此題時引入“唯一目標法”，并與學生一起構建“唯一目標法”的解題步驟與解題模型。第一步，寫出待求方程式（本題中已告知）：CO2（g）+H2（g）=CO（g）+H2O（g）。第二步，觀察發現CO，在②式與③式中同在方程式的左側，系數也同為1，因此計算AH3時，△H2前使用“+”號且系數為“1”;H：在①②式中均有出現，不是唯一目標;C0在①式中位于方程式的左側，而在③式中位于方程式的右側，但系數同為1，因此計算△H3時，△H2前使用“一”號且系數為“1”。第三步，列式求待求反應的焓變：△H3= △H2- △H1。教學中，引導學生從“能量守恒”的角度來理解“蓋斯定律”，厘清能量變化的根本與物質的微觀結構之間的關系，培養學生的變化觀念與平衡思想素養。

2.在習題課中培養學生的科學精神與社會責任素養

【習題2】當前一個全球性的問題就是能源危機，開源節流是應對能源危機的舉措之一。下列做法有助于能源開源節流的是（

）。

A.大力發展農村沼氣，將廢棄的秸稈轉化為清潔高效的能源

B.大力開采煤、石油和天然氣，以滿足人們日益增長的能源需求

C.開發水能、風能、太陽能、地熱能等新能源，減少使用煤、石油等化石燃料

D.減少資源消耗，增加資源的重復使用與循環再生

設計意圖：拓展介紹傳統能源與新能源的種類及優缺點，介紹我國煤、石油的儲量及開采情況;介紹我國“可燃冰”的開采技術居世界前列等新能源方面的內容，增強學生的愛國主義情懷及民族自豪感，培養學生節約資源、保護環境的意識，認識到保護環境是新時代青年學生的應有社會責任。

3.在習題課中培養學生的科學探究與創新意識素養

【習題3】強酸與強堿的稀溶液發生中和反應的熱效應為H+（aq）+OH-（aq） =H20（1）

AH =-57.3 kj.mol^-1.分別向1 L 0.5moI.L^-1的NaOH溶液中加入：①稀醋酸;②濃硫酸;③稀硝酸，恰好完全反應時熱效應分別為△H1、△H2、△H3，下列關系正確的是（

）。

A.△H1>△H3>△H2

B.△H1<△H3<△H2

C.△H1=△H3=△H2

D.△H1<△H3=△H2

設計意圖：本題考查了三個知識點：①中和熱的概念，中和熱是稀的強酸與強堿反應生成1mol H20所放出的熱量;②弱電解質的電離過程為吸熱過程，所以醋酸與堿反應放出的熱量比強酸強堿的稀溶液反應時放出的熱量少;③濃硫酸溶于水的過程是放熱過程，所以濃硫酸與堿反應時放出的熱量比強酸強堿的稀溶液反應時放出的熱量多;由于中和反應是放熱反應，△H<0，所以△H1>△H3>△H2。

筆者在講評此題時，有學生提出如下問題：為什么弱酸的電離過程是吸熱過程？化學是一門以實驗為基礎的學科，實驗是去偽存真的唯一方法。對此，筆者適時引導學生開展實驗探究，開放化學實驗室，成立課外探究小組，要求學生以習題3為素材，發現問題、提出問題;再從問題和假設出發，根據探究目的，設計實驗方案，進行實驗探究。探究小組經交流討論，初期設計出以下幾個實驗：實驗①，測定0.5mol.L^-1HNO3與0.5 moI.L^-1NaOH反應的中和熱;實驗②，測定0.5 moI^-1CH3COOH與0.5 mol L^-1NaOH反應的中和熱;實驗③，測定18.3moI.L^-1H2SO4與0.5mol.L^-1NaOH反應的中和熱。實驗過程中，有學生發現在中和熱的測定中，用溫度計測量溫度靈敏度不夠，且最高溫度讀數不夠準確，于是向筆者詢問有沒有更精確的測量溫度的儀器。筆者向探究小組開放了數字化實驗室，探究小組在中和熱的測定當中使用了溫度傳感器，并與電腦軟件相連接，溫度讀數精準，極大地激發了學生的探究熱情和學習興趣。此外，還有探究小組提到在參考書中發現中和熱的測定過程中，若有沉淀生成，中和熱的數值會偏大。為此，探究小組又設計了實驗④，測定0.5 mol L^-1H2SO4與0.5moI.L^-1Ba（ OH），反應的中和熱。但學生在配制0.5moI.L^-1Ba（ OH）2溶液時發現無法完成配制，因為常溫常壓下，100 g水只能溶解3.89 g的Ba（OH）2，其物質的量濃度約為0.22 mol/L。通過習題3的拓展延伸，將傳統的化學實驗與數字化實驗相結合，使數據能夠在圖像上動態展現，極大地激發了學生的學習興趣，培養了學生的合作學習能力和勤于實踐、敢于質疑、勇于創新的精神，培養了學生的科學探究與創新意識素養。

總之，在習題課中有意識、有針對性地設計習題，在習題講評時適當延伸，可使學生在獲得知識與技能的同時，實現學科核心素養的培養。

[參考文獻]

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（責任編輯 羅艷）