從多角度教學發(fā)展學生的核心素養(yǎng)
———以元素及其化合物為例

◇ 盧肖肖

《普通高中化學課程標準(2017年版)》提出基于情境的設計、知識的運用、問題的提出與解決來實現(xiàn)對學生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)．核心素養(yǎng)視角下要求教學應從注重傳授知識的傳統(tǒng)模式向注重學科素養(yǎng)培養(yǎng)、適應社會發(fā)展的新型教學模式轉變．本文淺談如何通過多角度的教學設計讓非金屬元素及其化合物從無序變成有序、抓住本質有效地發(fā)展學生的核心素養(yǎng)．

1 以學科本質和特征為基礎，構建物質研究整體框架

在微觀的原子和分子層面，通過宏觀現(xiàn)象的觀察、微觀本質的分析，基于學科本質，結合學科特征，構建元素及其化合物的研究思路，全面發(fā)展學生的核心素養(yǎng)．具體設計如圖1所示．

圖1

2 以原理理論為指導，建立具體元素及其化合物研究模型

化學原理理論對于元素及其化合物知識的學習具有指導作用，是理性抽象原理在感性具體知識中的再現(xiàn)．基于元素周期律和氧化還原反應理論，研究物質性質和物質間的轉化．具體元素及其化合物研究模型如圖2所示．對于不同元素的同類物質，通過同類物質間橫向對比找異同，縱向多層次分析，發(fā)展學生證據(jù)推理與模型認知的核心素養(yǎng)．

1)以S元素為例，以氫化物—單質—氧化物—酸—鹽為橫向軸，元素化合價為縱向軸，繪制物質類別—元素價態(tài)二維圖．

圖2

設計意圖:實現(xiàn)元素化合物由無序到有序，橫向實現(xiàn)物質種類間的轉化，縱向通過氧化還原反應實現(xiàn)同一元素不同價態(tài)間的轉化．

2)從物質類別和元素價態(tài)的角度預測SO2的性質，設計實驗方案，寫出對應的化學方程式．

設計意圖:基于具體物質的性質這一知識層面，旨在評價學生從物質類別和元素價態(tài)的視角研究具體物質性質的水平．通過預測、實驗設計、實驗操作、觀察現(xiàn)象、分析、書寫化學方程式的過程，體現(xiàn)了認識元素及其化合物性質的不同視角、模型、預測的學科方法，發(fā)展了學生的科學探究與創(chuàng)新意識、宏觀辨識與微觀探析、證據(jù)推理與模型認知的學科素養(yǎng)．對于有毒的污染性氣體實驗，教師可以借助以培養(yǎng)皿為主要器材的微型實驗，實現(xiàn)簡化操作、減少污染的目的，同時也發(fā)展了學生的科學態(tài)度與社會責任的學科素養(yǎng)．

3)分別比較單質S和Cl2、S和O2的氧化 性 強弱，并試著從多角度說明判斷依據(jù)．

4)已知Se與S同主族，預測單質Se的化學性質．

5)如何比較氣態(tài)H2S和HCl的穩(wěn)定性，H2SO4溶液和HClO溶液的酸性?

設計意圖:借助氧、硫、氯元素的單質性質，氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性，最高價含氧酸酸性比較的知識，以元素周期律為依據(jù)，以開放性問題的形式，培養(yǎng)學生多角度分析問題的發(fā)散性思維和運用理論知識的能力，從而實現(xiàn)知識的系統(tǒng)化．運用了比較、從個別到一般的學科方法，體現(xiàn)了結構—位置—性質三位一體的辯證學科思想．培養(yǎng)學生建模、用模的能力，發(fā)展學生證據(jù)推理與模型認知的核心素養(yǎng)．

3 以教材素材化為手段，提高運用知識解決問題的能力

高考源于教材，又高于教材，因此核心素養(yǎng)視角下化學教材素材化具有很大的必要性．要使教材素材化需要能真正理解教材、解釋教材、挖掘教材，實現(xiàn)教材價值最大化．基于教材素材化的思路，通過對教材不同欄目的巧妙使用，以知識的運用、問題的提出與解決的具體形式，發(fā)展學生宏觀辨識與微觀探析、證據(jù)推理與模型認知、科學探究與創(chuàng)新意識核心素養(yǎng)．

1)人教版(2019年版)《必修2》第10頁練習與應用第6題:現(xiàn)有兩支分別盛有相同體積濃硫酸和稀硫酸的試管，請用簡單的方法區(qū)別它們．

環(huán)節(jié)1:鑒別濃硫酸和稀硫酸的方法有哪些，并分析作用方法的原理依據(jù)．

環(huán)節(jié)2:比較濃硫酸和稀硫酸的氧化性強弱．

問題1:通過已知反應，證明濃硫酸和稀硫酸的氧化性強弱．

問題2:通過比較濃硫酸和稀硫酸的氧化性強弱，可以得出哪些結論?

問題3:還原性強弱也與濃度有關，請舉例說明．

問題4:物質氧化性強弱除了與濃度有關，還有哪些條件會影響物質的氧化性，你能舉例說明嗎?

問題5:鹽酸是無氧酸、硫酸是含氧酸，結合鹽酸的性質，比較兩者性質上的異同，體會相同類別物質間共性與個性的關系．

2)人教版(2019年版)《必修2》第5頁思考與討論:實驗室用金屬與酸反應制取氫氣時，往往用稀硫酸而不用濃硫酸、稀硝酸、濃硝酸，為什么?從制備氫氣純度角度考慮，稀硫酸和稀鹽酸哪個更好?

3)人教版(2019年版)《必修2》第14頁正文:銨鹽受熱易分解，為什么教材上寫出了NH4Cl、NH4HCO3的分解方程式，沒有寫出NH4NO3、(NH4)2SO4的分解方程式，試著分析原因．

設計意圖:以遞進式問題的形式，注重“教、學、評”一體化．以教材中稀硫酸、濃硫酸、銨鹽的性質知識為載體，通過新知識對已有知識的解釋，構建和應用化學知識體系．體現(xiàn)了對于組成相似的物質可采用對比法、鑒別物質可利用物質特性的學科方法．引導學生領會“量變引起質變”的思想，發(fā)展學生宏觀辨識與微觀探析、證據(jù)推理與模型認知、科學探究與創(chuàng)新意識的學科素養(yǎng)．

除了以上幾個角度，也可以基于STSE角度體現(xiàn)學科價值的“微項目”模式進行教學設計，以“微項目”的形式發(fā)展學生科學態(tài)度與社會責任的學科素養(yǎng)．學生在學習其他元素及其化合物的知識時會有意或無意地按照這種模式進行學習，這樣，學習會更加系統(tǒng)，學習效率得到大大提升．