張輝宇 李雙紅
[摘? ?要]隨著教育改革的不斷發展,學科核心素養培養已經逐漸成為教學活動的重要目標和方向。學科內容作為學科教學的重要組成部分,是學科核心素養的重要載體,也是實現課程目標的基礎。化學學科在高中階段占有重要地位,是學生了解事物本質、變化規律的重要途徑。教師應以學科內容為重要抓手,通過化學教學中的微粒觀、辯證觀和守恒觀等學科內容培養學生化學學科核心素養,助力學生的綜合發展。
[關鍵詞]化學;學科核心素養;微粒觀;辯證觀;守恒觀
當前,核心素養已成為新時代教育改革中的熱點話題之一,培養學生學科核心素養也成為教學活動的重要目標。2014年,教育部印發的《關于全面深化課程改革落實立德樹人根本任務的意見》指出:“各級各類學校要從實際情況和學生特點出發,把核心素養和學業質量要求落實到各學科教學中。”化學學科作為高中階段的重點學科,在培養學生學科核心素養,幫助學生了解事物本質以及發現事物變化規律的過程中發揮著重要作用。《普通高中化學課程標準(2017年版)》指出:“化學學科核心素養包括‘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‘科學態度與社會責任5個方面”。微粒觀、辯證觀和守恒觀是化學教學中的重點知識和觀念,與化學學科核心素養聯系緊密。本文將以此為例,討論如何以學科內容作為重要載體,培養學生化學學科核心素養。
一、通過微粒觀提升宏觀辨識與微觀探析能力
宏觀辨識與微觀探析素養要求:學生能從不同層次認識物質的多樣性,并對物質進行分類;能從元素和原子、分子水平認識物質的組成、結構、性質和變化,形成“結構決定性質”的觀念;能從宏觀和微觀相結合的視角分析與解決實際問題。微粒觀作為化學學科的基本觀念之一,對學生認識事物的本質、了解事物之間的深層聯系,具有重要的意義。物質是由肉眼無法直接觀察到的微粒組成的,組成物質的基本微粒包括分子、原子、離子、電子、質子、中子等。學生需要了解這些基本粒子和它們之間的關系。
例如,在解決類似“相同溫度下,已知電離常數K(HCN) 因此,教師要善于引導學生從宏觀和微觀相結合的視角去分析并解決實際問題。在宏觀上掌握事物的發展規律,并在微觀上解釋其原因,才能揭示事物發展變化的本質。 二、通過守恒觀樹立變化觀念與平衡思想 變化觀念與平衡思想素養要求:學生能認識物質是運動和變化的,知道化學變化需要一定的條件,并遵循一定規律;認識化學變化的本質特征是有新物質生成,并伴有能量轉化;認識化學變化有一定限度、速率,是可以調控的;能多角度、動態地分析化學變化,運用化學反應原理解決簡單的實際問題。中學化學教學過程中常見的守恒,概括起來主要有元素守恒(也稱物料守恒或質量守恒定律)、電荷守恒、能量守恒、得失電子守恒,它們相互關聯,相互滲透。 以元素守恒為例,學生在解決“我們國家制取硫酸的原料是黃鐵礦,現有120噸含雜質20%的黃鐵礦,理論上可以制得多少噸質量分數為98%的濃硫酸”“固體MnCO3在加熱時失重,根據失重曲線分析在不同溫度范圍內所得固體的化學成分”這類問題時,如果按照傳統思想一步一步計算,這樣問題就會復雜得多。但如果能根據主要元素(這兩個問題情境中的主要元素分別為硫和錳)的守恒,就可以更簡便地解決這類問題。 物質是運動變化的,這些變化可能紛繁復雜,但也是有規律可循的。教師要引導學生去探索、認識和掌握這些規律,通過樹立守恒觀念,為學生未來的科學探索提供科學的理論依據。 三、通過辯證觀發展證據推理與模型認知素養 證據推理與模型認知素養要求:學生要具有證據意識,能基于證據對物質組成、結構及其變化提出可能的假設,通過分析推理加以證實或證偽;建立觀點、結論和證據之間的邏輯關系;知道可以通過分析、推理等方法認識研究對象的本質特征、構成要素及其相互關系,建立認知模型,并能運用模型解釋化學現象,揭示現象的本質和規律。 化學知識中的很多內容都體現了辯證觀的觀點。例如,按照在水溶液里或熔融狀態下能否導電可將化合物分為電解質和非電解質,而按照電離能力的大小又可以將電解質分為強電解質和弱電解質。但電解質的電離能力各不相同,不能簡單地認為電解質就可以百分之百地電離,而非電解質就不能電離。按照電解質的劃分,乙醇屬于非電解質,但它并非完全不能電離出H+,因為金屬鈉可以和它反應產生氫氣,只是反應的劇烈程度遠不如鈉和水的反應。所以,乙醇并非不能電離出H+,只是電離的能力很弱。當物質的電離能力弱到可以忽略不計的程度,就可以把它叫做非電解質了。 辯證觀是辯證思維的重要體現,教師要引導學生辯證地看待物質在不同條件下的狀態,同時了解其本質特征,并據此進行科學推理與探究。 涉及微粒觀、守恒觀和辯證觀的化學知識眾多且具有一定的隱蔽性,化學教師需要不斷地探索、深入地學習,才能將學科內容中的基本觀點挖掘出來,進而引導學生發現其中的奧秘,促進學生學科核心素養的提升,助力學生綜合能力的發展。 (責任編輯? ?姚力寧)