高中化學教學設計與實施

中國人民大學附屬中學北京經濟技術開發區學校 相 虎

一、高中化學教學變化觀念與平衡思想培育的意義

我國《普通高中化學課程標準(2017年版)》中提出了五項化學核心素養，其中就有“變化觀念與平衡思想”，這是高中化學教育中培養學生具備并得到發展的一種能力與品質。對于“變化觀念與平衡思想”，其主要指通過化學學習能夠認識到物質是運動與變化的，了解化學變化是在一定條件下按照一定規律才能產生的，且是可以調控的，同時還要求學生能夠多角度、動態地分析化學反應并運用化學原理解決實際問題。可以說，學生的“變化觀念與平衡思想”是其認識客觀物質世界變化與運動規律的基礎，這與辯證唯物主義的觀點是一致的，有助于學生理解和掌握運動變化這一客觀規律并以運動變化的眼光來看待客觀世界，分析現實問題，進而掌握科學的思維和方法論。從這一目標不難發現，“變化觀念與平衡思想”并非單純是使學生理解化學層面的變化與平衡概念，而是需要其通過化學學習來構建自身對客觀世界進行科學認知的一種世界觀與思維方式。

二、當前高中化學教學中有關“變化觀念與平衡思想”培育的問題

對于“變化觀念與平衡思想”這一抽象的教學內容，其必然給學生的理解掌握帶來較大難度，需要采取一定的方法策略才能使學生領會其內涵，并理解和掌握其在解決實際化學問題上的應用。然而當前國內高中化學在“變化觀念與平衡思想”教育培養過程中存在一些共性問題。

（一）對于化學平衡與變化觀念多以灌輸和死記硬背為主

化學平衡教學普遍存在灌輸和強記的問題，這是因為化學教師僅將化學平衡相關知識的教學作為一種單純的知識傳遞，未能重視其在學生核心素養構建上的重要作用。從而導致化學教學只專注于學生對文字概念的記憶和掌握，而未能從科學角度、從認知客觀世界的角度讓學生去理解化學、感受化學。

（二）未能對學生學科思維進行培養與構建

這一問題在本質上同樣源于教師對化學教學認知的偏差，即為應對高考使得化學知識技能的掌握成為教學重點。作為核心素養的“變化觀念與平衡思想”的內在思維方法和所體現出的科學素養沒有在教學中予以重視，從而使學生只掌握了基本化學知識，但卻未形成運用“變化觀念與平衡思想”進行思考的思維習慣和方式，導致學生的能力幾乎未得到提升。學生在畢業后就將化學知識忘卻，將高中化學學習過程中所花費的時間與精力白白浪費，未對學生發展產生任何實質性價值。

三、基于核心素養“變化觀念與平衡思想”培育的高中化學教學設計與實施

（一）運用多種手段進行化學平衡概念講解，初步認識“變化觀念與平衡思想”

鑒于“變化觀念與平衡思想”的抽象性，教師在對高中化學平衡概念進行教學時應轉變傳統的單純文字概念講解灌輸的方法，轉而用更多教學手段來幫助學生理解。尤其是化學平衡概念中關于“在一定條件下的可逆反應”，由于涉及“可逆”這一概念，這與學生以往學習的“不可逆”截然不同，如果教師僅通過教材中的例子進行講解，學生很難從宏觀現象推出微觀反應原理。對此，教師可以針對宏觀理解與微觀原理采取不同的教學手段。

在化學平衡的宏觀理解上，教師可以為學生舉一些直觀性強且與學生現實生活較為貼近的例子。如人在跑步機上跑步，當調節人的速度與跑步機運轉速度相同時，兩者雖然都在運動，但處于一種平衡狀態，只是運動方向不同罷了。為增強這一例子的直觀形象性，教師還可以運用動畫對人與跑步機的這種平衡狀態進行演示，如此，學生就容易從宏觀上理解“可逆”與“動態平衡”的概念。

在微觀原理認知上，教師可以利用實驗手段輔助教學。如將教材內關于NO2與N2O4的轉化設計為演示實驗，利用20ml容量的注射器吸取10ml的NO2，然后再控制注射器活塞分別位于20ml、10ml、5ml刻度處，讓學生觀察此過程中顏色的變化。這一實驗可以更加直觀明了地使學生了解化學平衡上的“可逆”這一概念在化學原理上的含義。

（二）注重思維發展規律培育學生變化思維

化學上的“變化觀念與平衡思想”是辯證唯物史觀在學科中的具體體現，因此，其具有抽象性以及高度邏輯性，包含了哲學層面量變與質變、否定之否定、現象與本質等一系列思想，同時也涵蓋了物質觀、變化觀、守恒觀等觀念。因此，化學教學中學生“變化觀念與平衡思想”的培育是對學生思維觀念的一種全方位培養，可以使其從化學層面將這種思維觀念延伸到其他領域中，用以指導學生解決其他領域的實際問題。

高中化學教學中應重視學生的變化思維培養。但必須注意的是，人的思維養成是基于一定規律的，最初學生認知體系十分有限，所以必須通過教師的講解、歸納演繹、分析綜合逐漸掌握化學學科中的平衡知識，將之融入自己的認知體系中。然后，通過學生解決化學問題中對化學變化與平衡思想應用逐漸構建自己的變化觀念與平衡思維方式。最后，在解決各類化學現實問題中，學生結合“變化觀念與平衡思想”進行條件變化分析、演繹推理以及綜合作答，能夠不斷強化自己的抽象思維、邏輯思維，最終使自身的“變化觀念與平衡思想”構建完善，達到在其他領域進行遷移的效果。由此可見，高中化學教學中，教師應在遵循學生思維發展規律的基礎上將學生變化思維培育作為重點，以使學生真正領會“變化觀念與平衡思想”的精髓，使之成為學生獨立解決難題的重要幫助。

（三）設計專項訓練幫助學生領悟“變化觀念與平衡思想”

任何能力的培養都離不開訓練的輔助，這是教育學、心理學等眾多學科的普遍共識。所以，高中化學教學中針對“變化觀念與平衡思想”培育進行專項訓練的設計與組織是十分關鍵的。在這一方面，教師可以循序漸進地對學生進行訓練，以使學生由淺入深地領悟“變化觀念與平衡思想”。首先，教師可以先為學生提供難度較小的化學習題，這些習題要能夠直觀體現平衡概念，以使學生對這一概念的認知得到鞏固。其次，設置較難題型讓學生利用自己學到的內容進行知識遷移，進而使其在這些題型中進一步總結化學平衡規律。如先對教材內基本的化學平衡圖像進行繪制，然后再向陌生圖像習題中進行遷移，以實現學生能力的突破。

比如：教師在對“化學反應的速率與限度”進行教學期間，可以給學生滲透“變化觀念與平衡思想”。在課堂中，教師可以先輔助學生對“CaCl2與Na2SO4反應”進行實驗。可以先在試管中加1mol/L且3ml—4ml的CaCl2溶液，接著再加1mol/L且5ml—10ml的Na2SO4溶液。之后，學生就可以看到出現了許多白色沉淀，在進行靜置后，獲得較少的上層溶液，把其放至另外一個試管中，并加1mol/L的Na2CO3溶液，學生在這時就可以發現，出現了部分白色沉淀。在對這一現象進行相應的分析研究后，學生就可以發現，在CaCl2、Na2SO4所發生的反應中，Ca2+并未完全得到反應，Ca2+、SO42-間所發生的反應具有可逆性。之后，教師可以提出部分問題，并輔助學生歸總出可逆反應有關的特點，如“在剛開始發生反應時，是反應物具有更高的濃度，還是生成物具有更高的濃度？在剛開始發生反應時，是正反應具有更高的速率，還是逆反應具有更高的速率？”

在觀看了所有反應后，學生能夠認知到可逆反應具有相應的限度，在達到這一限度后，正反應的速率也就等同于逆反應的速率，且反應物、生成物相應的濃度均不會再出現任何變化。最后，再進行化學學科中更為復雜的平衡曲線問題、恒溫恒壓問題以及恒溫恒容充無關氣體或充相關氣體的變化問題等的訓練。但在專項訓練設計中應注意避免題海戰術，必須結合高中化學核心素養培養要求和學生能力提升規律進行題型的篩選，做到具有代表性、針對性，以確保學生在每一階段訓練后都能得到相應能力層次的提升。

綜上所述，高中化學核心素養從本質上是學生發展所必須具備的各種能力與品質，而學科知識只是這種能力與品質培養的一個媒介或載體。因此，化學教學必須深刻領會“變化觀念與平衡思想”的真正內涵，進而圍繞其培育目標做好教學設計并合理實施，以切實幫助學生構建“變化觀念與平衡思想”。