试论学科核心素养下的高中化学教学方法

    沈琦

    

    

    

    [摘???要]高中化学新课标明确阐述了化学学科核心素养内容，包括宏观辨识与微观探析、变化观念与平衡思想、证据推理与模型认知、科学探究与创新意识、科学精神与社会责任五个方面的内容。高中化学教学中，应结合这些方面，对教学内容进行深入研究，寻找有效的教学方法，在保证教学质量与效率的基础上，渗透学科核心素养培养，使学生在扎实掌握高中化学知识的同时，进一步提升学科核心素养。

    [关键词]高中化学;核心素养;教学方法

    [中图分类号]???G633.8????????[文献标识码]???A????????[文章编号]???1674-6058（2019）35-0064-03

    学科核心素养背景下，高中化学教学工作应有所改变，教师应深刻认识到传授知识是基础，提升学生能力以及学科核心素养是关键。培养学生学科核心素养是“立德树人”工作的具体体现，其重要性不言而喻，是当前任课教师关注的教学热点。高中化学教学中，教师应做好化学学科核心素养知识的学习与解读，找到学科核心素养培养与化学知识传授间的契合点，结合以往教学经验与高中化学学科特点，寻找有效的教学方法。

    一、夯实基础，提升宏观辨识能力

    宏观辨识能力指通过细心观察，可对物质形态及变化的宏观现象进行辨识，初步掌握物质及其变化的分类方法，并能运用符号表征物質及变化。通过分析不难发现，宏观辨识能力是学习高中化学的基础，因此，教学中教师应立足教材，通过对教材知识的深入剖析与细致讲解，促进学生宏观辨识能力的提升。众所周知，教材是学生学习化学知识的重要依据。教学中，一方面教师应做好充分的备课准备，将教材中的基础知识讲清楚、讲明白，尤其应严抓“理解”关，使学生牢牢抓住化学知识的本质，如此才能够灵活应用化学知识;另一方面围绕教材内容创设相关问题情境，引导学生从宏观角度入手，积极思考，认真解答，当堂掌握所学知识。

    例如，在讲解“氧化还原反应”知识时，为提高学生的宏观辨识能力，创设如下问题情境：常温下，将NO和H2的混合气体通入Ce（SO4）2与Ce2（SO4）3的混合溶液中，其物质转化过程如图1所示：

    （1）反应Ⅰ中氧化剂和还原剂的物质的量之比为 ????????????????。

    （2）写出该过程的总的化学反应方程式 ?????????? 。

    该问题立意新颖，要求学生运用所学氧化还原反应知识表征物质及其变化，这对提升学生的宏观辨识能力具有积极的促进意义。解答的关键在于能够读懂图意。其中反应Ⅰ的离子方程式为：2Ce4++H2=2Ce3++2H+，由得失电子守恒可知，氧化剂和还原剂的物质的量之比为2∶1。反应Ⅱ的离子方程式为：4Ce3++2NO+4H+=4Ce4++N2+2H2O。结合反应Ⅰ、Ⅱ的离子方程式不难得出总的化学反应方程式为：2H2+2NO[催化剂]N2+2H2O。

    培养学生的宏观辨识能力可使学生从宏观的角度对物质进行把握，加深对化学物质的宏观认识，对学生学习更深层次的化学知识具有积极的促进意义。因此，教学中，教师应结合具体的教学内容认真实践，做好学生宏观辨识能力的培养工作。

    二、加强训练，树立正确的平衡思想

    高中化学中有很多反应是可逆反应，而可逆反应与平衡思想密切相关。考虑到化学平衡知识点较多且抽象，理解难度大，因此，教学中教师应对学生加强训练，使学生在训练中树立正确的平衡思想，以确保知识得以巩固，分析能力得以提升。一方面，精讲代表性例题。教学中，教师应注重对代表性例题的积累，结合教学内容，为学生精讲，尤其可通过“一题多解”“一题多变”等方法，使学生对例题有更全面的认识，并能够举一反三。另一方面，优选训练习题。高中化学学习时间紧、任务重，训练时应优选习题，避开“题海战术”，将提高训练质量与效率作为训练的重点。

    例如，在讲解“化学平衡”知识时，优选以下习题对学生进行训练：

    一定条件下发生如下反应：CO（g）+H2O（g）[？]CO2（g）+H2（g），正反应放热。现有三个相同的2?L恒容绝热密闭容器Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，其中向Ⅰ中充入1?mol?CO和1?mol?H2O，向Ⅱ中充入1?mol?CO2和1?mol?H2，向Ⅲ中充入2?mol?CO和2?mol?H2O，700?℃下开始反应，达到平衡时，下列说法正确的是（????????）。

    A.容器Ⅰ、Ⅱ中正反应速率相同

    B.容器Ⅰ、Ⅲ中反应的平衡常数相同

    C.容器Ⅰ中CO的物质的量较容器Ⅱ中的多

    D.容器Ⅰ中CO的转化率和容器Ⅱ中CO2的转化率之和小于1。

    根据化学平衡知识可知，容器Ⅰ、Ⅱ的温度不同，其中容器Ⅰ中的反应速率快，A项错误。容器Ⅰ、Ⅲ由正反应达到平衡，由题干可知，容器温度升高，又因为容器Ⅲ投料为容器Ⅰ的两倍，即T3[>]T1[>]700?℃，因此两者的平衡常数不同，K1[>]K3，B项错误。容器Ⅰ中CO的物质的量多于容器Ⅱ中的物质的量，C项正确。若恒温，容器Ⅰ、Ⅱ中的反应等效，Ⅰ中CO的转化率和容器Ⅱ中CO2的转化率之和等于1。但受温度影响，容器Ⅰ中的平衡左移，容器Ⅱ中的平衡右移，即CO和CO2的转化率小于1，D项正确。

    平衡思想是高中化学中的重要思想。培养学生的平衡思想，可使其学会用对立统一、联系发展与动态平衡的观点考查、分析化学反应，并对一定条件下某种物质可能发生的化学变化进行预测，促进学生分析与解决化学问题的能力得到进一步提升。

    三、巧用教法，增强模型认知能力

    模型认知能力指能认识化学现象和模型间的联系，灵活运用多种模型对化学现象进行描述与解释，并预测物质及其变化的可能结果，同时基于物质及其变化信息构建模型，建立解决复杂化学问题的思维框架。模型认知对学生的综合能力要求较高，为增强学生的模型认知能力，教学中教师可灵活运用多种教法。一方面，围绕教学内容运用“球棍模型”为学生讲解模型知识，使学生更加直观地认识化学模型，加深学生的印象，帮助学生克服理解上的障碍。另一方面，结合具体例题，运用多媒体技术，动态、全方位地为学生展现化学模型，帮助学生分析，进而找到解题突破口，帮助学生树立学习自信。

    例如，教师在讲解“化学反应中的热量”知识时，为使学生认识到化学现象和模型间的联系，给出以下例题：白磷和氧气反应的化学方程式为：P4+5O2=P4O10。已知断裂下列化学键需要吸收的能量分别为：P-P?a?kJ·mol-1、P-O?b?kJ·mol-1、P=O?c?kJ·mol-1、O=O?d?kJ·mol-1，则估算该反应的[Δ]H，其中正确的是（）。

    A.?（6a+5d-4c-12b）kJ·mol-1

    B.?（4c+12b-6a-5d）kJ·mol-1

    C.?（4c+12b-4a-5d）kJ·mol-1

    D.?（4a+5d-4c-12b）kJ·mol-1

    众所周知，不同物质的模型结构差异较大，反应中的[Δ]H千差萬别。要想顺利解答该题，需对P4以及P4O10模型有深刻的认识，为此，教师可使用多媒体技术从不同的角度向学生展示两者的模型结构（如图2所示），使学生清晰地知道涉及的物质化学键种类及其分布情况，再结合题干知识不难得出该题的正确答案为A项。

    高中化学教学中培养学生的模型认知能力，可使学生灵活运用所学知识，通过化学信息构建相关模型，加深对化学知识本质理解的同时，解决更为复杂的化学问题，这对提高学生的解题能力意义重大。

    四、运用实验，提高科学探究意识

    实验是研究物质性质的重要手段，是高中化学的重要组成部分，也是高考的必考知识点。为了提高学生的科学探究意识与能力，教师应重视实验教学，具体可从以下方面加以突破：其一，高中化学实验内容较多，包括仪器的使用、实验装置的组装、实验步骤以及实验现象与结果的分析，教学中教师应为学生透彻讲解。同时，鼓励学生积极思考，对实验仪器、实验步骤进行优化，以获得更好的实验效果。其二，立足学生所需实验内容，积极创新实验情境，设置相关的探究问题，鼓励学生进行探究，提高学生分析问题、实验探究的能力，为学生学科核心素养的提升打牢基础。

    例如，“实验知识”的复习教学中教师创设以下新颖的实验情境，要求学生探究相关问题：

    用零价铁（Fe）去除水体中的硝酸盐（NO3-），可避免环境污染，其依据的原理如图3所示，则：

    （1）负极的物质为 ????。正极的电极反应式为_________。

    （2）将足量镁粉投入水体中，24?h后测定NO3-的去除率与pH，如表1所示。初始pH=4.5的条件下，NO3-去除率低的原因为______。

    （3）pH=4.5时，投入足量铁粉的同时，补充一定的Fe2+，NO3-的去除率明显提高，为此做如下假设：其一，Fe2+直接还原NO3-;其二，NO3-破坏FeO（OH）的氧化层。做对比实验（如图4），可得到结论：???????????????????? ?。用同位素示踪法证实Fe2+可和FeO（OH）反应生成Fe3O4。则加入Fe2+可提高NO3-去除率的原因为 。

    该题综合性较强，考查的知识点较多。由图3易知，负极物质为Fe，正极NO3-得电子变为NH4+，电极反应式为：NO3-+8e-+10H+=NH4++3H2O。当pH=4.5时，FeO（OH）会覆盖在Fe3O4上影响电子的正常转移，阻碍反应进行。由图4可知，Fe2+无法直接还原NO3-。而Fe和Fe2+可提高NO3-的去除率，原因在于Fe2+将不导电的FeO（OH）转化成为可导电的Fe3O4，有利于电子转移。

    在培养学生实验探究能力的过程中，不但激发了学生的化学学习兴趣，提高了学生的实验能力，还及时巩固了学生的所学知识，促使学生养成良好的实验习惯，还进一步提升了学生的化学学科核心素养。

    五、结论

    学科核心素养背景下，高中化学教师应加强相关理论学习，与时俱进，充分把握高中化学的教学方向与未来趋势，做好学科核心素养培养以及高中化学教学工作，尤其要寻找有效的教学方法，在顺利完成教学任务、实现教学目标的同时，促进学生学科核心素养的提升。本文通过研究得出以下结论：

    （1）高中化学学科核心素养培养是一个系统性工作，教师既要把握高中化学学科核心素养的内涵，又要明确相关要求，树立高中化学学科核心素养培养观念，尤其在教学工作中应结合具体教学内容，积极践行学科核心素养培养工作。

    （2）学科核心素养背景下，高中化学教学中教师还应做好教学效果评估工作，总结与反思教学中的不足，并结合自身经验，总结一套适合自己的教学方法，以获得事半功倍的教学效果，促进学生高中化学学习成绩与学科核心素养的双重提升。

    [??参???考???文???献??]

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    （责任编辑 罗???艳）