沈琦
[摘???要]高中化學(xué)新課標(biāo)明確闡述了化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)內(nèi)容,包括宏觀辨識與微觀探析、變化觀念與平衡思想、證據(jù)推理與模型認(rèn)知、科學(xué)探究與創(chuàng)新意識、科學(xué)精神與社會責(zé)任五個方面的內(nèi)容。高中化學(xué)教學(xué)中,應(yīng)結(jié)合這些方面,對教學(xué)內(nèi)容進行深入研究,尋找有效的教學(xué)方法,在保證教學(xué)質(zhì)量與效率的基礎(chǔ)上,滲透學(xué)科核心素養(yǎng)培養(yǎng),使學(xué)生在扎實掌握高中化學(xué)知識的同時,進一步提升學(xué)科核心素養(yǎng)。
[關(guān)鍵詞]高中化學(xué);核心素養(yǎng);教學(xué)方法
[中圖分類號]???G633.8????????[文獻標(biāo)識碼]???A????????[文章編號]???1674-6058(2019)35-0064-03
學(xué)科核心素養(yǎng)背景下,高中化學(xué)教學(xué)工作應(yīng)有所改變,教師應(yīng)深刻認(rèn)識到傳授知識是基礎(chǔ),提升學(xué)生能力以及學(xué)科核心素養(yǎng)是關(guān)鍵。培養(yǎng)學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)是“立德樹人”工作的具體體現(xiàn),其重要性不言而喻,是當(dāng)前任課教師關(guān)注的教學(xué)熱點。高中化學(xué)教學(xué)中,教師應(yīng)做好化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)知識的學(xué)習(xí)與解讀,找到學(xué)科核心素養(yǎng)培養(yǎng)與化學(xué)知識傳授間的契合點,結(jié)合以往教學(xué)經(jīng)驗與高中化學(xué)學(xué)科特點,尋找有效的教學(xué)方法。
一、夯實基礎(chǔ),提升宏觀辨識能力
宏觀辨識能力指通過細心觀察,可對物質(zhì)形態(tài)及變化的宏觀現(xiàn)象進行辨識,初步掌握物質(zhì)及其變化的分類方法,并能運用符號表征物質(zhì)及變化。通過分析不難發(fā)現(xiàn),宏觀辨識能力是學(xué)習(xí)高中化學(xué)的基礎(chǔ),因此,教學(xué)中教師應(yīng)立足教材,通過對教材知識的深入剖析與細致講解,促進學(xué)生宏觀辨識能力的提升。眾所周知,教材是學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)知識的重要依據(jù)。教學(xué)中,一方面教師應(yīng)做好充分的備課準(zhǔn)備,將教材中的基礎(chǔ)知識講清楚、講明白,尤其應(yīng)嚴(yán)抓“理解”關(guān),使學(xué)生牢牢抓住化學(xué)知識的本質(zhì),如此才能夠靈活應(yīng)用化學(xué)知識;另一方面圍繞教材內(nèi)容創(chuàng)設(shè)相關(guān)問題情境,引導(dǎo)學(xué)生從宏觀角度入手,積極思考,認(rèn)真解答,當(dāng)堂掌握所學(xué)知識。
例如,在講解“氧化還原反應(yīng)”知識時,為提高學(xué)生的宏觀辨識能力,創(chuàng)設(shè)如下問題情境:常溫下,將NO和H2的混合氣體通入Ce(SO4)2與Ce2(SO4)3的混合溶液中,其物質(zhì)轉(zhuǎn)化過程如圖1所示:
(1)反應(yīng)Ⅰ中氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比為 ????????????????。
(2)寫出該過程的總的化學(xué)反應(yīng)方程式 ?????????? 。
該問題立意新穎,要求學(xué)生運用所學(xué)氧化還原反應(yīng)知識表征物質(zhì)及其變化,這對提升學(xué)生的宏觀辨識能力具有積極的促進意義。解答的關(guān)鍵在于能夠讀懂圖意。其中反應(yīng)Ⅰ的離子方程式為:2Ce4++H2=2Ce3++2H+,由得失電子守恒可知,氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比為2∶1。反應(yīng)Ⅱ的離子方程式為:4Ce3++2NO+4H+=4Ce4++N2+2H2O。結(jié)合反應(yīng)Ⅰ、Ⅱ的離子方程式不難得出總的化學(xué)反應(yīng)方程式為:2H2+2NO[催化劑]N2+2H2O。
培養(yǎng)學(xué)生的宏觀辨識能力可使學(xué)生從宏觀的角度對物質(zhì)進行把握,加深對化學(xué)物質(zhì)的宏觀認(rèn)識,對學(xué)生學(xué)習(xí)更深層次的化學(xué)知識具有積極的促進意義。因此,教學(xué)中,教師應(yīng)結(jié)合具體的教學(xué)內(nèi)容認(rèn)真實踐,做好學(xué)生宏觀辨識能力的培養(yǎng)工作。
二、加強訓(xùn)練,樹立正確的平衡思想
高中化學(xué)中有很多反應(yīng)是可逆反應(yīng),而可逆反應(yīng)與平衡思想密切相關(guān)??紤]到化學(xué)平衡知識點較多且抽象,理解難度大,因此,教學(xué)中教師應(yīng)對學(xué)生加強訓(xùn)練,使學(xué)生在訓(xùn)練中樹立正確的平衡思想,以確保知識得以鞏固,分析能力得以提升。一方面,精講代表性例題。教學(xué)中,教師應(yīng)注重對代表性例題的積累,結(jié)合教學(xué)內(nèi)容,為學(xué)生精講,尤其可通過“一題多解”“一題多變”等方法,使學(xué)生對例題有更全面的認(rèn)識,并能夠舉一反三。另一方面,優(yōu)選訓(xùn)練習(xí)題。高中化學(xué)學(xué)習(xí)時間緊、任務(wù)重,訓(xùn)練時應(yīng)優(yōu)選習(xí)題,避開“題海戰(zhàn)術(shù)”,將提高訓(xùn)練質(zhì)量與效率作為訓(xùn)練的重點。
例如,在講解“化學(xué)平衡”知識時,優(yōu)選以下習(xí)題對學(xué)生進行訓(xùn)練:
一定條件下發(fā)生如下反應(yīng):CO(g)+H2O(g)[?]CO2(g)+H2(g),正反應(yīng)放熱?,F(xiàn)有三個相同的2?L恒容絕熱密閉容器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?℃下開始反應(yīng),達到平衡時,下列說法正確的是(????????)。
A.容器Ⅰ、Ⅱ中正反應(yīng)速率相同
B.容器Ⅰ、Ⅲ中反應(yīng)的平衡常數(shù)相同
C.容器Ⅰ中CO的物質(zhì)的量較容器Ⅱ中的多
D.容器Ⅰ中CO的轉(zhuǎn)化率和容器Ⅱ中CO2的轉(zhuǎn)化率之和小于1。
根據(jù)化學(xué)平衡知識可知,容器Ⅰ、Ⅱ的溫度不同,其中容器Ⅰ中的反應(yīng)速率快,A項錯誤。容器Ⅰ、Ⅲ由正反應(yīng)達到平衡,由題干可知,容器溫度升高,又因為容器Ⅲ投料為容器Ⅰ的兩倍,即T3[>]T1[>]700?℃,因此兩者的平衡常數(shù)不同,K1[>]K3,B項錯誤。容器Ⅰ中CO的物質(zhì)的量多于容器Ⅱ中的物質(zhì)的量,C項正確。若恒溫,容器Ⅰ、Ⅱ中的反應(yīng)等效,Ⅰ中CO的轉(zhuǎn)化率和容器Ⅱ中CO2的轉(zhuǎn)化率之和等于1。但受溫度影響,容器Ⅰ中的平衡左移,容器Ⅱ中的平衡右移,即CO和CO2的轉(zhuǎn)化率小于1,D項正確。
平衡思想是高中化學(xué)中的重要思想。培養(yǎng)學(xué)生的平衡思想,可使其學(xué)會用對立統(tǒng)一、聯(lián)系發(fā)展與動態(tài)平衡的觀點考查、分析化學(xué)反應(yīng),并對一定條件下某種物質(zhì)可能發(fā)生的化學(xué)變化進行預(yù)測,促進學(xué)生分析與解決化學(xué)問題的能力得到進一步提升。
三、巧用教法,增強模型認(rèn)知能力
模型認(rèn)知能力指能認(rèn)識化學(xué)現(xiàn)象和模型間的聯(lián)系,靈活運用多種模型對化學(xué)現(xiàn)象進行描述與解釋,并預(yù)測物質(zhì)及其變化的可能結(jié)果,同時基于物質(zhì)及其變化信息構(gòu)建模型,建立解決復(fù)雜化學(xué)問題的思維框架。模型認(rèn)知對學(xué)生的綜合能力要求較高,為增強學(xué)生的模型認(rèn)知能力,教學(xué)中教師可靈活運用多種教法。一方面,圍繞教學(xué)內(nèi)容運用“球棍模型”為學(xué)生講解模型知識,使學(xué)生更加直觀地認(rèn)識化學(xué)模型,加深學(xué)生的印象,幫助學(xué)生克服理解上的障礙。另一方面,結(jié)合具體例題,運用多媒體技術(shù),動態(tài)、全方位地為學(xué)生展現(xiàn)化學(xué)模型,幫助學(xué)生分析,進而找到解題突破口,幫助學(xué)生樹立學(xué)習(xí)自信。
例如,教師在講解“化學(xué)反應(yīng)中的熱量”知識時,為使學(xué)生認(rèn)識到化學(xué)現(xiàn)象和模型間的聯(lián)系,給出以下例題:白磷和氧氣反應(yīng)的化學(xué)方程式為:P4+5O2=P4O10。已知斷裂下列化學(xué)鍵需要吸收的能量分別為:P-P?a?kJ·mol-1、P-O?b?kJ·mol-1、P=O?c?kJ·mol-1、O=O?d?kJ·mol-1,則估算該反應(yīng)的[Δ]H,其中正確的是()。
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
眾所周知,不同物質(zhì)的模型結(jié)構(gòu)差異較大,反應(yīng)中的[Δ]H千差萬別。要想順利解答該題,需對P4以及P4O10模型有深刻的認(rèn)識,為此,教師可使用多媒體技術(shù)從不同的角度向?qū)W生展示兩者的模型結(jié)構(gòu)(如圖2所示),使學(xué)生清晰地知道涉及的物質(zhì)化學(xué)鍵種類及其分布情況,再結(jié)合題干知識不難得出該題的正確答案為A項。
高中化學(xué)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的模型認(rèn)知能力,可使學(xué)生靈活運用所學(xué)知識,通過化學(xué)信息構(gòu)建相關(guān)模型,加深對化學(xué)知識本質(zhì)理解的同時,解決更為復(fù)雜的化學(xué)問題,這對提高學(xué)生的解題能力意義重大。
四、運用實驗,提高科學(xué)探究意識
實驗是研究物質(zhì)性質(zhì)的重要手段,是高中化學(xué)的重要組成部分,也是高考的必考知識點。為了提高學(xué)生的科學(xué)探究意識與能力,教師應(yīng)重視實驗教學(xué),具體可從以下方面加以突破:其一,高中化學(xué)實驗內(nèi)容較多,包括儀器的使用、實驗裝置的組裝、實驗步驟以及實驗現(xiàn)象與結(jié)果的分析,教學(xué)中教師應(yīng)為學(xué)生透徹講解。同時,鼓勵學(xué)生積極思考,對實驗儀器、實驗步驟進行優(yōu)化,以獲得更好的實驗效果。其二,立足學(xué)生所需實驗內(nèi)容,積極創(chuàng)新實驗情境,設(shè)置相關(guān)的探究問題,鼓勵學(xué)生進行探究,提高學(xué)生分析問題、實驗探究的能力,為學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)的提升打牢基礎(chǔ)。
例如,“實驗知識”的復(fù)習(xí)教學(xué)中教師創(chuàng)設(shè)以下新穎的實驗情境,要求學(xué)生探究相關(guān)問題:
用零價鐵(Fe)去除水體中的硝酸鹽(NO3-),可避免環(huán)境污染,其依據(jù)的原理如圖3所示,則:
(1)負極的物質(zhì)為 ????。正極的電極反應(yīng)式為_________。
(2)將足量鎂粉投入水體中,24?h后測定NO3-的去除率與pH,如表1所示。初始pH=4.5的條件下,NO3-去除率低的原因為______。
(3)pH=4.5時,投入足量鐵粉的同時,補充一定的Fe2+,NO3-的去除率明顯提高,為此做如下假設(shè):其一,F(xiàn)e2+直接還原NO3-;其二,NO3-破壞FeO(OH)的氧化層。做對比實驗(如圖4),可得到結(jié)論:???????????????????? ?。用同位素示蹤法證實Fe2+可和FeO(OH)反應(yīng)生成Fe3O4。則加入Fe2+可提高NO3-去除率的原因為 。
該題綜合性較強,考查的知識點較多。由圖3易知,負極物質(zhì)為Fe,正極NO3-得電子變?yōu)镹H4+,電極反應(yīng)式為:NO3-+8e-+10H+=NH4++3H2O。當(dāng)pH=4.5時,F(xiàn)eO(OH)會覆蓋在Fe3O4上影響電子的正常轉(zhuǎn)移,阻礙反應(yīng)進行。由圖4可知,F(xiàn)e2+無法直接還原NO3-。而Fe和Fe2+可提高NO3-的去除率,原因在于Fe2+將不導(dǎo)電的FeO(OH)轉(zhuǎn)化成為可導(dǎo)電的Fe3O4,有利于電子轉(zhuǎn)移。
在培養(yǎng)學(xué)生實驗探究能力的過程中,不但激發(fā)了學(xué)生的化學(xué)學(xué)習(xí)興趣,提高了學(xué)生的實驗?zāi)芰?,還及時鞏固了學(xué)生的所學(xué)知識,促使學(xué)生養(yǎng)成良好的實驗習(xí)慣,還進一步提升了學(xué)生的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。
五、結(jié)論
學(xué)科核心素養(yǎng)背景下,高中化學(xué)教師應(yīng)加強相關(guān)理論學(xué)習(xí),與時俱進,充分把握高中化學(xué)的教學(xué)方向與未來趨勢,做好學(xué)科核心素養(yǎng)培養(yǎng)以及高中化學(xué)教學(xué)工作,尤其要尋找有效的教學(xué)方法,在順利完成教學(xué)任務(wù)、實現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)的同時,促進學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)的提升。本文通過研究得出以下結(jié)論:
(1)高中化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)培養(yǎng)是一個系統(tǒng)性工作,教師既要把握高中化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的內(nèi)涵,又要明確相關(guān)要求,樹立高中化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)培養(yǎng)觀念,尤其在教學(xué)工作中應(yīng)結(jié)合具體教學(xué)內(nèi)容,積極踐行學(xué)科核心素養(yǎng)培養(yǎng)工作。
(2)學(xué)科核心素養(yǎng)背景下,高中化學(xué)教學(xué)中教師還應(yīng)做好教學(xué)效果評估工作,總結(jié)與反思教學(xué)中的不足,并結(jié)合自身經(jīng)驗,總結(jié)一套適合自己的教學(xué)方法,以獲得事半功倍的教學(xué)效果,促進學(xué)生高中化學(xué)學(xué)習(xí)成績與學(xué)科核心素養(yǎng)的雙重提升。
[??參???考???文???獻??]
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(責(zé)任編輯 羅???艷)