廖子涵
◆摘? 要:核心素養(yǎng)是高中化學(xué)教學(xué)的方向,教師要引導(dǎo)學(xué)生在探究中形成化學(xué)思維,通過探究的方式理解化學(xué)的基本概念,了解基本原理,掌握化學(xué)用語,提高邏輯分析和探析能力。學(xué)生通過核心素養(yǎng)的指導(dǎo),會(huì)參與到化學(xué)探究過程中,主動(dòng)扎實(shí)基礎(chǔ),總結(jié)化學(xué)探究的思維模型,挖掘有效信息,通過合理整合和加工的方式融入到知識探究中,主動(dòng)分析問題,解決問題。本文以“化學(xué)平衡”教學(xué)為例,探究了基于核心素養(yǎng)培養(yǎng)的高中化學(xué)教學(xué)實(shí)踐,提高化學(xué)教學(xué)質(zhì)量。
◆關(guān)鍵詞:高中化學(xué);核心素養(yǎng);化學(xué)平衡;教學(xué)實(shí)踐
《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》指出教師的課堂教學(xué)設(shè)計(jì)應(yīng)以學(xué)生的發(fā)展為主,引導(dǎo)學(xué)生掌握認(rèn)識物質(zhì)的方法,探究化學(xué)反應(yīng)的思路,活躍學(xué)生的思維,帶領(lǐng)學(xué)生總結(jié)規(guī)律,建構(gòu)框架。教師關(guān)注學(xué)生科學(xué)探究的學(xué)習(xí)過程和方法,會(huì)促進(jìn)學(xué)生理解教學(xué)內(nèi)容,活躍思維,建立概念圖,在參與中提高動(dòng)手能力。教師在課堂探究過程中要重視實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),結(jié)合學(xué)生的心理與認(rèn)知水平,促進(jìn)學(xué)生在體驗(yàn)中形成科學(xué)探究及創(chuàng)新意識,掌握變化觀念以及平衡思想,培養(yǎng)證據(jù)推理及模型認(rèn)知能力,促進(jìn)學(xué)生核心素養(yǎng)的提高。在“化學(xué)平衡”教學(xué)中,教師要看到學(xué)生的中心地位,引導(dǎo)學(xué)生采集信息,參與到化學(xué)探究程序過程中,通過類比和整合的方式來理解知識,提高能力。
一、夯實(shí)基礎(chǔ),為學(xué)生科學(xué)探究與創(chuàng)新意識提供證據(jù)
1.了解基本概念
化學(xué)中的很多概念對于學(xué)生來說是抽象的,難以理解的。在探究中學(xué)生要理解這些概念,建立化學(xué)觀念,促進(jìn)學(xué)生在理解基本概念的基礎(chǔ)上進(jìn)行思考和分析,通過探究的方式養(yǎng)成科學(xué)探究精神。學(xué)生只有了解了基礎(chǔ)性概念才能夠用正確的思想和觀點(diǎn)來分析化學(xué)知識,積極推理和邏輯思考。在“化學(xué)平衡”中,學(xué)生需要理解可逆反應(yīng)、濃度、壓強(qiáng)、化學(xué)平衡常數(shù)等概念,了解了這些概念才能夠使學(xué)生有效開展科學(xué)探究,形成自己的認(rèn)識和理解。如有些化學(xué)反應(yīng)是可逆反應(yīng),學(xué)生只有認(rèn)識到有些化學(xué)反應(yīng)可以向正方向進(jìn)行,也可以向反方向進(jìn)行,才能夠主動(dòng)地分析和推理,結(jié)合具體的變化進(jìn)行探究。
2.明確基本原理
為了提高學(xué)生對“化學(xué)平衡”的理解和認(rèn)識,教師要讓學(xué)生理解化學(xué)的基本思路和方法,帶領(lǐng)學(xué)生主動(dòng)探究化學(xué)原理,把握本質(zhì),形成理性理解。學(xué)生了解了化學(xué)中的基本原理就會(huì)從化學(xué)的角度來搜集信息,思考問題,探究方法。在對“化學(xué)平衡”的分析中,學(xué)生通過探究要認(rèn)識到物質(zhì)是運(yùn)動(dòng)和變化的,了解化學(xué)變化需要一定的條件,并且遵循一定的規(guī)律,這是一個(gè)動(dòng)態(tài)的過程。化學(xué)變化的本質(zhì)特征是有新物質(zhì)的生成,同時(shí)還有能量的轉(zhuǎn)化,在化學(xué)變化過程中,學(xué)生需要關(guān)注速率、溫度等條件,從多角度對化學(xué)變化進(jìn)行分析,解決實(shí)際問題。學(xué)生把握了化學(xué)基本原理在探究中就會(huì)有依據(jù),按照科學(xué)規(guī)律進(jìn)行分析,提高對知識的掌握能力。
二、生動(dòng)實(shí)驗(yàn),為加強(qiáng)學(xué)生宏觀辨識與微觀探析提能
(一)演示實(shí)驗(yàn)
化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué),通過實(shí)驗(yàn)的方式會(huì)幫助學(xué)生更好地感受化學(xué)變化和化學(xué)平衡,促進(jìn)學(xué)生理解化學(xué)現(xiàn)象,把握變化的原理和本質(zhì)。學(xué)生在探究實(shí)驗(yàn)過程中會(huì)了解化學(xué)反應(yīng)需要的物質(zhì)、條件、過程、結(jié)果等,通過觀察的方式進(jìn)行宏觀辨識和微觀探析,促進(jìn)學(xué)生形成對知識的理性理解。但是由于時(shí)間限制或者是實(shí)驗(yàn)條件的限制,教師可以帶領(lǐng)學(xué)生通過演示實(shí)驗(yàn)的方式來探究,提高學(xué)生對化學(xué)知識的理解。例如教師可以通過演示實(shí)驗(yàn)來帶領(lǐng)學(xué)生探究影響乙酸乙酯水解程度的因素。在實(shí)驗(yàn)過程中,教師可以演示:甲、乙、丙三位同學(xué)分別在等體積的乙酸乙酯中分別加入NaOH溶液、蒸餾水、稀硫酸,在相同條件下進(jìn)行,促進(jìn)學(xué)生探究化學(xué)現(xiàn)象。甲想通過觀察油層的消失時(shí)間來判斷不同條件下乙酸乙酯的水解程度;乙想通過測定乙酸的濃度或含量來判斷不同條件下乙酸乙酯的水解程度。學(xué)生通過對演示實(shí)驗(yàn)的觀察會(huì)看到乙酸乙酯不溶于水,所以乙酸乙酯在水中會(huì)形成油層,之后可以通過觀察乙酸乙酯的油層厚度來確定乙酸乙酯的水解程度。在對乙同學(xué)要探究的問題的分析中,學(xué)生會(huì)看到實(shí)驗(yàn)中根據(jù)使用pH試紙測定溶液酸堿性的方法來完成,在實(shí)驗(yàn)過程中可以根據(jù)氫氧化鈉、稀硫酸影響溶液酸堿性進(jìn)行分析。在演示實(shí)驗(yàn)過程中,學(xué)生會(huì)看到用pH試紙測定溶液酸堿性的方法,進(jìn)而掌握正確的操作方法,有利于學(xué)生更好地理解知識,掌握動(dòng)手操作技巧。在觀看中,學(xué)生會(huì)看到可以用玻璃棒蘸取水解后的試液,滴在pH試紙上,停留一段時(shí)間之后與標(biāo)準(zhǔn)比色卡對照,讀取pH值。通過學(xué)生的觀察,學(xué)生會(huì)更好地理解知識。在觀察中學(xué)生也會(huì)認(rèn)識到在氫氧化鈉、稀硫酸條件下,溶液酸堿性不能決定醋酸的含量,不能夠通過測定溶液的pH判斷乙酸乙酯的水解程度。通過演示實(shí)驗(yàn),學(xué)生會(huì)更好地理解相關(guān)的化學(xué)知識,了解化學(xué)變化過程中的微觀現(xiàn)象,提高學(xué)生化學(xué)的宏觀辨識能力。
(二)動(dòng)手實(shí)驗(yàn)
學(xué)生通過動(dòng)手操作和實(shí)踐會(huì)更好地理解化學(xué)變化過程中涉及到的化學(xué)知識和規(guī)律,提高學(xué)生對知識的理解能力。教師要鼓勵(lì)學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)了解物質(zhì)的性質(zhì)和變化規(guī)律,主動(dòng)地進(jìn)行預(yù)測和假設(shè),制定可行的實(shí)驗(yàn)方案,并且運(yùn)用恰當(dāng)?shù)姆椒刂品磻?yīng)條件并操作實(shí)驗(yàn)步驟。學(xué)生通過動(dòng)手體驗(yàn)會(huì)更好地感受“化學(xué)平衡”,了解化學(xué)變化過程中的現(xiàn)象和規(guī)律,挖掘本質(zhì),提高對知識的深度理解。例如在“氯化鈷溶液顏色的變化”實(shí)驗(yàn)中,教師可以帶領(lǐng)學(xué)生共同操作,組織學(xué)生通過動(dòng)手體驗(yàn)的方式來探究規(guī)律。在操作中,學(xué)生會(huì)向2mL0.5mol/LCoCl2溶液中慢慢滴入約4ml濃鹽酸。將試管中的溶液分成兩份,向其中一溶液中加入約2mL蒸餾水,與另一溶液作對比,觀察現(xiàn)象。在動(dòng)手中,學(xué)生會(huì)看到CoCl2加濃鹽酸溶液會(huì)變成藍(lán)色,在對現(xiàn)象的分析探究中,學(xué)生會(huì)認(rèn)識到這是因?yàn)樵龃罅薈l-溶的濃度,平衡向左移動(dòng)。在加入2mL蒸餾水后,藍(lán)色轉(zhuǎn)化為粉紅色,這是因?yàn)槠胶庀蛴乙苿?dòng)。教師還可以進(jìn)一步制作學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)的方式來觀察稀釋、受熱時(shí)CoCl2乙醇溶液顏色的變化。在稀釋時(shí),溶液由藍(lán)色變成紫色,很快變成粉紅色,但是在加熱時(shí),又由粉紅色變成了紫色,之后又變成了藍(lán)色。在對現(xiàn)象的分析和探究中,學(xué)生會(huì)認(rèn)識到化學(xué)變化在不斷地進(jìn)行,稀釋時(shí)平衡向左移動(dòng),加熱時(shí)平衡向右移動(dòng)。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中會(huì)清楚地感受到化學(xué)平衡的變化,主動(dòng)進(jìn)行化學(xué)探究。
三、創(chuàng)設(shè)情景,為引導(dǎo)學(xué)生證據(jù)推理與模型認(rèn)知塑型
(一)生活情境
生活中包含了很多化學(xué)現(xiàn)象,涉及到了“化學(xué)平衡”。這些生活情境會(huì)給學(xué)生一種真實(shí)的感覺,有利于學(xué)生借助熟悉的情境來探究未知知識,結(jié)合已知生活現(xiàn)象主動(dòng)進(jìn)行證據(jù)推理和模型建構(gòu),實(shí)現(xiàn)學(xué)生在主動(dòng)建構(gòu)中深化認(rèn)識。例如教師可以結(jié)合生活中酒精測定儀來引導(dǎo)學(xué)生感受化學(xué)平衡。生活中,經(jīng)常會(huì)看到交警攔下一些司機(jī),讓他們向酒精測定儀吹氣,如果測定儀中橙紅色的物質(zhì)變?yōu)榫G色,就表明司機(jī)酒駕,違反了交通規(guī)則。教師可以結(jié)合這一生活現(xiàn)象引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行其中的化學(xué)平衡探究。思考中,學(xué)生會(huì)結(jié)合自己已知的化學(xué)知識和生活現(xiàn)象進(jìn)行加工,在邏輯思考和推理中認(rèn)識到,喝酒后,司機(jī)呼出的氣體中含有乙醇的蒸氣,而酒精測定儀中的重鉻酸鉀與乙醇會(huì)發(fā)生化學(xué)變化,使橙紅色的Cr2O72-變成綠色的Cr3+這就是酒精測定儀中的化學(xué)平衡。學(xué)生結(jié)合生活情境會(huì)更好地理解其中的化學(xué)知識,在探究中進(jìn)行邏輯思考,主動(dòng)推理判斷,學(xué)會(huì)用化學(xué)的方法來分析問題,提高學(xué)生的模型認(rèn)知能力。
(二)媒體情境
隨著現(xiàn)代化技術(shù)的發(fā)展,媒體已經(jīng)廣泛地應(yīng)用到教學(xué)過程中。媒體具有形象、生動(dòng)、直觀的效果,會(huì)給學(xué)生帶來直觀的印象,促進(jìn)學(xué)生在情境中更好地看到化學(xué)現(xiàn)象,通過推理判斷的方式來加工知識。教師積極地為學(xué)生創(chuàng)設(shè)媒體情境會(huì)幫助學(xué)生理解知識,感受規(guī)律。例如為了使學(xué)生感受自來水消毒過程中的化學(xué)平衡,教師可以通過用媒體播放視頻的方式來引導(dǎo)學(xué)生觀看自來水廠用液氯消毒自來水的全過程。觀看中,學(xué)生會(huì)主動(dòng)分析其中涉及到的化學(xué)原理,認(rèn)識到氯氣與水發(fā)生化學(xué)反應(yīng),生成鹽酸和次氯酸,其中次氯酸有強(qiáng)氧化性,能殺滅水中的細(xì)菌。在探究中,學(xué)生會(huì)認(rèn)識到當(dāng)氯氣與水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成次氯酸后,次氯酸非常不穩(wěn)定,受熱或見光會(huì)發(fā)生分解:2HClO+2HCl+O2↑這會(huì)使消毒實(shí)踐縮短,降低消毒效果。為了避免這種現(xiàn)象,在消毒過程中會(huì)加入液氨,液氨與氯水中的次氯酸會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)NH3+HClO=H2O+NH2Cl,而NH2Cl與HClO相比,更加穩(wěn)定。在這個(gè)過程中,次氯酸同時(shí)滿足兩個(gè)平衡,其消毒殺菌后,由于濃度逐漸縮小,使平衡向生成次氯酸的方向進(jìn)行。當(dāng)次氯酸濃度較高時(shí),平衡向生成NH2Cl的方向移動(dòng),相當(dāng)于展示貯存,避免其分解所帶來的損失。學(xué)生有了媒體的情景,會(huì)更好地理解知識,感受其中的化學(xué)變化,主動(dòng)進(jìn)行推理論證。
四、探究問題,為深化學(xué)生變化觀念與平衡思想解謎
(一)探究問題
問題是活躍學(xué)生思維,點(diǎn)燃學(xué)生探究欲望的“催化劑”。為了使學(xué)生能夠參與到探究過程中,教師要善于利用問題來啟迪學(xué)生的思維,促進(jìn)學(xué)生感受其中的化學(xué)變化觀念和平衡思想。學(xué)生在推理中會(huì)理解化學(xué)變化中能量的吸收或釋放的原因,在探究中了解化學(xué)變化的多樣性和復(fù)雜性,并且能夠?qū)W會(huì)用化學(xué)符號的方式來表達(dá)化學(xué)反應(yīng)過程,理解化學(xué)物質(zhì)特征和變化規(guī)律。例如教師可以讓學(xué)生思考洗滌劑應(yīng)用的化學(xué)平衡原理是什么?在對問題的分析中,學(xué)生會(huì)想到油性污垢中的油脂成分很難洗掉,油脂的化學(xué)組成是高級脂肪酸的甘油酯,如果能水解成高級脂肪酸和感覺就容易消除。其化學(xué)方程式是(RCOO)3C3H5+3H2O=3RCOOH+C3H5(OH)3平時(shí)使用的洗衣粉就是一種洗滌劑,它的水溶液會(huì)呈現(xiàn)出堿性,能與高級脂肪酸作用,使化學(xué)平衡想正反方向移動(dòng)。高級脂肪酸轉(zhuǎn)化為鈉鹽,在水中溶液度會(huì)增大,因此容易洗掉油污。通過學(xué)生從化學(xué)平衡的角度來分析,會(huì)活躍學(xué)生的思維,培養(yǎng)學(xué)生的探究能力,促進(jìn)學(xué)生更好地進(jìn)行知識的分析和加工,理解規(guī)律。
(二)主動(dòng)質(zhì)疑
新課改指出學(xué)生才是課堂的主人。在課堂探究中,教師要調(diào)動(dòng)學(xué)生的主動(dòng)性,引導(dǎo)學(xué)生積極思考,鼓勵(lì)學(xué)生在分析中掌握知識,在推理中理解規(guī)律。學(xué)生通過自主思考會(huì)理解知識,也會(huì)發(fā)現(xiàn)一些困惑,圍繞著問題進(jìn)行主動(dòng)質(zhì)疑。這是學(xué)生思考的結(jié)果,會(huì)強(qiáng)化學(xué)生的認(rèn)識,有利于學(xué)生在質(zhì)疑中進(jìn)一步總結(jié)規(guī)律,理解其中的化學(xué)平衡。例如在探究化學(xué)平衡時(shí),學(xué)生認(rèn)識到了人體血液的pH值是一個(gè)穩(wěn)定的數(shù)值,人體在進(jìn)行新陳代謝時(shí)會(huì)產(chǎn)生酸性物質(zhì)和堿性物質(zhì),它們也會(huì)進(jìn)入血液,但是為什么血液的pH值還是不變呢?學(xué)生會(huì)把化學(xué)平衡與生活中的現(xiàn)象相結(jié)合,主動(dòng)質(zhì)疑,激活學(xué)生的思維。在探究中,學(xué)生會(huì)認(rèn)識到血液中有兩對電離平衡,一對是HCO3-具有堿性H2CO3具有酸性,另一對是具有堿性的HPO42- 和具有酸性H2PO42-單詞它們在身體中會(huì)通過電離平衡的方式來確定身體PH值的平衡。在對知識的加工中,學(xué)生會(huì)深化認(rèn)識,主動(dòng)理解,通過科學(xué)思考的方式來總結(jié)規(guī)律,建構(gòu)知識框架,形成自主探究和邏輯分析能力,在體驗(yàn)中不斷地提高綜合素質(zhì)。
總之,教師要調(diào)動(dòng)學(xué)生的主動(dòng)性,引導(dǎo)學(xué)生積極分析,通過探究的方式感受化學(xué)平衡,在體驗(yàn)中理解化學(xué)變化的現(xiàn)象,分析化學(xué)變化的原理,建構(gòu)化學(xué)變化的模型,總結(jié)規(guī)律。學(xué)生通過積極建構(gòu)會(huì)了解化學(xué)變化的過程,在參與中深化認(rèn)識,在邏輯分析中強(qiáng)化理解,提高學(xué)生的證據(jù)推理和模型認(rèn)知能力,讓學(xué)生更好地理解化學(xué)規(guī)律。學(xué)生通過科學(xué)探究會(huì)養(yǎng)成科學(xué)探索的精神,體會(huì)到化學(xué)變化過程中的宏觀辨識與微觀探析,理解其中的化學(xué)變化和平衡思想,實(shí)現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)能力的提高,促進(jìn)學(xué)生在探究中落實(shí)核心素養(yǎng)。
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