林 剛
(南安市僑光中學,福建 南安 362 314)
從2017年開始,教育部考試中心努力探索構建“一核四層四翼”的高考評價體系,著力考查學生的學科核心素養(yǎng)。在新的背景下,如何在高三復習中落實高中化學學科核心素養(yǎng)、提高復習效益是很多一線教師關注的課題,筆者以“化學平衡”的復習實踐為例,談談對學科核心素養(yǎng)的理解。
(問題略)
試題圍繞與H2S相關的化學知識展開,創(chuàng)設相應的問題,考查了物質酸堿性強弱的判斷、熱化學反應方程式的書寫、計算,化學反應平衡轉化率及平衡常數的計算、化學平衡的移動與平衡的影響因素等知識點。
高中化學學科核心素養(yǎng)是學生發(fā)展核心素養(yǎng)的重要組成部分,是指學生通過高中化學課程的學習,在深入理解化學學科特征的基礎上,所獲得的適應終身發(fā)展和社會發(fā)展需要、具有化學學科特質的關鍵能力和必備品格。[1]主要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(chuàng)新意識、科學態(tài)度與社會責任等五個維度。
如果說學科基礎知識和學科能力是學生發(fā)展化學核心素養(yǎng)的基礎,那么高中化學學科核心素養(yǎng)的實質可以理解為化學學科思想方法。在高中化學學習中,涉及到物質思想、變化思想、守恒思想、辯證思想、綠色化學思想等。通過這些思想的學習可以讓學生很好地認識到化學是一門在原子、分子水平上研究物質的組成、結構、性質、變化及其應用的基礎學科,有助于學生形成正確的世界觀和科學的方法論。
例1.2017年高考理科綜合全國I卷第28題
近期發(fā)現,H2S是繼NO、CO之后的第三個生命體系氣體信號分子,它具有參與調節(jié)神經信號傳遞、舒張血管減輕高血壓的功能?;卮鹣铝袉栴}:
表1 例1考查的化學學科核心素養(yǎng)
“變化觀念與平衡思想”的內涵很豐富,涉及到化學變化的條件、限度、能量轉化等,要求學生能從微觀視角分析化學變化的特征、本質,能從定性、定量角度對化學反應進行分析和研究,能用守恒觀、動態(tài)平衡觀看待和分析化學變化等。[2]因此,在落實“變化觀念與平衡思想”核心素養(yǎng)時應該引導學生多角度、動態(tài)地分析可逆反應。以復習“判斷一個可逆反應是否達到化學平衡狀態(tài)”為例,這是一個重要知識點,其根本方法是要從可逆反應達到化學平衡狀態(tài)后所具有的“等”和“定”兩個特征進行判斷,復習中可設置如下例題進行訓練:
例2.(1)在一定溫度下的恒容容器中,發(fā)生反應2A(g)?B(g)+3C(g),當出現下列情況時,能說明反應達到平衡狀態(tài)的有______。
A.c(A):c(B):c(C)=2:1:3
B.B在混合氣體中的百分含量不變
C.容器內壓強不再變化
D.容器內氣體的密度不變
E.混合氣體的平均相對分子質量不再變化
(2)若反應改為 2A(g)?B(s)+3C(g),能說明反應達到平衡狀態(tài)的有______。
(3)若反應改為 2A(s)?B(g)+3C(g),能說明反應達到平衡狀態(tài)的有______。
(4)若恒容容器改為恒壓容器,能說明反應達到平衡狀態(tài)的有______。
通過以上問題的訓練,學生對于可逆反應未達平衡之前的“動”與達到平衡后的“定”會有比較深刻的認識。如“容器內氣體的密度不變”一定能說明反應達到平衡嗎?通過問題(1)和(2)的對比可知,定容條件下混合氣體的密度不變能否用于判斷可逆反應達到平衡關鍵在于混合氣體的質量是否隨著反應的進行發(fā)生變化。同樣,某種氣體的百分含量不變就是“定”嗎?通過問題(3)可知,某種氣體的百分含量不變不一定就是“組成固定”。再通過問題(4),把“恒容容器”改為“恒壓容器”讓學生訓練,可以很好地提升對“定”的理解。通過類似的復習,可以很好地突破判斷可逆反應達到化學平衡狀態(tài)的問題。
再如,復習化學平衡常數時經常要涉及到多個平衡體系同時存在的情況,在使用K進行有關計算時,不同反應中的同一物質的濃度該如何考慮?復習時,可設置如下例題進行訓練:
例3.(1)在一定溫度下,在一個恒容的密閉容器中,充入一定量的 NH4I(s),NH4I分解生成 NH3(g)和HI(g),生成的HI(g)又分解為H2(g)和I2(g)。若平衡時 HI(g)為 2mol,H2為 0.5 mol,請計 算 該 溫 度下NH4I(s)?NH3(g)+HI(g)的平衡常數。
(2)氨法脫硫過程中,當吸收液pH=6時,=_______。(已知:25°C 時,Ka1(H2SO3)=1.5×10-2;Ka2(H2SO3)=1.0×10-7)
(3)常溫下,HCl和 CuCl2的混合溶液中,c(H+)=0.30 mol·L-1,c(Cu2+)=0.10 mol·L-1,往該溶液中通往H2S至飽和(H2S的近似濃度為0.10 mol·L-1),___(填“能”或“不能”)出現沉淀,用必要的計算過程和文字說明理由:______________。
通過這些問題的思考、分析與總結,學生能較好地運用動態(tài)平衡的觀點看待和分析化學反應。
在教學及復習內容上應側重選擇離子反應、氧化還原反應等核心概念和主干知識,如氧化還原反應概念的復習,可以和離子共存、電化學、試劑的保存、氧化還原滴定、沉淀的轉化等學科的主干知識相互聯系。這種基于核心概念的教學,有利于學生更好地學習化學基礎知識,在學習核心概念的基礎上,學生更容易進行有意義的學習,在高三化學總復習中比較容易形成系統(tǒng)化的知識網絡。
核心素養(yǎng)中提及的關鍵能力,在化學學科中主要體現為自主學習能力、獲取、處理并運用信息的能力、思維能力,其中思維能力是核心。[3]因此,在教學方式上教師應盡可能地選擇運用能較好地培養(yǎng)學生學科思維能力的教學方式,如問題式教學、情景教學、思維導圖等。
化學是一門實驗科學,通過實驗探究可以培養(yǎng)學生的合作精神、探究能力、創(chuàng)新意識等。因此,在教學中,教師要積極創(chuàng)造條件,引導學生開展實驗探究。此外,基于化學學科“宏觀—微觀—符號”相結合的研究方法,應該將三重表征作為重要的教學手段和學習方法。同時,還要引導學生注重通過收集有效證據,并基于證據進行合理的推理。