江蘇常熟市梅李高級(jí)中學(xué) 馬春燕
高中化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)主要包括宏觀辨識(shí)與微觀探析、變化觀念和平衡思想、證據(jù)推理和模型認(rèn)知、實(shí)驗(yàn)探究和創(chuàng)新意識(shí)、科學(xué)精神與社會(huì)責(zé)任。其實(shí),并非只有高中階段選修化學(xué)的學(xué)生才需要掌握化學(xué)學(xué)科素養(yǎng),不選修化學(xué)的學(xué)生也應(yīng)該掌握這些化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)來(lái)充實(shí)自己。
對(duì)于參加化學(xué)學(xué)業(yè)水平測(cè)試的學(xué)生來(lái)說(shuō),隨著考試的結(jié)束,學(xué)生在高中階段的化學(xué)學(xué)習(xí)也結(jié)束了;對(duì)于大部分學(xué)生來(lái)說(shuō),這輩子再也不會(huì)系統(tǒng)學(xué)習(xí)化學(xué)這門學(xué)科了。那么在他今后的工作和生活中,在他未來(lái)的發(fā)展中,化學(xué)課堂能給他什么?具體的化學(xué)概念和知識(shí),終究會(huì)隨著時(shí)間而模糊,而學(xué)生通過(guò)學(xué)習(xí)領(lǐng)悟并形成的化學(xué)的思維方式,才能一直作用于學(xué)生今后的人生。
《2018年江蘇省普通高中學(xué)業(yè)水平測(cè)試說(shuō)明(化學(xué))》中指出,“化學(xué)學(xué)業(yè)水平測(cè)試的命題,以化學(xué)必修科目所要求的基礎(chǔ)知識(shí)、基本技能、基本思想和基本方法為主要考查內(nèi)容,注重考查學(xué)生的基本化學(xué)素養(yǎng),同時(shí)兼顧考查學(xué)生分析、解決問(wèn)題的能力和初步的科學(xué)探究能力,引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注與化學(xué)有關(guān)的科學(xué)技術(shù)、社會(huì)經(jīng)濟(jì)和生態(tài)環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展。”
從這份說(shuō)明可以看出,學(xué)業(yè)水平測(cè)試試卷題目的編制,以化學(xué)知識(shí)、思想、方法和技能為載體,指向?qū)W生基本化學(xué)素養(yǎng)的生成,這為化學(xué)學(xué)業(yè)水平測(cè)試復(fù)習(xí)起了指向作用。落實(shí)化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)的主陣地在課堂,關(guān)鍵人物是教師。沒(méi)有教師的科學(xué)引導(dǎo)和點(diǎn)撥,學(xué)生自己領(lǐng)悟的化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)不僅較為樸素,而且因?yàn)闆](méi)有固定、準(zhǔn)確的表達(dá)而容易消失。
下面借著備考學(xué)業(yè)水平測(cè)試的契機(jī),談?wù)勅绾闻囵B(yǎng)學(xué)生的化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)。
先看看化學(xué)學(xué)業(yè)水平測(cè)試題。
例題1、化學(xué)與生活密切相關(guān)。下列生活中常見(jiàn)物質(zhì)的俗名與化學(xué)式相對(duì)應(yīng)的是(C)
A.蘇打—N aH CO3B.膽礬—CuSO4
C.酒精—C2H5O H D.生石灰—Ca(O H)2
本題以物質(zhì)的俗名與化學(xué)式的對(duì)應(yīng)關(guān)系為載體,考查學(xué)生對(duì)生活中常見(jiàn)物質(zhì)的了解程度,引導(dǎo)學(xué)生從化學(xué)的視角認(rèn)識(shí)身邊的物質(zhì)。教師分析題目時(shí),可以從這些物質(zhì)的用途出發(fā),來(lái)認(rèn)識(shí)這些物質(zhì)的物理和化學(xué)性質(zhì),拓展學(xué)生的知識(shí)的同時(shí),更引導(dǎo)他們嘗試從化學(xué)的視角看問(wèn)題。以小蘇打?yàn)槔?,小蘇打能作為食品疏松劑,那是因?yàn)樾√K打加熱能生成二氧化碳?xì)怏w。小蘇打能洗碗去油污,那是因?yàn)樾√K打溶液有一定的堿性。小蘇打是某種胃藥的成分之一,那是因?yàn)樾√K打能中和胃酸。
例題2、化學(xué)知識(shí)有助于我們正確認(rèn)識(shí)、理智選擇、科學(xué)生活。下列說(shuō)法不正確的是(B)
A.食用含小蘇打的餅干可緩解胃酸過(guò)多的癥狀
B.向雞蛋清中加入飽和硫酸銨溶液,出現(xiàn)白色沉淀是化學(xué)變化
C.改變?nèi)剂辖Y(jié)構(gòu),少使用煤等常規(guī)能源,能有效減少酸雨的形成
D.湖水經(jīng)沉降、過(guò)濾、吸附、消毒等凈化操作后,可供人們生活用水
該題以物質(zhì)的用途和應(yīng)用為載體,考查學(xué)生能否從化學(xué)的視角看待問(wèn)題,能否用化學(xué)知識(shí)鑒別生活中的信息,從而去偽存真,理智地生活。飽和碳酸銨可使蛋白質(zhì)的溶解性變小,此過(guò)程為蛋白質(zhì)的“鹽析”,是物理變化。在環(huán)境問(wèn)題日益受到關(guān)注的今天,無(wú)論酸雨還是PM 2.5,都與燃煤有關(guān),所以少用煤,或是把煤轉(zhuǎn)變成清潔能源,是正確之舉。
我們?cè)谌粘I钪袝?huì)接觸到海量的信息,有些信息需要從化學(xué)的視角來(lái)審視。例如,在能源因緊缺而日益重要的時(shí)代,“水變油”技術(shù)是很誘惑人的,然而不管廣告寫得多么天花亂墜,我們從元素守恒的角度來(lái)考慮這個(gè)問(wèn)題,水只由氫和氧元素組成,石油卻主要由碳和氫組成,水中沒(méi)有碳元素,如何能變油?再例如,在民間偏方中,雞蛋殼粉可以預(yù)防老年骨質(zhì)疏松,這又是否可信呢?從化學(xué)視角來(lái)分析的話,雞蛋殼主要成分是碳酸鈣,碳酸鈣中的鈣元素確實(shí)能起到一定的補(bǔ)鈣作用。
引導(dǎo)學(xué)生從化學(xué)的角度分析生活中的事例,從宏觀層面到微觀探析,不被錯(cuò)誤遮住眼睛,不被謊言混淆視聽。
例題3、下列反應(yīng)的離子方程式正確的是(A)
A.FeCl3溶液與 Cu 的反應(yīng):2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+
B.小蘇打溶液與N aO H溶液的反應(yīng):H CO3-+O H-=CO2↑+H2O
C.Cu與 稀 H N O3溶液的反應(yīng):Cu+4H++N O3-=Cu2++N O↑+2H2O
D.CaCO3與 H N O3溶液的反應(yīng):CO32-+2H+=CO2↑+H2O
該題以離子反應(yīng)為載體,引導(dǎo)學(xué)生用微粒觀、守恒觀判斷離子反應(yīng)的正誤。認(rèn)識(shí)溶液中的化學(xué)反應(yīng)。A選項(xiàng)中,電荷守恒、原子守恒、電子得失相等(電子守恒),故正確。B選項(xiàng)中,氧原子不守恒、電荷不守恒,故錯(cuò)誤。C選項(xiàng)中,所有原子都守恒,但電荷不守恒、電子得失不相等(電子不守恒),故錯(cuò)誤。D選項(xiàng)則主要考查學(xué)生能否分辨電解質(zhì)在溶液中的真實(shí)存在形態(tài)(難溶物、弱電解質(zhì)等在溶液中較難電離),即化學(xué)式能否拆分。
例題4、下列選項(xiàng)描述的過(guò)程能實(shí)現(xiàn)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能的是(B)
本題以能量轉(zhuǎn)化為載體,引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)能量守恒的同時(shí),還能分辨出能量形式的變化,從而體會(huì)變化與守恒的辯證關(guān)系。
例題5、有關(guān)物質(zhì)的轉(zhuǎn)化關(guān)系如下圖所示(部分物質(zhì)和條件已略去)。A是常見(jiàn)的金屬單質(zhì),B是常見(jiàn)的強(qiáng)酸,E是空氣中含量最多的單質(zhì),I是既能與強(qiáng)酸又能與強(qiáng)堿反應(yīng)的氧化物,G是最常見(jiàn)的無(wú)色液體,J是一種高硬度材料(摩爾質(zhì)量為41g·mol-1)。
請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
⑴D的化學(xué)式為_______。
⑵F的電子式為_______。
⑶寫出反應(yīng)①的離子方程式:____。
⑷寫出反應(yīng)②的化學(xué)方程式:____。
該題為推斷題,通過(guò)框圖形式考查學(xué)生對(duì)化學(xué)知識(shí)的了解程度和證據(jù)推理能力,以及對(duì)信息的獲取和應(yīng)用能力。題目引導(dǎo)學(xué)生既要掌握物質(zhì)的規(guī)律性,也要關(guān)注物質(zhì)的特殊性。該題還加入了工業(yè)制備氮化鋁的陌生情境,以此考查學(xué)生能否運(yùn)用元素守恒(必須含且僅含鋁和氮元素)和質(zhì)量守恒(鋁原子和氮原子的個(gè)數(shù)比為1∶1)對(duì)未知物質(zhì)進(jìn)行推斷,從而還原出真相。
化學(xué)學(xué)業(yè)水平測(cè)試的“化學(xué)與生活”模塊中,包含許多與生活直接聯(lián)系的化學(xué)知識(shí),無(wú)論是垃圾處理、人體的營(yíng)養(yǎng)素、化學(xué)藥品還是化學(xué)材料,都與學(xué)生的日常生活息息相關(guān)。
化學(xué)又是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科,和生活相聯(lián)系的化學(xué)實(shí)驗(yàn)除了普及科學(xué)知識(shí)之外,還能豐富學(xué)生的生活體驗(yàn)。例如,生活中一個(gè)普通的雞蛋,我們可以用它設(shè)計(jì)出一些實(shí)驗(yàn):雞蛋浸在食醋中變軟,生成氣體,說(shuō)明雞蛋殼能與醋酸反應(yīng)。雞蛋清配成溶液,加食鹽能凝固析出,再加水又溶解,說(shuō)明發(fā)生了蛋白質(zhì)的鹽析,依然有生理活性。雞蛋清加熱凝固,再加水不溶解,說(shuō)明蛋白質(zhì)變性了(煮熟了)。雞蛋白在火上灼燒有燒焦羽毛味,說(shuō)明雞蛋白富含蛋白質(zhì)。
這些在家也能完成的化學(xué)實(shí)驗(yàn),消除了學(xué)生化學(xué)實(shí)驗(yàn)必須在實(shí)驗(yàn)室完成的誤解,培養(yǎng)了學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究的思維模式,激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)。
例題 6、在含有大量 K+、O H-、C的溶液中還可能大量存在的離子是 (D)
A.N H4+B.A l3+
C.Ca2+D.S
該題以離子共存為載體,考查學(xué)生是否能夠分辨離子間的反應(yīng)。不發(fā)生反應(yīng)的離子,就是可以在溶液中共存的離子?!肮泊妗边@一詞語(yǔ)讓我們聯(lián)想到集體中的求同存異。因?yàn)閷捜?,因?yàn)榘荩拍懿粠?jiàn)的欣賞他人,才能實(shí)現(xiàn)不同個(gè)體間的和諧共存。學(xué)生的同學(xué)相處中,如果對(duì)同學(xué)的各種習(xí)慣和脾氣不能包容,那么自己反而會(huì)被集體拋棄,正所謂“水至清則無(wú)魚”。學(xué)生的學(xué)習(xí)上,如果不能容忍他人的超越和優(yōu)秀,只會(huì)讓自己陷于嫉妒的黑洞中,反而不能鞭策自己積極應(yīng)對(duì)。學(xué)生如果對(duì)自己的失誤和退步不能容忍,那么他將一點(diǎn)一點(diǎn)失去前進(jìn)的信心。寬容是一種優(yōu)秀的品質(zhì),更是一種處世的人生哲學(xué)。
例題7、下列化學(xué)用語(yǔ)表示正確的是(D)
A.氯氣的電子式:Cl∶Cl
B.乙烯的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式CH2CH2
D.硫酸亞鐵的電離方程式FeSO4=Fe2++S
該題以電子式、有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式、原子結(jié)構(gòu)示意圖、電離方程式為載體,考查學(xué)生對(duì)化學(xué)用語(yǔ)的識(shí)別。筆者在教學(xué)中,經(jīng)常有學(xué)生不耐煩地指出,這些化學(xué)用語(yǔ)化學(xué)符號(hào)完全是增加了學(xué)生的記憶負(fù)擔(dān)。其實(shí)不然,如果你是一個(gè)化學(xué)工作者,掌握和使用這些化學(xué)用語(yǔ)會(huì)使化學(xué)研究和溝通更加方便,更節(jié)約時(shí)間。當(dāng)然,對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō),他們并不能切身體會(huì)到這一點(diǎn)。所以,在教學(xué)中,我引導(dǎo)他們分析化學(xué)符號(hào)攜帶的信息。以鈉離子的結(jié)構(gòu)示意
這一百來(lái)字的信息全部可以由一個(gè)結(jié)構(gòu)示意圖表達(dá)出來(lái),足可見(jiàn)化學(xué)用語(yǔ)有多么形象和圖簡(jiǎn)而意豐。所以化學(xué)符號(hào)類似于我們的古詩(shī),凝練而唯美。
綜上所述,對(duì)不選擇化學(xué)作為高考科目的學(xué)生來(lái)說(shuō),一定有其原因,或者因?yàn)樵?jīng)學(xué)習(xí)化學(xué)力不從心,或者因?yàn)閷?duì)化學(xué)科目不感興趣,或者因?yàn)橛X(jué)得化學(xué)科目?jī)r(jià)值不高,或者存在化學(xué)物質(zhì)都是有毒有害的偏見(jiàn)等等。從上面的例子中我們可以看出,學(xué)習(xí)和復(fù)習(xí)化學(xué)也可以充滿趣味性,也可以體現(xiàn)學(xué)科價(jià)值,也可以讓學(xué)生掌握對(duì)其終身有益的化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)。