周艷麗
《普通高中化學課程標準》提到,各學科基于學科本質凝練了學科核心素養(yǎng),明確了學生學習相應學科課程后應達成的正確價值觀念、必備品格和關鍵能力?;瘜W學科核心素養(yǎng)包括“宏觀辨識與微觀探析”“變化觀念與平衡思想”“證據(jù)推理與模型認知”“科學探究與創(chuàng)新意識”“科學態(tài)度與社會責任”五個方面的內容。因此,在化學課堂教學中,學科核心素養(yǎng)必須以具體的化學知識為依托,讓學生在獲得知識的過程中形成和發(fā)展化學學科核心素養(yǎng)。下面,筆者以示例的形式,談一談化學學科核心素養(yǎng)中的“變化觀念與平衡思想”在教學中的具體應用。
一、變化觀念
示例1:在人教版化學必修2《原電池》的教學中,筆者引導學生通過實驗探究原電池的反應原理,使其了解化學學科核心素養(yǎng)中的變化觀念。
學生分組實驗:
實驗結論:
1.對比實驗①和實驗②
實驗①中,學生將銅片、鋅片同時插入稀硫酸中,但它們之間不接觸,銅片沒有變化,鋅片表面有氣泡產生。實驗②中,學生把銅片、鋅片用導線連接后(或接觸),銅片表面就有了氣泡,這說明用導線連接(或接觸)后,電極間構成了閉合回路,形成了原電池裝置,發(fā)生了原電池反應,并且鋅片在實驗②中腐蝕的速度更快。學生通過對比就會發(fā)現(xiàn):物質是在不斷運動和變化的,發(fā)生化學變化是有一定條件的。
2.對比實驗①和實驗③
實驗①中沒有發(fā)生原電池反應,而實驗③中電流表的指針發(fā)生了偏轉,說明發(fā)生了原電池反應,在反應過程中化學能轉化成了電能。學生通過對比發(fā)現(xiàn):物質在化學變化時能量通常會出現(xiàn)變化,有的是化學能轉化成了熱能,有的是化學能轉化成了電能,有的則發(fā)生了其他形式的能量變化。
二、平衡思想
示例2:在人教版化學選修4《化學平衡》一課中,筆者引導學生通過實驗探究外界條件對化學平衡的影響,幫助學生理解化學學科核心素養(yǎng)中的平衡思想。學生通過探究教材相關實驗得出:如果參加反應物的濃度、壓強、溫度等其中一個條件發(fā)生改變時,化學反應的速率就會改變,原化學平衡就會受到破壞,新的化學平衡就會產生。此外,如果影響平衡的任何一種條件發(fā)生了變化,平衡將向著能夠減弱這種改變的方向移動,即“勒夏特列平衡移動原理”。該平衡思想除了適用于化學平衡外,還適用于弱電解質的電離平衡、難溶電解質的溶解平衡、水解平衡等,是理論性很強的化學學科思想,貫穿整個高中化學教學的始終。在實際生活中,我們常常通過適當增加廉價反應物的濃度,使化學平衡向正反應方向移動,從而提高價格較高原料的轉化率,以降低生產成本。
三、變化觀念與平衡思想在生產生活中的應用
示例3:在《工業(yè)合成氨》一課中,筆者引導學生將理論與實際結合起來,了解變化觀念與平衡思想在生產生活中的應用。
氨是化肥和有機化工的主要原料,氮氣與氫氣生成氨氣是一個典型的可逆反應。在生產中,如何控制這個動態(tài)平衡,使氮氣和氫氣發(fā)生反應,盡可能多地、盡可能快地轉化成氨氣?就涉及以下化學反應速率和化學平衡移動的問題。第一,該反應的正反應是氣體體積減小的反應。從理論上來看,氨的合成在較高壓強下進行比較有利,但在實際生產中,壓強越大需要的動力就越大,對材料的要求也越高,這就會在無形中增加很多生產成本。受動力、材料、設備的影響,我國合成氨廠的壓強一般是20MPa~50MPa。第二,該反應的正反應是放熱反應。從理論上來看,氨的合成在較低溫度下進行比較有利,但溫度過低,反應速率就會變慢,且在500℃時催化劑鐵觸媒的活性最大。在實際生產中,合成氨廠一般會將溫度控制在500℃。因此,在工業(yè)生產中,我們要多角度、動態(tài)地分析問題,既要考慮化學反應中平衡思想的理論知識,又要結合其他方面的實際情況,統(tǒng)籌兼顧,更好地解決生產生活中的實際問題。
化學來源于生活,又回歸于生活。在高中化學教學過程中,教師要兼顧多個方面,將理論與實際充分結合起來,還要充分體現(xiàn)化學學科核心素養(yǎng)的五個方面,以此培育學生的化學素養(yǎng),提升學生學習的積極性和主動性,提高化學教學的質量。
作者單位? 西安市閻良區(qū)教學研究室