核心素養(yǎng)“宏觀辨識與微觀探析”的培養(yǎng)

張穎

【摘要】高中化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)是學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)的重要組成部分，是高中生綜合素質(zhì)的具體體現(xiàn)，反映了社會主義核心價值觀下化學(xué)學(xué)科育人的基本要求，全面展現(xiàn)了學(xué)生通過化學(xué)課程學(xué)習(xí)形成的關(guān)鍵能力和必備品格?；瘜W(xué)學(xué)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(rèn)知”“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識”“科學(xué)精神與社會責(zé)任”五個維度。

【關(guān)鍵詞】化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng) 宏觀辨識 微觀探析

【中圖分類號】G633.8 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089（2018）32-0134-01

宏觀辨識與微觀探析，即能從不同層次認(rèn)識物質(zhì)的多樣性，并對物質(zhì)進(jìn)行分類；能從元素和原子、分子水平認(rèn)識物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和變化，形成“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”的觀念。能從宏觀和微觀相結(jié)合的視角分析與解決實(shí)際問題。

下面我們就談?wù)労暧^辨識與微觀探析方面的實(shí)踐與培養(yǎng)：

1.提出問題

在恒溫恒容下，2NO2變化成N2O4反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)后，再通入一定量的N2O4氣體，平衡如何移動？（1）從濃度變化角度分析：N2O4濃度增大，平衡逆向移動。（2）從壓強(qiáng)變化角度分析：體系壓強(qiáng)增大，平衡正向移動學(xué)生對化學(xué)平衡移動已有一定認(rèn)識，但又沒有完全掌握原理的內(nèi)涵，因而產(chǎn)生了認(rèn)知困惑。

2.解決問題

2.1宏觀辨識得出結(jié)論

實(shí)驗(yàn)： 用針筒往平衡體系中快速推入N2O4氣體，觀察到氣體顏色逐漸加深。請分析得出什么結(jié)論？

分析： 氣體顏色逐漸加深，說明NO2濃度逐漸增大，另一種方法是通入氣體，如通入N2O4氣體瞬間將導(dǎo)致N2O4濃度增大，另一種不變。

結(jié)論： 恒溫下，外力壓縮容器體積增大壓強(qiáng)瞬間引起所有組分氣體濃度同等程度改變?！皦簭?qiáng)變化”與“濃度變化”有著本質(zhì)的不同，通過微觀探析本質(zhì)讓學(xué)生從微觀層面認(rèn)識氣體壓強(qiáng)和氣體濃度對化學(xué)平衡影響的本質(zhì)原因，從而提升學(xué)生想象力，理解看不見、摸不著的微觀世界。從認(rèn)識論上來說，宏觀辨識到微觀探析是學(xué)習(xí)者對物質(zhì)從感性認(rèn)識到理性認(rèn)識的一次飛躍。

2.2曲線表征拓展內(nèi)涵

任務(wù)： 判斷平衡移動方向的一種方法是v正與v逆的相對大小關(guān)系，請畫出v-t圖像

分析： 通入N2O4氣體瞬間，N2O4濃度突然增大，v逆突然增大，而NO2濃度不變，v正不變，引起v逆>v正，平衡逆向移動。然后v逆逐漸減小，v正逐漸增大，一段時間后建立新的平衡狀態(tài)，作出v-t圖像。

借助化學(xué)反應(yīng)速率理論，運(yùn)用v-t圖像表示外因?qū)瘜W(xué)平衡移動的影響，更直觀地解決之前的一些學(xué)習(xí)困惑。

2.3定性定量體現(xiàn)多樣

任務(wù)： 判斷平衡移動方向的另一種方法是初始濃度商Q與平衡常數(shù)K的相對大小關(guān)系（溫度相同時），請用Q與K的相對大小關(guān)系進(jìn)行分析。

分析：原平衡Q=K。在恒溫恒容下通入N2O4氣體，N2O4濃度增大而NO2濃度不變，Q變大，而K不變，引起Q>K，平衡逆向移動。

小結(jié)： 在恒溫恒容下通入氣體，壓強(qiáng)肯定增大了，但是只有某些組分氣體的濃度增大，不同于外力壓縮容器體積增大壓強(qiáng)。要從“濃度變化”的角度分析平衡移動的方向。

3.問題變換

任務(wù)： 在恒溫恒容下，2NO2轉(zhuǎn)化成N2O4反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)后，若再通入一定量稀有氣體使壓強(qiáng)增大，平衡移動方向會如何。

分析：通入稀有氣體，N2O4濃度和NO2濃度均不變，平衡不動，此時，不能用“壓強(qiáng)變化”角度分析，因?yàn)镹2O4濃度和NO2濃度并沒有同等程度增大。

過渡： 經(jīng)過前面討論，我們發(fā)現(xiàn)，平衡中說的“壓強(qiáng)變化”是指外力改變?nèi)萜黧w積引起的壓強(qiáng)變化。根據(jù)所學(xué)知識，我們知道體積變化、溫度變化、氣體的物質(zhì)的量變化都會引起壓強(qiáng)變化，所以，平衡中說的“壓強(qiáng)變化”不包括溫度變化和氣體的物質(zhì)的量變化所引起的壓強(qiáng)變化。

4.歸納總結(jié)

影響化學(xué)平衡移動因素的判斷方法： ①“壓強(qiáng)變化”是指外力壓縮容器體積，其本質(zhì)是所有組分氣體的濃度同等程度改變。②通入氣體應(yīng)該從“濃度變化”角度分析，方法是： 單一組分濃度變化用平衡移動原理分析；多種組分濃度變化用Q與K的相對大小關(guān)系分析。

5.知識應(yīng)用

任務(wù)： 在恒溫恒壓下，2SO2+O2轉(zhuǎn)化為2SO3時，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)后，若再通入一定量O2，平衡移動方向會如何。

分析： 通入氣體采用“濃度變化”角度分析。恒溫恒壓下通入O2，容器體積增大，SO2濃度SO3濃度相同程度減小，而O2濃度增大，引起Q

這種教學(xué)設(shè)計依據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)和教材，較好地體現(xiàn)了對學(xué)生“宏觀辨識與微觀探析”方面學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)是個長期的過程，教師在進(jìn)行教學(xué)設(shè)計和教學(xué)實(shí)踐中，應(yīng)該以學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)為宗旨來開展教學(xué)活動，這是新課改、新時代教育對教學(xué)的要求。