核心素養(yǎng)導(dǎo)向下的高中化學(xué)習(xí)題課教學(xué)設(shè)計(jì)

周小云

[摘要]以高中化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)為導(dǎo)向，從當(dāng)前高中化學(xué)習(xí)題課中存在的問(wèn)題入手，以“化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)”習(xí)題課為例探討高中化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)導(dǎo)向下的高中化學(xué)習(xí)題課教學(xué)。

[關(guān)鍵詞]核心素養(yǎng);高中化學(xué);習(xí)題課;教學(xué)設(shè)計(jì)

[中圖分類號(hào)]

G633.8

[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A

[文章編號(hào)] 1674-6058（ 2020）23-0070-02

黨的十九大明確提出：“要全面貫徹黨的教育方針，落實(shí)立德樹人根本任務(wù)，發(fā)展素質(zhì)教育。”素質(zhì)教育成為當(dāng)前教育領(lǐng)域最重要的工作。習(xí)題課具有幫助學(xué)生厘清知識(shí)脈絡(luò)、完善認(rèn)知結(jié)構(gòu)、形成綜合能力、搭建思維的平臺(tái)的作用，其在高中化學(xué)教學(xué)中占據(jù)重要位置?！镀胀ǜ咧谢瘜W(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》明確要求“學(xué)生通過(guò)學(xué)科學(xué)習(xí)逐步形成正確的價(jià)值觀念、必備品格和關(guān)鍵能力”。在高中化學(xué)習(xí)題課教學(xué)中，可通過(guò)習(xí)題設(shè)計(jì)及習(xí)題講評(píng)來(lái)培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。

一、當(dāng)前高中化學(xué)習(xí)題課教學(xué)中存在的問(wèn)題

高中化學(xué)內(nèi)容多，知識(shí)點(diǎn)瑣碎且分散，學(xué)生要掌握大量的化學(xué)符號(hào)與概念、化學(xué)方程式及各種化學(xué)規(guī)律等。因此，在高中化學(xué)教學(xué)中，習(xí)題課成為學(xué)生鞏固所學(xué)知識(shí)的重要教學(xué)環(huán)節(jié)之一。但當(dāng)前的高中化學(xué)習(xí)題課教學(xué)還存在著不少問(wèn)題，主要表現(xiàn)為：（1）習(xí)題設(shè)計(jì)方面未考慮到學(xué)生的差異性，未能有針對(duì)性地設(shè)計(jì)不同層次的試題;（2）習(xí)題講評(píng)方式單一，主要是以教師講授為主，忽略了學(xué)生的主體地位;（3）習(xí)題課教學(xué)在發(fā)展素質(zhì)教育、培育學(xué)生的核心素養(yǎng)方面做得不夠。

二、構(gòu)成高中化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的要素

《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》提出了“高中化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)是高中學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)的重要組成部分，是學(xué)生綜合素質(zhì)的具體體現(xiàn)，反映了社會(huì)主義核心價(jià)值觀下化學(xué)學(xué)科育人的基本要求，全面展現(xiàn)了化學(xué)課程學(xué)習(xí)對(duì)學(xué)生未來(lái)發(fā)展的重要價(jià)值?；瘜W(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)主要包括‘宏觀辨識(shí)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(shí)‘科學(xué)精神與社會(huì)責(zé)任5個(gè)方面”。

三、在高中化學(xué)習(xí)題課中培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)

在高中化學(xué)教學(xué)中，教師應(yīng)借助習(xí)題課這個(gè)平臺(tái)，幫助學(xué)生鞏固知識(shí)點(diǎn)，構(gòu)建知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，提高知識(shí)運(yùn)用能力，同時(shí)在講評(píng)時(shí)適當(dāng)延伸，著力培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。下面，以“化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)”習(xí)題課為例。展示核心素養(yǎng)導(dǎo)向下的高中化學(xué)習(xí)題課教學(xué)設(shè)計(jì)。

1.在習(xí)題課中培養(yǎng)學(xué)生的變化觀念與平衡思想、宏觀辯識(shí)與微觀探析素養(yǎng)

【習(xí)題1】[2015.全國(guó)卷Ⅱ.27（節(jié)選）]CH3OH既是重要的化工原料，又可作為燃料。利用合成氣（主要成分為CO、CO2和H2）在催化劑作用下合成CH30H，發(fā)生的主要反應(yīng)如下：

①CO（g）+2H2（g）—CH30H（g） △H1

②C02（g）+3H2（g）--CH30H（g）+H20（g） △H2

③C02（g）+H2（g）- CO（g）+H20（g） △H3

回答下列問(wèn)題：

已知反應(yīng)①中的相關(guān)的化學(xué)鍵鍵能數(shù)據(jù)如表1所示：

由此計(jì)算（1）△H1=______kJ.mol^-1;（2）已知△H2=-58 kj.mol^-1，則△H3=_________kJ.mol^-1.

設(shè)計(jì)意圖：第（1）問(wèn)主要讓學(xué)生了解在分子內(nèi)部相鄰原子與原子之間存在著很強(qiáng)的相互作用，這種作用就是化學(xué)鍵，要破壞這種相互作用需要消耗能量?；瘜W(xué)反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是舊鍵的斷裂與新鍵的形成，舊鍵的斷裂需要吸收能量，新鍵的形成要釋放能量，而這種吸收與釋放的能量差便是反應(yīng)熱，引出焓變的計(jì)算方法之-：AH=E（生成物）-E（反應(yīng)物）。第（1）問(wèn)主要考查學(xué)生運(yùn)用化學(xué)符號(hào)、定量計(jì)算等手段說(shuō)明物質(zhì)的組成及其變化的能力，培養(yǎng)學(xué)生的宏觀辨識(shí)與微觀探析素養(yǎng);同時(shí)考查學(xué)生運(yùn)用化學(xué)鍵的斷裂與形成分析化學(xué)反應(yīng)中的能量變化情況的能力，培養(yǎng)學(xué)生的變化觀念與平衡思想素養(yǎng)。第（2）問(wèn)主要讓學(xué)生掌握“蓋斯定律”的應(yīng)用。筆者在講評(píng)此題時(shí)引入“唯一目標(biāo)法”，并與學(xué)生一起構(gòu)建“唯一目標(biāo)法”的解題步驟與解題模型。第一步，寫出待求方程式（本題中已告知）：CO2（g）+H2（g）=CO（g）+H2O（g）。第二步，觀察發(fā)現(xiàn)CO，在②式與③式中同在方程式的左側(cè)，系數(shù)也同為1，因此計(jì)算AH3時(shí)，△H2前使用“+”號(hào)且系數(shù)為“1”;H：在①②式中均有出現(xiàn)，不是唯一目標(biāo);C0在①式中位于方程式的左側(cè)，而在③式中位于方程式的右側(cè)，但系數(shù)同為1，因此計(jì)算△H3時(shí)，△H2前使用“一”號(hào)且系數(shù)為“1”。第三步，列式求待求反應(yīng)的焓變：△H3= △H2- △H1。教學(xué)中，引導(dǎo)學(xué)生從“能量守恒”的角度來(lái)理解“蓋斯定律”，厘清能量變化的根本與物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系，培養(yǎng)學(xué)生的變化觀念與平衡思想素養(yǎng)。

2.在習(xí)題課中培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神與社會(huì)責(zé)任素養(yǎng)

【習(xí)題2】當(dāng)前一個(gè)全球性的問(wèn)題就是能源危機(jī)，開源節(jié)流是應(yīng)對(duì)能源危機(jī)的舉措之一。下列做法有助于能源開源節(jié)流的是（

）。

A.大力發(fā)展農(nóng)村沼氣，將廢棄的秸稈轉(zhuǎn)化為清潔高效的能源

B.大力開采煤、石油和天然氣，以滿足人們?nèi)找嬖鲩L(zhǎng)的能源需求

C.開發(fā)水能、風(fēng)能、太陽(yáng)能、地?zé)崮艿刃履茉?，減少使用煤、石油等化石燃料

D.減少資源消耗，增加資源的重復(fù)使用與循環(huán)再生

設(shè)計(jì)意圖：拓展介紹傳統(tǒng)能源與新能源的種類及優(yōu)缺點(diǎn)，介紹我國(guó)煤、石油的儲(chǔ)量及開采情況;介紹我國(guó)“可燃冰”的開采技術(shù)居世界前列等新能源方面的內(nèi)容，增強(qiáng)學(xué)生的愛國(guó)主義情懷及民族自豪感，培養(yǎng)學(xué)生節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境的意識(shí)，認(rèn)識(shí)到保護(hù)環(huán)境是新時(shí)代青年學(xué)生的應(yīng)有社會(huì)責(zé)任。

3.在習(xí)題課中培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)素養(yǎng)

【習(xí)題3】強(qiáng)酸與強(qiáng)堿的稀溶液發(fā)生中和反應(yīng)的熱效應(yīng)為H+（aq）+OH-（aq） =H20（1）

AH =-57.3 kj.mol^-1.分別向1 L 0.5moI.L^-1的NaOH溶液中加入：①稀醋酸;②濃硫酸;③稀硝酸，恰好完全反應(yīng)時(shí)熱效應(yīng)分別為△H1、△H2、△H3，下列關(guān)系正確的是（

）。

A.△H1>△H3>△H2

B.△H1<△H3<△H2

C.△H1=△H3=△H2

D.△H1<△H3=△H2

設(shè)計(jì)意圖：本題考查了三個(gè)知識(shí)點(diǎn)：①中和熱的概念，中和熱是稀的強(qiáng)酸與強(qiáng)堿反應(yīng)生成1mol H20所放出的熱量;②弱電解質(zhì)的電離過(guò)程為吸熱過(guò)程，所以醋酸與堿反應(yīng)放出的熱量比強(qiáng)酸強(qiáng)堿的稀溶液反應(yīng)時(shí)放出的熱量少;③濃硫酸溶于水的過(guò)程是放熱過(guò)程，所以濃硫酸與堿反應(yīng)時(shí)放出的熱量比強(qiáng)酸強(qiáng)堿的稀溶液反應(yīng)時(shí)放出的熱量多;由于中和反應(yīng)是放熱反應(yīng)，△H<0，所以△H1>△H3>△H2。

筆者在講評(píng)此題時(shí)，有學(xué)生提出如下問(wèn)題：為什么弱酸的電離過(guò)程是吸熱過(guò)程？化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，實(shí)驗(yàn)是去偽存真的唯一方法。對(duì)此，筆者適時(shí)引導(dǎo)學(xué)生開展實(shí)驗(yàn)探究，開放化學(xué)實(shí)驗(yàn)室，成立課外探究小組，要求學(xué)生以習(xí)題3為素材，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、提出問(wèn)題;再?gòu)膯?wèn)題和假設(shè)出發(fā)，根據(jù)探究目的，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究。探究小組經(jīng)交流討論，初期設(shè)計(jì)出以下幾個(gè)實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)①，測(cè)定0.5mol.L^-1HNO3與0.5 moI.L^-1NaOH反應(yīng)的中和熱;實(shí)驗(yàn)②，測(cè)定0.5 moI^-1CH3COOH與0.5 mol L^-1NaOH反應(yīng)的中和熱;實(shí)驗(yàn)③，測(cè)定18.3moI.L^-1H2SO4與0.5mol.L^-1NaOH反應(yīng)的中和熱。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，有學(xué)生發(fā)現(xiàn)在中和熱的測(cè)定中，用溫度計(jì)測(cè)量溫度靈敏度不夠，且最高溫度讀數(shù)不夠準(zhǔn)確，于是向筆者詢問(wèn)有沒有更精確的測(cè)量溫度的儀器。筆者向探究小組開放了數(shù)字化實(shí)驗(yàn)室，探究小組在中和熱的測(cè)定當(dāng)中使用了溫度傳感器，并與電腦軟件相連接，溫度讀數(shù)精準(zhǔn)，極大地激發(fā)了學(xué)生的探究熱情和學(xué)習(xí)興趣。此外，還有探究小組提到在參考書中發(fā)現(xiàn)中和熱的測(cè)定過(guò)程中，若有沉淀生成，中和熱的數(shù)值會(huì)偏大。為此，探究小組又設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)④，測(cè)定0.5 mol L^-1H2SO4與0.5moI.L^-1Ba（ OH），反應(yīng)的中和熱。但學(xué)生在配制0.5moI.L^-1Ba（ OH）2溶液時(shí)發(fā)現(xiàn)無(wú)法完成配制，因?yàn)槌爻合拢?00 g水只能溶解3.89 g的Ba（OH）2，其物質(zhì)的量濃度約為0.22 mol/L。通過(guò)習(xí)題3的拓展延伸，將傳統(tǒng)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)與數(shù)字化實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，使數(shù)據(jù)能夠在圖像上動(dòng)態(tài)展現(xiàn)，極大地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)了學(xué)生的合作學(xué)習(xí)能力和勤于實(shí)踐、敢于質(zhì)疑、勇于創(chuàng)新的精神，培養(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)素養(yǎng)。

總之，在習(xí)題課中有意識(shí)、有針對(duì)性地設(shè)計(jì)習(xí)題，在習(xí)題講評(píng)時(shí)適當(dāng)延伸，可使學(xué)生在獲得知識(shí)與技能的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。

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（責(zé)任編輯 羅艷）