例談化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)

文/饒平縣第二中學(xué)

筆者在教學(xué)實踐中發(fā)現(xiàn)，學(xué)生對化學(xué)知識網(wǎng)絡(luò)中的難點普遍存在著繁、雜、亂的感覺，盡管老師們在教學(xué)中總結(jié)歸納了各種各樣的規(guī)律、方法和技巧，甚至編出化學(xué)歌訣來幫助學(xué)生記憶化學(xué)知識，但效果依然參差不齊。如何突破這一難題呢？筆者認為唯有在準(zhǔn)確理解化學(xué)知識的基礎(chǔ)上把握其化學(xué)本質(zhì)，才能“以不變應(yīng)萬變”解決化學(xué)問題。

案例一：化學(xué)反應(yīng)原理是高考的重點，化學(xué)平衡更是重中之重。平衡移動的本質(zhì)是濃度商與該溫度下的平衡常數(shù)的相對大小，學(xué)生如果一味通過勒夏特列原理來判斷平衡移動的方向，就容易忽略這一本質(zhì)，進而導(dǎo)致判斷出錯。

在講授這一知識點時，本人嘗試了以下教學(xué)過程：

1.暗示本質(zhì)，引發(fā)疑云

學(xué)生A：v正

學(xué)生B：v正>v逆，容器的體積增大為原來的兩倍，氣體壓強減小為1/2，平衡向著氣體體積增大的方向(正反應(yīng)方向)移動，即v正>v逆。

實際上，本問題的設(shè)置暗含了對平衡移動的本質(zhì)的理解，A、B恰恰是忽略了。這時，可引導(dǎo)學(xué)生思考：不要急于判斷A、B回答的正確與否，先想一想是不是任何情況都適合用勒夏特列原理解釋呢？

2.引出本質(zhì)，交流疑點

把問題引到勒夏特列原理的運用后，教師順勢引導(dǎo)：勒夏特列原理是平衡移動原理的一種判斷規(guī)律方法，適用條件是“只改變影響平衡的一個條件”，此題同時改變反應(yīng)物和生成物的濃度，所以必須從這一適用條件出發(fā)綜合分析平衡移動方向。

學(xué)生C：同意學(xué)生A的看法，因為反應(yīng)物和生成物濃度都發(fā)生變化就必須綜合考慮影響程度的相對大小。

應(yīng)該說，學(xué)生C接近答案了；追問：通過什么參數(shù)評判影響程度的相對大小呢？以此指向需要讓學(xué)生認識的本質(zhì)。

3.突出本質(zhì)，撥開疑團

教師：請注意，濃度商與該溫度下的平衡常數(shù)的相對大小是判斷平衡移動方向的本質(zhì)。

學(xué)生D(茅塞頓開)：v正=v逆，平衡不移動。因為改變的條件是：保證H2濃度不變的情況下，增大容器的體積為原來的兩倍，c(CO)和 c(CH3OH)都變?yōu)樵瓉淼囊话?，所以此時的濃度商Qc與平衡常數(shù)K相等，平衡不移動。

此時全班同學(xué)掌聲響起，教師肯定學(xué)生D的分析并強調(diào)：分析化學(xué)問題就應(yīng)該抓住其本質(zhì)，本質(zhì)是永遠不變的東西，不能被現(xiàn)象或規(guī)律迷惑了你的眼睛。

4.繼續(xù)設(shè)疑，升華本質(zhì)

展示問題2：反應(yīng)A(g)+B(g)=C(s)在恒溫密閉容器中達到化學(xué)平衡狀態(tài)，壓縮容器體積為原來的一半，平衡向____移動，達到新平衡時，c(A)______，理由：________。

對此問題，大部分學(xué)生認為，平衡向右移動并達到新平衡時，c(A)增大。因為根據(jù)勒夏特列原理，平衡移動的結(jié)果只能減弱這種改變，所以c(A)和c(B)比原平衡大。

教師追問：溫度不變，平衡常數(shù)變不變？

學(xué)生：不變！

教師：假如c(A)和c(B)都比原平衡大，那么平衡常數(shù)豈不是變化了？

學(xué)生(恍然大悟)：c(A)和c(B)與原平衡相等。

以上案例的難點是對特殊平衡移動的判斷，能夠突破這一難點，關(guān)鍵在于緊扣化學(xué)平衡移動原理的本質(zhì)，選取可能讓學(xué)生產(chǎn)生強烈認知沖突的例題，及時引導(dǎo)學(xué)生進行交流討論，并適當(dāng)給予正確的提示，讓學(xué)生一步步向本質(zhì)逼近，最終根據(jù)化學(xué)本質(zhì)自主解決難題。課后如果及時選取具有層次性的練習(xí)進行鞏固，必能讓學(xué)生強化對該知識的理解。

案例二：化學(xué)必修一《膠體的性質(zhì)》，其重點是膠體的概念和性質(zhì)，教學(xué)時，如果沒有抓住膠體的本質(zhì)，而把膠體當(dāng)成一種物質(zhì)講解它的相關(guān)特征和性質(zhì)，那么學(xué)生對膠體的特性(如“滲析”“聚沉”“丁達爾效應(yīng)”)的理解肯定不到位。

只要仔細研究教材，我們就會發(fā)現(xiàn)：膠體的性質(zhì)不是某種物質(zhì)特有的性質(zhì)，而是物質(zhì)的聚集方式不同時表現(xiàn)出來特有的性質(zhì)，那么改變研究問題的視角才是學(xué)生最應(yīng)該突破的難點。進行這一新的研究方式，就需要教師緊扣膠體的本質(zhì)進行教學(xué)，筆者對本節(jié)課在突破難點做了嘗試。

第一，設(shè)問引導(dǎo)。

展示分別裝有硫酸銅溶液與泥水的兩個燒杯，總結(jié)歸納初中學(xué)習(xí)的溶液和濁液的特征性質(zhì)之后，以五個問題引導(dǎo)學(xué)生不斷深化對膠體本質(zhì)的認識。

1.兩種液體的本質(zhì)區(qū)別是什么？

這一問題旨在引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)分散系分類的標(biāo)準(zhǔn)，按分散質(zhì)粒子的大小把溶液和濁液區(qū)分開來，為引出膠體的概念做好鋪墊。

2.有沒有分散質(zhì)粒子直徑大小介于1-100nm之間的分散系呢？

由此問題引出膠體的概念后，指導(dǎo)學(xué)生在分組實驗制備氫氧化鐵膠體的同時，補充制備實驗氫氧化鐵懸濁液；通過觀察兩種液體的外觀，認識膠體相對均一、穩(wěn)定的特點，了解聚集狀態(tài)不同所引起的宏觀差異；用光束照射三種不同的分散系，當(dāng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)膠體中可以看到明顯的光路時，引出膠體的特性“丁達爾效應(yīng)”。

3.如何把膠粒從其它分散系中分離出來？

這個問題目的是緊扣膠體的本質(zhì)引出濾紙和半透膜，讓學(xué)生明白：根據(jù)粒子的大小不同選擇不同的材料，可以分離不同的分散質(zhì)。這樣，學(xué)生理解過濾和滲析的概念及實驗方法就自然水到渠成了。

4.“粒子大小介于1-100nm之間的膠體有什么特性呢？”

(1)通過演示光束照射硫酸銅溶液和氫氧化鐵膠體的現(xiàn)象，引出丁達爾效應(yīng)。講解時，一定要圍繞其本質(zhì)：因為膠體粒子大小的特殊性，其直徑小于可見光的波長，光照在膠粒上產(chǎn)生了散射，形成無數(shù)個小光源，從而看到“光路”。

(2)因為膠粒的比表面積大，表面能就大，所以具有強烈的吸附性，能吸附水中懸浮雜質(zhì)，也能吸附帶電粒子，由此自然引出膠體凈水，膠粒在電場作用下發(fā)生電泳等特性。

5.“能否把氫氧化鐵膠體變成氫氧化鐵懸濁液？”

拋出這個問題后逐漸引導(dǎo)通過學(xué)生交流討論，探究膠體具有介穩(wěn)性的原因以及破壞介穩(wěn)性的方法。最后得出結(jié)論：破壞膠體介穩(wěn)性可以使膠粒聚集成更大顆粒而使膠體轉(zhuǎn)化成濁液，這就是膠體發(fā)生“聚沉”的本質(zhì)。緊扣本質(zhì)進行引導(dǎo)，學(xué)生不言而明：破壞介穩(wěn)性的方法就是膠體發(fā)生聚沉的方法，教師進而通過生活中的實例直觀地認識聚沉的方法，如加熱、加入電解質(zhì)、加入帶相反電荷的膠體。

第二，總結(jié)升華。

學(xué)生分成10個小組圍繞膠體的本質(zhì)，根據(jù)“本質(zhì)——性質(zhì)——應(yīng)用——實例”的主線，對膠體的知識進行歸納總結(jié)，并制作膠體知識點的思維導(dǎo)圖，以下是個別學(xué)生的優(yōu)秀作品：

這樣，學(xué)生在學(xué)習(xí)該節(jié)課時，便能充分理解：

①膠體只是物質(zhì)的一種存在狀態(tài)，而不是該物質(zhì)的固有狀態(tài)。

②某一類分散系可以有它獨特的性質(zhì)，比如膠體的丁達爾效應(yīng)。

③不同的分散系可能相互轉(zhuǎn)化，而且各組分的化學(xué)性質(zhì)都沒有改變。

上述課例的設(shè)計圍繞膠體的本質(zhì)開展：通過實驗探究，讓學(xué)生感受溶液、膠體與濁液的本質(zhì)區(qū)別；能圍繞本質(zhì)討論理解膠體的性質(zhì)；緊扣本質(zhì)解決問題后，升華為思維導(dǎo)圖的制作；回應(yīng)概念及分散系的分類標(biāo)準(zhǔn)，完成對溶液、膠體和濁液的認識并形成系統(tǒng)的理解。整個過程，從本質(zhì)出發(fā)擴散出的性質(zhì)及應(yīng)用的主線一目了然。

通過以上兩個教學(xué)實踐案例，筆者覺得，突破化學(xué)教學(xué)的難點，最重要就是緊扣相關(guān)的化學(xué)本質(zhì)，通過實驗探究，激發(fā)興趣；精選例題，精準(zhǔn)切入；層層設(shè)疑，引導(dǎo)思考；及時總結(jié)，深化本質(zhì)；推理歸納，知識遷移。這樣才能在教學(xué)中真正做到教學(xué)相長，真正實現(xiàn)學(xué)生的核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。