基于化學(xué)核心素養(yǎng)培養(yǎng)的“理論課”教學(xué)設(shè)計(jì)

吳招壇

【內(nèi)容摘要】“理論課”的學(xué)習(xí)和教學(xué)是高中化學(xué)的難點(diǎn)，結(jié)合教學(xué)實(shí)例，筆者嘗試以問題探究為導(dǎo)向，通過學(xué)生活動(dòng)的設(shè)計(jì)，在問題的解決中培養(yǎng)學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。

【關(guān)鍵詞】理論課 問題探究 活動(dòng)設(shè)計(jì) 核心素養(yǎng)

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，是學(xué)生具有化學(xué)學(xué)科特質(zhì)的關(guān)鍵能力和必備品質(zhì)[1]。以《鹽類的水解》教學(xué)為例，以問題探究為導(dǎo)向，通過學(xué)生活動(dòng)的設(shè)計(jì)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)。

蘇教版選修5《化學(xué)反應(yīng)原理》是高中化學(xué)比較難的模塊，屬于較為抽象的“理論課”。部分學(xué)生在學(xué)習(xí)該模塊時(shí)，沒能真正理解，死記硬背概念和原理，結(jié)果只是膚淺的掌握。教師在課堂中設(shè)置一些有價(jià)值的情境及問題，引發(fā)學(xué)生的思考，激發(fā)學(xué)生的探究欲望，在真實(shí)問題中獲取新知，能加深學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解。

一、問題設(shè)計(jì)與社會(huì)生產(chǎn)、生活的聯(lián)系，培養(yǎng)“科學(xué)精神與社會(huì)責(zé)任”

教學(xué)片斷一：【課前準(zhǔn)備】以小組為單位查閱相關(guān)資料

第一組：被黃蜂或蜜蜂叮咬后，可用家庭常用的物質(zhì)處理？你知道是什么嗎？請(qǐng)闡述原理。

第二組：①明礬凈水的原理 ②泡沫滅火器滅火原理

【學(xué)生匯報(bào)一】黃蜂的分泌物中含有堿性物質(zhì)，其主要成分為五羥色胺和組胺，被黃蜂叮咬后，可往患處涂抹食醋，利用酸堿中和除去；蜜蜂的分泌物中含有酸性物質(zhì)，其主要成分是蟻酸，即甲酸，被蜜蜂叮咬后，可往患處涂抹小蘇打、純堿、肥皂水等堿性物質(zhì)除去。

【學(xué)生匯報(bào)二】（1）明礬凈水的原理：明礬溶于水電離出Al3+，生成氫氧化鋁膠體，氫氧化鋁膠體能吸附水中的懸浮粒子，起到凈水的作用。

KAl（SO4）2==K++Al3++2SO42-

Al3++3H2OAl（OH）3（膠體）+ 3H+

（2）泡沫滅火器滅火原理：泡沫滅火器內(nèi)有兩個(gè)容器，分別盛放兩種液體：硫酸鋁和碳酸氫鈉溶液。將滅火器倒立，兩種溶液混合在一起，就會(huì)產(chǎn)生大量的二氧化碳?xì)怏w：

Al2（SO4）3+6NaHCO3==3Na2SO4+2Al（OH）3↓+6CO2↑ 除了兩種反應(yīng)物外，滅火器中還加入了一些發(fā)泡劑。打開開關(guān)，泡沫從滅火器中噴出，覆蓋在燃燒物品上，使燃著的物質(zhì)與空氣隔離，并降低溫度，達(dá)到滅火的目的。

【問題探究1】①從物質(zhì)分類的角度看，NaHCO3、Na2CO3及肥皂水（主要成分：硬脂酸鈉C17H35COONa）屬于哪類物質(zhì)？它們的水溶液為什么顯堿性？

②碳酸氫鈉和硫酸鋁反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是什么？

設(shè)計(jì)意圖：從生活中的問題出發(fā)，通過課前查閱資料，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，讓學(xué)生體會(huì)到化學(xué)學(xué)科的實(shí)用價(jià)值。本課以被黃蜂或蜜蜂叮咬后，處理的方法不相同為情境，引出了鹽類酸堿性的問題。通過對(duì)泡沫滅火器的原理分析，理解鹽類水解的本質(zhì)。當(dāng)化學(xué)教學(xué)與生活實(shí)際緊密聯(lián)系時(shí)，這會(huì)激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，激發(fā)學(xué)生去思考并解決問題。

二、在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)問題，解決問題，培養(yǎng)“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)”

化學(xué)是一門基于實(shí)驗(yàn)的自然科學(xué)。實(shí)驗(yàn)對(duì)提高高中化學(xué)的教學(xué)效率有著舉足輕重的作用。它可以幫助學(xué)生形成化學(xué)概念，理解和掌握化學(xué)知識(shí)，學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)時(shí)，教師要加強(qiáng)引導(dǎo)，規(guī)范操作，通過實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察與分析，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生積極思考，從而達(dá)到提高教學(xué)效率的目的。

教學(xué)片斷二： 合作探究 尋找規(guī)律，培養(yǎng)“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”

【實(shí)驗(yàn)探究1】測(cè)定下列溶液的酸堿性：Na2CO3、NaHCO3、Na2SO4、NH4Cl、CH3COONa、AlCl3

【問題探究2】

（1） 根據(jù)鹽的構(gòu)成特點(diǎn)，按強(qiáng)酸強(qiáng)堿鹽、強(qiáng)酸弱酸鹽、強(qiáng)堿弱酸鹽分類。

（2） 歸納鹽的類型與溶液酸堿性的關(guān)系。

【結(jié)論】（1） 鹽溶液不一定都顯中性，可能顯酸性，也可能顯堿性。

（2） 強(qiáng)酸強(qiáng)堿鹽顯中性，強(qiáng)酸弱堿鹽顯酸性，強(qiáng)堿弱酸鹽顯堿性。

設(shè)計(jì)意圖：通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，鹽也有酸堿性，與已有認(rèn)知出現(xiàn)矛盾，激發(fā)學(xué)生進(jìn)一步探究的欲望。

教學(xué)片斷三： 交流研討 揭示本質(zhì)——培養(yǎng)“宏觀辨識(shí)與微觀探析”、“變化觀念與平衡思想”

【問題探究3】為什么鹽溶液有酸堿性？試分析CH3COONa水溶液顯堿性的原因？

【學(xué)生活動(dòng)】推測(cè)Ⅰ：水能電離出OH-，使溶液顯堿性。

推測(cè)Ⅱ：CH3COONa自身具有堿性。

推測(cè)Ⅲ：CH3COONa與水反應(yīng)生成的物質(zhì)具有堿性。

【實(shí)驗(yàn)探究2】利用桌面上的藥品，設(shè)計(jì)合理的實(shí)驗(yàn)方案，通過實(shí)驗(yàn)得出結(jié)論。

實(shí)驗(yàn)Ⅰ：測(cè)定蒸餾水的pH

實(shí)驗(yàn)Ⅱ：測(cè)定CH3COONa的乙醇溶液的pH

實(shí)驗(yàn)Ⅲ：往CH3COONa的乙醇溶液中加水后測(cè)pH

【結(jié)論】CH3COONa與水反應(yīng)生成的物質(zhì)具有堿性。

【分析】

Ⅰ.CH3COONa水溶液中存在哪些微粒？

Ⅱ.微粒之間能否結(jié)合成難電離的物質(zhì)？對(duì)水的電離平衡有何影響？

Ⅲ.溶液中的氫離子和氫氧根離子濃度會(huì)變化嗎，如何變化？

【交流與討論】原因：溶液中水發(fā)生了微弱的電離，電離出氫離子和氫氧根離子，存在一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡，CH3COONa是強(qiáng)電解質(zhì)，溶于水完全電離出CH3COO-和Na+。CH3COO-就會(huì)結(jié)合水電離出的H+生成弱電解質(zhì)醋酸。所以，c（H+）減少，導(dǎo)致H2O的電離平衡被破壞，平衡向右移動(dòng)，從而使c（OH-）>c（H+），溶液呈堿性。

設(shè)計(jì)意圖：體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)探究的過程，提高學(xué)生分析問題解決問題的能力；平時(shí)教學(xué)中學(xué)生更多的是根據(jù)已有的方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，缺少給學(xué)生自己發(fā)現(xiàn)問題，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案的機(jī)會(huì)。驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)對(duì)幫助學(xué)生理解、掌握有關(guān)的化學(xué)知識(shí)，提高化學(xué)教學(xué)質(zhì)量起到很大的促進(jìn)作用，但是它不利于培養(yǎng)科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)。通過將驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)改為探究性實(shí)驗(yàn)，既能活躍思維，激發(fā)興趣，還能加深對(duì)知識(shí)的理解。在實(shí)際的教學(xué)中，學(xué)生剛開始思路不清晰，實(shí)驗(yàn)方案不完整，在不斷點(diǎn)撥下，還是順利開展了?？梢娊虒W(xué)中更應(yīng)從不同探究環(huán)節(jié)給學(xué)生不同的鍛煉。

【板書】水解實(shí)質(zhì)：促進(jìn)水的電離平衡正向進(jìn)行

CH3COONa==CH3COO-+Na+

H2OH++OH-

CH3COOH

CH3COONa+H2OCH3COOH+NaOH

CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-

【課堂練習(xí)】請(qǐng)同學(xué)運(yùn)用剛才的思維方法和書寫方式來分析NH4Cl的水解過程。

【追問】強(qiáng)酸強(qiáng)堿鹽會(huì)發(fā)生水解嗎，為什么？請(qǐng)舉例說明。

【學(xué)生】不會(huì)，強(qiáng)酸強(qiáng)堿鹽如NaCl，電離出的Cl-和Na+不會(huì)與水電離出來的H+或OH-反應(yīng)生成弱電解質(zhì)，所以強(qiáng)酸強(qiáng)堿鹽不會(huì)水解。

設(shè)計(jì)意圖：類推的方法是學(xué)習(xí)化學(xué)的一種重要能力。將新知類比遷移，不僅提高課堂教學(xué)效率，也培養(yǎng)了學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的能力，鞏固思維過程，使陳述性知識(shí)轉(zhuǎn)化為程序性知識(shí)。

【小結(jié)】水解方程式的書寫

【歸納總結(jié)】（1）鹽類的水解的定義：溶液中鹽電離出來的離子與水電離出來的H+或OH-結(jié)合生成弱電解質(zhì)的反應(yīng)。

（2）鹽類水解的本質(zhì)：溶液中由鹽電離出的弱酸的陰離子或弱堿的陽離子與水電離出的H+或OH-結(jié)合生成弱電解質(zhì)，促進(jìn)水的電離平衡向右移動(dòng)。

（3）水解規(guī)律：無弱不水解；有弱才水解；誰強(qiáng)顯誰性

【問題探究4】寫出NaClO、FeCl3溶液的水解離子方程式

三、 首尾呼應(yīng)，體驗(yàn)化學(xué)與社會(huì)生產(chǎn)、生活的聯(lián)系，培養(yǎng)“科學(xué)精神與社會(huì)責(zé)任”

教學(xué)片斷四：

【問題解決1】Na2CO3、NaHCO3和硬脂酸鈉溶液顯堿性的原因？寫出Na2CO3的水解離子方程式。

【板書】CO32-+H2OHCO3-+OH- （以第一步為主）

HCO3-+H2OH2CO3+OH-

【問題解決2】 碳酸氫鈉和硫酸鋁反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是Al3+與HCO3-反應(yīng)，Al3+水解呈酸性，碳酸根離子水解呈堿性，兩者水解互促。

【教師】由于鋁離子水解生成Al（OH）3，溶解度很小，HCO3-水解生成H2CO3，不穩(wěn)定易分解生成CO2氣體，即水解產(chǎn)物能脫離反應(yīng)體系，促進(jìn)平衡正向進(jìn)行，直至反應(yīng)完全，稱為雙水解。

【板書】4、應(yīng)用：泡沫滅火器原理：Al3++3HCO3-==Al（OH）3↓+3CO2↑

設(shè)計(jì)意圖：鞏固所學(xué)知識(shí)，學(xué)以致用。學(xué)生通過學(xué)習(xí)，感受到化學(xué)的實(shí)用價(jià)值，提高學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣。

四、給課堂適當(dāng)“留白”

學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體，學(xué)生的學(xué)習(xí)是主動(dòng)構(gòu)筑自己的知識(shí)大廈，而不是被動(dòng)地接受知識(shí)的灌輸。因此，在教學(xué)過程中我們可以設(shè)計(jì)一些有價(jià)值的拓展問題，鼓勵(lì)學(xué)生課后思考。適當(dāng)?shù)恼n堂“留白”，作為教學(xué)延伸的窗口，有助于提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。

教學(xué)片段五：

【課后思考】弱酸弱堿鹽，如CH3COONH4、NH4F會(huì)水解嗎？溶液顯什么性？

【分析】氟離子、醋酸根離子水解呈堿性和銨根離子呈酸性，這種屬于水解互促，最終溶液呈什么性，與什么有關(guān)？這涉及到鹽類水解的影響因素，請(qǐng)你課后思考，我們第二節(jié)課解決。

設(shè)計(jì)意圖：“CH3COONH4溶液呈什么性”的課后思考題，不僅加深了對(duì)本節(jié)課知識(shí)的理解，也為后續(xù)鹽類水解的影響因素的學(xué)習(xí)作了一個(gè)鋪墊。

以化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)為導(dǎo)向的“理論課”教學(xué)中，應(yīng)設(shè)計(jì)有價(jià)值的教學(xué)活動(dòng)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，讓學(xué)生主動(dòng)參與探究，教師要多觀察、多聆聽，發(fā)現(xiàn)有價(jià)值的課堂生成問題。在教與學(xué)的動(dòng)態(tài)過程中，教師與學(xué)生相互作用、共同探研，在這個(gè)過程中，培養(yǎng)了學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。

【參考文獻(xiàn)】

[1]教育部基礎(chǔ)教育課程教材專家工作委員會(huì)普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)修訂組.普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2016 版初稿）[M].2016，9.

[2]王云生.課堂轉(zhuǎn)型與學(xué)科核心素養(yǎng)培養(yǎng)——中學(xué)化學(xué)課堂教學(xué)改革探索[M].上海：上海教育出版社，2016：80-81.

（作者單位：浙江省溫州中學(xué)）