化學學科核心素養(yǎng)在教學過程中的滲透

潘發(fā)吉 劉會文

摘要：學科核心素養(yǎng)是學科必不可少的組成部分，是學科的靈魂，它的載體是課堂教學內容.本文結合《影響化學平衡移動的因素》教學案列研究，闡述如何通過課堂教學來提升學生核心素養(yǎng)能力，并利用這些能力反哺于學科知識的理解和應用，體現(xiàn)化學學科在社會生活中的價值.

關鍵詞：核心素養(yǎng) 化學平衡移動 能力培養(yǎng)

一、研究背景

高中化學課程標準修訂是根據(jù)教育部提出的學生發(fā)展核心素養(yǎng)的要求，結合高中化學課程的特點，提出的高中化學學科的核心素養(yǎng)，主要包括宏觀與微觀相結合、變化與平衡相統(tǒng)一以及證據(jù)推理與模型認識、實驗探究與創(chuàng)新意識、科學精神和社會價值等五個要素.本文結合人教版選修4第二章“化學反應速率與化學平衡”章節(jié)中《影響化學平衡移動的因素》的教學設計，探討如何培養(yǎng)學生的化學學科核心素養(yǎng)能力.

本章內容是中學化學重要的基礎理論，是整個中學化學教材中的重點和難點，具有承上啟下的作用.承上：進一步鞏固和強化濃度、溫度、壓強對化學反應速率的影響.啟下：是電離平衡、水解平衡及溶解平衡的理論基礎.本節(jié)課教學對象是高二學生，他們具有獨立思考問題的能力，已經(jīng)學習了“化學反應速率、影響化學反應速率的因素、化學平衡”等理論， 了解了濃度、溫度、壓強、催化劑等外界條件對化學反應速率的影響等內容，不僅在知識上為本節(jié)教學奠定了基礎，而且其探討問題的思路和方法，也可遷移用來指導學生進行本章節(jié)學習，以此為契機激發(fā)學生學習的主動性.

二、目標達成分析

1.宏觀與微觀相結合

通過對化學平衡的宏觀外部特征（先變化后不變）與微觀微粒的變化（反應仍在進行）相結合的分析使學生建立化學平衡的概念，理解化學平衡的特征.

2.變化與平衡相統(tǒng)一

通過分析濃度、溫度等外界條件的改變對速率的影響，掌握平衡移動的規(guī)律和化學平衡狀態(tài)的判斷，初步學會用v-t圖像分析平衡移動過程.

3.實驗探究與創(chuàng)新意識

通過 “以問題為索引，學生為主體”的科學探究過程，采用啟發(fā)誘導法、實驗探究法，并與多媒體有機結合，在教學過程中突出情境設置、突出學法指導，培養(yǎng)學科素養(yǎng)，做到“授之以漁”，有效啟發(fā)學生思考，便于學生接受，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識.

4.科學精神和社會價值

通過將一氧化碳中毒病人如何處理的案例引入探究實驗的學習環(huán)節(jié)，激發(fā)學生濃厚的學習興趣以及探索新知的欲望.聯(lián)系平衡移動原理在生產生活中的用途及意義，建立STSE（化學與社會、科技、環(huán)境）思想.通過分組實驗，增強團隊合作意識，培養(yǎng)學生科學精神和社會價值等方面的核心素養(yǎng).

三、主要教學過程滲透

1.創(chuàng)設情境引入新課.

如何處理一氧化碳中毒的病人？

一氧化碳中毒后急救原則，迅速將病人轉移到空氣新鮮的地方，保持呼吸道通暢（或送醫(yī)院放入高壓氧倉）.這里面有什么科學道理呢？

【設計意圖】設計研究情境，激發(fā)學生的興趣.

2.構建化學平衡移動概念.

【復習】化學平衡標志及特點.

【思考】V正=V逆是達到化學平衡的重要標志，對于一個已經(jīng)達到平衡狀態(tài)的可逆反應，如果改變條件，該反應還能繼續(xù)保持平衡嗎？經(jīng)過一段時間后，平衡會一直被打破嗎？

【分析】V正=V逆V正≠V逆V′正=V′逆.

【本質】外界條件的改變，引起了正逆反應速率發(fā)生了不同程度的變化，導致V正≠V逆.

【設計意圖】通過對化學平衡的特征和標志分析，構建化學平衡移動的概念，感受化學平衡移動的原理，同時聯(lián)系生活實際，明白哲學中運動是永恒的原理，培養(yǎng)學生能用對立統(tǒng)一、聯(lián)系發(fā)展和動態(tài)平衡的觀點考查，分析化學反應的核心素養(yǎng).

3.小組討論設計方案.

【活動1】探究濃度對化學平衡移動的影響.

要求：根據(jù)已知的兩個可逆反應，選用提供的實驗藥品（0.1mol/L K2Cr2O7溶液、濃硫酸、0.1mol/L NaOH溶液;0.1mol/L FeCl3溶液、0.01mol/L FeCl3溶液、 0.1mol/L KSCN溶液、0.01mol/L KSCN溶液）設計實驗，通過改變濃度來說明平衡移動的情況.

小組討論實驗方案、設計實驗步驟、動手實驗，記錄，形成結論.

【匯報分析】每小組由一名學生匯報本組設計的實驗過程、現(xiàn)象、得出結論.

Fe3+ + 3SCNFe（SCN）3

（黃色） ? ? ?（紅色）

Cr2O2-7 + H2O2CrO2-4 + 2H+

（橙色） ? ? ? ? ? （黃色）

【總結】增大反應物或減小生成物濃度，平衡向正反應方向進行;減小反應物或增大生成物濃度，平衡向逆反應方向進行.

【活動】學生嘗試畫出濃度對化學平衡移動的影響的速率-時間圖像.

【學以致用 呼應情境】解釋一氧化碳中毒的原理及搶救措施的科學原理.

【結論】（1）化學方程式（中毒原理）：HbO2+COHbCO+O2.

（2）增大氧氣的濃度，平衡逆向移動，使攜帶CO的血紅蛋白轉換成攜帶O2的血紅蛋白.

【活動2】探究溫度對化學平衡移動的影響.

要求：根據(jù)已知的熱化學方程式，選用提供的藥品和儀器（NO2和N2O4混合氣體的平衡球，盛有熱水燒杯、盛有冷水燒杯），迅速完成實驗，形成結論.

【匯報分析】一名學生匯報本組實驗過程、現(xiàn)象、得出結論.

2NO2（g）N2O4（g） △H=-56.9 kJ/mol

（紅棕色） ?（無色）

【結論】升高溫度，化學平衡向吸熱的方向移動;降低溫度，化學平衡向放熱的方向移動.

【活動】學生嘗試畫出溫度對化學平衡移動的影響的速率-時間圖像，分析與濃度圖像區(qū)別.

【設計意圖】通過討論設計濃度、溫度對化學平衡移動的影響實驗方案，培養(yǎng)學生科學探究與創(chuàng)新意識的科學素養(yǎng).認識科學探究是進行科學解釋和發(fā)現(xiàn)、創(chuàng)造和應用的科學實踐活動;能發(fā)現(xiàn)和提出有探究價值的問題，從問題和假設出發(fā)，確定探究目的、設計探究方案，進行科學探究;善于合作，敢于質疑，勇于創(chuàng)新.學會用已學知識解決實際問題，也使學生進一步認識到一切事物都包含著既對立又統(tǒng)一的兩個方面，矛盾的雙方依據(jù)一定的條件向各自相反的方向轉化.我們所討論的化學反應平衡問題中包含著正反應和逆反應這兩個既對立又統(tǒng)一的矛盾體，它們除受化學反應自身因素影響外，還在溫度、壓強、濃度等外界條件的影響下相互轉化.所以，化學反應平衡過程和結果都展現(xiàn)了辯證法的觀點.

4.從微觀和宏觀相聯(lián)系的視角分析、表征問題.

本節(jié)課的核心問題是學生對化學平衡移動的理解，為了使學生形成化學學科的思維和素養(yǎng)，本節(jié)課的教學以NO2與N2O4之間的轉化來探究溫度對平衡移動的影響，平衡密閉球是我們常用的教具，通過溫度的升高顏色加深，可以提出“為什么紅棕色顏色會加深”的問題，引導學生得出“有更多的NO2生成”的結論，進而說明了平衡發(fā)生了移動，讓學生進一步理解宏觀的變化能夠透過現(xiàn)象認識微觀粒子的變化，借助課件展示微觀粒子的變化圖像.（彩色分子為活化分子，黑白分子為普通分子）當溫度升高時，一部分普通分子變成活化分子，導致活化分子百分數(shù)增大，正逆反應速率都增大，但是增大的程度不一樣（從升溫后活化分子數(shù)目的變化可以直觀判斷），導致V正≠V逆，化學平衡向生成NO2的方向移動，即向吸熱反應方向移動.

【設計意圖】通過對溫度影響平衡移動的原理分析，引導學生構建微觀模型，從微觀層面理解平衡移動的本質，讓學生學會從宏觀和微觀相聯(lián)系的視角分析、表征問題的能力，培養(yǎng)學生宏觀辨識與微觀探析的能力.

5.課堂小結.

本節(jié)課主要通過實驗探究、分析推理、交流討論等手段，教師引導學生主動構建化學平衡移動的概念，學習基于實驗證據(jù)推理得出結論的思維方法，培養(yǎng)學生化學學科核心素養(yǎng)能力，運用平衡移動的原理解決與之相關的實際問題，體現(xiàn)化學學科的社會價值.理解哲學中運動是永恒的原理，培養(yǎng)學生能用對立統(tǒng)一、聯(lián)系發(fā)展和動態(tài)平衡的觀點分析化學反應的核心素養(yǎng).

那么什么是核心素養(yǎng)呢，就是當你把所有在課堂上學習到的知識都忘記以后，剩下的東西，那就是素養(yǎng)，在課堂上學習化學，絕對不是只想把你培養(yǎng)成化學家，更多的是在學習中增強自身的能力，樹立正確的情感態(tài)度以及價值觀，化學留給學生終身受益的東西就是“核心素養(yǎng)”，核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，需要更多的化學教師進行不斷的探究和努力.

參考文獻：

[1]中華人民共和國教育部.普通高中化學課程標準整體框架[M].北京：人民教育出版社，2003.

[2]王陳穎.基于高中生核心素養(yǎng)培養(yǎng)的元素化合物知識教學研究[D].杭州師范大學碩士論文，2016.