高中化學(xué)教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)施

中國人民大學(xué)附屬中學(xué)北京經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)學(xué)校 相 虎

一、高中化學(xué)教學(xué)變化觀念與平衡思想培育的意義

我國《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版)》中提出了五項(xiàng)化學(xué)核心素養(yǎng)，其中就有“變化觀念與平衡思想”，這是高中化學(xué)教育中培養(yǎng)學(xué)生具備并得到發(fā)展的一種能力與品質(zhì)。對于“變化觀念與平衡思想”，其主要指通過化學(xué)學(xué)習(xí)能夠認(rèn)識到物質(zhì)是運(yùn)動(dòng)與變化的，了解化學(xué)變化是在一定條件下按照一定規(guī)律才能產(chǎn)生的，且是可以調(diào)控的，同時(shí)還要求學(xué)生能夠多角度、動(dòng)態(tài)地分析化學(xué)反應(yīng)并運(yùn)用化學(xué)原理解決實(shí)際問題?？梢哉f，學(xué)生的“變化觀念與平衡思想”是其認(rèn)識客觀物質(zhì)世界變化與運(yùn)動(dòng)規(guī)律的基礎(chǔ)，這與辯證唯物主義的觀點(diǎn)是一致的，有助于學(xué)生理解和掌握運(yùn)動(dòng)變化這一客觀規(guī)律并以運(yùn)動(dòng)變化的眼光來看待客觀世界，分析現(xiàn)實(shí)問題，進(jìn)而掌握科學(xué)的思維和方法論。從這一目標(biāo)不難發(fā)現(xiàn)，“變化觀念與平衡思想”并非單純是使學(xué)生理解化學(xué)層面的變化與平衡概念，而是需要其通過化學(xué)學(xué)習(xí)來構(gòu)建自身對客觀世界進(jìn)行科學(xué)認(rèn)知的一種世界觀與思維方式。

二、當(dāng)前高中化學(xué)教學(xué)中有關(guān)“變化觀念與平衡思想”培育的問題

對于“變化觀念與平衡思想”這一抽象的教學(xué)內(nèi)容，其必然給學(xué)生的理解掌握帶來較大難度，需要采取一定的方法策略才能使學(xué)生領(lǐng)會其內(nèi)涵，并理解和掌握其在解決實(shí)際化學(xué)問題上的應(yīng)用。然而當(dāng)前國內(nèi)高中化學(xué)在“變化觀念與平衡思想”教育培養(yǎng)過程中存在一些共性問題。

（一）對于化學(xué)平衡與變化觀念多以灌輸和死記硬背為主

化學(xué)平衡教學(xué)普遍存在灌輸和強(qiáng)記的問題，這是因?yàn)榛瘜W(xué)教師僅將化學(xué)平衡相關(guān)知識的教學(xué)作為一種單純的知識傳遞，未能重視其在學(xué)生核心素養(yǎng)構(gòu)建上的重要作用。從而導(dǎo)致化學(xué)教學(xué)只專注于學(xué)生對文字概念的記憶和掌握，而未能從科學(xué)角度、從認(rèn)知客觀世界的角度讓學(xué)生去理解化學(xué)、感受化學(xué)。

（二）未能對學(xué)生學(xué)科思維進(jìn)行培養(yǎng)與構(gòu)建

這一問題在本質(zhì)上同樣源于教師對化學(xué)教學(xué)認(rèn)知的偏差，即為應(yīng)對高考使得化學(xué)知識技能的掌握成為教學(xué)重點(diǎn)。作為核心素養(yǎng)的“變化觀念與平衡思想”的內(nèi)在思維方法和所體現(xiàn)出的科學(xué)素養(yǎng)沒有在教學(xué)中予以重視，從而使學(xué)生只掌握了基本化學(xué)知識，但卻未形成運(yùn)用“變化觀念與平衡思想”進(jìn)行思考的思維習(xí)慣和方式，導(dǎo)致學(xué)生的能力幾乎未得到提升。學(xué)生在畢業(yè)后就將化學(xué)知識忘卻，將高中化學(xué)學(xué)習(xí)過程中所花費(fèi)的時(shí)間與精力白白浪費(fèi)，未對學(xué)生發(fā)展產(chǎn)生任何實(shí)質(zhì)性價(jià)值。

三、基于核心素養(yǎng)“變化觀念與平衡思想”培育的高中化學(xué)教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)施

（一）運(yùn)用多種手段進(jìn)行化學(xué)平衡概念講解，初步認(rèn)識“變化觀念與平衡思想”

鑒于“變化觀念與平衡思想”的抽象性，教師在對高中化學(xué)平衡概念進(jìn)行教學(xué)時(shí)應(yīng)轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的單純文字概念講解灌輸?shù)姆椒?，轉(zhuǎn)而用更多教學(xué)手段來幫助學(xué)生理解。尤其是化學(xué)平衡概念中關(guān)于“在一定條件下的可逆反應(yīng)”，由于涉及“可逆”這一概念，這與學(xué)生以往學(xué)習(xí)的“不可逆”截然不同，如果教師僅通過教材中的例子進(jìn)行講解，學(xué)生很難從宏觀現(xiàn)象推出微觀反應(yīng)原理。對此，教師可以針對宏觀理解與微觀原理采取不同的教學(xué)手段。

在化學(xué)平衡的宏觀理解上，教師可以為學(xué)生舉一些直觀性強(qiáng)且與學(xué)生現(xiàn)實(shí)生活較為貼近的例子。如人在跑步機(jī)上跑步，當(dāng)調(diào)節(jié)人的速度與跑步機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)速度相同時(shí)，兩者雖然都在運(yùn)動(dòng)，但處于一種平衡狀態(tài)，只是運(yùn)動(dòng)方向不同罷了。為增強(qiáng)這一例子的直觀形象性，教師還可以運(yùn)用動(dòng)畫對人與跑步機(jī)的這種平衡狀態(tài)進(jìn)行演示，如此，學(xué)生就容易從宏觀上理解“可逆”與“動(dòng)態(tài)平衡”的概念。

在微觀原理認(rèn)知上，教師可以利用實(shí)驗(yàn)手段輔助教學(xué)。如將教材內(nèi)關(guān)于NO2與N2O4的轉(zhuǎn)化設(shè)計(jì)為演示實(shí)驗(yàn)，利用20ml容量的注射器吸取10ml的NO2，然后再控制注射器活塞分別位于20ml、10ml、5ml刻度處，讓學(xué)生觀察此過程中顏色的變化。這一實(shí)驗(yàn)可以更加直觀明了地使學(xué)生了解化學(xué)平衡上的“可逆”這一概念在化學(xué)原理上的含義。

（二）注重思維發(fā)展規(guī)律培育學(xué)生變化思維

化學(xué)上的“變化觀念與平衡思想”是辯證唯物史觀在學(xué)科中的具體體現(xiàn)，因此，其具有抽象性以及高度邏輯性，包含了哲學(xué)層面量變與質(zhì)變、否定之否定、現(xiàn)象與本質(zhì)等一系列思想，同時(shí)也涵蓋了物質(zhì)觀、變化觀、守恒觀等觀念。因此，化學(xué)教學(xué)中學(xué)生“變化觀念與平衡思想”的培育是對學(xué)生思維觀念的一種全方位培養(yǎng)，可以使其從化學(xué)層面將這種思維觀念延伸到其他領(lǐng)域中，用以指導(dǎo)學(xué)生解決其他領(lǐng)域的實(shí)際問題。

高中化學(xué)教學(xué)中應(yīng)重視學(xué)生的變化思維培養(yǎng)。但必須注意的是，人的思維養(yǎng)成是基于一定規(guī)律的，最初學(xué)生認(rèn)知體系十分有限，所以必須通過教師的講解、歸納演繹、分析綜合逐漸掌握化學(xué)學(xué)科中的平衡知識，將之融入自己的認(rèn)知體系中。然后，通過學(xué)生解決化學(xué)問題中對化學(xué)變化與平衡思想應(yīng)用逐漸構(gòu)建自己的變化觀念與平衡思維方式。最后，在解決各類化學(xué)現(xiàn)實(shí)問題中，學(xué)生結(jié)合“變化觀念與平衡思想”進(jìn)行條件變化分析、演繹推理以及綜合作答，能夠不斷強(qiáng)化自己的抽象思維、邏輯思維，最終使自身的“變化觀念與平衡思想”構(gòu)建完善，達(dá)到在其他領(lǐng)域進(jìn)行遷移的效果。由此可見，高中化學(xué)教學(xué)中，教師應(yīng)在遵循學(xué)生思維發(fā)展規(guī)律的基礎(chǔ)上將學(xué)生變化思維培育作為重點(diǎn)，以使學(xué)生真正領(lǐng)會“變化觀念與平衡思想”的精髓，使之成為學(xué)生獨(dú)立解決難題的重要幫助。

（三）設(shè)計(jì)專項(xiàng)訓(xùn)練幫助學(xué)生領(lǐng)悟“變化觀念與平衡思想”

任何能力的培養(yǎng)都離不開訓(xùn)練的輔助，這是教育學(xué)、心理學(xué)等眾多學(xué)科的普遍共識。所以，高中化學(xué)教學(xué)中針對“變化觀念與平衡思想”培育進(jìn)行專項(xiàng)訓(xùn)練的設(shè)計(jì)與組織是十分關(guān)鍵的。在這一方面，教師可以循序漸進(jìn)地對學(xué)生進(jìn)行訓(xùn)練，以使學(xué)生由淺入深地領(lǐng)悟“變化觀念與平衡思想”。首先，教師可以先為學(xué)生提供難度較小的化學(xué)習(xí)題，這些習(xí)題要能夠直觀體現(xiàn)平衡概念，以使學(xué)生對這一概念的認(rèn)知得到鞏固。其次，設(shè)置較難題型讓學(xué)生利用自己學(xué)到的內(nèi)容進(jìn)行知識遷移，進(jìn)而使其在這些題型中進(jìn)一步總結(jié)化學(xué)平衡規(guī)律。如先對教材內(nèi)基本的化學(xué)平衡圖像進(jìn)行繪制，然后再向陌生圖像習(xí)題中進(jìn)行遷移，以實(shí)現(xiàn)學(xué)生能力的突破。

比如：教師在對“化學(xué)反應(yīng)的速率與限度”進(jìn)行教學(xué)期間，可以給學(xué)生滲透“變化觀念與平衡思想”。在課堂中，教師可以先輔助學(xué)生對“CaCl2與Na2SO4反應(yīng)”進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。可以先在試管中加1mol/L且3ml—4ml的CaCl2溶液，接著再加1mol/L且5ml—10ml的Na2SO4溶液。之后，學(xué)生就可以看到出現(xiàn)了許多白色沉淀，在進(jìn)行靜置后，獲得較少的上層溶液，把其放至另外一個(gè)試管中，并加1mol/L的Na2CO3溶液，學(xué)生在這時(shí)就可以發(fā)現(xiàn)，出現(xiàn)了部分白色沉淀。在對這一現(xiàn)象進(jìn)行相應(yīng)的分析研究后，學(xué)生就可以發(fā)現(xiàn)，在CaCl2、Na2SO4所發(fā)生的反應(yīng)中，Ca2+并未完全得到反應(yīng)，Ca2+、SO42-間所發(fā)生的反應(yīng)具有可逆性。之后，教師可以提出部分問題，并輔助學(xué)生歸總出可逆反應(yīng)有關(guān)的特點(diǎn)，如“在剛開始發(fā)生反應(yīng)時(shí)，是反應(yīng)物具有更高的濃度，還是生成物具有更高的濃度？在剛開始發(fā)生反應(yīng)時(shí)，是正反應(yīng)具有更高的速率，還是逆反應(yīng)具有更高的速率？”

在觀看了所有反應(yīng)后，學(xué)生能夠認(rèn)知到可逆反應(yīng)具有相應(yīng)的限度，在達(dá)到這一限度后，正反應(yīng)的速率也就等同于逆反應(yīng)的速率，且反應(yīng)物、生成物相應(yīng)的濃度均不會再出現(xiàn)任何變化。最后，再進(jìn)行化學(xué)學(xué)科中更為復(fù)雜的平衡曲線問題、恒溫恒壓問題以及恒溫恒容充無關(guān)氣體或充相關(guān)氣體的變化問題等的訓(xùn)練。但在專項(xiàng)訓(xùn)練設(shè)計(jì)中應(yīng)注意避免題海戰(zhàn)術(shù)，必須結(jié)合高中化學(xué)核心素養(yǎng)培養(yǎng)要求和學(xué)生能力提升規(guī)律進(jìn)行題型的篩選，做到具有代表性、針對性，以確保學(xué)生在每一階段訓(xùn)練后都能得到相應(yīng)能力層次的提升。

綜上所述，高中化學(xué)核心素養(yǎng)從本質(zhì)上是學(xué)生發(fā)展所必須具備的各種能力與品質(zhì)，而學(xué)科知識只是這種能力與品質(zhì)培養(yǎng)的一個(gè)媒介或載體。因此，化學(xué)教學(xué)必須深刻領(lǐng)會“變化觀念與平衡思想”的真正內(nèi)涵，進(jìn)而圍繞其培育目標(biāo)做好教學(xué)設(shè)計(jì)并合理實(shí)施，以切實(shí)幫助學(xué)生構(gòu)建“變化觀念與平衡思想”。