核心素養(yǎng)視域下變化觀念與平衡思想的構(gòu)建策略

周衛(wèi)華

摘要：“變化觀念與平衡思想”的建構(gòu)作為高中化學核心素養(yǎng)之一，迫切要求教師在日常教學實踐中探索出培養(yǎng)策略。本文從如何引導學生理解變化觀念、強化變化觀念與平衡思想、完成知識的遷移與應用等方面出發(fā)，就聯(lián)系生活實例、觀察實驗現(xiàn)象、分析曲線圖示、借助信息技術、繪制思維導圖、開展專題探究等具體的教學策略展開探究，以幫助學生逐步形成學科意識，建構(gòu)變化觀念與平衡思想，進而為化學學科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)奠定基礎。

關鍵詞：高中化學;核心素養(yǎng);變化觀念;平衡思想

在高中化學教學過程中，教師要幫助學生認識化學反應中物質(zhì)的變化與運動，明確在反應過程中所歷經(jīng)的知識原理，以及物質(zhì)變化的實質(zhì)反應;運用多維度抽象思維理解反應變化過程中反應速率的變化可以通過改變反應條件而改變;認知化學反應的客觀規(guī)律，并且能夠運用到實際問題解答過程中，促進知識的遷移應用。這些是構(gòu)建學生“變化觀念與平衡思想”、培養(yǎng)核心素養(yǎng)所歷經(jīng)的全部過程，也是教師在高中化學教學過程中要抓好、抓實的教學思路。

1? ?聯(lián)系生活實例，理解概念內(nèi)涵

概念內(nèi)涵要基于辯證角度思考，其本就是抽象的，結(jié)果是已經(jīng)發(fā)生的改變，而其中微觀的變化是學生用肉眼觀察不到的，要求學生從宏觀角度考慮這些概念實質(zhì)，則過于抽象。因此，筆者認為，可以通過聯(lián)系生活實際的方式，將微觀的“化學”嵌入類似原理的現(xiàn)實載體中，從而理解內(nèi)涵與實質(zhì)，達到發(fā)展學生核心素養(yǎng)的根本目的。

例如，在“勒夏特列原理”的講解過程中，在筆者敘述到“勒夏特列原理”主要是指在可逆反應中，如果改變影響平衡的一個條件（如濃度、壓強、溫度等）時，平衡就向能夠減弱這種改變的方向移動。其實學生在分析該原理時，也能夠明白其所指的意思是當可逆反應中的平衡被外界條件破壞后，需要再次達到新的平衡。而筆者發(fā)現(xiàn)，讓學生理解平衡移動方向時，基于學生的抽象能力薄弱，無法辯證地分析變化量，“朝著減弱這種改變的方向移動”是學生的思維瓶頸，因為從哲學角度來講，改變已經(jīng)是必然結(jié)果，但是否能夠突破思維瓶頸，成為學生是否能夠建立變化觀念與平衡思想的關鍵。筆者便采用聯(lián)系生活實際的方式，讓學生想象人在跑步機上跑步的情景，當人突然加速，跑步機不加速時，會出現(xiàn)什么情況？隨后將跑步機也加速，又會如何？學生聯(lián)系實際，認識到當人突然加速時，會在跑步機上勻減速前進，當跑步機也加速時，人會勻減速后退，最后當人與跑步機速度相同時，便會相對靜止。再回歸到“勒夏特列原理”的探究中，學生則明白，原理就是不同程度地改變速度，一旦速度發(fā)生改變，平衡就會被破壞，當速度重新相同時，則達到新的平衡，學生便理解了概念的內(nèi)涵與實質(zhì)。

隨著化學學習的不斷深入，很多學生深感化學學科的抽象性強，難度很大。但實際上，化學是一門與實際生活關聯(lián)性很強的學科，教師要善于在開展化學教學時將化學知識與生產(chǎn)、生活聯(lián)系起來，引導學生認識到生活中有許多現(xiàn)象都可以用化學原理進行分析與解釋，體會到化學在解決實際問題中的重要價值，進而提高學生從復雜問題中提煉出化學問題并解決實際問題的能力。

2? ?觀察實驗現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)隱性規(guī)律

要想引導學生理解可逆反應，更好地構(gòu)建變化觀念與平衡思想，教師可以讓學生進行實驗操作，這是幫助學生快速理解可逆反應原理與尋找化學規(guī)律比較直接的教學方式。因此，教師要重視實驗教學在化學教學中的重要作用，結(jié)合教學內(nèi)容為學生提供實驗操作與探究的機會，使學生在自主實驗過程中經(jīng)歷知識的形成過程，深化化學思想方法。

例如，在“勒夏特列原理”章節(jié)內(nèi)容的課后實驗環(huán)節(jié)，筆者沒有選擇一筆帶過，而是帶領學生按照探究中的實驗步驟，準備好教學器具，引導其動手操作，觀察實驗中的現(xiàn)象。該實驗探究主要研究了在鉻酸鉀與重鉻酸鉀之間相互轉(zhuǎn)換的可逆反應，在實驗過程中進行探究。學生在分析了該反應后，認為該實驗主要圍繞2CrO42-+2H+= Cr2O72-+H2O的探究展開。第一步，先在該反應實驗中滴入NaOH溶液，觀察溶液顏色從黃色變?yōu)槌燃t色，再逐漸滴入HNO3溶液，學生發(fā)現(xiàn)溶液顏色從橙紅色變?yōu)辄S色。此時，筆者便引導學生描述實驗現(xiàn)象。學生根據(jù)已經(jīng)掌握的概念理論，進行判斷，首先在溶液中加入NaOH溶液，本質(zhì)為向溶液中引入了OH-離子，破壞了其原有的平衡，使得CrO42-離子濃度增大，CrO72-離子濃度降低，使平衡向左移;而向溶液中滴入HNO3溶液，則是向溶液中引入H+離子，使得CrO72-離子濃度增大，CrO42-離子濃度降低，平衡向右移動。在總結(jié)出實驗結(jié)論后，學生便認識了另一個規(guī)律，在其他條件不變的情況下，增大（減?。┓磻餄舛然驕p小（增大）生成物濃度，平衡朝著正（逆）反應方向移動，并通過實驗方式，再次驗證了這一規(guī)律的可行性。

實驗教學是化學教學中重要的組成部分。在實際教學中，部分教師會感到實驗教學的可操作性不強，實驗效果不明顯，但這并不是在化學教學中忽視實驗操作的理由。作為高中化學教師，我們要不斷發(fā)揮教學思考力，對傳統(tǒng)的、可行性不強、效果不明顯的實驗進行改進與創(chuàng)新，優(yōu)化實驗教學策略，真正發(fā)揮實驗教學的積極效用。

3? ?分析曲線圖示，指導遷移應用

在變化觀念與平衡思想的構(gòu)建過程中，離不開化學平衡圖像。圖像往往能夠反映一部分數(shù)據(jù)，但要想發(fā)揮圖像教學在理解新知識、解決化學問題方面的作用，關鍵在于學生是否能夠在已知圖像中獲取關鍵信息，能夠通過數(shù)據(jù)簡單直觀地繪制出平衡圖像。

例如，在探究反應物濃度對平衡速率的影響時，教師可以給出相應的圖線引導學生進行探索。學生在分析中了解到，圖示曲線其實就是控制變量法的另一種表達方式，演繹了變化因素對反應速率的影響，筆者在教學識別曲線時，要系統(tǒng)地為學生總結(jié)需要注意的事項，如認清圖示橫、縱坐標表示的物理量;看清起點及變化趨勢;關注曲線中“平”“抖”情況;理解原點、拐點、極值點的意義。之后，筆者便給出一些習題，讓學生進行知識遷移與應用，如I2在KI溶液中存在的平衡反應，采用I3-與溫度T的圖像，讓其自主判斷，看其是否能夠從圖像中獲取信息。學生首先列出離子方程式，再確定變化因素，發(fā)現(xiàn)隨溫度升高I3-離子濃度下降，判斷出該反應熵是否大于0，再通過曲線圖示判斷在不同溫度下，反應平衡常數(shù)K的大小，以及某一狀態(tài)時，正反應與逆反應速率的大小，成功完成知識的遷移應用。

在核心素養(yǎng)視域下構(gòu)建學生的變化觀念與平衡思想，要充分了解學生的思維水平，盡量使用符合其認知能力的教學方式，將抽象內(nèi)容用聯(lián)系生活、觀察現(xiàn)象的形式剝離出其表征，學生的核心素養(yǎng)能力才能不斷提升。因此，教師在教學較為抽象、理解難度大的化學知識內(nèi)容時，要善于利用分析曲線圖示的方式，將抽象的“數(shù)”與形象的“形”有意識地結(jié)合起來，引導學生掌握數(shù)形結(jié)合的思想方法，促使學習相關化學知識、解決同類化學題目的良性遷移。

4? ?借助信息技術，調(diào)動心理內(nèi)驅(qū)

信息技術、實驗探究與高中化學教學有機融合已經(jīng)成為化學課堂改革與創(chuàng)新的重要途徑。鑒于信息技術交互性、個性化及動態(tài)性強的獨特優(yōu)勢，教師在滲透變化觀念與平衡思想的過程中，要善于思考信息技術與化學學科教學的關系，巧妙利用信息技術的工具性價值，通過變靜態(tài)為動態(tài)，將微觀過程以宏觀模擬的方式，讓學生能夠直觀形象地認識微觀世界，了解化學變化的實質(zhì)，進而逐步形成與強化化學變化觀念與平衡思想，增強學生學習化學知識的興趣與積極性。

例如，在教學“電子云”這一化學內(nèi)容時，由于這一化學概念的抽象性較強，很多學生學習起來難度較大。所以，筆者在開展教學時引入了信息技術手段，為學生制作了電子云的動畫課件。在具體教學中，筆者在講解概念時可以結(jié)合電子在原子核周圍快速而無規(guī)則地出沒的效果，按下暫停鍵，讓學生直觀地看到在原子核周圍運動電子的數(shù)量。隨后取消暫停，讓電子重新運動起來，再多次暫停讓學生進行觀察，歸納得出每次停止時，電子所在的位置不完全一樣，但絕大多數(shù)情況下，1個電子均停在離核較近的區(qū)域內(nèi)，由此帶領學生從宏觀和微觀兩個維度認識電子云及原子軌道，總結(jié)宏觀物體的運動特征，并讓學生描畫它們的運動軌跡，準確測出它們在某一時刻所處的位置及運行的速度;物體的運動特征體現(xiàn)在質(zhì)量極小、運動空間極小、極高速運動三個方面，這樣學生能更好地理解電子云就是電子在核外空間出現(xiàn)機會（概率）多少的形象化描述，其概念分布圖看起來像一片云霧，因而被形象地稱作“電子云”，這樣借助信息技術的動態(tài)化、直觀化展示，可以讓學生更好地理解與消化這一抽象的化學概念，學生的學習積極性也更高，教學效果較好。

也就是說，信息技術與化學課堂的融合可以使化學教學變得生動、活潑、直觀，這樣學生在理解看不見、摸不著的微觀粒子的變化及運動、化學反應的實質(zhì)、質(zhì)量守恒定律等抽象化學知識內(nèi)容時，可借助信息技術手段降低理解難度，幫助學生在動態(tài)化、形象化的演示下觸及化學知識的本質(zhì)，實現(xiàn)師生深度互動，有利于提高學生學習積極性與化學課堂的教學質(zhì)量，起著積極的教學作用，是教師在改進與優(yōu)化教學策略時可以關注的方向。

5? ?繪制思維導圖，明晰隱形聯(lián)系

思維導圖是一種圖形思維工具，這一工具的引入可以幫助學生對知識進行梳理、整合與聯(lián)想，通過突破思維定式，進行知識創(chuàng)新，將抽象的問題變得直觀形象，使學生通過思維過程可視化、形象化、具體化，更加深入地剖析化學反應的實質(zhì)，建立知識之間的關聯(lián)。在這個過程中，學生能夠?qū)瘜W反應及變化進行層層分析，更有條理性地思考問題和解決問題，對于幫助學生建立與體會其中的變化觀念與平衡思想起著積極的促進作用。

例如，以判斷外界條件改變對化學平衡移動的影響的內(nèi)容來說，由于這部分內(nèi)容關聯(lián)知識點較多，筆者在教學中便引導學生以此為出發(fā)點設計并繪制思維導圖。首先改變條件可分為速率不變（如容積不變時充入不參與反應的氣體）與速率改變，其中速率改變又可細化為改變程度相同v（正）=v（逆）及改變程度不同v（正）≠v（逆）兩種情況，不同的情況又對應不同的影響因素，產(chǎn)生平衡移動、平衡不移動的不同結(jié)果。學生在制作思維導圖的過程中也在不斷梳理自己的思路，形成系統(tǒng)化的知識結(jié)構(gòu)，這對學生學習理解復雜的化學變化及可逆反應的化學平衡、弱電解質(zhì)的電離平衡，鹽類水解平衡、沉淀溶解平衡中所蘊含的“平衡思想”都有很大幫助，取得了積極的教學反饋。

思維導圖有利于學生對其所學知識進行全方位和系統(tǒng)的描述與分析，做出深刻和富有創(chuàng)造性的思考，從而找到解決問題的關鍵因素或關鍵環(huán)節(jié)。同時，要想保持平衡狀態(tài)，就要找出影響這個平衡體系的外部因素，并使這些外部因素保持穩(wěn)定，這是教師引導學生繪制思維導圖的切入點。使學生借助思維導圖的框架結(jié)構(gòu)梳理問題關鍵要素，將相關知識系統(tǒng)化、層次化，進而拓寬對物質(zhì)的認識視角，逐步培養(yǎng)與強化化學學科核心素養(yǎng)。

6? ?開展專題探究，提升邏輯思維

“化學平衡狀態(tài)”這部分內(nèi)容理論性、知識邏輯性較強，學生很容易被表面現(xiàn)象所蒙蔽。教師可在具體教學中采用專題探究的方式，充分利用教材，引導學生在思考、探究中建立從溶解平衡到化學平衡、從宏觀到微觀、宏微結(jié)合的知識結(jié)構(gòu)體系，促使學生的邏輯性思維得到發(fā)展，層層推進變化觀念與平衡思想的建立，提高學生的化學學科素養(yǎng)。

例如，以“化學平衡”相關的教學內(nèi)容為例，這是與引導學生建立變化觀念與平衡思想關聯(lián)性很強的內(nèi)容，筆者以此作為開展微專題探究的方向，讓學生就這一主題展開探究、交流，加深對這一知識內(nèi)容的理解與認識。如很多學生深感頭疼的化學平衡移動問題，筆者先給學生準備了一些類型題，讓學生先從做題中梳理自己的基本思路，逐一思考問題的切入點、解答問題的邏輯順序等，帶領學生建構(gòu)該類型問題的解題模型。通過探討及分析，學生在解答化學平衡移動問題時，首先要正確分析反應特點，可選擇的切入點包括反應物、生成物的狀態(tài)、氣體體積變化（增大、減少、不變）、反應吸熱還是放熱等。其次是明確反應的外界條件，是恒溫恒容、恒溫恒壓還是溫度有變化。在此基礎上再根據(jù)條件變化，結(jié)合影響規(guī)律，判斷移動方向是正向移動、逆向移動還是不移動。最后則是結(jié)合題意，分析計算，確定“量”的變化，包括物質(zhì)的量、物質(zhì)的量濃度、質(zhì)量分數(shù)、轉(zhuǎn)化率、密度、平均相對分子質(zhì)量等。通過這樣的順序，學生系統(tǒng)地建立了解決化學平衡問題的基本步驟及解題模型，教學效果較好。

7? ?結(jié)語

總而言之，變化觀念與平衡思想的落腳點是要使學生學會多角度、動態(tài)地分析化學變化，運用化學反應原理解決簡單的實際問題。作為高中化學教師，我們要將這一化學素養(yǎng)的培養(yǎng)要求真正分解與融入化學課堂教學中，通過教學策略的不斷改進，帶領學生逐步養(yǎng)成用對立統(tǒng)一、聯(lián)系發(fā)展和動態(tài)平衡的觀點認識、分析化學反應的化學思維，增強學生思維的邏輯性、批判性和創(chuàng)造性，進而促進學生思維能力的發(fā)展與核心素養(yǎng)的提升。

參考文獻：

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