浅析基于学科核心素养的化学“三观”教学

    张辉宇 李双红

    [摘? ?要]随着教育改革的不断发展，学科核心素养培养已经逐渐成为教学活动的重要目标和方向。学科内容作为学科教学的重要组成部分，是学科核心素养的重要载体，也是实现课程目标的基础。化学学科在高中阶段占有重要地位，是学生了解事物本质、变化规律的重要途径。教师应以学科内容为重要抓手，通过化学教学中的微粒观、辩证观和守恒观等学科内容培养学生化学学科核心素养，助力学生的综合发展。

    [关键词]化学;学科核心素养;微粒观;辩证观;守恒观

    当前，核心素养已成为新时代教育改革中的热点话题之一，培养学生学科核心素养也成为教学活动的重要目标。2014年，教育部印发的《关于全面深化课程改革落实立德树人根本任务的意见》指出：“各级各类学校要从实际情况和学生特点出发，把核心素养和学业质量要求落实到各学科教学中。”化学学科作为高中阶段的重点学科，在培养学生学科核心素养，帮助学生了解事物本质以及发现事物变化规律的过程中发挥着重要作用。《普通高中化学课程标准（2017年版）》指出：“化学学科核心素养包括‘宏观辨识与微观探析‘变化观念与平衡思想‘证据推理与模型认知‘科学探究与创新意识‘科学态度与社会责任5个方面”。微粒观、辩证观和守恒观是化学教学中的重点知识和观念，与化学学科核心素养联系紧密。本文将以此为例，讨论如何以学科内容作为重要载体，培养学生化学学科核心素养。

    一、通过微粒观提升宏观辨识与微观探析能力

    宏观辨识与微观探析素养要求：学生能从不同层次认识物质的多样性，并对物质进行分类;能从元素和原子、分子水平认识物质的组成、结构、性质和变化，形成“结构决定性质”的观念;能从宏观和微观相结合的视角分析与解决实际问题。微粒观作为化学学科的基本观念之一，对学生认识事物的本质、了解事物之间的深层联系，具有重要的意义。物质是由肉眼无法直接观察到的微粒组成的，组成物质的基本微粒包括分子、原子、离子、电子、质子、中子等。学生需要了解这些基本粒子和它们之间的关系。

    例如，在解决类似“相同温度下，已知电离常数K（HCN）<K（HF），现有等浓度等体积的NaCN和NaF的水溶液，比较两者离子总数的大小关系”的问题时，从宏观上看，溶液是呈电中性的，正电荷的数目等于负电荷的数目。据此，可以对两个溶液列式。在NaF溶液中，c（Na+）+c（H+）=c（OH-）+c（F-），离子的总数等于Na+与H+之和的两倍。同理，在NaCN溶液中，离子总数也等于Na+与H+之和的两倍。而两份溶液中Na+的数目是相等的，这样，问题就转化为比较H+数目的多少了。而相同温度下，CN-的水解能力更强，NaCN溶液的碱性更强，因此H+浓度更小，数目更少，由此再推断答案。而从微观的角度分析原因，CN-和F-都会发生水解，生成的OH-弥补了消耗的CN-或者F-，似乎两份溶液中离子的数目应该是一样的。但是，除了水解平衡，两份溶液中都还存在着水的电离平衡，只是水的电离程度并不一样，虽然这部分水的电离程度很小，但此时却不能忽略。

    因此，教师要善于引导学生从宏观和微观相结合的视角去分析并解决实际问题。在宏观上掌握事物的发展规律，并在微观上解释其原因，才能揭示事物发展变化的本质。

    二、通过守恒观树立变化观念与平衡思想

    变化观念与平衡思想素养要求：学生能认识物质是运动和变化的，知道化学变化需要一定的条件，并遵循一定规律;认识化学变化的本质特征是有新物质生成，并伴有能量转化;认识化学变化有一定限度、速率，是可以调控的;能多角度、动态地分析化学变化，运用化学反应原理解决简单的实际问题。中学化学教学过程中常见的守恒，概括起来主要有元素守恒（也称物料守恒或质量守恒定律）、电荷守恒、能量守恒、得失电子守恒，它们相互关联，相互渗透。

    以元素守恒为例，学生在解决“我们国家制取硫酸的原料是黄铁矿，现有120吨含杂质20%的黄铁矿，理论上可以制得多少吨质量分数为98%的浓硫酸”“固体MnCO3在加热时失重，根据失重曲线分析在不同温度范围内所得固体的化学成分”这类问题时，如果按照传统思想一步一步计算，这样问题就会复杂得多。但如果能根据主要元素（这两个问题情境中的主要元素分别为硫和锰）的守恒，就可以更简便地解决这类问题。

    物质是运动变化的，这些变化可能纷繁复杂，但也是有规律可循的。教师要引导学生去探索、认识和掌握这些规律，通过树立守恒观念，为学生未来的科学探索提供科学的理论依据。

    三、通过辩证观发展证据推理与模型认知素养

    证据推理与模型认知素养要求：学生要具有证据意识，能基于证据对物质组成、结构及其变化提出可能的假设，通过分析推理加以证实或证伪;建立观点、结论和证据之间的逻辑关系;知道可以通过分析、推理等方法认识研究对象的本质特征、构成要素及其相互关系，建立认知模型，并能运用模型解释化学现象，揭示现象的本质和规律。

    化学知识中的很多内容都体现了辩证观的观点。例如，按照在水溶液里或熔融状态下能否导电可将化合物分为电解质和非电解质，而按照电离能力的大小又可以將电解质分为强电解质和弱电解质。但电解质的电离能力各不相同，不能简单地认为电解质就可以百分之百地电离，而非电解质就不能电离。按照电解质的划分，乙醇属于非电解质，但它并非完全不能电离出H+，因为金属钠可以和它反应产生氢气，只是反应的剧烈程度远不如钠和水的反应。所以，乙醇并非不能电离出H+，只是电离的能力很弱。当物质的电离能力弱到可以忽略不计的程度，就可以把它叫做非电解质了。

    辩证观是辩证思维的重要体现，教师要引导学生辩证地看待物质在不同条件下的状态，同时了解其本质特征，并据此进行科学推理与探究。

    涉及微粒观、守恒观和辩证观的化学知识众多且具有一定的隐蔽性，化学教师需要不断地探索、深入地学习，才能将学科内容中的基本观点挖掘出来，进而引导学生发现其中的奥秘，促进学生学科核心素养的提升，助力学生综合能力的发展。

    （责任编辑? ?姚力宁）