劉旭
摘 要: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,在化學(xué)課程實(shí)施中從原來“知識(shí)為本”的教學(xué)轉(zhuǎn)向“素養(yǎng)為本”的化學(xué)教學(xué),需關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)理解能力、問題解決能力等。
關(guān)鍵詞:鹽類的水解;問題導(dǎo)學(xué);化學(xué)核心素養(yǎng);培養(yǎng)
針對(duì)“如何培養(yǎng)人,培養(yǎng)什么樣的人”,教育部于2014年頒發(fā)文件將核心素養(yǎng)體系置于深化課程改革,落實(shí)立德樹人目標(biāo)的基礎(chǔ)地位,意味著提升人才培養(yǎng)質(zhì)量的關(guān)鍵是發(fā)展學(xué)生的核心素養(yǎng)。下面節(jié)選“鹽類的水解”設(shè)計(jì),通過“問題導(dǎo)學(xué)”滲透化學(xué)學(xué)科素養(yǎng),促進(jìn)學(xué)生化學(xué)核心素養(yǎng)的發(fā)展。
一、教學(xué)設(shè)計(jì)主線中滲透核心素養(yǎng)
“鹽類的水解”是高中化學(xué)學(xué)習(xí)中發(fā)展學(xué)生對(duì)微粒觀和化學(xué)平衡觀認(rèn)識(shí)的重要內(nèi)容。突出宏觀和微觀結(jié)合的思想,宏觀表現(xiàn)為溶液顯示不同的酸堿性,微觀表現(xiàn)為弱酸根離子或弱堿根離子與水電離出的離子結(jié)合生成弱電解質(zhì),使水的電離平衡被破壞。從已經(jīng)掌握的水的“電離平衡”模型入手,通過微觀離子之間的相互作用改變水的電離平衡,引導(dǎo)學(xué)生對(duì)收集到的證據(jù)進(jìn)行分析、推理鹽類的水解引起水溶液中離子濃度的變化,建立起“鹽類的水解平衡”模型,構(gòu)建了從宏觀到微觀、從現(xiàn)象到本質(zhì)、從物質(zhì)到能量、從定性到定量等化學(xué)素養(yǎng),以化學(xué)核心素養(yǎng)的培養(yǎng)為目標(biāo)促進(jìn)學(xué)生發(fā)展。
二、基于“問題導(dǎo)學(xué)”,培養(yǎng)核心素養(yǎng)的課堂活動(dòng)
1.以“水”生情,創(chuàng)設(shè)問題情境
問題:純水會(huì)發(fā)生怎樣的電離?常溫下,純水中的c(H+)、c(OH-)大小關(guān)系如何?
設(shè)計(jì)意圖:激活學(xué)生原認(rèn)知,即純水是弱電解質(zhì),存在電離平衡。
2.宏微結(jié)合,搭建思維支架
問題:既然純水存在電離平衡,那么如何實(shí)現(xiàn)水的電離平衡向正向移動(dòng)?
思考回答:有同學(xué)提出可以改變溫度,有同學(xué)提出減小c(H+),有同學(xué)提出減小c(OH-)。
問題:升高溫度還是降低溫度,為什么?改變溫度后,純水中 c(H+)、c(OH-)大小關(guān)系如何?向溶液中加入哪些離子能使水中c(H+)減小?此時(shí)水溶液中c(H+)、c(OH-)大小關(guān)系如何?向溶液中加入哪些離子能使水中c(OH-)減小?此時(shí)水溶液中c(H+)、c(OH-)大小關(guān)系如何?根據(jù)離子反應(yīng)發(fā)生的條件,以CH3COONa和FeCl3為例說明,并用pH試紙測(cè)定水溶液的酸堿性。
設(shè)計(jì)意圖:強(qiáng)化學(xué)生在“平衡”思想下認(rèn)識(shí)微粒、微粒間的相互作用、微粒作用的結(jié)果。CH3COONa加入到純水中宏觀表現(xiàn)為溶液堿性,微觀表現(xiàn)為弱酸根離子與水電離出的H+結(jié)合生成CH3COOH弱電解質(zhì),使水的電離平衡被破壞;FeCl3加入到純水中宏觀表現(xiàn)為溶液酸性,微觀表現(xiàn)為弱堿根離子與水電離出的OH-結(jié)合生成Fe(OH)3弱電解質(zhì),使水的電離平衡被破壞。因此向純水中加入強(qiáng)堿弱酸鹽或者強(qiáng)酸弱堿鹽,弱酸根或弱堿根與水電離出的離子結(jié)合生成弱電解質(zhì),使水的電離平衡被破壞,強(qiáng)酸強(qiáng)堿鹽不具有這樣的性質(zhì)。結(jié)合離子反應(yīng)發(fā)生的條件,搭建改變電離平衡思維支架,從微觀角度思考,形成化學(xué)學(xué)習(xí)的微粒觀,折服于微觀結(jié)構(gòu)變化的奇妙,進(jìn)而表現(xiàn)出多彩的宏觀實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,為“水解模型”奠定基礎(chǔ),宏觀辨識(shí)與微觀探析相得益彰。
3.運(yùn)用模型,建構(gòu)動(dòng)態(tài)平衡
問題:如何用化學(xué)方程式或離子方程式表達(dá)CH3COONa和FeCl3與水的反應(yīng)過程?為什么CH3COONa和FeCl3溶于水后溶液的溫度會(huì)降低?
設(shè)計(jì)意圖:整個(gè)過程的表達(dá)用“=”還是“ ”連接,鹽在水中的溶解過程就是鹽和水反應(yīng)達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡的結(jié)果,使學(xué)生意識(shí)到表達(dá)鹽和水發(fā)生作用的方程式必須用可逆符號(hào)。引導(dǎo)學(xué)生得出鹽類水解的概念,弄清了鹽類的水解實(shí)質(zhì),得出了鹽類的水解與酸堿中和是可逆反應(yīng),強(qiáng)化化學(xué)反應(yīng)會(huì)伴隨能量的變化,即鹽與水的反應(yīng)是吸熱反應(yīng),從而建立鹽類的水解模型。
問題:預(yù)測(cè)Na2CO3、NaHCO3、Al2(SO4)3、NaCl溶液顯酸性、中性還是堿性?并用pH試紙測(cè)定0.1mol/L Na2CO3、NaHCO3、Al2(SO4)3、NaCl溶液的pH驗(yàn)證預(yù)測(cè)結(jié)果。為什么同濃度的0.1 mol/L Na2CO3、NaHCO3溶液堿性前者更強(qiáng)?室溫下,分別測(cè)定0.1 mol/L Na2CO3溶液和1 mol/L Na2CO3溶液的pH,哪個(gè)大?取0.1 mol/L Na2CO3溶液,滴入1~2滴酚酞,分別加熱1min,加熱10min,觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象有什么不同?
設(shè)計(jì)意圖:鞏固新知,探尋鹽類的水解規(guī)律。
問題:引入水解平衡常數(shù)Kh,結(jié)合水的離子積Kw與電離常數(shù)Ka或Kb,推到三者之間的關(guān)系?查閱有關(guān)數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)CH3COONH4溶液的酸堿性并說明原因。
設(shè)計(jì)意圖:定性分析中突出定量分析的說服力,發(fā)展學(xué)生的高階思維,通過比較水解產(chǎn)物的電離常數(shù)大小,獲得影響鹽類水解的內(nèi)因,即水解產(chǎn)生的弱電解質(zhì)的電離平衡常數(shù)越小,鹽就越容易發(fā)生水解,感悟事物的發(fā)展內(nèi)因起決定性的作用。
4.實(shí)驗(yàn)探究,培養(yǎng)科學(xué)精神
問題:猜想把Al2(SO4)2溶液加入到NaHCO3溶液會(huì)發(fā)生怎樣的結(jié)果?通過實(shí)驗(yàn)證實(shí)。
設(shè)計(jì)意圖:理論指導(dǎo)實(shí)踐,這個(gè)反應(yīng)原理就是日常生活中消防所用泡沫滅火器的工作原理,讓學(xué)生體會(huì)到化學(xué)就在生活當(dāng)中,用化學(xué)知識(shí)指導(dǎo)生產(chǎn)生活。激勵(lì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)探索,培養(yǎng)一種科學(xué)情懷,愛科學(xué),做科學(xué)。
三、核心素養(yǎng)培養(yǎng)的課堂反思
本節(jié)課由水的“電離平衡”向“鹽類的水解”模型建立的過程中,滲透了宏觀與微觀、定性與定量、變化與守恒等化學(xué)素養(yǎng),拋出一個(gè)又一個(gè)問題,形成“問題鏈”,設(shè)計(jì)的問題鏈以學(xué)生的原認(rèn)知為基礎(chǔ),螺旋上升、層層遞進(jìn),在課堂上通過合適的引導(dǎo),不同層次的學(xué)生能夠參與問題討論,從而建構(gòu)起屬于自己的知識(shí)結(jié)構(gòu),發(fā)展原有的觀念水平;設(shè)計(jì)的問題鏈能夠體現(xiàn)對(duì)化學(xué)學(xué)科核心概念認(rèn)識(shí)過程,學(xué)生在不斷設(shè)問、釋疑的過程中發(fā)展化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。通過解決問題,以問題完善知識(shí)體系,形成化學(xué)觀念,將問題解決思維融入到了學(xué)生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)中。
注:2016年度甘肅省“十三五”教育科學(xué)規(guī)劃課題“‘問題驅(qū)動(dòng)模式在高中化學(xué)課堂教學(xué)設(shè)計(jì)中的有效性研究”(課題立項(xiàng)號(hào):GS[2016]GHB1147)的研究成果;
甘肅省教育科學(xué)“十二五”規(guī)劃2015年度“隴原名師”專項(xiàng)課題“高中化學(xué)必修教材導(dǎo)學(xué)案的編制與實(shí)踐研究”(課題批準(zhǔn)號(hào):GSGB[2015]MSZX106)的研究成果。
編輯 高 瓊