潘發(fā)吉 劉會文

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

關(guān)鍵詞：核心素養(yǎng) 化學(xué)平衡移動 能力培養(yǎng)

一、研究背景

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

本章內(nèi)容是中學(xué)化學(xué)重要的基礎(chǔ)理論，是整個中學(xué)化學(xué)教材中的重點和難點，具有承上啟下的作用.承上：進(jìn)一步鞏固和強化濃度、溫度、壓強對化學(xué)反應(yīng)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(chǔ).本節(jié)課教學(xué)對象是高二學(xué)生，他們具有獨立思考問題的能力，已經(jīng)學(xué)習(xí)了“化學(xué)反應(yīng)速率、影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素、化學(xué)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(xué)反應(yīng)速率的影響等內(nèi)容，不僅在知識上為本節(jié)教學(xué)奠定了基礎(chǔ)，而且其探討問題的思路和方法，也可遷移用來指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行本章節(jié)學(xué)習(xí)，以此為契機激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性.

二、目標(biāo)達(dá)成分析

1.宏觀與微觀相結(jié)合

通過對化學(xué)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(yīng)仍在進(jìn)行）相結(jié)合的分析使學(xué)生建立化學(xué)平衡的概念，理解化學(xué)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(xué)平衡狀態(tài)的判斷，初步學(xué)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(xué)生為主體”的科學(xué)探究過程，采用啟發(fā)誘導(dǎo)法、實驗探究法，并與多媒體有機結(jié)合，在教學(xué)過程中突出情境設(shè)置、突出學(xué)法指導(dǎo)，培養(yǎng)學(xué)科素養(yǎng)，做到“授之以漁”，有效啟發(fā)學(xué)生思考，便于學(xué)生接受，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識.

4.科學(xué)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(xué)習(xí)環(huán)節(jié)，激發(fā)學(xué)生濃厚的學(xué)習(xí)興趣以及探索新知的欲望.聯(lián)系平衡移動原理在生產(chǎn)生活中的用途及意義，建立STSE（化學(xué)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(xué)生科學(xué)精神和社會價值等方面的核心素養(yǎng).

三、主要教學(xué)過程滲透

1.創(chuàng)設(shè)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(zhuǎn)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(xué)道理呢？

【設(shè)計意圖】設(shè)計研究情境，激發(fā)學(xué)生的興趣.

2.構(gòu)建化學(xué)平衡移動概念.

【復(fù)習(xí)】化學(xué)平衡標(biāo)志及特點.

【思考】V正=V逆是達(dá)到化學(xué)平衡的重要標(biāo)志，對于一個已經(jīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的可逆反應(yīng)，如果改變條件，該反應(yīng)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(zhì)】外界條件的改變，引起了正逆反應(yīng)速率發(fā)生了不同程度的變化，導(dǎo)致V正≠V逆.

【設(shè)計意圖】通過對化學(xué)平衡的特征和標(biāo)志分析，構(gòu)建化學(xué)平衡移動的概念，感受化學(xué)平衡移動的原理，同時聯(lián)系生活實際，明白哲學(xué)中運動是永恒的原理，培養(yǎng)學(xué)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(xué)反應(yīng)的核心素養(yǎng).

3.小組討論設(shè)計方案.

【活動1】探究濃度對化學(xué)平衡移動的影響.

要求：根據(jù)已知的兩個可逆反應(yīng)，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(shè)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(shè)計實驗步驟、動手實驗，記錄，形成結(jié)論.

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

Fe3+ + 3SCNFe（SCN）3

（黃色） ? ? ?（紅色）

Cr2O2-7 + H2O2CrO2-4 + 2H+

（橙色） ? ? ? ? ? （黃色）

【總結(jié)】增大反應(yīng)物或減小生成物濃度，平衡向正反應(yīng)方向進(jìn)行;減小反應(yīng)物或增大生成物濃度，平衡向逆反應(yīng)方向進(jìn)行.

【活動】學(xué)生嘗試畫出濃度對化學(xué)平衡移動的影響的速率-時間圖像.

【學(xué)以致用 呼應(yīng)情境】解釋一氧化碳中毒的原理及搶救措施的科學(xué)原理.

【結(jié)論】（1）化學(xué)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(zhuǎn)換成攜帶O2的血紅蛋白.

【活動2】探究溫度對化學(xué)平衡移動的影響.

要求：根據(jù)已知的熱化學(xué)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(jié)論.

【匯報分析】一名學(xué)生匯報本組實驗過程、現(xiàn)象、得出結(jié)論.

2NO2（g）N2O4（g） △H=-56.9 kJ/mol

（紅棕色） ?（無色）

【結(jié)論】升高溫度，化學(xué)平衡向吸熱的方向移動;降低溫度，化學(xué)平衡向放熱的方向移動.

【活動】學(xué)生嘗試畫出溫度對化學(xué)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(shè)計意圖】通過討論設(shè)計濃度、溫度對化學(xué)平衡移動的影響實驗方案，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究與創(chuàng)新意識的科學(xué)素養(yǎng).認(rèn)識科學(xué)探究是進(jìn)行科學(xué)解釋和發(fā)現(xiàn)、創(chuàng)造和應(yīng)用的科學(xué)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(shè)出發(fā)，確定探究目的、設(shè)計探究方案，進(jìn)行科學(xué)探究;善于合作，敢于質(zhì)疑，勇于創(chuàng)新.學(xué)會用已學(xué)知識解決實際問題，也使學(xué)生進(jìn)一步認(rèn)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(zhuǎn)化.我們所討論的化學(xué)反應(yīng)平衡問題中包含著正反應(yīng)和逆反應(yīng)這兩個既對立又統(tǒng)一的矛盾體，它們除受化學(xué)反應(yīng)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(zhuǎn)化.所以，化學(xué)反應(yīng)平衡過程和結(jié)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(xué)生對化學(xué)平衡移動的理解，為了使學(xué)生形成化學(xué)學(xué)科的思維和素養(yǎng)，本節(jié)課的教學(xué)以NO2與N2O4之間的轉(zhuǎn)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(dǎo)學(xué)生得出“有更多的NO2生成”的結(jié)論，進(jìn)而說明了平衡發(fā)生了移動，讓學(xué)生進(jìn)一步理解宏觀的變化能夠透過現(xiàn)象認(rèn)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(dāng)溫度升高時，一部分普通分子變成活化分子，導(dǎo)致活化分子百分?jǐn)?shù)增大，正逆反應(yīng)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(dǎo)致V正≠V逆，化學(xué)平衡向生成NO2的方向移動，即向吸熱反應(yīng)方向移動.

【設(shè)計意圖】通過對溫度影響平衡移動的原理分析，引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建微觀模型，從微觀層面理解平衡移動的本質(zhì)，讓學(xué)生學(xué)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(xué)生宏觀辨識與微觀探析的能力.

5.課堂小結(jié).

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(dǎo)學(xué)生主動構(gòu)建化學(xué)平衡移動的概念，學(xué)習(xí)基于實驗證據(jù)推理得出結(jié)論的思維方法，培養(yǎng)學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)能力，運用平衡移動的原理解決與之相關(guān)的實際問題，體現(xiàn)化學(xué)學(xué)科的社會價值.理解哲學(xué)中運動是永恒的原理，培養(yǎng)學(xué)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(xué)反應(yīng)的核心素養(yǎng).

那么什么是核心素養(yǎng)呢，就是當(dāng)你把所有在課堂上學(xué)習(xí)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(xué)習(xí)化學(xué)，絕對不是只想把你培養(yǎng)成化學(xué)家，更多的是在學(xué)習(xí)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(xué)留給學(xué)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(xué)教師進(jìn)行不斷的探究和努力.

參考文獻(xiàn)：

[1]中華人民共和國教育部.普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)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(xué)研究[D].杭州師范大學(xué)碩士論文，2016.