周小云

[摘要]以高中化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)為導(dǎo)向，從當前高中化學(xué)習題課中存在的問題入手，以“化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)”習題課為例探討高中化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)導(dǎo)向下的高中化學(xué)習題課教學(xué)。

[關(guān)鍵詞]核心素養(yǎng);高中化學(xué);習題課;教學(xué)設(shè)計

[中圖分類號]

G633.8

[文獻標識碼] A

[文章編號] 1674-6058（ 2020）23-0070-02

黨的十九大明確提出：“要全面貫徹黨的教育方針，落實立德樹人根本任務(wù)，發(fā)展素質(zhì)教育?！彼刭|(zhì)教育成為當前教育領(lǐng)域最重要的工作。習題課具有幫助學(xué)生厘清知識脈絡(luò)、完善認知結(jié)構(gòu)、形成綜合能力、搭建思維的平臺的作用，其在高中化學(xué)教學(xué)中占據(jù)重要位置?！镀胀ǜ咧谢瘜W(xué)課程標準（2017年版）》明確要求“學(xué)生通過學(xué)科學(xué)習逐步形成正確的價值觀念、必備品格和關(guān)鍵能力”。在高中化學(xué)習題課教學(xué)中，可通過習題設(shè)計及習題講評來培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。

一、當前高中化學(xué)習題課教學(xué)中存在的問題

高中化學(xué)內(nèi)容多，知識點瑣碎且分散，學(xué)生要掌握大量的化學(xué)符號與概念、化學(xué)方程式及各種化學(xué)規(guī)律等。因此，在高中化學(xué)教學(xué)中，習題課成為學(xué)生鞏固所學(xué)知識的重要教學(xué)環(huán)節(jié)之一。但當前的高中化學(xué)習題課教學(xué)還存在著不少問題，主要表現(xiàn)為：（1）習題設(shè)計方面未考慮到學(xué)生的差異性，未能有針對性地設(shè)計不同層次的試題;（2）習題講評方式單一，主要是以教師講授為主，忽略了學(xué)生的主體地位;（3）習題課教學(xué)在發(fā)展素質(zhì)教育、培育學(xué)生的核心素養(yǎng)方面做得不夠。

二、構(gòu)成高中化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的要素

《普通高中化學(xué)課程標準（2017年版）》提出了“高中化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)是高中學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)的重要組成部分，是學(xué)生綜合素質(zhì)的具體體現(xiàn)，反映了社會主義核心價值觀下化學(xué)學(xué)科育人的基本要求，全面展現(xiàn)了化學(xué)課程學(xué)習對學(xué)生未來發(fā)展的重要價值?；瘜W(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)主要包括‘宏觀辨識與微觀探析‘變化觀念與平衡思想“證據(jù)推理與模型認知“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識‘科學(xué)精神與社會責任5個方面”。

三、在高中化學(xué)習題課中培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)

在高中化學(xué)教學(xué)中，教師應(yīng)借助習題課這個平臺，幫助學(xué)生鞏固知識點，構(gòu)建知識網(wǎng)絡(luò)，提高知識運用能力，同時在講評時適當延伸，著力培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。下面，以“化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)”習題課為例。展示核心素養(yǎng)導(dǎo)向下的高中化學(xué)習題課教學(xué)設(shè)計。

1.在習題課中培養(yǎng)學(xué)生的變化觀念與平衡思想、宏觀辯識與微觀探析素養(yǎng)

【習題1】[2015.全國卷Ⅱ.27（節(jié)選）]CH3OH既是重要的化工原料，又可作為燃料。利用合成氣（主要成分為CO、CO2和H2）在催化劑作用下合成CH30H，發(fā)生的主要反應(yīng)如下：

①CO（g）+2H2（g）—CH30H（g） △H1

②C02（g）+3H2（g）--CH30H（g）+H20（g） △H2

③C02（g）+H2（g）- CO（g）+H20（g） △H3

回答下列問題：

已知反應(yīng)①中的相關(guān)的化學(xué)鍵鍵能數(shù)據(jù)如表1所示：

由此計算（1）△H1=______kJ.mol^-1;（2）已知△H2=-58 kj.mol^-1，則△H3=_________kJ.mol^-1.

設(shè)計意圖：第（1）問主要讓學(xué)生了解在分子內(nèi)部相鄰原子與原子之間存在著很強的相互作用，這種作用就是化學(xué)鍵，要破壞這種相互作用需要消耗能量。化學(xué)反應(yīng)的實質(zhì)是舊鍵的斷裂與新鍵的形成，舊鍵的斷裂需要吸收能量，新鍵的形成要釋放能量，而這種吸收與釋放的能量差便是反應(yīng)熱，引出焓變的計算方法之-：AH=E（生成物）-E（反應(yīng)物）。第（1）問主要考查學(xué)生運用化學(xué)符號、定量計算等手段說明物質(zhì)的組成及其變化的能力，培養(yǎng)學(xué)生的宏觀辨識與微觀探析素養(yǎng);同時考查學(xué)生運用化學(xué)鍵的斷裂與形成分析化學(xué)反應(yīng)中的能量變化情況的能力，培養(yǎng)學(xué)生的變化觀念與平衡思想素養(yǎng)。第（2）問主要讓學(xué)生掌握“蓋斯定律”的應(yīng)用。筆者在講評此題時引入“唯一目標法”，并與學(xué)生一起構(gòu)建“唯一目標法”的解題步驟與解題模型。第一步，寫出待求方程式（本題中已告知）：CO2（g）+H2（g）=CO（g）+H2O（g）。第二步，觀察發(fā)現(xiàn)CO，在②式與③式中同在方程式的左側(cè)，系數(shù)也同為1，因此計算AH3時，△H2前使用“+”號且系數(shù)為“1”;H：在①②式中均有出現(xiàn)，不是唯一目標;C0在①式中位于方程式的左側(cè)，而在③式中位于方程式的右側(cè)，但系數(shù)同為1，因此計算△H3時，△H2前使用“一”號且系數(shù)為“1”。第三步，列式求待求反應(yīng)的焓變：△H3= △H2- △H1。教學(xué)中，引導(dǎo)學(xué)生從“能量守恒”的角度來理解“蓋斯定律”，厘清能量變化的根本與物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系，培養(yǎng)學(xué)生的變化觀念與平衡思想素養(yǎng)。

2.在習題課中培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神與社會責任素養(yǎng)

【習題2】當前一個全球性的問題就是能源危機，開源節(jié)流是應(yīng)對能源危機的舉措之一。下列做法有助于能源開源節(jié)流的是（

）。

A.大力發(fā)展農(nóng)村沼氣，將廢棄的秸稈轉(zhuǎn)化為清潔高效的能源

B.大力開采煤、石油和天然氣，以滿足人們?nèi)找嬖鲩L的能源需求

C.開發(fā)水能、風能、太陽能、地熱能等新能源，減少使用煤、石油等化石燃料

D.減少資源消耗，增加資源的重復(fù)使用與循環(huán)再生

設(shè)計意圖：拓展介紹傳統(tǒng)能源與新能源的種類及優(yōu)缺點，介紹我國煤、石油的儲量及開采情況;介紹我國“可燃冰”的開采技術(shù)居世界前列等新能源方面的內(nèi)容，增強學(xué)生的愛國主義情懷及民族自豪感，培養(yǎng)學(xué)生節(jié)約資源、保護環(huán)境的意識，認識到保護環(huán)境是新時代青年學(xué)生的應(yīng)有社會責任。

3.在習題課中培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究與創(chuàng)新意識素養(yǎng)

【習題3】強酸與強堿的稀溶液發(fā)生中和反應(yīng)的熱效應(yīng)為H+（aq）+OH-（aq） =H20（1）

AH =-57.3 kj.mol^-1.分別向1 L 0.5moI.L^-1的NaOH溶液中加入：①稀醋酸;②濃硫酸;③稀硝酸，恰好完全反應(yīng)時熱效應(yīng)分別為△H1、△H2、△H3，下列關(guān)系正確的是（

）。

A.△H1>△H3>△H2

B.△H1<△H3<△H2

C.△H1=△H3=△H2

D.△H1<△H3=△H2

設(shè)計意圖：本題考查了三個知識點：①中和熱的概念，中和熱是稀的強酸與強堿反應(yīng)生成1mol H20所放出的熱量;②弱電解質(zhì)的電離過程為吸熱過程，所以醋酸與堿反應(yīng)放出的熱量比強酸強堿的稀溶液反應(yīng)時放出的熱量少;③濃硫酸溶于水的過程是放熱過程，所以濃硫酸與堿反應(yīng)時放出的熱量比強酸強堿的稀溶液反應(yīng)時放出的熱量多;由于中和反應(yīng)是放熱反應(yīng)，△H<0，所以△H1>△H3>△H2。

筆者在講評此題時，有學(xué)生提出如下問題：為什么弱酸的電離過程是吸熱過程？化學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科，實驗是去偽存真的唯一方法。對此，筆者適時引導(dǎo)學(xué)生開展實驗探究，開放化學(xué)實驗室，成立課外探究小組，要求學(xué)生以習題3為素材，發(fā)現(xiàn)問題、提出問題;再從問題和假設(shè)出發(fā)，根據(jù)探究目的，設(shè)計實驗方案，進行實驗探究。探究小組經(jīng)交流討論，初期設(shè)計出以下幾個實驗：實驗①，測定0.5mol.L^-1HNO3與0.5 moI.L^-1NaOH反應(yīng)的中和熱;實驗②，測定0.5 moI^-1CH3COOH與0.5 mol L^-1NaOH反應(yīng)的中和熱;實驗③，測定18.3moI.L^-1H2SO4與0.5mol.L^-1NaOH反應(yīng)的中和熱。實驗過程中，有學(xué)生發(fā)現(xiàn)在中和熱的測定中，用溫度計測量溫度靈敏度不夠，且最高溫度讀數(shù)不夠準確，于是向筆者詢問有沒有更精確的測量溫度的儀器。筆者向探究小組開放了數(shù)字化實驗室，探究小組在中和熱的測定當中使用了溫度傳感器，并與電腦軟件相連接，溫度讀數(shù)精準，極大地激發(fā)了學(xué)生的探究熱情和學(xué)習興趣。此外，還有探究小組提到在參考書中發(fā)現(xiàn)中和熱的測定過程中，若有沉淀生成，中和熱的數(shù)值會偏大。為此，探究小組又設(shè)計了實驗④，測定0.5 mol L^-1H2SO4與0.5moI.L^-1Ba（ OH），反應(yīng)的中和熱。但學(xué)生在配制0.5moI.L^-1Ba（ OH）2溶液時發(fā)現(xiàn)無法完成配制，因為常溫常壓下，100 g水只能溶解3.89 g的Ba（OH）2，其物質(zhì)的量濃度約為0.22 mol/L。通過習題3的拓展延伸，將傳統(tǒng)的化學(xué)實驗與數(shù)字化實驗相結(jié)合，使數(shù)據(jù)能夠在圖像上動態(tài)展現(xiàn)，極大地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習興趣，培養(yǎng)了學(xué)生的合作學(xué)習能力和勤于實踐、敢于質(zhì)疑、勇于創(chuàng)新的精神，培養(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)探究與創(chuàng)新意識素養(yǎng)。

總之，在習題課中有意識、有針對性地設(shè)計習題，在習題講評時適當延伸，可使學(xué)生在獲得知識與技能的同時，實現(xiàn)學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。

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（責任編輯 羅艷）