促进学科思维发展的高三化学复习教学初探

李勇

摘要： 针对当前高三化学复习教学注重知识积累和提高做题熟练程度而忽视学科素养发展的现状，以《化学反应原理》模块中“电离平衡、溶液的酸碱性”复习教学为例，阐述高三化学复习教学应以具体知识为载体，以问题解决为途径，着力培养学生对核心概念的深层理解，在形成学科思维的基础上实现知识、能力和素养的可持续发展，促使高三复习教学从重视知识整合向重视学科思维提升的转变。

关键词： 高三化学; 复习教学; 学科思维; 电离平衡; 溶液酸碱性

文章编号： 10056629（2020）01004305

中图分类号： G633.8

文献标识码： B

高三化学课堂主要以复习课为主，其主要特点是“温故而知新”，即在整合已有知识的基础上提升学生的思维水平，使他们在深刻理解核心概念的基础上掌握认识化学物质的基本思路和方法，形成从化学视角考虑问题的思维习惯，这些化学核心素养的具备应当是复习课教学的价值追求。笔者在多年的教研中发现，高三化学复习课教学效益不容乐观，当前存在的主要问题是，过于注重知识量的积累和做题熟练程度的提高，而忽视学生化学核心素养和思维能力的提升，造成复习课教学温故有余而知新不足，以致学生在复习过程中后劲不足，缺乏持续上升的态势。

很显然，如果复习课的设计缺乏一个对学生思维发展起引领作用的观念性的学科主题，那么过度的知识讲授或者频繁的考试练习等就会充斥课堂。这种浅层次的知识教学使学生在知识整合过程中无法展开高水平思维，领会不到蕴含在具体知识中的思想方法和学科特有的认识问题、分析问题的思维方式，也就无法保持对该门学科持久的兴趣和学习动力，难以实现在学科领域的可持续发展。为此，笔者认为高三化学复习课教学既要“温故”更要“知新”。所谓“知新”，就是以化学核心观念为引领，引导学生在梳理整合已有知识经验的基础上，深刻领会分析问题、解决问题的思路方法，在提升思维能力和养成学科思维方式的基础上，进一步发展化学学科核心素养。下面以高中《化学反应原理》模块中“电离平衡、溶液的酸碱性”课题复习教学为例，就如何设计促进学生学科思维和观念发展的复习教学进行阐释。

1 学情分析与教学设计

电离是电解质在水溶液的基本行为，电离平衡和溶液酸碱性是对电解质溶液中微观粒子行为的定性描述;水的离子积、电离平衡常数、溶液pH是定量认识电解质溶液中微粒数量关系的基本工具。从发展化学学科核心素养角度分析，该部分内容是培养学生宏观与微观相结合的化学学科思维方式，构建物质微粒观的良好素材和有效载体[1]。从高考命题角度来看，该部分内容是高考热点内容之一，尤其是弱解质的电离平衡和溶液的酸碱性几乎是每年必考的内容，是高三化学复习教学的重点和难点。

电离平衡理论是该部分内容的核心，它是认识物质在水溶液中行为以及计算、比较溶液中离子浓度和溶液酸碱性强弱的理论工具，不仅对本课时复习内容具有理论支撑作用，同时对下一课时盐类水解的复习也起到理论铺垫作用。因此，弱电解质电离平衡理论是本课时复习教学的重点，是引导学生进一步深化宏观与微观、定性与定量相结合的化学思维方式的理论平台。

学生在系统复习该部分内容之前已经具备了水的电离及离子积常数、弱电解质电离及电离平衡常数、溶液酸碱性及pH的简单计算等知识，但在初次学习过程中由于缺少有意识地向构建物质微粒观、发展化学思维的方向引領，导致学生对该部分知识的理解是肤浅、孤立和片面的，没有上升到从微观视角对电解质溶液中离子作出定性、定量分析，建构对宏观物质的微粒性认识这个层次。

基于此，从促进学生学科思维发展和学科观念提升的角度设计这节课。首先，确定本节课的学习主题——构建物质微粒观，为学生的学习指明思维发展的方向，复习教学过程就是引导学生从微观视角来认识物质在水溶液中行为的思维发展过程。其次，为了有效培养和评价学生的学科思维发展，我们将本节课的教学目标定为： 意识到电解质在水分子作用下电离为不同的带电离子，离子的种类、浓度及所带电荷数目决定了溶液的性质和用途;不同电解质电离程度不同，电离平衡常数和电离度反映了电离程度大小和离子浓度的数量关系，能够运用K和Q表征不同条件下溶液中微粒浓度数量关系并能据此判断电离平衡移动的方向;形成宏观与微观、定性与定量结合起来分析、思考物质在水溶液中行为的化学思维方式。最后，为达成以上目标，需要用问题和活动来驱动学生展开积极思考。根据本节课的复习目标和学生实际情况，可以设计以下问题来引导学生进行深刻思考： H2O、 CH3COOH、 NH3·H2O三种物质的水溶液中存在哪些微粒？如何表达微粒之间的数量关系？如何比较不同物质酸碱性强弱？如何设计实验证明CH3COOH存在电离平衡？

2 教学实施过程

基于上述教学设计，我们把对“电离平衡”的理解与应用作为发展学生化学思维的载体，在提供必要知识铺垫的基础上不断以问题探究的方式来强化宏观与微观、定性与定量相结合的思维方式。具体来说就是以“知识引领→理论支撑→问题探究→学以致用”等环节来组织课堂教学，及时进行阶段小结，用“反思感悟”来深化学生思维，“学”和“思”有机结合，贯穿课堂始终，共同推进学生化学思维的发展。教学实施过程如下：

2.1 环节一： 知识引领

[教师]在我们已知的化学平衡中有一大类是发生在溶液中的离子平衡，可分为电离平衡、水解平衡和沉淀溶解平衡。无论哪种平衡都遵循化学平衡的一般规律，可以通过平衡常数对其进行定量描述，并可以改变外界条件对其产生影响。我们知道，水是一种弱电解质，很多电解质溶于水后会影响到水的电离，有的抑制，有的促进，其结果会使溶液呈现出一定的酸碱性。这节课我们就以弱电解质的电离为核心，以最具代表性的三种物质H2O、 CH3COOH、 NH3·H2O为载体展开复习。

[学生]写出H2O、 CH3COOH、 NH3·H2O的电离方程式与电离常数表达式。

（3） 电离平衡常数对于认识弱电解质的性质与解释电离平衡移动的原因有何作用？

（4） 对于存在多重电离平衡的溶液体系，根据某一条件的变化判断平衡移动方向时应注意哪些问题？

问题3： 用微观、定量的观点认识溶液中电离平衡问题——溶液酸碱性判断与pH的计算。

[PPT]（1） 25℃时，pH=10的NaOH溶液与pH=3的稀盐酸混合所得的溶液呈中性，则NaOH溶液与稀盐酸的体积比为______（混合溶液体积为两溶液体积之和）。若将NaOH换成同pH的Ba（OH）2、氨水呢？把稀盐酸换成同pH的硫酸、醋酸呢？若改为等浓度的酸碱混合呢？

（2） 若100℃时纯水电离出的H+浓度为1.0×10-6mol·L-1，则此时Kw=______， pH=______; 25℃时pH=2的硫酸溶液和pH=12的氢氧化钠溶液温度均升高到100℃， pH分别是多少？

设计意图： 溶液酸碱性判断和pH计算既是化学思维发展的高级形式，又是检验、评价学生构建化学思维模型的重要依据。通过了解学生在不同题型中pH计算时的思路方法和结果，及时考察学生是否自觉建立起运用微观、定量的观点来认识溶液酸碱性的思维习惯。变换温度条件和溶液的种类是为了让学生从不同角度获得对电离平衡理论和pH计算所依据的化学反应原理全面而深刻的理解。

[PPT]通过对问题3的探讨，引导学生对以下问题进行反思感悟：

（1） 溶液的酸碱性与什么有关？pH对定量认识溶液酸碱性强弱有何意义？

（2） 酸碱度不同的溶液混合后酸碱性有何变化？变化的根本原因是什么？

（3） 贯穿pH计算过程的指导思想是什么？有何意义？

（4） 溶液中水电离程度的改变会对其pH产生影响吗？产生何种影响？

设计意图： 溶液的酸碱性与H+、 OH-浓度相对大小有关，pH是为方便度量溶液酸碱性强弱而人为规定的标准，体现了一种化繁为简的思想。因此，它们之间的运算不等同于纯粹的数学运算，而是学生运用化学语言描述溶液中化学反应规律、揭示微粒数量与溶液性质关系的思维过程。审视、梳理在运算过程中的想法、思路，能够让学生把外在的知识、理论内化为自己分析问题、解决问题的经验，同时还能让学生对自己是否建立起自觉运用化学思维解决问题的习惯作出评价和改进，最大限度地发挥pH运算对提升化学思维的作用。

2.4 环节四： 学以致用

探究问题： 如何利用实验证明醋酸是一种弱电解质？

探究目的： 深化对电离平衡的理解，学会运用微观、定量的观点认识物质。

探究步骤： （1）设计实验方案;（2）汇报实验方案，对方案进行评价;（3）实施探究活动;（4）汇报、整理实验结果;（5）交流讨论、答疑解惑。

设计意图： 以学习小组为单位开展的活动探究给每位学生提供了一个应用、检验、改进学习结果的平台，个人需要在组内汇报自己的实验方案和实验结果，并接受其他组员的质疑和评价，在理论联系实践以及吸收借鉴别人经验的过程中改进、完善自己的思维方式。对教师而言，可以根据学生在活动中的表现判断他们的理解力和思维方式较之于课前有了多大程度的提高，从而对教学行为作出有针对性的改进。

3 教学反思与感悟

促进学科思维发展的教学注重学生理解力的提升和高阶思维的培养，把知识传授和素质养成有机结合起来，实现知识教学的长期效应和学生长远发展。在当前推进素质教育深化基础教育课程改革的背景下，促进学科思维发展的教学作为一种教学模式，不仅在理念上是先进的，在实践上也是切实可行的，是应當值得肯定和倡导的。本节课教学在山东省高中化学优质课评选中获一等奖第一名，笔者作为这一教学模式的实践者有以下两点体会：

第一，促进学科思维发展的教学不再把知识和结论当做教学目标来追求，而是把它们作为发展学生深层理解力的工具来使用，这并不意味着不再重视具体知识的学习过程，事实上这种着眼于学生思维能力提升的教学更加重视对化学基本概念和原理的深层理解，更加注重发挥知识教学的持久价值和迁移价值[2]。无论何种教学方式，化学学科思维的形成一定是建立在对具体事实、概念、原理深刻理解的基础上的，任何脱离具体知识而进行的有关学科思想方法和思维方式的教学必将是无本之木、无源之水式的空洞说教。

第二，促进学科思维发展的教学注重的是学生的“思”而不是教师的“讲”。但这并不意味着不需要教师讲授和引导，完全任由学生自我思考、自我建构。学生思考的深度取决于教师设置问题的水平，关联且有梯度的问题组能够推动并维持学生持续深入的思考。因此，促进学科思维发展的教学要求教师除了做好重难点知识的突破性讲解外，要把更多的精力投放在如何为学生搭建能够支撑其展开独立思考的问题组合以及如何评价学生思维发展，并时刻提醒自己： 所设置的问题组合是否有利于学生从学科视角展开深层次的思考？如何对学生的思维发展水平作出判断？使教学始终向着推进学生学科思维发展的方向不断深入。

参考文献：

[1]毕华林， 万延岚. 化学的魅力与化学教育的挑战[J]. 化学教学， 2015， （5）： 3～7.

[2]王磊等. 在新课程中如何进行基于核心观念建构的教学设计[J]. 化学教育， 2005， （1）： 18～19.