高中化学解题教学中渗透核心素养的策略

施扬敏

(福建省宁化第一中学,福建 宁化 365400)

高中化学习题类型多种多样,与之对应的解题方式也灵活多变.依托解题教学促进学生核心素养发展是一种有效的核心素养培养手段.

1 解题中建构化学模型

建模思想本质是指对问题构建一种认识且有效解决的思想模型,使问题解决更加程序化、模块化[1].在解题中通过引导学生建构、运用这些化学模型可以提升学生的模型认知能力、推理能力,有效落实学生核心素养的培养.

以化学平衡模型为例,在解题中教师若想让学生建立具体的思维模型,使复杂问题简单化,就应结合例题逐步引导学生搭建模型、运用模型.

A.x=2

B.B的反应速率为20%

C.平衡时A的浓度为0.75 mol

D.恒温达到平衡时容器内压强为开始的85%

解析在解题中教师可以按照以下步骤引导学生构建模型、解决问题、评价模型.首先,引导学生寻找相关平衡.针对该题,其中涉及到的平衡属于化学反应平衡.其次,确定影响化学反应平衡的因素或者是应用化学平衡原理.针对该题而言,需要引导学生结合化学反应平衡原理,理清各数量之间的关系,构建化学平衡模型.根据化学方程式,可列出以下关系式子:

平衡式:

起始量/mol 6 5 0 0

变化量/mol 3 1 2 2

平衡量/mol 3 4 2 2

再者,运用化学反应平衡模型解决实际问题.根据各数量之间的关系、化学反应平衡知识能够得到:

n(D)=v(D)·t·V=0.1 mol·(L·min)-1×5 min×4 L=2 mol

2 依托实验解题

在实验类解题教学中要重点从培养学生提出问题及假设能力、实验方案设计与分析、信息整合与创新等方面入手加强学生科学探究与创新意识的培养[2].尤其是引导学生积极主动完成实验项目,使其在动手实践中形成相适应的能力.

例题2铁在冷的浓硫酸中能发生钝化.某兴趣小组的同学发现将一定量的铁与浓硫酸加热时,观察到铁完全溶解,并产生大量气体.实验室现有下列试剂:0.01 mol/L酸性KMnO4溶液、0.01 mol/L KI溶液、KSCN溶液、3% H2O2溶液、淀粉溶液、蒸馏水,请你协助他们探究所得溶液和气体的成分.

解析首先,引导学生以现有的条件为依据合理提出猜想,尽量让学生主动利用已有的条件及所学知识,或者是查阅资料作出合理的假设.针对该题,结合题干信息,铁与浓硫酸反应生成气体,但具体成分未知.结合所学金属铁的性质及其与硫酸反应的过程,合理提出猜想:①所得溶液中铁离子包括两种情况,一种是二价铁离子,另一种是三价铁离子.②所得气体可能是氢气、二氧化硫的一种或者两种.其次,大胆实验,验证猜想.可让学生先自主设计实验验证猜想,确认猜想结果是否正确,适当鼓励学生互评,而后教师再对学生的设计方案进行点评,使其找到自身的薄弱点,并对猜想进行优化、完善,从而促进学生严谨的科学探究精神的养成.针对该题中的猜想①,题干提供了五种试剂,酸性KMnO4溶液能够与二价铁离子反应,出现褪色现象.三价铁离子可与SCN-结合成配合物,显血红色.针对猜想②,结合所学二氧化硫能够使酸性KMnO4溶液褪色.接下来,教师可让学生自行总结,并将其归纳成表格.该实验的实施过程见表格1.

表1 实验探究过程表

图1 实验装置示意图

3 依托化学反应解题

基于宏观辨识与微观探析的解题教学要求学生在宏观层面能掌握物质的基本特征,在微观层面能探究物质内在本质,进而运用正确的化学符号表示出其物质的化学意义.这就要求教师在解题教学中注重从不同层次分析引导学生分析问题,解决问题.

例题3如图2所示化学反应微观图,问①结合图2,推导出该反应的化学方程为____.

图2 化学反应微观图

解析这道题主要考查的是从宏观、微观角度看待化学反应,为了使学生具备多层次认识物质的观念,结合宏观、微观视角解决化学问题.首先,从微观粒子角度分析图2,根据图示,反应前有4个镁原子、3个碳原子、6个氧原子.其中3个碳原子与6个氧原子组成了3个二氧化碳分子.反应后有2个碳原子、4个氧化镁分子、1个二氧化碳分子.接下来,运用化学符号表示出来:4个Mg、3个CO2,反应后有1个CO2、4个MgO,2个C.化学反应过程可表示为:

培养学生注重从“宏、微、符”三重表征的角度去认识和理解化学,同时强化守恒观.从这道题目的解析中不难看出,探究该题需要不断地变换分析角度,从宏观、微观两个层面入手,对反应中的粒子变化进行分析,分析出其代表的宏观含义.再从宏观表现结合所学化学知识,运用化学符号、化学反应原理进行二次分析,得出最终的结论.在这个过程中,学生的宏观、微观思维会得到锻炼,且宏观、微观意识也会加强,最终形成良好的宏观辨识与微观探析素养.

4 依托生活化题目

科学态度与社会责任的本质是通过理解化学技术、社会、环境之间的关系,形成应有的科学态度与社会责任,一般情况下,多是选择与生活联系紧密的题目,将化学知识与生活现象、名人故事等联系在一起,作为价值观共享的桥梁.

例题4亚硝酸钠俗称“工业盐”,其外观、口感与食盐相似,人若误服会中毒.现将适量某样品(成分为亚硝酸钠或氯化钠)溶于水配成溶液,分别取少量该溶液于试管中进行实验.下列方案设计、现象和结论都正确的是( ).

A.先加入少量KClO3溶液,再加AgNO3溶液和足量稀硝酸,振荡,若产生白色沉淀,则样品为亚硝酸钠

B.加到少量KMnO4溶液中,再加硫酸酸化,振荡,若溶液褪色,则样品为亚硝酸钠

C.先加到少量FeCl2溶液中,再加入稀盐酸酸化,振荡,若溶液变黄色,则样品为亚硝酸钠

D.先加入少量Na2SO3溶液,再加入BaCl2溶液和稀硝酸,振荡,若产生白色沉淀,则样品为亚硝酸钠

分析这一道选择题在字里行间隐藏了许多的育人功能与素养价值.如从问题的提出角度来看,选择以亚硝酸钠为素材,引出其与食盐的关系及对人体的危害,旨在暗示学生要在日常生活中注意甄别两种物质,做到健康生活.尤其是凸显出了问题研究的现实意义,彰显出了化学学科与社会问题之间的联系,改变了学生对化学学科的认知.其次,从选项来看,四个选项都是有关鉴定亚硝酸钠的内容,且还包含了具体的操作步骤,涉及到了多种化学反应及化学物质,需要学生结合所学知识综合分析、判断结论是否准确,对培养学生综合思维能力非常有用.尤其是能培养学生严谨、认真的科学态度,养成有利于终身发展的研究习惯.最后,从解决问题的主要方法来看,学生需要依据实验操作步骤,结合化学变化规律、物质特性判断实验现象,其科学探究意识也会增强.

经分析可知,C正确.

高中化学教师应当深入解读五大核心素养内涵,并采用合理的教学方式将其渗透到解题过程,从而达到提升学生核心素养的目的.尤其是要充分依据例题内容、解题方式针对性地开展核心素养培养,使其能真正形成适应社会发展及终身发展的品质和能力.