——以“化学反应的限度”的教学为例

  摘 要：高中化学课程标准自实施以来成为课堂改革的核心，其中的五项核心素养也是平时教学工作中亟需重点提高和重点落实的部分。本文以化学反应的限度为例，通过运用运动感受、阅读探究、实验探究、问题驱动、小组讨论及评价、改进创新、迁移应用等方式，浅谈基于化学核心素养的探究型教学与落实，改变学生被动接受知识的状态。化学核心素养的结果属性和过程属性要求在具体教学过程中培养学生具有化学学科特质的结构化知识、思维方式与品质。
　　关键字：化学；核心素养；教学；研究
　　为落实“立德树人”的教育根本任务、充分发挥课程在人才培养中的核心作用，高中化学课程标准修订组根据“中国学生发展核心素养（征求意见稿）”和高中化学课程特点，提出包含“宏观辨识与微观探析”、“变化观念与平衡思想”、“证据推理与模型认识”、“实验探究与创新意识”、“科学精神和社会责任”等五个要素的高中化学核心素养。同时结合本校学生的基础储备问题和接受能力，在联系考点的同时增加趣味性，现结合化学反应的限度这一节课，浅谈化学核心素养的初步实施和效果评价。化学反应速率和化学反应化学平衡分别属于化学动力学和化学热力学范畴，其设计内容非常丰富，但是本节课的目的不是让学生深入认识化学平衡知识，而是让他们知道化学反应有限度，建立化学平衡的观点，知道化学平衡是相对的，可以随外界条件的改变而改变。另外，本节教材以化工生产条件为背景，通过探究使学生在获得化学知识的同时发展能力，体会到化学理论学习对生产实践的重要指导作用。
　　本节核心素养培养目标：
　　宏观辩识和微观探析：以2SO2＋O2   2SO3分解示意图为例理解可逆反应的发生；以2NO2（g）   N2O4（g）的宏观颜色变化为例微观解释可逆反应的发生。
　　变化观念与平衡思想：从内因、外因、量变与质变等方面全面理解可逆反应和化学平衡状态的产生。
　　证据推理与模型认知：对影响可逆反应的因素进行分析，提出可能影响化学平衡的因素，并通过设计实验验证假设，建立解决复杂化学问题的框架。
　　实验探究和创新意识：对影响化学平衡的因素进行实验验证，和同学交流实验探究成果。
　　科学精神与社会责任：知道如何运用化学反应限度知识节约原料与能源，提高经济效益，同时综合分析化学过程对自然可能带来的影响，能权衡利弊，从保护环境的角度出发勇于承担责任。
　　一、新课引入环节设计
　　化学核心素养的培养体现在教学的每个环节，成为教师之前就对新课引入环节有一定的思考和探究，在多次的失败和成功案例中得到启示，新课引入环节最有效的形式是发现学生最有待解决的问题，针对性的解决。例如，一节课40分钟的时间，语言是主导，下课学生可谓是疲惫不堪，趴在桌子上就睡，对正在骨骼发育阶段的他们是非常不利的，所以在新课引入环节增加一系列运动项目。“今天学习化学反应的限度，请同学们一起做瑜伽动作，双手合并上举后拉伸，感受自己的身体限度。”这样设计可以让同学们理解并感受限度，运动提起精神进行接下来的新内容，自己更能感受自己身体的变化，更能形象地对限度进行解释。
　　二、对“宏观辩识和微观探析”的设计—阅读探究

　　【阅读探究】阅读课件及课本P43图2-2-6，回答下列问题：
　　1．用空气制造面包的德国化学家哈伯，历经6500次实验，产率仅为6%，这说明什么？你有什么猜测？试写出N2与H2生成NH3的化学方程式。
　　2.试解释为什么无论怎样改变反应条件都不能使SO2全部转化为SO3？
　　3.总结可逆反应的定义及特点？

　　设计“阅读探究”的形式，建立“宏观—微观—符号”的三重表征的学习思维，以课本P43图2-2-6 SO2催化氧化、SO3分解示意图为例，理解二氧化硫与氧气的反应中，无论怎样改变反应条件都不能是二氧化硫全部转化成三氧化硫，这是因为生成的同时也在不断的分解。通过阅读哈伯合成氨的材料，思考问题，进行小组讨论，在教师指导下进行小组评价并给分。不仅提高了学生的阅读能力、分析推理能力、语言表达能力而且更好的理解了可逆反应的定义。最后以2NO2（g）   N2O4（g）的宏观颜色变化为例微观解释可逆反应的发生，从微观的分子和宏观颜色变化，不断加深学生对可逆反应的认识，建立科学理性的思维模式。从“物质结构与性质相联系、宏观与微观相结合、变化与平衡相统一”的视角认识和分析解决相关的化学问题。
　　三、对“变化观念与平衡思想”的设计—图像探究

　　【图像探究】开始时，在密闭容器中只充入一定量的SO2和O2，并在一定条件下进行反应2SO2＋O2   2SO3，请分析：（1）反应刚开始时，反应物和生成物的浓度大小如何？
　　（2）反应刚开始时v（正）和v（逆）大小如何？
　　（3）随着反应的进行，反应物与生成物的浓度如何变化？为什么？
　　（4）随着反应的进行，v（正）和v（逆）如何变化？为什么？
　　（5）反应进行到什么程度“停止”呢？为什么？（6）试绘制出v-t图

　　在阅读探究和对点训练的基础上进行图像探究，通过问题驱动的形式，由浅入深设计5个问题，小组讨论以及有效的教学评价，从内因、外因、量变与质变等方面全面理解可逆反应和化学平衡状态的产生。涉及化学变化的条件、方向、限度、能量转变，涉及物质及其构成微粒的作用力和作用力平衡，涉及对物质及其变化的辨识、探析和表征等。马克思主义哲学认为，物质是不停运动变化的，平衡和运动是不可分的，客观世界是不断地沿着由不平衡到平衡、再由平衡到不平衡的轨迹运动着。而内因是事物变化发展的内在根据，是事物运动的源泉和动力。“宏观辨识与微观探析、变化思想与平衡观念”是具有高度概括性、统领性和迁移性的化学学科观念。通过图像探究，提高分析能力、微观宏观认识能力、逻辑思维能力，强化图像表达能力，能分析可逆反应过程中的速率变化。
　　四、对“证据推理与模型认知”的设计—规律探究

　　【规律探究】
　　阅读非常学案P30-P31化学平衡状态的判定，请回答：
　　1．有几种条件达到化学平衡状态？
　　2．试用最简洁的语言描述判断条件。

　　对影响可逆反应的因素进行分析，提出可能影响化学平衡的因素，并通过设计实验验证假设，建立解决复杂化学问题的框架。基于观察和实验等方法获取的影响化学平衡的事实并进行分析推理、抽象概括、建构模型以揭示化学平衡变化及其规律的过程，提高运用证据推理和模型化思想解决相关化学问题的能力和品质。通过观察和收集证据，基于证据进行分析推理形成结论，能解释证据与结论之间的关系，确定形成科学结论所需要的证据和寻找证据的途径。关于化学平衡状态的判断是平时考试及高考的重点内容，对这方面进行系统总结对提高成绩简单有效，而且能形成严谨的科学态度，获取复杂问题的方法及思路。
　　五、对“实验探究和创新意识”的设计—实验探究

　　【实验探究】
　　根据所给器材及试剂，设计并进行实验操作，回答下列问题：
　　1．描述你看到的实验现象；
　　2．结合化学平衡的建立，试解释颜色变化的原因；
　　3．试总结影响化学平衡的因素及化学平衡移动的根本原因。

　　通过设计实验方案、优化实验方案、小组实验、描述现象、小组评价等形式调动学生对化学平衡的思考，对影响化学平衡的因素进行实验验证。从化学实验研究的过程看，化学实验通过一定的实验技术和方法获取化学平衡变化的信息，再从结构与性质相联系、变化与平衡相统一的视角，运用比较分析、归纳概括、证据推理、模型建构等方法对实验现象和事实做出合理的解释，揭示化学变化的规律，形成科学的结论；从化学实验结果看，化学实验获取新的化学知识，揭示未知的化学反应原理和规律，发展新的技术和方法，将新的实验研究成果应用于生产、生活和科学研究实践。
　　六、科学精神与社会责任
　　大量的科学实验证明，化学平衡的移动通常受到温度、反应物浓度、压强等因素的影响。关于化学平衡及其移动方面的研究，对于化工生产来说具有十分重要的意义。知道如何运用化学反应限度知识节约原料与能源，提高经济效益，同时综合分析化学过程对自然可能带来的影响，能权衡利弊，从保护环境的角度出发勇于承担责任。深刻理解化学、技术、社会和环境之间的相互关系，赞赏并致力于应用化学科学技术促进社会发展，勇于承担和分析化学过程对人类社会可能带来的各种影响的责任，形成可持续发展的观念。
　　综上所述，以化学反应的限度为例，为更好的体现化学核心素养，通过运动感受、阅读探究、实验探究、问题驱动、小组讨论及评价、改进创新、迁移应用等方式进行探究型教学，改变了学生被动接受知识的状态，改变了课堂的传统模式，获取有效信息更有效。核心素养的后天习得性，决定了高中生化学核心素养的发展离不开化学课程学习。但必须指出的是高中化学核心素养的习得不能是“被动接受”，不能以“灌输”的教学方法培养学生的化学核心素养，更不能把化学核心素养简单地转化成“宏观、微观、变化、平衡、模型、推理、实验”等知识内容进行讲授，离开了科学、正确的化学学习过程和学习方式就无法形成化学核心素养。
　　在化学课程实施中发展学生的化学核心素养，引导和组织学生积极主动参与多样化的学习活动，如实验探究、交流讨论、辩论、问题解决、社会实践等，让学生在学习活动中形成自主、合作、探究等多样化的学习方式，在学习过程中自主获取化学学科知识、形成化学学科观念、体验化学实验探究的过程、运用化学特征的思维方式分析和解决实际问题、认同和践行化学学科价值追求。

• 【发布时间】2023/11/4 17:02:21
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