淺談如何培養化學學科的核心素養

摘 要：STSE是Science（科學）、Technology（技術）、Society（社會）、Environment（環境）的英文單詞首字母縮寫。化學與生活、環境保護、能源、材料等學科領域在相互滲透中協同發展，扮演著解決人類社會發展中重要問題的角色。教育的任務不僅僅是傳承知識，還要創造知識。

關鍵詞：化學與STSE;核心素養;化學

中圖分類號：G424? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：2095-624X（2019）45-0020-02

引 言

化學核心素養是現代公民必備的科學素養，也是學生終身發展的重要基礎[1]。怎樣將“學生發展核心素養”轉化為“化學核心素養”，是化學教育工作者必須深入討論的問題。

一、化學核心素養簡述

普通高中課程標準修訂專家工作委員會化學組專家研究指出，高中化學學科核心素養包括“宏微結合”“分類轉化”“變化守恒”“模型認知”“實驗探究”“綠色應用”六個方面。還有另一種觀念如圖1所示。

化學學科核心素養內涵的維度包括以下幾個方面（見圖2）。

教師可以從上述幾個維度出發，結合高中化學學習的核心內容確定高中學生應該具備的化學學科核心素養的要素（見圖3）。

二、基于化學核心素養培養的教學案例

化學核心素養是具有化學學科特質的關鍵能力和品格。筆者以“弱電解質的電離平衡”為例，結合化學學科核心素養的內涵，來具體分析化學教學中培養學生化學核心素養的方法。

其一，“分類轉化”和“變化守恒”在知識與技能層面構建化學基本觀念。

化學基本觀念主要包括分類觀、元素觀、微粒觀、轉化觀、守恒觀、實驗觀、科學本質觀、學科價值觀。學生學習化學，首先要學會運用分類的思想方法。

問題1：什么是電解質？什么是非電解質？哪些物質可以導電？

本節內容是建立在初中所學的有關酸堿鹽的概念及必修1第二章第二節“離子反應”第一課時“酸堿鹽在水溶液中的電離”基礎上。學生可通過回顧定義概念的方式，自行總結和歸納，從而深化化合物和導電物質的分類。

能導電的物質有金屬、石墨、電解質溶液或者熔融態。電解質的概念是在水溶液或者熔融狀態下，能導電的化合物。電解質自身不能導電，需要溶于水或者加熱熔融之后，才能產生自由移動的陰陽離子。電解質必須是化合物，不能是單質和混合物。

問題2：酸、堿、鹽都是電解質，在水中都能電離出離子，不同的電解質電離程度是否有區別？什么是強電解質和弱電解質？

為了驗證不同電解質的電離程度，教師可以設計如下實驗：探究同體積、同濃度的鹽酸與醋酸的pH大小，實驗結果顯示鹽酸的pH比醋酸的pH小。因此可知，在水溶液中，鹽酸容易發生電離，相對而言醋酸較難發生電離。結合電解質的定義，得出強電解質和弱電解質的定義：“根據電離程度不同，強電解質是指在水溶液狀態或熔融狀態中，幾乎全部完全電離的化合物;而弱電解質則是指在溶液狀態或熔融狀態中，只有少部分電離的化合物。”提高學生解決問題能力的重要途徑是重視化學基本觀念的形成以及注重實驗的探究與分析。

其二，“宏微結合”和“模型認知”在過程與方法層面培養“三重表征”思維。

問題3：等濃度的鹽酸和醋酸，同等程度稀釋100倍，其pH變化一樣嗎？

取兩支相同規格的燒杯，分別盛500 mL蒸餾水，向其中一只燒杯內滴入5 mL 0.1 mol/L的鹽酸，向另一只燒杯中滴入5 mL 0.1 mol/L的醋酸，攪拌后，分別測其pH 。

當鹽酸被稀釋100倍后，溶液的pH是3;而醋酸被稀釋100倍后，溶液的pH大于3。這表明當鹽酸的c（H+）減小到原來的百分之一時，醋酸的c（H+）降低要小得多。這說明：等濃度的強電解質和弱電解質同等程度稀釋時，作為強電解質的鹽酸不存在電離平衡，則是等幅度變化，而作為弱電解質的醋酸存在電離平衡，則變化幅度隨著溶液的稀釋，發生電離的醋酸分子數目增多。

這個實驗充分體現出化學核心素養的應用學習，即宏觀辨識與微觀探析，以及證據推理與模型認知。從宏觀、微觀、符號三種水平上認識和理解化學知識，并建立三者之間的內在聯系，已成為國際上公認的化學科學不同于其他科學的最具特征的思維方式，即“三重表征”思維。

其三，“實驗探究”和“綠色應用”在情感態度與價值觀層面發展實驗探究能力。

問題4：等濃度的鹽酸、醋酸溶液中c（H+）的大小關系如何？如何判斷醋酸、鹽酸的酸性強弱？

相同條件下，與等量的活潑金屬反應;相同條件下，測試兩種酸的pH;相同條件下，測試兩種酸的導電能力。根據以上思路，教師可以設計如下探究實驗：①等體積、等濃度的鹽酸、醋酸與等量鎂條的反應;②用pH試紙測定0.1mol/L等濃度的鹽酸、醋酸pH;③測定等濃度、等體積的鹽酸、醋酸導電能力。

該探究對比實驗說明：等濃度的鹽酸中c（H+）比醋酸大，鹽酸、醋酸電離程度不同，鹽酸完全電離， 而醋酸不完全電離，電離程度較小。

問題5：為什么收集Cl2用的是飽和食鹽水，而吸收Cl2用的是NaOH溶液？

影響電離平衡的因素包括內因和外因。其中，內因是由電解質本身性質來決定的，電解質電離程度越強，越有利于平衡向解離成離子的方向進行，即“越強越電離”。外因包括：①溫度，由于電離過程是一個斷鍵吸熱的過程，溫度越高越利于電離程度的增大，即“越熱越電離”;②濃度，冰醋酸本身不導電，當體系逐漸加水后，導電能力提高，說明加水促進了其電離程度的增大，即“越稀越電離”;③同離子效應;④離子反應效應。

氯水中存在Cl2+H2O? Cl-+H++HClO的平衡體系，由于飽和食鹽水中存在大量的Cl-，根據同離子效應可知，會使平衡向左進行，從而促進了Cl2的逸出，便于收集。NaOH溶液中存在大量的OH-，會和H+反應，根據離子反應效應可知，會使平衡向右進行，從而促進了Cl2的消耗，便于吸收尾氣。

結 語

總而言之，化學核心素養以培養學生完美人格和終身學習能力為宗旨，指導學生在更高的視野和境界上自我發展，培養學生的化學學科素養、化學信息素養、化學能力、合作能力、語言素養、化學思維素養和跨學科綜合創新素養，使學生形成正確的情感、態度和價值觀。

[參考文獻]

胡先錦，胡天保.基于發展學科核心素養的高中化學教學實踐與思考[J].中學化學教學參考，2016 （04）：4—7.

作者簡介：朱夢晨（1990.1—），女，陜西咸陽人，碩士學歷。