基于化學核心素養培養的“理論課”教學設計

吳招壇

【內容摘要】“理論課”的學習和教學是高中化學的難點，結合教學實例，筆者嘗試以問題探究為導向，通過學生活動的設計，在問題的解決中培養學生化學學科核心素養。

【關鍵詞】理論課 問題探究 活動設計 核心素養

高中化學學科核心素養是學生發展核心素養的重要組成部分，是學生具有化學學科特質的關鍵能力和必備品質[1]。以《鹽類的水解》教學為例，以問題探究為導向，通過學生活動的設計，激發學生學習化學的興趣，培養學生的核心素養。

蘇教版選修5《化學反應原理》是高中化學比較難的模塊，屬于較為抽象的“理論課”。部分學生在學習該模塊時，沒能真正理解，死記硬背概念和原理，結果只是膚淺的掌握。教師在課堂中設置一些有價值的情境及問題，引發學生的思考，激發學生的探究欲望，在真實問題中獲取新知，能加深學生對知識的理解。

一、問題設計與社會生產、生活的聯系，培養“科學精神與社會責任”

教學片斷一：【課前準備】以小組為單位查閱相關資料

第一組：被黃蜂或蜜蜂叮咬后，可用家庭常用的物質處理？你知道是什么嗎？請闡述原理。

第二組：①明礬凈水的原理 ②泡沫滅火器滅火原理

【學生匯報一】黃蜂的分泌物中含有堿性物質，其主要成分為五羥色胺和組胺，被黃蜂叮咬后，可往患處涂抹食醋，利用酸堿中和除去；蜜蜂的分泌物中含有酸性物質，其主要成分是蟻酸，即甲酸，被蜜蜂叮咬后，可往患處涂抹小蘇打、純堿、肥皂水等堿性物質除去。

【學生匯報二】（1）明礬凈水的原理：明礬溶于水電離出Al3+，生成氫氧化鋁膠體，氫氧化鋁膠體能吸附水中的懸浮粒子，起到凈水的作用。

KAl（SO4）2==K++Al3++2SO42-

Al3++3H2OAl（OH）3（膠體）+ 3H+

（2）泡沫滅火器滅火原理：泡沫滅火器內有兩個容器，分別盛放兩種液體：硫酸鋁和碳酸氫鈉溶液。將滅火器倒立，兩種溶液混合在一起，就會產生大量的二氧化碳氣體：

Al2（SO4）3+6NaHCO3==3Na2SO4+2Al（OH）3↓+6CO2↑ 除了兩種反應物外，滅火器中還加入了一些發泡劑。打開開關，泡沫從滅火器中噴出，覆蓋在燃燒物品上，使燃著的物質與空氣隔離，并降低溫度，達到滅火的目的。

【問題探究1】①從物質分類的角度看，NaHCO3、Na2CO3及肥皂水（主要成分：硬脂酸鈉C17H35COONa）屬于哪類物質？它們的水溶液為什么顯堿性？

②碳酸氫鈉和硫酸鋁反應的實質是什么？

設計意圖：從生活中的問題出發，通過課前查閱資料，調動學生學習的主動性，讓學生體會到化學學科的實用價值。本課以被黃蜂或蜜蜂叮咬后，處理的方法不相同為情境，引出了鹽類酸堿性的問題。通過對泡沫滅火器的原理分析，理解鹽類水解的本質。當化學教學與生活實際緊密聯系時，這會激發學生學習化學的興趣，激發學生去思考并解決問題。

二、在實驗中發現問題，解決問題，培養“科學探究與創新意識”

化學是一門基于實驗的自然科學。實驗對提高高中化學的教學效率有著舉足輕重的作用。它可以幫助學生形成化學概念，理解和掌握化學知識，學生分組實驗時，教師要加強引導，規范操作，通過實驗現象的觀察與分析，充分調動學生積極思考，從而達到提高教學效率的目的。

教學片斷二： 合作探究 尋找規律，培養“證據推理與模型認知”

【實驗探究1】測定下列溶液的酸堿性：Na2CO3、NaHCO3、Na2SO4、NH4Cl、CH3COONa、AlCl3

【問題探究2】

（1） 根據鹽的構成特點，按強酸強堿鹽、強酸弱酸鹽、強堿弱酸鹽分類。

（2） 歸納鹽的類型與溶液酸堿性的關系。

【結論】（1） 鹽溶液不一定都顯中性，可能顯酸性，也可能顯堿性。

（2） 強酸強堿鹽顯中性，強酸弱堿鹽顯酸性，強堿弱酸鹽顯堿性。

設計意圖：通過實驗發現，鹽也有酸堿性，與已有認知出現矛盾，激發學生進一步探究的欲望。

教學片斷三： 交流研討 揭示本質——培養“宏觀辨識與微觀探析”、“變化觀念與平衡思想”

【問題探究3】為什么鹽溶液有酸堿性？試分析CH3COONa水溶液顯堿性的原因？

【學生活動】推測Ⅰ：水能電離出OH-，使溶液顯堿性。

推測Ⅱ：CH3COONa自身具有堿性。

推測Ⅲ：CH3COONa與水反應生成的物質具有堿性。

【實驗探究2】利用桌面上的藥品，設計合理的實驗方案，通過實驗得出結論。

實驗Ⅰ：測定蒸餾水的pH

實驗Ⅱ：測定CH3COONa的乙醇溶液的pH

實驗Ⅲ：往CH3COONa的乙醇溶液中加水后測pH

【結論】CH3COONa與水反應生成的物質具有堿性。

【分析】

Ⅰ.CH3COONa水溶液中存在哪些微粒？

Ⅱ.微粒之間能否結合成難電離的物質？對水的電離平衡有何影響？

Ⅲ.溶液中的氫離子和氫氧根離子濃度會變化嗎，如何變化？

【交流與討論】原因：溶液中水發生了微弱的電離，電離出氫離子和氫氧根離子，存在一個動態平衡，CH3COONa是強電解質，溶于水完全電離出CH3COO-和Na+。CH3COO-就會結合水電離出的H+生成弱電解質醋酸。所以，c（H+）減少，導致H2O的電離平衡被破壞，平衡向右移動，從而使c（OH-）>c（H+），溶液呈堿性。

設計意圖：體驗實驗探究的過程，提高學生分析問題解決問題的能力；平時教學中學生更多的是根據已有的方案進行實驗驗證，缺少給學生自己發現問題，設計實驗方案的機會。驗證實驗對幫助學生理解、掌握有關的化學知識，提高化學教學質量起到很大的促進作用，但是它不利于培養科學探究與創新意識。通過將驗證性實驗改為探究性實驗，既能活躍思維，激發興趣，還能加深對知識的理解。在實際的教學中，學生剛開始思路不清晰，實驗方案不完整，在不斷點撥下，還是順利開展了。可見教學中更應從不同探究環節給學生不同的鍛煉。

【板書】水解實質：促進水的電離平衡正向進行

CH3COONa==CH3COO-+Na+

H2OH++OH-

CH3COOH

CH3COONa+H2OCH3COOH+NaOH

CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-

【課堂練習】請同學運用剛才的思維方法和書寫方式來分析NH4Cl的水解過程。

【追問】強酸強堿鹽會發生水解嗎，為什么？請舉例說明。

【學生】不會，強酸強堿鹽如NaCl，電離出的Cl-和Na+不會與水電離出來的H+或OH-反應生成弱電解質，所以強酸強堿鹽不會水解。

設計意圖：類推的方法是學習化學的一種重要能力。將新知類比遷移，不僅提高課堂教學效率，也培養了學生學習化學的能力，鞏固思維過程，使陳述性知識轉化為程序性知識。

【小結】水解方程式的書寫

【歸納總結】（1）鹽類的水解的定義：溶液中鹽電離出來的離子與水電離出來的H+或OH-結合生成弱電解質的反應。

（2）鹽類水解的本質：溶液中由鹽電離出的弱酸的陰離子或弱堿的陽離子與水電離出的H+或OH-結合生成弱電解質，促進水的電離平衡向右移動。

（3）水解規律：無弱不水解；有弱才水解；誰強顯誰性

【問題探究4】寫出NaClO、FeCl3溶液的水解離子方程式

三、 首尾呼應，體驗化學與社會生產、生活的聯系，培養“科學精神與社會責任”

教學片斷四：

【問題解決1】Na2CO3、NaHCO3和硬脂酸鈉溶液顯堿性的原因？寫出Na2CO3的水解離子方程式。

【板書】CO32-+H2OHCO3-+OH- （以第一步為主）

HCO3-+H2OH2CO3+OH-

【問題解決2】 碳酸氫鈉和硫酸鋁反應的實質是Al3+與HCO3-反應，Al3+水解呈酸性，碳酸根離子水解呈堿性，兩者水解互促。

【教師】由于鋁離子水解生成Al（OH）3，溶解度很小，HCO3-水解生成H2CO3，不穩定易分解生成CO2氣體，即水解產物能脫離反應體系，促進平衡正向進行，直至反應完全，稱為雙水解。

【板書】4、應用：泡沫滅火器原理：Al3++3HCO3-==Al（OH）3↓+3CO2↑

設計意圖：鞏固所學知識，學以致用。學生通過學習，感受到化學的實用價值，提高學習化學的興趣。

四、給課堂適當“留白”

學生是學習的主體，學生的學習是主動構筑自己的知識大廈，而不是被動地接受知識的灌輸。因此，在教學過程中我們可以設計一些有價值的拓展問題，鼓勵學生課后思考。適當的課堂“留白”，作為教學延伸的窗口，有助于提高學生學習的積極性。

教學片段五：

【課后思考】弱酸弱堿鹽，如CH3COONH4、NH4F會水解嗎？溶液顯什么性？

【分析】氟離子、醋酸根離子水解呈堿性和銨根離子呈酸性，這種屬于水解互促，最終溶液呈什么性，與什么有關？這涉及到鹽類水解的影響因素，請你課后思考，我們第二節課解決。

設計意圖：“CH3COONH4溶液呈什么性”的課后思考題，不僅加深了對本節課知識的理解，也為后續鹽類水解的影響因素的學習作了一個鋪墊。

以化學學科核心素養為導向的“理論課”教學中，應設計有價值的教學活動，激發學生學習興趣，讓學生主動參與探究，教師要多觀察、多聆聽，發現有價值的課堂生成問題。在教與學的動態過程中，教師與學生相互作用、共同探研，在這個過程中，培養了學生化學學科核心素養。

【參考文獻】

[1]教育部基礎教育課程教材專家工作委員會普通高中課程標準修訂組.普通高中化學課程標準（2016 版初稿）[M].2016，9.

[2]王云生.課堂轉型與學科核心素養培養——中學化學課堂教學改革探索[M].上海：上海教育出版社，2016：80-81.

（作者單位：浙江省溫州中學）