基于核心素養的物理實驗思維在化學教學中的應用分析

陳燕萍

摘 要：教師在日常教學中應注重關聯學科的交叉思維培養，充分引導學生讓物理實驗思維融入到化學的學習中，進而更進一步提升學生的綜合素養。

關鍵詞：物理實驗;核心素養;學科交叉;思維滲透

1.學科交叉思維探討

隨著當今社會的快速發展，對學生的綜合素養要求越來越高。學科之間的相互交叉和滲透是當今時代的一大特征[1]。諸如物理實驗中在“互成角度兩個共點力的合成”實驗中我們用到的替代法;用天平稱物體的重量實驗中采用的比較法;“碰撞中的動量守恒”實驗中采用的測量量的轉換法等等，這些基于核心素養的物理實驗方法在化學的學習中是通用的。

2.物理與化學知識的交叉點分析

物理作為自然學科之首，以其廣泛的研究范圍，已經深入化學、生物之中。盡管物理和化學在知識點上存在很多交叉點，但是研究的方向不同。例如物理和化學都涉及原子結構，化學研究的方向是核外電子特別是最外層電子對化學性質的影響，但是，物理討論的卻是核內質子和中子的變化。因此在運用這些交叉點時，要注意找準關鍵切入點，以免造成思維混亂。

高中作為物理化學知識啟蒙的重要階段，楞次定律、化學平衡等物理化學理論是其重要組成部分之一。物理化學理論的共同點是需要發散思維，可以總結出具有一定程度的普適性的物理、化學試題的巧解方法[2]。同時，兩個學科之間的交叉分析能力不僅可以方便解題，提高解題速度及正確率，也可以啟發學生進行各學科知識的深入思考，有助于學生培養自我探索、分析總結、發散思維的優良習慣。

3.物理實驗思維在化學教學中的應用分析

3.1勒夏特列原理—楞次定律

化學平衡是高中一個重要的知識點，許多學生在一開始時就覺得難以接受，造成了后來學習難點的積累，特別是用勒特列原理來判斷平衡移動問題時，教師常在講授時覺得力不從心。的確，這概念有點只可意會，難以言傳的意味，如果改變影響平衡的一個條件（如濃度、壓強或溫度等），平衡就向能夠減弱這種改變的方向移動。例如，對一個已達到平衡的反應，升體系溫度，平衡就會向阻礙體系溫度升高的方向移動，即向吸熱的方向移動，但最終溫度還是比之前的溫度要高，也就是說該原理的關鍵在于“減弱”而不是“消除”，這與物理上的“楞次定律”是不謀而合的，楞次定律實驗中，用感應電流的方向來判斷感應電動勢的方向，感應電流的磁場總要阻礙引起感應電流的磁通量的變化，相似地，這個原理核心之一是“阻礙”，而不是“阻止”，它們最大的相通之處是兩個原理都遵循了系統能量朝更低的方向發展的趨勢，若該趨勢被破壞，系統會盡量恢復到先前狀態的方向變化，但已經無法恢復到原來的狀態。若引導學生對比來理解，相信能達到事半功倍的效果。所以物理實驗思維方法的靈活運用在化學學習中起到有力的推動作用。

3.2帶電粒子的定向移動—同種電荷相斥、異科電荷相吸

用學生熟知的物理思維方法幫助化學概念的理解，讓學生對概念的把握更加清晰，而具體的化學題目也可以用物理實驗思維的一些方法來解。如電化學中經常遇到的一個問題是：電解質溶液中離子應該向哪一極移動，例如：溶液中Na+應該移到陽極附近還是陰極附近，或正極附近還是負極附近，若分原電池和電解池兩種情況來討論，很容易造成學生思維的混亂，在這里只要借用物理原理“同種電荷相斥、異種電荷相吸”來分析就顯得很簡單了[3]。首先，不管是原電池還是電解池，要明確的是電子的流向：電解池中電子從外加電源負極出發，流向陰極，而原電池中負極失去電子，電子沿外電路流向正極，此時可以想象陰極、正極上都布滿了負電荷，帶正電的Na受到負電荷的吸引移到這兩極附近，像帶兩個負電子SO4這樣的陰離子因和負電荷帶同種電荷而受到排斥，向反方向移動，即移動到陽極或負極附近。

小結

任何理論都不可能具有終極的意義，永遠不會是最后的定論。在教學中，就一個理論與另一個理論的銜接關系，我們教師在日常教學中要注意培養學生創造性思維能力和交叉學科綜合運用能力。尤其是物理實驗思維在化學學科中的運用，在邏輯思維的基礎上發揮多元化的思維技巧，只有這樣，才能使學生既有合理的知識結構，又有合理的能力結構，才能真正實現物理化學的教學目標，才能真正滿足現代社會對人才培養的需要。解決一個問題靠技術而提出一個問題要發揮人的想象力，它才是科學發展的源動力。

本文系泉州市第二批教育“領航團隊”專項課題研究成果。課題名稱：《以核心素養為導向的物理實驗教學與研究》。立項批準號：QLHKT2-068。

參考文獻

[1]“學中用”與“用中學”相結合促進教學效果探微[J].張麗娟.山東化工. 2018（18）

[2]物理化學的教學與學生素質的培養[J].劉淑梅，趙瑞雪.現代教育科學. 2009（S1）

[3]物理化學教學中培養學生的實踐意識[J].趙東江，馬松艷，徐麗英.中國冶金教育.2011（04）