基于核心素養(yǎng)的物理實(shí)驗(yàn)思維在化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用分析

陳燕萍

摘 要：教師在日常教學(xué)中應(yīng)注重關(guān)聯(lián)學(xué)科的交叉思維培養(yǎng)，充分引導(dǎo)學(xué)生讓物理實(shí)驗(yàn)思維融入到化學(xué)的學(xué)習(xí)中，進(jìn)而更進(jìn)一步提升學(xué)生的綜合素養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：物理實(shí)驗(yàn);核心素養(yǎng);學(xué)科交叉;思維滲透

1.學(xué)科交叉思維探討

隨著當(dāng)今社會(huì)的快速發(fā)展，對(duì)學(xué)生的綜合素養(yǎng)要求越來(lái)越高。學(xué)科之間的相互交叉和滲透是當(dāng)今時(shí)代的一大特征[1]。諸如物理實(shí)驗(yàn)中在“互成角度兩個(gè)共點(diǎn)力的合成”實(shí)驗(yàn)中我們用到的替代法;用天平稱物體的重量實(shí)驗(yàn)中采用的比較法;“碰撞中的動(dòng)量守恒”實(shí)驗(yàn)中采用的測(cè)量量的轉(zhuǎn)換法等等，這些基于核心素養(yǎng)的物理實(shí)驗(yàn)方法在化學(xué)的學(xué)習(xí)中是通用的。

2.物理與化學(xué)知識(shí)的交叉點(diǎn)分析

物理作為自然學(xué)科之首，以其廣泛的研究范圍，已經(jīng)深入化學(xué)、生物之中。盡管物理和化學(xué)在知識(shí)點(diǎn)上存在很多交叉點(diǎn)，但是研究的方向不同。例如物理和化學(xué)都涉及原子結(jié)構(gòu)，化學(xué)研究的方向是核外電子特別是最外層電子對(duì)化學(xué)性質(zhì)的影響，但是，物理討論的卻是核內(nèi)質(zhì)子和中子的變化。因此在運(yùn)用這些交叉點(diǎn)時(shí)，要注意找準(zhǔn)關(guān)鍵切入點(diǎn)，以免造成思維混亂。

高中作為物理化學(xué)知識(shí)啟蒙的重要階段，楞次定律、化學(xué)平衡等物理化學(xué)理論是其重要組成部分之一。物理化學(xué)理論的共同點(diǎn)是需要發(fā)散思維，可以總結(jié)出具有一定程度的普適性的物理、化學(xué)試題的巧解方法[2]。同時(shí)，兩個(gè)學(xué)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(fā)學(xué)生進(jìn)行各學(xué)科知識(shí)的深入思考，有助于學(xué)生培養(yǎng)自我探索、分析總結(jié)、發(fā)散思維的優(yōu)良習(xí)慣。

3.物理實(shí)驗(yàn)思維在化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用分析

3.1勒夏特列原理—楞次定律

化學(xué)平衡是高中一個(gè)重要的知識(shí)點(diǎn)，許多學(xué)生在一開(kāi)始時(shí)就覺(jué)得難以接受，造成了后來(lái)學(xué)習(xí)難點(diǎn)的積累，特別是用勒特列原理來(lái)判斷平衡移動(dòng)問(wèn)題時(shí)，教師常在講授時(shí)覺(jué)得力不從心。的確，這概念有點(diǎn)只可意會(huì)，難以言傳的意味，如果改變影響平衡的一個(gè)條件（如濃度、壓強(qiáng)或溫度等），平衡就向能夠減弱這種改變的方向移動(dòng)。例如，對(duì)一個(gè)已達(dá)到平衡的反應(yīng)，升體系溫度，平衡就會(huì)向阻礙體系溫度升高的方向移動(dòng)，即向吸熱的方向移動(dòng)，但最終溫度還是比之前的溫度要高，也就是說(shuō)該原理的關(guān)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(shí)驗(yàn)中，用感應(yīng)電流的方向來(lái)判斷感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化，相似地，這個(gè)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(gè)原理都遵循了系統(tǒng)能量朝更低的方向發(fā)展的趨勢(shì)，若該趨勢(shì)被破壞，系統(tǒng)會(huì)盡量恢復(fù)到先前狀態(tài)的方向變化，但已經(jīng)無(wú)法恢復(fù)到原來(lái)的狀態(tài)。若引導(dǎo)學(xué)生對(duì)比來(lái)理解，相信能達(dá)到事半功倍的效果。所以物理實(shí)驗(yàn)思維方法的靈活運(yùn)用在化學(xué)學(xué)習(xí)中起到有力的推動(dòng)作用。

3.2帶電粒子的定向移動(dòng)—同種電荷相斥、異科電荷相吸

用學(xué)生熟知的物理思維方法幫助化學(xué)概念的理解，讓學(xué)生對(duì)概念的把握更加清晰，而具體的化學(xué)題目也可以用物理實(shí)驗(yàn)思維的一些方法來(lái)解。如電化學(xué)中經(jīng)常遇到的一個(gè)問(wèn)題是：電解質(zhì)溶液中離子應(yīng)該向哪一極移動(dòng)，例如：溶液中Na+應(yīng)該移到陽(yáng)極附近還是陰極附近，或正極附近還是負(fù)極附近，若分原電池和電解池兩種情況來(lái)討論，很容易造成學(xué)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(lái)分析就顯得很簡(jiǎn)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(fù)極出發(fā)，流向陰極，而原電池中負(fù)極失去電子，電子沿外電路流向正極，此時(shí)可以想象陰極、正極上都布滿了負(fù)電荷，帶正電的Na受到負(fù)電荷的吸引移到這兩極附近，像帶兩個(gè)負(fù)電子SO4這樣的陰離子因和負(fù)電荷帶同種電荷而受到排斥，向反方向移動(dòng)，即移動(dòng)到陽(yáng)極或負(fù)極附近。

小結(jié)

任何理論都不可能具有終極的意義，永遠(yuǎn)不會(huì)是最后的定論。在教學(xué)中，就一個(gè)理論與另一個(gè)理論的銜接關(guān)系，我們教師在日常教學(xué)中要注意培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性思維能力和交叉學(xué)科綜合運(yùn)用能力。尤其是物理實(shí)驗(yàn)思維在化學(xué)學(xué)科中的運(yùn)用，在邏輯思維的基礎(chǔ)上發(fā)揮多元化的思維技巧，只有這樣，才能使學(xué)生既有合理的知識(shí)結(jié)構(gòu)，又有合理的能力結(jié)構(gòu)，才能真正實(shí)現(xiàn)物理化學(xué)的教學(xué)目標(biāo)，才能真正滿足現(xiàn)代社會(huì)對(duì)人才培養(yǎng)的需要。解決一個(gè)問(wèn)題靠技術(shù)而提出一個(gè)問(wèn)題要發(fā)揮人的想象力，它才是科學(xué)發(fā)展的源動(dòng)力。

本文系泉州市第二批教育“領(lǐng)航團(tuán)隊(duì)”專項(xiàng)課題研究成果。課題名稱：《以核心素養(yǎng)為導(dǎo)向的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)與研究》。立項(xiàng)批準(zhǔn)號(hào)：QLHKT2-068。

參考文獻(xiàn)

[1]“學(xué)中用”與“用中學(xué)”相結(jié)合促進(jìn)教學(xué)效果探微[J].張麗娟.山東化工. 2018（18）

[2]物理化學(xué)的教學(xué)與學(xué)生素質(zhì)的培養(yǎng)[J].劉淑梅，趙瑞雪.現(xiàn)代教育科學(xué). 2009（S1）

[3]物理化學(xué)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐意識(shí)[J].趙東江，馬松艷，徐麗英.中國(guó)冶金教育.2011（04）