摘要：用化學(xué)學(xué)科的視角聚焦“學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)”，遴選與化學(xué)教學(xué)緊密相關(guān)的基本要點，以“化學(xué)平衡的移動”為例，進行單元教學(xué)的創(chuàng)新設(shè)計。借助“建構(gòu)認知模型”，“開展多元探究”，“強化知識運用”等教學(xué)環(huán)節(jié)，通過“模型認知”、“科學(xué)探究”、“平衡思想”、“證據(jù)推理”、“創(chuàng)新意識”等化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的培育落實“學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)”的目標。

關(guān)鍵詞：核心素養(yǎng)，化學(xué)平衡的移動，單元教學(xué)，創(chuàng)新設(shè)計

1研究背景

日前，《中國學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)》研究成果在京發(fā)布?！皩W(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)”指學(xué)生應(yīng)具備的，能夠適應(yīng)終身發(fā)展和社會發(fā)展需要的必備品格和關(guān)鍵能力。它以培養(yǎng)“全面發(fā)展的人”為核心，分為文化基礎(chǔ)、自主發(fā)展、社會參與3個方面，綜合表現(xiàn)為人文底蘊、科學(xué)精神、學(xué)會學(xué)習(xí)、健康生活、責(zé)任擔(dān)當、實踐創(chuàng)新六大素養(yǎng)，具體細化為國家認同等18個基本要點（見圖1）。

“學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)”的目標達成需要通過課程改革、教學(xué)實踐和教育評價去引領(lǐng)和推動。目前，各學(xué)科正在依據(jù)學(xué)科特點研制與“學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)”匹配的“學(xué)科核心素養(yǎng)”，并在此基礎(chǔ)上修訂學(xué)科課程標準。

課堂是“學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)”目標落實的前沿陣地，“學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)”的目標達成離不開一線教師的創(chuàng)造性實踐。作為一名化學(xué)教師，在關(guān)注各學(xué)段、各學(xué)科公共目標的基礎(chǔ)上，更加關(guān)注“理性思維”、“批判質(zhì)疑”、“勇于探究”、“勤于反思”、“信息意識”、“ 社會責(zé)任”、“問題解決”、“技術(shù)運用”等與化學(xué)教學(xué)密切相關(guān)的培育目標，并將其作為化學(xué)教學(xué)中“發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)”的重要著力點。據(jù)披露，與上述基本要點高度相關(guān)的“宏觀辨識與微觀探析”、“變化觀念與平衡思想”、“證據(jù)推理與模型認知”、“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識”、“科學(xué)精神與社會責(zé)任”等可望成為表述化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的關(guān)鍵詞。

2“化學(xué)平衡的移動”單元教學(xué)創(chuàng)新設(shè)計

2.1內(nèi)容分析與目標追求

“學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)”是關(guān)于學(xué)生知識與技能、過程與方法、情感態(tài)度與價值觀等多方面要求的綜合表現(xiàn)。

從知識價值來看，“化學(xué)平衡的移動”是建構(gòu)“平衡思想”的重要素材，是“問題解決”的理論依據(jù)。

從方法價值來看，“化學(xué)平衡的移動”是體驗“模型認知”、“科學(xué)探究”、“證據(jù)推理”，強化“信息意識”的有效平臺。

從情意價值來看，“化學(xué)平衡的移動”是培育“創(chuàng)新意識”、“科學(xué)精神”、“社會責(zé)任”的優(yōu)質(zhì)載體。

有鑒于此，本教學(xué)設(shè)計聚焦“學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)”和“化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)”，在整合現(xiàn)行3種版本教材相關(guān)內(nèi)容的基礎(chǔ)上，設(shè)計教學(xué)目標，并依據(jù)教學(xué)目標創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境、優(yōu)選學(xué)習(xí)方法。

通過“化學(xué)平衡的移動” 的概念建構(gòu)，創(chuàng)設(shè)“化學(xué)平衡的移動”的認知模型，明確“化學(xué)平衡的移動”問題探究的思維路徑，為“模型認知”的方法體驗搭建平臺。

采用“演繹判斷，實驗驗證”、“實驗探究，事實求證”、“證據(jù)推理，數(shù)學(xué)分析”、“聯(lián)系實際，圖像解讀”等方法分別探究“濃度”、“溫度”、“壓強”、“催化劑”對“化學(xué)平衡的移動”的影響，著力引導(dǎo)學(xué)生多角度、辯證地分析問題，訓(xùn)練思維的靈活性與縝密性，培養(yǎng)創(chuàng)新意識與科學(xué)精神。

采用“系統(tǒng)歸納，升華認識”引導(dǎo)學(xué)生自主建構(gòu)勒夏特列原理，從原因、方向及意義3個角度深化對“化學(xué)平衡的移動”的理解。

通過“合成氨適宜條件”的問題討論，完成應(yīng)用“勒夏特列原理”的真實體驗，解讀“合成氨的工藝流程”，完成“工程思維”的理念滲透。

2.2教學(xué)流程與情境設(shè)置

2.2.1創(chuàng)建認知模型，引導(dǎo)探究方向

從“化學(xué)平衡的建立條件”與“化學(xué)平衡狀態(tài)”的特征入手，導(dǎo)入“化學(xué)平衡的移動”概念，建構(gòu)分析化學(xué)平衡移動問題的認知模型(見圖1)。

以“v-t圖像”為抓手，通過案例分析示范運用認知模型解決具體問題的方法（見圖2）。

2.2.2.演繹判斷，實驗驗證——探究濃度對化學(xué)平衡移動的影響

依據(jù)認知模型，引導(dǎo)學(xué)生采用“濃度變化→速率變化[v(正)～v(逆)]→平衡移動方向”的線性推理，采用演繹判斷的方法探究濃度對化學(xué)平衡移動的影響。以“Fe3++3SCNFe(SCN)3”和“Cr2O72－+H2O 2CrO42－+H+”為例,通過分組實驗對探究結(jié)論進行認證(見表1)。

2.2.3實驗探究，事實求證——探究溫度對化學(xué)平衡移動的影響

以“2NO2(g)N2O4(g)；△H＜0”為例，采用實驗探究的方法，認識溫度對化學(xué)平衡移動的影響。并結(jié)合“N2(g)+3H2 (g)2NH3(g)；△H＜0”在不同溫度下達到平衡時NH3%的真實數(shù)據(jù)，用事實佐證對探究結(jié)果（見表2）。

2.2.4證據(jù)推理，數(shù)學(xué)分析——探究壓強對化學(xué)平衡移動的影響

以“N2(g)+3H2 (g)2NH3(g)”在不同壓強下達到平衡時NH3%的柱狀圖(見表3)為情境，采用證據(jù)推理的方法，分析壓強對化學(xué)平衡移動的影響。并結(jié)合平衡體系壓強改變時Qc與K的數(shù)值比較，運用數(shù)學(xué)分析的方法認證分析結(jié)論。

2.2.5聯(lián)系實際，圖像解讀——探究使用催化劑的意義

以“2SO2+O22SO3”為例，討論工業(yè)生產(chǎn)中使用V2O5(催化劑)的意義。以“催化劑對反應(yīng)速率及平衡時SO3%的影響”圖像為情境（見圖3），從反應(yīng)速率與平衡移動2個角度分析催化劑對可逆反應(yīng)的影響，探究工業(yè)生產(chǎn)中使用催化劑的意義。

2.2.6系統(tǒng)歸納，升華認識——自主建構(gòu)勒夏特列原理

梳理改變影響平衡的一個條件，化學(xué)平衡移動方向及移動結(jié)果與原變化條件的影響（見表4），歸納出“化學(xué)平衡移動的結(jié)果減弱了外界條件變化的影響”的規(guī)律，進而自主建構(gòu)勒夏特列原理。

2.2.7聯(lián)系實際，體驗應(yīng)用——實施“工程思維”的滲透

以勒夏特列原理為指導(dǎo)，對工業(yè)“合成氨”的溫度和壓強的選擇提出合理建議（學(xué)生建議：降低溫度，增大壓強）。利用與“合成氨的工藝流程”中條件控制(見圖5)的認知沖突，探究工業(yè)上采用“500℃左右，10MPa～30MPa”的原因，冷卻分離出液態(tài)NH3及“N2+H2”混合氣體循環(huán)利用的意義，引導(dǎo)學(xué)生初步形成“工程思維”的視角。

2.3說明與反思

“化學(xué)平衡的移動”在“平衡思想”的建構(gòu)中處于核心地位，在“平衡思想”運用中發(fā)揮關(guān)鍵作用，蘊藏豐富的“發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)”的目標素材。

本單元教學(xué)計劃分2課時實施。使用人教版教材的地區(qū)，建議將“平衡常數(shù)”調(diào)整至“化學(xué)平衡的移動”之前學(xué)習(xí)。

基于條件變化對反應(yīng)速率影響情況的差異和課堂實施實驗探究的效果差異，同時考慮到科學(xué)方法的體驗、創(chuàng)新思維的激發(fā)，外界條件對化學(xué)平衡的影響設(shè)計了不同的探究方案。為強化嚴謹?shù)目茖W(xué)態(tài)度，每次探究設(shè)置了相互印證的2個情境。

將“合成氨工藝流程”納入本單元教學(xué)，一方面通過“學(xué)以致用”激發(fā)學(xué)習(xí)的積極性，另一方面為核心素養(yǎng)中的“技術(shù)運用”目標在化學(xué)教學(xué)中找到切入口。

用“化學(xué)圖表”設(shè)置教學(xué)情境，旨在通過對信息提取和加工的訓(xùn)練，提升學(xué)生的信息素養(yǎng)，強化“信息意識”。

核心素養(yǎng)中的 “樂學(xué)善學(xué)”、“勤于反思”、“理性思維”、“批判質(zhì)疑”、“社會責(zé)任”等具備公共目標性質(zhì)的基本要點，可在教學(xué)過程中結(jié)合“活動開展”、“問題解決”與“教學(xué)評價”潛移默化地引導(dǎo)學(xué)生去積極建構(gòu)。

每輪課程改革，一線教師都得重新面臨教學(xué)觀念與教學(xué)方法的更新，這既是一種挑戰(zhàn)也是一次機遇。作為基于“學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)”的嘗鮮之作，本教學(xué)設(shè)計期望能夠得到同仁的關(guān)注與指正，并起到拋磚引玉的作用。

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[文章發(fā)表于《化學(xué)教學(xué)》2017年第1期]