基于“问题导学”模式下高中化学核心素养的培养

刘旭

摘 要：高中化学学科核心素养是学生发展核心素养的重要组成部分，在化学课程实施中从原来“知识为本”的教学转向“素养为本”的化学教学，需关注学生的学习理解能力、问题解决能力等。

关键词：盐类的水解；问题导学；化学核心素养；培养

针对“如何培养人，培养什么样的人”，教育部于2014年颁发文件将核心素养体系置于深化课程改革，落实立德树人目标的基础地位，意味着提升人才培养质量的关键是发展学生的核心素养。下面节选“盐类的水解”设计，通过“问题导学”渗透化学学科素养，促进学生化学核心素养的发展。

一、教学设计主线中渗透核心素养

“盐类的水解”是高中化学学习中发展学生对微粒观和化学平衡观认识的重要内容。突出宏观和微观结合的思想，宏观表现为溶液显示不同的酸碱性，微观表现为弱酸根离子或弱碱根离子与水电离出的离子结合生成弱电解质，使水的电离平衡被破坏。从已经掌握的水的“电离平衡”模型入手，通过微观离子之间的相互作用改变水的电离平衡，引导学生对收集到的证据进行分析、推理盐类的水解引起水溶液中离子浓度的变化，建立起“盐类的水解平衡”模型，构建了从宏观到微观、从现象到本质、从物质到能量、从定性到定量等化学素养，以化学核心素养的培养为目标促进学生发展。

二、基于“问题导学”，培养核心素养的课堂活动

1.以“水”生情，创设问题情境

问题：纯水会发生怎样的电离？常温下，纯水中的c（H+）、c（OH-）大小关系如何？

设计意图：激活学生原认知，即纯水是弱电解质，存在电离平衡。

2.宏微结合，搭建思维支架

问题：既然纯水存在电离平衡，那么如何实现水的电离平衡向正向移动？

思考回答：有同学提出可以改变温度，有同学提出减小c（H+），有同学提出减小c（OH-）。

问题：升高温度还是降低温度，为什么？改变温度后，纯水中 c（H+）、c（OH-）大小關系如何？向溶液中加入哪些离子能使水中c（H+）减小？此时水溶液中c（H+）、c（OH-）大小关系如何？向溶液中加入哪些离子能使水中c（OH-）减小？此时水溶液中c（H+）、c（OH-）大小关系如何？根据离子反应发生的条件，以CH3COONa和FeCl3为例说明，并用pH试纸测定水溶液的酸碱性。

设计意图：强化学生在“平衡”思想下认识微粒、微粒间的相互作用、微粒作用的结果。CH3COONa加入到纯水中宏观表现为溶液碱性，微观表现为弱酸根离子与水电离出的H+结合生成CH3COOH弱电解质，使水的电离平衡被破坏；FeCl3加入到纯水中宏观表现为溶液酸性，微观表现为弱碱根离子与水电离出的OH-结合生成Fe（OH）3弱电解质，使水的电离平衡被破坏。因此向纯水中加入强碱弱酸盐或者强酸弱碱盐，弱酸根或弱碱根与水电离出的离子结合生成弱电解质，使水的电离平衡被破坏，强酸强碱盐不具有这样的性质。结合离子反应发生的条件，搭建改变电离平衡思维支架，从微观角度思考，形成化学学习的微粒观，折服于微观结构变化的奇妙，进而表现出多彩的宏观实验现象，为“水解模型”奠定基础，宏观辨识与微观探析相得益彰。

3.运用模型，建构动态平衡

问题：如何用化学方程式或离子方程式表达CH3COONa和FeCl3与水的反应过程？为什么CH3COONa和FeCl3溶于水后溶液的温度会降低？

设计意图：整个过程的表达用“=”还是“ ”连接，盐在水中的溶解过程就是盐和水反应达到动态平衡的结果，使学生意识到表达盐和水发生作用的方程式必须用可逆符号。引导学生得出盐类水解的概念，弄清了盐类的水解实质，得出了盐类的水解与酸碱中和是可逆反应，强化化学反应会伴随能量的变化，即盐与水的反应是吸热反应，从而建立盐类的水解模型。

问题：预测Na2CO3、NaHCO3、Al2（SO4）3、NaCl溶液显酸性、中性还是碱性？并用pH试纸测定0.1mol/L Na2CO3、NaHCO3、Al2（SO4）3、NaCl溶液的pH验证预测结果。为什么同浓度的0.1 mol/L Na2CO3、NaHCO3溶液碱性前者更强？室温下，分别测定0.1 mol/L Na2CO3溶液和1 mol/L Na2CO3溶液的pH，哪个大？取0.1 mol/L Na2CO3溶液，滴入1～2滴酚酞，分别加热1min，加热10min，观察实验现象有什么不同？

设计意图：巩固新知，探寻盐类的水解规律。

问题：引入水解平衡常数Kh，结合水的离子积Kw与电离常数Ka或Kb，推到三者之间的关系？查阅有关数据预测CH3COONH4溶液的酸碱性并说明原因。

设计意图：定性分析中突出定量分析的说服力，发展学生的高阶思维，通过比较水解产物的电离常数大小，获得影响盐类水解的内因，即水解产生的弱电解质的电离平衡常数越小，盐就越容易发生水解，感悟事物的发展内因起决定性的作用。

4.实验探究，培养科学精神

问题：猜想把Al2（SO4）2溶液加入到NaHCO3溶液会发生怎样的结果？通过实验证实。

设计意图：理论指导实践，这个反应原理就是日常生活中消防所用泡沫灭火器的工作原理，让学生体会到化学就在生活当中，用化学知识指导生产生活。激励学生实验探索，培养一种科学情怀，爱科学，做科学。

三、核心素养培养的课堂反思

本节课由水的“电离平衡”向“盐类的水解”模型建立的过程中，渗透了宏观与微观、定性与定量、变化与守恒等化学素养，抛出一个又一个问题，形成“问题链”，设计的问题链以学生的原认知为基础，螺旋上升、层层递进，在课堂上通过合适的引导，不同层次的学生能够参与问题讨论，从而建构起属于自己的知识结构，发展原有的观念水平；设计的问题链能够体现对化学学科核心概念认识过程，学生在不断设问、释疑的过程中发展化学学科核心素养。通过解决问题，以问题完善知识体系，形成化学观念，将问题解决思维融入到了学生核心素养的培养中。

注：2016年度甘肃省“十三五”教育科学规划课题“‘问题驱动模式在高中化学课堂教学设计中的有效性研究”（课题立项号：GS[2016]GHB1147）的研究成果；

甘肃省教育科学“十二五”规划2015年度“陇原名师”专项课题“高中化学必修教材导学案的编制与实践研究”（课题批准号：GSGB[2015]MSZX106）的研究成果。

编辑 高 琼