核心素养导向下的高中化学习题课教学设计

周小云

[摘要]以高中化学学科核心素养为导向，从当前高中化学习题课中存在的问题入手，以“化学反应的热效应”习题课为例探讨高中化学学科核心素养导向下的高中化学习题课教学。

[关键词]核心素养;高中化学;习题课;教学设计

[中图分类号]

G633.8

[文献标识码] A

[文章编号] 1674-6058（ 2020）23-0070-02

党的十九大明确提出：“要全面贯彻党的教育方针，落实立德树人根本任务，发展素质教育。”素质教育成为当前教育领域最重要的工作。习题课具有帮助学生厘清知识脉络、完善认知结构、形成综合能力、搭建思维的平台的作用，其在高中化学教学中占据重要位置。《普通高中化学课程标准（2017年版）》明确要求“学生通过学科学习逐步形成正确的价值观念、必备品格和关键能力”。在高中化学习题课教学中，可通过习题设计及习题讲评来培养学生的化学学科核心素养。

一、当前高中化学习题课教学中存在的问题

高中化学内容多，知识点琐碎且分散，学生要掌握大量的化学符号与概念、化学方程式及各种化学规律等。因此，在高中化学教学中，习题课成为学生巩固所学知识的重要教学环节之一。但当前的高中化学习题课教学还存在着不少问题，主要表现为：（1）习题设计方面未考虑到学生的差异性，未能有针对性地设计不同层次的试题;（2）习题讲评方式单一，主要是以教师讲授为主，忽略了学生的主体地位;（3）习题课教学在发展素质教育、培育学生的核心素养方面做得不够。

二、构成高中化学学科核心素养的要素

《普通高中化学课程标准（2017年版）》提出了“高中化学学科核心素养是高中学生发展核心素养的重要组成部分，是学生综合素质的具体体现，反映了社会主义核心价值观下化学学科育人的基本要求，全面展现了化学课程学习对学生未来发展的重要价值。化学学科核心素养主要包括‘宏观辨识与微观探析‘变化观念与平衡思想“证据推理与模型认知“科学探究与创新意识‘科学精神与社会责任5个方面”。

三、在高中化学习题课中培养学生的学科核心素养

在高中化学教学中，教师应借助习题课这个平台，帮助学生巩固知识点，构建知识网络，提高知识运用能力，同时在讲评时适当延伸，着力培养学生的化学学科核心素养。下面，以“化学反应的热效应”习题课为例。展示核心素养导向下的高中化学习题课教学设计。

1.在习题课中培养学生的变化观念与平衡思想、宏观辩识与微观探析素养

【习题1】[2015.全国卷Ⅱ.27（节选）]CH3OH既是重要的化工原料，又可作为燃料。利用合成气（主要成分为CO、CO2和H2）在催化剂作用下合成CH30H，发生的主要反应如下：

①CO（g）+2H2（g）—CH30H（g） △H1

②C02（g）+3H2（g）--CH30H（g）+H20（g） △H2

③C02（g）+H2（g）- CO（g）+H20（g） △H3

回答下列問题：

已知反应①中的相关的化学键键能数据如表1所示：

由此计算（1）△H1=______kJ.mol^-1;（2）已知△H2=-58 kj.mol^-1，则△H3=_________kJ.mol^-1.

设计意图：第（1）问主要让学生了解在分子内部相邻原子与原子之间存在着很强的相互作用，这种作用就是化学键，要破坏这种相互作用需要消耗能量。化学反应的实质是旧键的断裂与新键的形成，旧键的断裂需要吸收能量，新键的形成要释放能量，而这种吸收与释放的能量差便是反应热，引出焓变的计算方法之-：AH=E（生成物）-E（反应物）。第（1）问主要考查学生运用化学符号、定量计算等手段说明物质的组成及其变化的能力，培养学生的宏观辨识与微观探析素养;同时考查学生运用化学键的断裂与形成分析化学反应中的能量变化情况的能力，培养学生的变化观念与平衡思想素养。第（2）问主要让学生掌握“盖斯定律”的应用。笔者在讲评此题时引入“唯一目标法”，并与学生一起构建“唯一目标法”的解题步骤与解题模型。第一步，写出待求方程式（本题中已告知）：CO2（g）+H2（g）=CO（g）+H2O（g）。第二步，观察发现CO，在②式与③式中同在方程式的左侧，系数也同为1，因此计算AH3时，△H2前使用“+”号且系数为“1”;H：在①②式中均有出现，不是唯一目标;C0在①式中位于方程式的左侧，而在③式中位于方程式的右侧，但系数同为1，因此计算△H3时，△H2前使用“一”号且系数为“1”。第三步，列式求待求反应的焓变：△H3= △H2- △H1。教学中，引导学生从“能量守恒”的角度来理解“盖斯定律”，厘清能量变化的根本与物质的微观结构之间的关系，培养学生的变化观念与平衡思想素养。

2.在习题课中培养学生的科学精神与社会责任素养

【习题2】当前一个全球性的问题就是能源危机，开源节流是应对能源危机的举措之一。下列做法有助于能源开源节流的是（

）。

A.大力发展农村沼气，将废弃的秸秆转化为清洁高效的能源

B.大力开采煤、石油和天然气，以满足人们日益增长的能源需求

C.开发水能、风能、太阳能、地热能等新能源，减少使用煤、石油等化石燃料

D.减少资源消耗，增加资源的重复使用与循环再生

设计意图：拓展介绍传统能源与新能源的种类及优缺点，介绍我国煤、石油的储量及开采情况;介绍我国“可燃冰”的开采技术居世界前列等新能源方面的内容，增强学生的爱国主义情怀及民族自豪感，培养学生节约资源、保护环境的意识，认识到保护环境是新时代青年学生的应有社会责任。

3.在习题课中培养学生的科学探究与创新意识素养

【习题3】强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的热效应为H+（aq）+OH-（aq） =H20（1）

AH =-57.3 kj.mol^-1.分别向1 L 0.5moI.L^-1的NaOH溶液中加入：①稀醋酸;②浓硫酸;③稀硝酸，恰好完全反应时热效应分别为△H1、△H2、△H3，下列关系正确的是（

）。

A.△H1>△H3>△H2

B.△H1<△H3<△H2

C.△H1=△H3=△H2

D.△H1<△H3=△H2

設计意图：本题考查了三个知识点：①中和热的概念，中和热是稀的强酸与强碱反应生成1mol H20所放出的热量;②弱电解质的电离过程为吸热过程，所以醋酸与碱反应放出的热量比强酸强碱的稀溶液反应时放出的热量少;③浓硫酸溶于水的过程是放热过程，所以浓硫酸与碱反应时放出的热量比强酸强碱的稀溶液反应时放出的热量多;由于中和反应是放热反应，△H<0，所以△H1>△H3>△H2。

笔者在讲评此题时，有学生提出如下问题：为什么弱酸的电离过程是吸热过程？化学是一门以实验为基础的学科，实验是去伪存真的唯一方法。对此，笔者适时引导学生开展实验探究，开放化学实验室，成立课外探究小组，要求学生以习题3为素材，发现问题、提出问题;再从问题和假设出发，根据探究目的，设计实验方案，进行实验探究。探究小组经交流讨论，初期设计出以下几个实验：实验①，测定0.5mol.L^-1HNO3与0.5 moI.L^-1NaOH反应的中和热;实验②，测定0.5 moI^-1CH3COOH与0.5 mol L^-1NaOH反应的中和热;实验③，测定18.3moI.L^-1H2SO4与0.5mol.L^-1NaOH反应的中和热。实验过程中，有学生发现在中和热的测定中，用温度计测量温度灵敏度不够，且最高温度读数不够准确，于是向笔者询问有没有更精确的测量温度的仪器。笔者向探究小组开放了数字化实验室，探究小组在中和热的测定当中使用了温度传感器，并与电脑软件相连接，温度读数精准，极大地激发了学生的探究热情和学习兴趣。此外，还有探究小组提到在参考书中发现中和热的测定过程中，若有沉淀生成，中和热的数值会偏大。为此，探究小组又设计了实验④，测定0.5 mol L^-1H2SO4与0.5moI.L^-1Ba（ OH），反应的中和热。但学生在配制0.5moI.L^-1Ba（ OH）2溶液时发现无法完成配制，因为常温常压下，100 g水只能溶解3.89 g的Ba（OH）2，其物质的量浓度约为0.22 mol/L。通过习题3的拓展延伸，将传统的化学实验与数字化实验相结合，使数据能够在图像上动态展现，极大地激发了学生的学习兴趣，培养了学生的合作学习能力和勤于实践、敢于质疑、勇于创新的精神，培养了学生的科学探究与创新意识素养。

总之，在习题课中有意识、有针对性地设计习题，在习题讲评时适当延伸，可使学生在获得知识与技能的同时，实现学科核心素养的培养。

[参考文献]

[1]中华人民共和国教育部.普通高中化学课程标准（2017年版）[s].北京：人民教育出版社，2018.

[2]邓丽娟.高中化学习题课教学的有效策略[J].中学化学教学参考，2019（12）：74-75.

[3]胡先锦.基于学科核心素养的高中化学深度教学[J].中学化学教学参考，2017（ 13）：12-14.

[4]王云生.基础教育阶段学科核心素养及其确定：以化学学科核心素养为例[J].福建基础教育研究，2016（2）：7-9.

[5]边丽.高中化学习题课教学设计研究[J].兵团教育学院学报.2012（5）：78-81+84.

（责任编辑 罗艳）