从多角度教学发展学生的核心素养———以元素及其化合物为例

◇ 卢肖肖

《普通高中化学课程标准(2017年版)》提出基于情境的设计、知识的运用、问题的提出与解决来实现对学生核心素养的培养．核心素养视角下要求教学应从注重传授知识的传统模式向注重学科素养培养、适应社会发展的新型教学模式转变．本文浅谈如何通过多角度的教学设计让非金属元素及其化合物从无序变成有序、抓住本质有效地发展学生的核心素养．

1 以学科本质和特征为基础，构建物质研究整体框架

在微观的原子和分子层面，通过宏观现象的观察、微观本质的分析，基于学科本质，结合学科特征，构建元素及其化合物的研究思路，全面发展学生的核心素养．具体设计如图1所示．

图1

2 以原理理论为指导，建立具体元素及其化合物研究模型

化学原理理论对于元素及其化合物知识的学习具有指导作用，是理性抽象原理在感性具体知识中的再现．基于元素周期律和氧化还原反应理论，研究物质性质和物质间的转化．具体元素及其化合物研究模型如图2所示．对于不同元素的同类物质，通过同类物质间横向对比找异同，纵向多层次分析，发展学生证据推理与模型认知的核心素养．

1)以S元素为例，以氢化物—单质—氧化物—酸—盐为横向轴，元素化合价为纵向轴，绘制物质类别—元素价态二维图．

图2

设计意图:实现元素化合物由无序到有序，横向实现物质种类间的转化，纵向通过氧化还原反应实现同一元素不同价态间的转化．

2)从物质类别和元素价态的角度预测SO2的性质，设计实验方案，写出对应的化学方程式．

设计意图:基于具体物质的性质这一知识层面，旨在评价学生从物质类别和元素价态的视角研究具体物质性质的水平．通过预测、实验设计、实验操作、观察现象、分析、书写化学方程式的过程，体现了认识元素及其化合物性质的不同视角、模型、预测的学科方法，发展了学生的科学探究与创新意识、宏观辨识与微观探析、证据推理与模型认知的学科素养．对于有毒的污染性气体实验，教师可以借助以培养皿为主要器材的微型实验，实现简化操作、减少污染的目的，同时也发展了学生的科学态度与社会责任的学科素养．

3)分别比较单质S和Cl2、S和O2的氧化 性 强弱，并试着从多角度说明判断依据．

4)已知Se与S同主族，预测单质Se的化学性质．

5)如何比较气态H2S和HCl的稳定性，H2SO4溶液和HClO溶液的酸性?

设计意图:借助氧、硫、氯元素的单质性质，气态氢化物的稳定性，最高价含氧酸酸性比较的知识，以元素周期律为依据，以开放性问题的形式，培养学生多角度分析问题的发散性思维和运用理论知识的能力，从而实现知识的系统化．运用了比较、从个别到一般的学科方法，体现了结构—位置—性质三位一体的辩证学科思想．培养学生建模、用模的能力，发展学生证据推理与模型认知的核心素养．

3 以教材素材化为手段，提高运用知识解决问题的能力

高考源于教材，又高于教材，因此核心素养视角下化学教材素材化具有很大的必要性．要使教材素材化需要能真正理解教材、解释教材、挖掘教材，实现教材价值最大化．基于教材素材化的思路，通过对教材不同栏目的巧妙使用，以知识的运用、问题的提出与解决的具体形式，发展学生宏观辨识与微观探析、证据推理与模型认知、科学探究与创新意识核心素养．

1)人教版(2019年版)《必修2》第10页练习与应用第6题:现有两支分别盛有相同体积浓硫酸和稀硫酸的试管，请用简单的方法区别它们．

环节1:鉴别浓硫酸和稀硫酸的方法有哪些，并分析作用方法的原理依据．

环节2:比较浓硫酸和稀硫酸的氧化性强弱．

问题1:通过已知反应，证明浓硫酸和稀硫酸的氧化性强弱．

问题2:通过比较浓硫酸和稀硫酸的氧化性强弱，可以得出哪些结论?

问题3:还原性强弱也与浓度有关，请举例说明．

问题4:物质氧化性强弱除了与浓度有关，还有哪些条件会影响物质的氧化性，你能举例说明吗?

问题5:盐酸是无氧酸、硫酸是含氧酸，结合盐酸的性质，比较两者性质上的异同，体会相同类别物质间共性与个性的关系．

2)人教版(2019年版)《必修2》第5页思考与讨论:实验室用金属与酸反应制取氢气时，往往用稀硫酸而不用浓硫酸、稀硝酸、浓硝酸，为什么?从制备氢气纯度角度考虑，稀硫酸和稀盐酸哪个更好?

3)人教版(2019年版)《必修2》第14页正文:铵盐受热易分解，为什么教材上写出了NH4Cl、NH4HCO3的分解方程式，没有写出NH4NO3、(NH4)2SO4的分解方程式，试着分析原因．

设计意图:以递进式问题的形式，注重“教、学、评”一体化．以教材中稀硫酸、浓硫酸、铵盐的性质知识为载体，通过新知识对已有知识的解释，构建和应用化学知识体系．体现了对于组成相似的物质可采用对比法、鉴别物质可利用物质特性的学科方法．引导学生领会“量变引起质变”的思想，发展学生宏观辨识与微观探析、证据推理与模型认知、科学探究与创新意识的学科素养．

除了以上几个角度，也可以基于STSE角度体现学科价值的“微项目”模式进行教学设计，以“微项目”的形式发展学生科学态度与社会责任的学科素养．学生在学习其他元素及其化合物的知识时会有意或无意地按照这种模式进行学习，这样，学习会更加系统，学习效率得到大大提升．