基于学科理解提高化学核心素养

摘 要：以素养为本的课堂教学，要求教师增进化学学科理解能力，从高中必修教材第四章第三节《化学键》同课异构教学比较来看，不同教师的化学学科理解水平和学科教学能力的高低，直接决定学生对化学键概念和离子健的成键本质理解、领会的深刻程度，影响着学生的化学思维能力.

关键词：学科理解;同课异构；化学键；高中化学

中图分类号：G632   文献标识码：A   文章编号：1008-0333（2023）06-0122-03

1 化学学科理解与化学键教学

1.1 化学学科知识与化学键

有关化学键知识理解如图1所示.

共价键的键参数用来说明一个共价键的强弱和分子中各原子的空间位置关系，如图2所示.

1.2 化学学科思维与化学键

1.2.1 化学键与逻辑思维

由离子键和共价键引出化学键、从离子化合物到电子式、从物质变化到反应本质是归纳思维，反之，从化学键具体键型、从电子式到共价化合物、从化学反应本质到能量变化是演绎思维.

1.2.2 空间想象思维

进行空间想象思维，能提高学生用多维视角发现，分析和解答问题的能力，在化学键教学中，把粒子想象为大小不同的带电球体，其静电作用用物理课中的库仑定律来定量化解释，通过空间想象思维体会一个钠离子在周围空间吸引6个氯离子，一个氯离子在周围空间吸引6个钠离子.

1.2.3 抽象思维和形象思维

借助于化学键概念解释物质的物理性质和化学性质，借助于电负性判断键的极性强弱，借助于键角判断分子的空间构型属于抽象思维.对于肉眼看不见、模不着的微观粒子，要借助于各种模型，3D模型和动画来模拟演示就是形象思维.

2 化学键化学学科理解与化学核心素养

化学键知识与化学核心素养的关系见表1.

3 化学键（第一课时：離子键）同课异构教学比较

使用的是人教版化学新课程教材，化学键内容在第四章第三节，三位教师的教学设计和课前的其它准备都是要在具体的课堂教学活动中体现出来，所以只考查比较课堂教学活动.

3.1 在情境导入环节中

师甲：导学案引入.让学生拿出化学键内容的课前导学案，检查学生完成情况，并予以更正.在更正预习内容中引出本节课的核心概念，也直接开起了新课学习，让学生带着问题结合列出的提纲继续看书自学.并分组讨论比较自学情况.

师乙：实验引入.课堂演示NaCl和HCl的制备，并强调了做这两个实验注意的问题，特别是在使用氯气时不能污染教室，提醒学生观察并记住实验现象.然后提出问题，生成的NaCl中存在的粒子是原子、分子还是离子？这些粒子怎样结合的？生成的HCl中存在的粒子是什么？要解答这些问题就要学习有关粒子间作用力的问题.

师丙：问题引入.（1）第一章电解质概念中我们得知NaCl是由钠离子和氯离子构成的，加热熔融才能导电，加热熔化起了什么作用？（2）动画演示有3个氢原子，其中的两个氢原子结合为一个氢气分子，第3个氢原子无法结合，为什么还是2个氢原子形成氢气分子？要回答这些问题就要学习粒子间的相互作用力.（3）20世纪发明的七大技术中第一是化学合成与分离，怎样进行化学合成与分离？

师甲通过导学案直接进入一节理论性抽象性强的新课，由一种前认知模糊的境界中进行另一种后认知模糊的境界中，学生的思维停留在字面意义上，这种浅层学习的认知过程不利于关键能力的培养.师乙用实验引入新课，实验过程和现象的描述中用时过多，强化了对两种典型化合物的宏观来源和辨识，冲淡了学生对粒子间作用力来源的深层思维.师丙用3个问题分别说明了，粒子作用力的真实存在、粒子间按照一定的数目比结合以体现化合价的特点和本节内容的重要性，关乎人类发展，给人类创造新物质.师丙更能突出化学学科理解，凸显了化学学科价值观和化学学科 的育人功能.

3.2 粒子间作用力及化学键概念教学

甲乙两位教师用了归纳式思维方法，师丙用了演绎思维方法.

三位教师都是让学生书写这些原子的结构示意图，比较得失电子的难易和非金属性的强弱，都强调了学生对经典的化学键理论的学科理解，都是为了形成8电子的稳定结构.

师甲引导学生在纸上画出大小不等颜色不同的两个圆球，师乙用大小不同的两个圆形磁铁放黑板上，都是分别代表钠离子和氯离子.师丙用flash动画模拟出两个离子，思路完全一样，让两个离子逐渐靠近，以体会离子间的吸引力，到一定间隔后，又让两个离子远离以体会排斥力.都非常生动形象地描述了阴阳离子间的静电作用的实质.通过这种宏观、微观和符号的三重表征，培养学生的宏观辨识与微观探析，证据推理与模型认知的能力.其中师丙又用到氯化钠的正立方体的结构模型，一个钠离子周围有6个氯离子，一个氯离子周围有6个钠离子，并且这些离子都在平衡位置振动，更形象地揭示了晶体中微观离子的特征.师丙还强调了其它微观粒子间的作用（共价键、分子间力、氢键和金属键）都是一种电性作用.其学科理解能力更强.

3.3 关于离子键形成本质的比较

师甲在引导学生分析氯化钠的形成时，强调钠原子失去电子交给了氯原子，然后氯原子得到电子，最终阴阳离子间通过静电作用而形成氯化钠和离子键，在课后的测试中该班学生存在着三种错误认知：①把氯化钠等同于离子键，②该班很多学生还理解为钠原子失电子变为钠离子在前，氯原子得到电子变为氯离子在后，③认为氯化钠只有靠这种得失电子的方式才能生成.这种错误认知在后续学习共价键时，也会把氯原子与氢原子之间通过共用电子对形成的氯化氢等同于共价键.师乙在用模型演示离子键的形成时，学生错误理解为每一个钠离子和每一个氯离子通过离子键形成了一个氯化钠分子，最后这些氯化钠分子集聚成氯化钠的晶体.课后测试中，该班学生普遍存在的错误是：①离子化合物中存在单个的分子，②离子键有饱和性和方向性.这种错误认知在学习离子化合物时存在着思维障碍.师丙在形成离子键概念后，通过flash动画模拟1个钠离子周围同时吸引着6个氯离子，1个氯离子周围同时吸引着6个氯离子，当把离子相互靠近时由于相互排斥而推开，当把离子相互远离时由于吸引相互靠近，从而形象地诠释了离子键的形成本质.在用3DSMAX制作的氯化钠晶体结构微观动画中，把一个小立方体向8个面方向拓展，以构成了一个大型的立体网状结构，使学生深切感受到了氯化钠并不是由单个的分子构成的，晶体中只有离子，没有分子的深层认知.也使学生明确了离子键没有饱和性和方向性.

其它教学环节如：电子式、离子化合物上等三位教师没有较大差别，电子式的书写都是教师总结书写方法和规律，学生进行大量练习，随机抽取学生的练习作业在多媒体展示台上展示，指出存在的问题.都在小结时强调了不同物质与键型的关系.

3.4 总体分析三位教师的教学策略和教学效果（略）

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2020年修订）［M］.北京：人民教育出版社，2020.

［2］ 李思婷.基于本体分类法的化学键迷思概念转变研究［J］.化学教育（中英文），2020，41（15）：29-33.

［责任编辑：季春阳］

收稿日期：2022-11-25

作者简介：赵世宏（1966.3-），男，甘肃省天水人，硕士，高级教师，从事高中化学教学研究.

基金项目：本文系甘肃省教育科学“十四五”规划2021年度重点课题《新时代下同课异构网络教研模式的研究——以中学化学课堂教学为例》（课题号：GS［2021］GHBZ111）的阶段性研究成果.