高三課堂復(fù)習(xí)中圖像研究為載體的化學(xué)核心素養(yǎng)培養(yǎng)

高三課堂復(fù)習(xí)中“圖像研究”為載體的化學(xué)核心素養(yǎng)培養(yǎng)---以2015年寧波市高考復(fù)習(xí)會(huì)議公開課《“變化”環(huán)境下的電解質(zhì)溶液》為例鎮(zhèn)海區(qū)龍賽中學(xué)化學(xué)組左建華315201【摘要】通過(guò)在高三化學(xué)課堂教學(xué)通過(guò)挖掘教材知識(shí)內(nèi)涵和內(nèi)在聯(lián)系，創(chuàng)設(shè)圖形表格探究性學(xué)習(xí)活動(dòng)，讓學(xué)生在圖像研究中突破傳統(tǒng)學(xué)習(xí)方法、改善思維方式、體會(huì)創(chuàng)新建模教學(xué)、增強(qiáng)學(xué)生思維的嚴(yán)謹(jǐn)性和創(chuàng)造性。同時(shí)提高學(xué)生正確表達(dá)思維的能力，實(shí)現(xiàn)學(xué)生化學(xué)素養(yǎng)提升?！娟P(guān)鍵詞】“圖像研究”、“化學(xué)核心素養(yǎng)”正文一、研究提出的背景和思考2015年10月22日本人在省特級(jí)教師史定海老師、寧波市教研室倪國(guó)君老師、鎮(zhèn)海區(qū)教研室何仁榮老師及我?；瘜W(xué)同仁的指導(dǎo)下，有幸在寧波市高三復(fù)習(xí)會(huì)議上執(zhí)教了一節(jié)課題為《圖析“變化”環(huán)境下的電解質(zhì)溶液》的高三復(fù)習(xí)公開課。從備課、上課、聽(tīng)評(píng)課到反思，整個(gè)過(guò)程中本人自覺(jué)收獲很多。特別對(duì)于教材處理和課堂教學(xué)中落實(shí)化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)方面有了更多的思考。本文基于這節(jié)高三復(fù)習(xí)公開課實(shí)例進(jìn)行有關(guān)“高三復(fù)習(xí)課中如何落實(shí)化學(xué)核心素養(yǎng)培養(yǎng)”的探討。新課程改革實(shí)施以來(lái)，在課堂教學(xué)中實(shí)施科學(xué)探究已經(jīng)成為常態(tài)化。筆者發(fā)現(xiàn)，目前很多高三復(fù)習(xí)課堂教學(xué)中的探究活動(dòng)雖能重視學(xué)生體驗(yàn)獲得知識(shí)的過(guò)程，但在培養(yǎng)學(xué)生化學(xué)核心素養(yǎng)方面還是缺少有效的載體，從而陷入題海戰(zhàn)術(shù)的困局，導(dǎo)致學(xué)生很難在這樣的高三復(fù)習(xí)中獲得化學(xué)核心素養(yǎng)的有效提升。在《2016年浙江省普通高考考試說(shuō)明》中對(duì)化學(xué)學(xué)習(xí)能力的是這樣要求的：通過(guò)對(duì)圖形、圖表的觀察，獲取有關(guān)的感性知識(shí)和印象，并能進(jìn)行初步加工、吸收和有序存儲(chǔ)。對(duì)學(xué)生吸收、整合圖片信息的能力提出了一定的要求。因此筆者認(rèn)為化學(xué)課堂中探究性學(xué)習(xí)問(wèn)題的設(shè)計(jì)、探究性實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)或是探究活動(dòng)的開展最終的落點(diǎn)應(yīng)該是以培養(yǎng)學(xué)生思維的嚴(yán)謹(jǐn)性和學(xué)科素養(yǎng)為目標(biāo)。基于對(duì)這個(gè)問(wèn)題的思考，本人通過(guò)在高三復(fù)習(xí)課堂的教學(xué)中嘗試化學(xué)核心基礎(chǔ)知識(shí)與學(xué)生化學(xué)核心培養(yǎng)策略的研究。二、高考試題背景視野下審視核心化學(xué)知識(shí)和素養(yǎng)的考查1、高考命題思路研析：以2015浙江理綜化學(xué)部分第12題為例：40℃時(shí)，在氨－水體系中不斷通入CO2A．在pH＝9.0時(shí)，c(NH4+)＞c(HCO3-)＞c(NH2COOˉ)＞c(CO32-)B.不同pH的溶液中存在關(guān)系：c(NH4+)＋c(H+)＝2c(CO32－)＋c(HCO3－)＋c(NH2COOˉ)＋c(OHˉ)C．隨著CO2的通入，c(OH-)/c(NH3.H2O)不斷增大D．在溶液中pH不斷降低的過(guò)程中，有含NH2COOˉ的中間產(chǎn)物生成圖像是高考試題的形象化語(yǔ)言，化學(xué)圖像題是一種利用數(shù)學(xué)中的二維圖像來(lái)描述化學(xué)問(wèn)題的題型，它體現(xiàn)了數(shù)學(xué)方法在解決化學(xué)問(wèn)題的應(yīng)用。這種形式的高考命題的熱點(diǎn)題型。同時(shí)對(duì)學(xué)生吸收、整合圖片信息的能力提出了一定的要求。并且從考試命題的知識(shí)考查中也深刻體現(xiàn)出化學(xué)核心素養(yǎng)的考查：如：數(shù)形結(jié)合思想、守恒思想。本題的命題立意應(yīng)該基于選修模塊《化學(xué)反應(yīng)原理》專題3溶液中的離子反應(yīng)。2、高三復(fù)習(xí)課堂中落實(shí)“雙基”及“化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)”的實(shí)例以《化學(xué)反應(yīng)原理》專題3溶液中的離子反應(yīng)復(fù)習(xí)為例：筆者通過(guò)對(duì)近些年高考命題趨勢(shì)研究和該專題知識(shí)特點(diǎn)，提出了“變化環(huán)境下的電解質(zhì)溶液體系”，學(xué)生既為課題的新穎而感到新奇，也為接下來(lái)的探究學(xué)習(xí)充滿興趣。筆者在高三復(fù)習(xí)課堂中通過(guò)設(shè)計(jì)以下實(shí)例來(lái)落實(shí)學(xué)生在“吸收、整合圖像信息進(jìn)行初步加工、吸收和有序存儲(chǔ)”、“三大守恒思想”及“辯證認(rèn)識(shí)溶液中的變化”等化學(xué)核心素養(yǎng)內(nèi)容?！菊n堂實(shí)錄】課題引入：環(huán)節(jié)1、回歸教材，尋找知識(shí)“線索”、理清知識(shí)脈絡(luò)通過(guò)閱讀教材，提出“變化”環(huán)境電解質(zhì)溶液探究活動(dòng)1：強(qiáng)堿滴定強(qiáng)酸V-pH曲線環(huán)節(jié)2：【演示實(shí)驗(yàn)】以0.1000mol.L-1NaOH溶液滴定20.00mL0.1000mol.L-1鹽酸環(huán)節(jié)3：學(xué)生學(xué)案內(nèi)容之一：【表格】實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄V(NaOH)/mLV(NaOH)/mLpH0.0010.005.0015.0019.9818.0022.0020.0020.0225.0040.0035.0030.001.001.221.4812.522.281.8512.0411.6812.3012.44【實(shí)例】以0.1000mol.L-1鹽酸滴定20.00mL0.1000mol.L-1NaOH溶液【表格】實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄V(V(鹽酸)/mLpH0.0010.005.0015.0019.9818.0022.0020.0020.0225.0040.0035.0030.0013.0012.7812.521.4811.7212.151.692.201.601.56設(shè)計(jì)說(shuō)明：通過(guò)演示實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生重溫酸堿中和滴定實(shí)驗(yàn)的基本操作和基本原理。讓學(xué)生在通過(guò)表格中“留空”數(shù)據(jù)的計(jì)算熟練掌握溶液PH值的計(jì)算方法。環(huán)節(jié)4：【繪制圖像】強(qiáng)堿滴定強(qiáng)酸V—pH變化曲線圖【繪制圖像】強(qiáng)酸滴定強(qiáng)堿V—pH變化曲線圖設(shè)計(jì)說(shuō)明：通過(guò)分兩大組完成看似簡(jiǎn)單的給定數(shù)據(jù)下的強(qiáng)堿滴定強(qiáng)酸PH變化曲線的繪制，卻體現(xiàn)出高考圖像中的點(diǎn)、線、面結(jié)合培養(yǎng)學(xué)生化學(xué)思維的科學(xué)性。并且在教學(xué)過(guò)程中引導(dǎo)學(xué)生繪制圖像時(shí)注重：①坐標(biāo)平面，即看清橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)②曲線的走向和變化趨勢(shì)③圖像中特殊點(diǎn)的坐標(biāo)標(biāo)示等。環(huán)節(jié)5：提出問(wèn)題：在整個(gè)滴定過(guò)程中電解質(zhì)溶液系統(tǒng)內(nèi)發(fā)生了什么變化？不變的又是什么？突躍范圍突躍范圍通過(guò)以上步驟的探究學(xué)習(xí)，學(xué)生很容易理解鞏固酸堿中和滴定指示劑的選擇。既在解決簡(jiǎn)單化學(xué)化學(xué)問(wèn)題的過(guò)程中，運(yùn)用科學(xué)的方法，初步了解化學(xué)變化規(guī)律，對(duì)化學(xué)現(xiàn)象作出科學(xué)合理的解釋。3.高三復(fù)習(xí)課堂中通過(guò)拓展性問(wèn)題設(shè)計(jì)培養(yǎng)學(xué)生建立核心知識(shí)體系以2014.浙江理綜12為例，氯在飲用水處理中常用作殺菌劑，且HClO的殺菌能力比ClO－強(qiáng)。25℃Cl2(g)Cl2(aq)K1=10－1.2Cl2(aq)+H2OHClO+H++Cl－K2=10－3.4HClOH++ClO－Ka=?高考圖像題的命制肯定是以化學(xué)實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的，特別是基于工業(yè)和實(shí)驗(yàn)室中定量的化學(xué)實(shí)驗(yàn)獲得的結(jié)果往往以曲線坐標(biāo)圖、數(shù)據(jù)表格圖、物質(zhì)變化關(guān)系圖等為載體進(jìn)行展示。因此在平時(shí)的教學(xué)過(guò)程中必須抓住有關(guān)概念和有關(guān)物質(zhì)的性質(zhì)、反應(yīng)規(guī)律及圖象特點(diǎn)，結(jié)合對(duì)“數(shù)據(jù)”“圖形”“意義”“性質(zhì)”的綜合思考，從而把握教學(xué)的針對(duì)性。拓展問(wèn)題設(shè)計(jì)實(shí)例：“變化”環(huán)境電解質(zhì)溶液探究活動(dòng)2.強(qiáng)堿滴定弱酸V-pH曲線研究0.1000mol.L-1NaOH溶液滴定20.00mL0.1000mol.L-1醋酸整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，繪制得到V(NaOH)/mL–pH變化曲線如圖所示。學(xué)生探究問(wèn)題設(shè)計(jì)如下：圖像中a點(diǎn)表示V(NaOH)=0mL時(shí)0.1000mol.L-1醋酸的pH值，此時(shí)溶液中c(H+)=1.34×10-3mol.L-1,由水電離出的H+濃度約為？CH3COOH電離度約為。<1>圖中d點(diǎn)表示加入V(NaOH)=20mL，此時(shí)溶液中的溶質(zhì)是，<2>該溶液顯堿性的原因是（用離子方程式表示）<3>該可逆過(guò)程的平衡常數(shù)表達(dá)式為，并根據(jù)以上信息計(jì)算該可逆過(guò)程的K值：。<4>d點(diǎn)所示溶液中存在的離子濃度守恒關(guān)系為：物料守恒：電荷守恒：質(zhì)子守恒：設(shè)計(jì)說(shuō)明：通過(guò)以上問(wèn)題設(shè)計(jì)，基于強(qiáng)堿滴定弱酸的“變化”環(huán)境的電解質(zhì)溶液的圖像研究，實(shí)現(xiàn)以下基礎(chǔ)知識(shí)的有序整合和存儲(chǔ)：（1）鹽類水解原理（2）Ka與水解程度關(guān)系：（酸）越弱（酸根）越水解（3）三大守恒關(guān)系圖像中拓展性問(wèn)題研究：圖中b點(diǎn)表示加入V(NaOH)=10mL，請(qǐng)結(jié)合有關(guān)數(shù)據(jù)說(shuō)明該溶液顯酸性的原因？說(shuō)明：通過(guò)圖像直觀體現(xiàn)：CH3COOH的電離作用大于CH3COO-的水解作用該溶液中微粒濃度由大到小排列順序?yàn)閏(CH3COO-)>C(Na+)>c(CH3COOH)>c(OH-)>c(H+)。(4)當(dāng)加入一定體積氫氧化鈉溶液后，溶液中存在c(CH3COOH)=c(CH3COO-)，請(qǐng)?jiān)谏蠄D中標(biāo)出該點(diǎn)的位置（pH=4.74）。此時(shí)加入的V(NaOH)10mL（填>、<或=）。設(shè)計(jì)說(shuō)明：（1）弱酸及其弱酸鹽混合液中離子濃度大小的比較；（2）Ka概念與圖像簡(jiǎn)單結(jié)合考查；（3）圖像中特殊點(diǎn)的含義及性質(zhì)4、課后練習(xí)的創(chuàng)造性設(shè)計(jì)中發(fā)掘習(xí)題背景中的化學(xué)核心素養(yǎng)考查方式高考復(fù)習(xí)是高三學(xué)生建立感性思維到理性思維的關(guān)鍵時(shí)期，而基于圖像分析學(xué)習(xí)將這兩者進(jìn)行了有效的結(jié)合，既有結(jié)合人文教育的直觀圖，又有有定性定量要求的二維圖，更有富有化學(xué)思維的化學(xué)圖形。因此，通過(guò)創(chuàng)造性的習(xí)題設(shè)計(jì)讓學(xué)生在習(xí)題練習(xí)中不僅得到知識(shí)的鞏固更得到化學(xué)核心素養(yǎng)的更深體會(huì)。例如：在本節(jié)課后本人設(shè)計(jì)了如下練習(xí)題：“變化”環(huán)境電解質(zhì)溶液探究三：酸與強(qiáng)堿弱酸鹽溶液混合后混合電解質(zhì)溶液的有關(guān)問(wèn)題常溫時(shí)，向1.00L0.1000mol.L-1Na2CO3溶液中緩慢通入HCl氣體（整個(gè)過(guò)程中HCl被完全吸收）所得混合液（忽略溶液體積變化）的pH隨n(HCl)增大的變化曲線如圖所示。abab(1)碳酸鈉溶液顯堿性的原因：（離子方程式表示）(2)當(dāng)n(HCl)=0.05mol時(shí)，下列溶液中微粒間存在的關(guān)系正確的是：(A)c(Na+)＋c(H+)＝c(HCO3-)＋2c(CO32-)＋c(OH-)(B)c(OH-)+c(HCO3-)＋2c(CO32-)+c(HCO3-)-c(H+)＝0.15mol.L-1(C)c(OH-)+c(Cl-)=c(HCO3-)＋2c(H2CO3)+c(H+)(D)c(Na+)>c(CO32-)>c(HCO3-)>c(OH-)>c(H+)(3)當(dāng)n(HCl)=0.10mol時(shí)，此時(shí)混合溶液的pH值約為8.0，試分析產(chǎn)生該現(xiàn)象的原因：。此時(shí)溶液中c(H2CO3)約為mol.L-1設(shè)計(jì)思路：通過(guò)圖像研究發(fā)掘出該“變化”環(huán)境下的電解質(zhì)溶液中存在的溶液中離子濃度的定量關(guān)系；引導(dǎo)同學(xué)從變化的結(jié)果綜合分析考慮混合液中電離和水解的作用；發(fā)掘出V-pH變化曲線中未直觀體現(xiàn)的定量的離子濃度關(guān)系和溶液中的守恒關(guān)系；靈活運(yùn)用電離常數(shù)揭示有關(guān)問(wèn)題。三、教學(xué)后的反思高三化學(xué)復(fù)習(xí)課堂應(yīng)摒棄將知識(shí)“炒冷飯”式的低效教學(xué)，復(fù)習(xí)課也應(yīng)該是建構(gòu)化學(xué)基本觀念和基本原理的課堂教學(xué)，著重強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)學(xué)生深層次的理解能力和科學(xué)思維能力，從而真正提升學(xué)生的化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)。同時(shí)也應(yīng)在一定程度上幫助學(xué)生自覺(jué)形成化學(xué)觀念，有意識(shí)地從化學(xué)視角觀察社會(huì)生活現(xiàn)象。這就要求教師在深入研究教材的基礎(chǔ)上，理清教材整體結(jié)構(gòu)及前后聯(lián)系，根據(jù)學(xué)生情況及教學(xué)目標(biāo)實(shí)際需要對(duì)教材進(jìn)行適度的拓展和延伸，挖掘教材資源的深層價(jià)值，可最大限度地發(fā)揮教材的功能。特別是對(duì)于缺少直觀實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的原理性知識(shí)，在深入研究高考題型的前提下，依托“數(shù)形結(jié)合”思想從研究和構(gòu)建“圖像”的角度去分析、理解，并進(jìn)行歸納整理、和靈活運(yùn)用來(lái)提高學(xué)生思維的嚴(yán)密性。在這樣的有效載體下，引導(dǎo)學(xué)生去完整地認(rèn)識(shí)化學(xué)事實(shí)、化學(xué)問(wèn)題的本質(zhì)和內(nèi)在規(guī)律性，在化學(xué)基本觀念指導(dǎo)下去建構(gòu)“微粒觀”、“守恒觀”等重要的學(xué)科觀念，形成科學(xué)的世界觀、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)那髮W(xué)態(tài)度。高三復(fù)習(xí)不僅僅是應(yīng)試教育，更