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基于化学学科核心素养的高考复习教学研究

2019-09-17冯彦国

新课程·下旬 2019年7期
关键词:证据推理模型认知高三复习

摘 要:在高三复习中要注重核心素养的培养,有意识地将化学学科思想渗透在学生头脑中,通过典型题目,培养学生的证据意识,培养学生用化学知识解决实际问题的能力,最终发展学生的核心素养,达到育人的目的。

关键词:高三复习;化学学科思想;证据推理;模型认知

考试大纲是高考命题的规范性文件和标准,是考试评价、复习备考的依据,在高三复习就要求我们研究高考命题思路和考试说明,明确复习方向,提升学生的核心素养。

高考化学试题,为了有利于选拔具有学习潜能和创新精神的考生,以能力测试为主导,在测试考生进一步学习所必需的知识、技能和方法的基础上,全面检测考生的化学科学素养。试题以化学学科最新科研成果和社会热点问题为背景,创设客观、真实的试题情境,实现对化学学科主干知识、学科能力和核心素养的考查,促进学生认识化学与人类生活的密切关系,关注人类面临的与化学相关的社会问题,培养学生的社会责任感、参与意识和决策能力。

一、在高三复习中抓好基础的同时要做好化学思想方法的渗透,注重能力的培养

高三复习备考强调基础性首先是强调教材的重要性,通过课堂复习,学生对教材上的知识、理论、实验、习题能准确熟练地掌握,能融会贯通,能快速迁移到新情境中解决问题。在中学阶段,化学思想方法渗透在化学知识的学习中。比如“物质变化是有条件的;物质结构决定性质;化学与社会和谐发展;分类与比较;假说、模型与实验以及定性与定量、宏观和微观、量变与质变、一般与特殊、分与合等相结合”的哲学方法始终贯穿于中学化学知识建立和应用的过程中,因此对化学思想方法的考查必须与化学知识的考查结合进行。

如“物质的变化是有条件的、以及定性和定量”的这一化学学科的思想方法应用在氧化还原反应的复习中,学生对氧化性、还原性强弱的判断依据是依据氧化性:氧化剂>氧化产物;还原性:还原剂>还原产物。但是氧化性和还原性强弱也不是一成不变的,氧化性和还原性强弱还与溶液的酸碱性、浓度等因素有关。所以在复习过程中让学生掌握化学基础知识,还要培养学生的化学

观念。

以2017西城一模28题(节选部分)为例,研究了H+的浓度对MnO2氧化性的影响,题目设计如下:某化学小组研究盐酸被氧化的条件,进行如下实验。研究盐酸被MnO2氧化。

用图1装置(a、b均为石墨电极)进行实验:

ⅰ.K闭合时,指针向左偏转;

ⅱ.向右管中滴加浓H2SO4至c(H+)≥7 mol·L-1,指针偏转幅度变化不大;

ⅲ.再向左管中滴加浓H2SO4至c(H+)≥7 mol·L-1,指针向左偏转幅度增大;

将ⅰ和ⅱ、ⅲ作对比,得出的结论是________。

该题研究H+的浓度对MnO2氧化性的影响和H+的浓度对Cl-还原性影响,通过实验得到结论,增大c(H+),MnO2氧化性增强,但对Cl-还原性几乎没有影响。这个实验结论也和电化学中能斯特方程式(Nernst equation)一致,其中的方程式为半反应的MnO2+2e-+4H+=Mn2++2H2O,根据该方程式,增大c(H+),MnO2电极电势增大,氧化性增强。在复习中培养了学生实验探究能力和证据推理能力,发展了学生“证据推理与模型认知”的核心素养。

由上述题目综合分析,学生就会得到结论,氧化性还原性强弱比较,要看具体的条件和环境。通过复习,培养了学生分析问题的能力,发展了学生的核心素养。

二、高三复习过程中有意识地对学生进行化学学科核心素养的培养

化学学科的核心素养包括“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”“科学态度与社会责任”5个方面。“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”要求学生形成化学学科的思想和方法;“科学探究与创新意识”从实践层面激励学生勇于创新;“科学态度与社会责任”进一步揭示了化學学习更高层次的价值追求。

证据推理与模型认知既有区别又相互联系,证据推理所形成的科学结论是简单的模型认知,模型认知离不开证据推理,证据推理是建构模型的前提。能对复杂的化学问题情境中的关键要素进行分析以建构相应的模型,能选择不同模型综合解释或解决复杂的化学问题;能指出所建模型的局限性,探寻模型优化需要的证据。

电化学内容是每年高考考试的热点,在高考中重点考查学生对知识的应用,能用电化学模型处理实际问题,在高三复习中,通过对典型电化学装置分析,总结利用电化学模型解决电化学实际问题的方法,通过典型题目,培养学生的证据意识,培养学生用化学知识解决实际问题的能力,培养学生模型认知的化学核心素养。

通过引导学生从简单的原电池和电解池入手,从装置的构成要素寻找出两个装置的相同点,引导学生提炼原电池和电解池的共同要素,建构分析电化学体系的系统模型。电化学的模型如图2。

在该模型中,无论是原电池还是电解池,都有电子导体(金属),离子导体(电解质),失电子场所(负极或阳极),得电子场所(正极或阴极)四部分构成一个闭合回路。电子移动的方向均为由失电子的电极移向得电子的电极;阴离子移向失电子的电极一端,而阳离子移向得电子的电极一端;失电子的电极为失电子的场所,还原剂在这里失电子。得电子的电极为得电子的场所,氧化剂在这里得电子。中间可以用盐桥或离子交换膜将氧化剂和还原剂分开,这样就把原电池和电解池的问题统一起来,有利于学生利用该模型去处理实际问题。

如利用电化学模型处理下列问题。

例:用石墨电极完成下列电解实验。

下列对表1中实验现象的解释或推测不合理的是

A.a、d处:2H2O+2e-=H2↑+2OH-

B.b处:2Cl--2e-=Cl2↑

C.c处发生了反应:Fe-2e-=Fe2+

D.根据实验一的原理,实验二中m处能析出铜

该题为2016北京高考题,根据电化学模型可推知,实验一中的铁丝cd为金属导体,在金属导体中,金属是电子导体,是电子移到的场所,故a、b、c、d四个电极分别为阴极、阳极、阴极、阳极四个电极,在四个电极上发生的反应学生也很容易写出,但该题目要求是对实验现象的解释或推测,b处变红,局部褪色,很显然不能用2Cl--2e-=Cl2↑电极方程式来解释。故该题目选B。

该题目从化学学科核心素养的角度分析,主要涉及“证据推理与模型认知”维度“能运用模型解释化学现象,揭示现象的本质和规律”;“宏观辨识与微观探析”维度“能运用化学符号对物质及其变化进行表征”。

在高三复习过程中,重视挖掘证据,发展学生“证据推理与模型认知”的核心素养,有利于学生去处理实际问题,真正把“解题”变为“解决问题”。

高三复习不是对简单知识的重复,是知识的整合、能力和思想的提升。在复习过程中注意能力的培养,学科能力的提升、学科思维训练、学科观念的更新。在复习中培养科学的思想方法就是要有意识地将这些学科思想在复习中进行渗透,使其在学生的头脑中逐渐转变成为解题的意识,这样学生的能力自然就会在复习中得到提高。

参考文献:

吴星.对高中化学核心素养的认识[J].化学教学,2017(5):3-7.

基金项目:海淀区教育科学“十三五”规划一般课题:基于化学学科核心素养提升的教学改革研究,课题编号HDGH20160933。

作者简介:冯彦国,1967年4月,男,汉族,河北省井陉县人,大学本科毕业,特级教师,研究方向:中学化学教学和化学竞赛辅导。

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