基于学科素养理念下高中化学解题能力提升的实践与思考

摘要：新课程标准要求下，学生的学科核心素养的培养得到了人们的广泛关注，也逐渐成为高中化学教学的重要内容之一。教师要不断转变教学理念，丰富创新教学方式方法，注重培养学生的综合能力。学科素养理念下，教师要转变以往题海战术，注重学生基础知识的理解和掌握，并对此进行归纳总结，通过对一些基础题目的练习，举一反三、扩散性思维，开阔学生思路，让学生在探究中学习，在学习中提升分析问题解决问题的能力。关键词：核心素养;高中化学;解题能力;探究能力一、在高中化学教学中培养学生学科素养根据化学学科的特点和学习内容，化学核心素养可以概括为以下几种能力的培养。（一）利用微观和宏观结合分析解决问题在化学的学习中，需要学生通过物质的微观结构特性来分析物质的宏观表现[1]。不同的物质具有不同的化学特性，这也是物质的多样性，要让学生通过学习不同化学元素的原子、分子的结构，来分析物质的结构，从而归纳出物质的物理特点和化学特性，从而培养学生要了解某一物质的物理和化学性质，首先要弄清楚该物质的基本结构，树立“结构决定性质”、微观和宏观之间决定于被决定的关系等化学核心素养。比如：在“微粒之间的相互作用”相关知识点教学中，教师准备硝酸银溶液、氯化钠溶液、玻璃试管等试验器具，使一定量的浓度的硝酸银溶液与氯化钠溶液反应，让学生观察反应现象：试管中生成了白色沉淀。教师提出问题：“硝酸银溶液、氯化钠溶液都是无色的溶液，为什么会产生白色沉淀？”结合宏观的化学反应现象让学生对这一反应方程式展开思考，激发其微观意识，使其从微观的角度对、、、的离子反应进行探究。这时，学生能够从宏观现象出发，对微观的离子反应实质进行理性分析，逐渐生成了良好的宏觀与微观探析素养。（二）教学中树立变化观和平衡思想要让学生通过高中化学的学习认识到，变是永恒的，不变是相对的。物质在一定的条件下会发生变化，除了物理变化还会有化学方面的变化[2]。化学中也存在一种平衡，化学平衡是可以人为调控的，通过控制反应条件，能够对化学反应加以干预。例如：认识电离平衡是化学平衡的基础上，为加深理解外界条件对电离平衡的影响，可以开展以下活动：1.醋酸溶液的稀释实验，在1mol/L的醋酸溶液中加水，用pH计测pH值的变化，将实验数据绘制成曲线，理解浓度变化与氢离子变化的关系，认识稀释电离平衡的移动方向。2.在O.1mol/L醋酸溶液中得加入中性的醋酸铵固体，用pH计测加入前后的pH值。通过对醋酸铵的加入认识同离子效应对电离平衡的影响，加强平衡理论与电离平衡的联系，形成知识体系。3.加热0.1mol/L的醋酸溶液，用pH计测温度不同时的pH值，理解温度对电离平衡的影响。这些实验事实能帮学生建立平衡观。（三）利用化学知识分析推理，建构知识模型化学是一门科学，学习中要让学生树立所有的物质变化的过程和结果都是有据可查的，要利用物质的组成、结构及化学反应前后的变化，做出合理的假设，并运用化学的过程推理来证实假设是否真能成立。要培养学生假设、推理、验证等系统的逻辑思想，利用化学逻辑，建构模型，结合物质本身特性来解决问题，揭示化学本质和规律。比如：在“化学能与电能的转化”一课的教学中，教师示范试验：把一块锌片和一块铜片分别插入盛有稀硫酸的烧杯里，但不接触，将导线与锌片、铜片连接起来，并连入灵敏电流计。学生观察到铜片上有无色气体产生，锌片没有明显改变，电流计发生偏转。这时，教师对展开分析，详细讲解原电池“将化学反应中的化学能转化为电能”的原理，负极电极反应、正极电极反应，引导其构建“原电池”模型。基于氧化反应、还原反应推理原电池的作用原理，使其了解该知识的本质。之后，教师再提出问题：“铁和锌可以制作原电池吗？如果可以，怎样制作？如果不可以，请说出理由。”让学生从模型的角度分析这一问题，使其在思考、探究的过程中形成良好的模型思想。（四）通过化学学习提高探究和创新能力化学教学中要培养学生的科学探究能力。新课程标准提出要注重学生科学素养的提升，在化学教学中，不仅要教会学生课堂上的知识，还要培养学生的科学探究意识，让学生具备探究分析的能力和思想，从而在今后的学习中更具效率[3]。学生是未来科技创新的主力军，要培养学生的创新能力。在教学中，要培养学习中发现问题，通过创新性设计实验方案，进行科学探究，从而解开谜团，用化学知识合理解释科学现象。比如：在“沉淀的溶解平衡”一课的教学中，为了让学生更好地理解沉淀的转化就是一种平衡的移动，我们可以设计以下探究实验：试管中加2mL0.1mol·L-1AgNO3溶液再滴加2mL0.05mol·L-1KSCN溶液，观察到白色沉淀产生，再向其中滴加0.1mol·L-1Fe（NO3）3溶液，无明显变化且溶液不变红，再滴加0.1mol·L-1KI溶液，生成黄色沉淀并且溶液变红。让学生分析思考以下问题：产生白色沉淀的原因是？无明显变化的原因？反应生成黄色沉淀是什么？为何溶液变红？最后引导分析：AgNO3溶液中加入KSCN，c（Ag+）·c（SCN-）>Ksp（AgSCN）时，析出白色沉淀AgSCN，AgSCN固体在水溶液中存在溶解平衡：，①中滴加Fe（NO3）3溶液，溶液不变红，说明AgSCN溶解产生的c（SCN-）较低，不能显色，②中滴加KI溶液，Ag+与I-反应生成黄色沉淀AgI，溶液变红，说明AgSCN的溶解平衡在滴加KI溶液后向右移动，AgSCN向AgI沉淀转化，生成SCN-，可以得出结论且Ksp（AgSCN）>Ksp（AgI）。通过上述探究让学生明白溶解平衡是有条件的，可以控制条件向我们需要的方向移动等。二、学科素养理念下，提升学生化学解题能力（一）激发学生主动探究意识，为提升解题能力打下思想基础高中化学的学习不仅要掌握抽象难懂的一些概念，也要进行一定的推理计算，解题所需要的知识多杂、系统而又零碎。很多同学在学习中不知道如何去学习，单纯地背，碰见题目仍然不知道如何解答;明明计算能力很强，却总是算不出来正确的结果。究其原因，是缺乏主动探究的意识和分析综合解决问题的能力。因此，要想提升学生的解题能力，首先要培养学生的探究意识和能力，激发学生对科学知识的求知欲和探索欲。如何在化学教学中培养学生的探究思维和探究能力，是学科素养的重要方面，也是教师教学的重要目标。例如：在学习“氯”的相关知识的教学中，教师可以给学生讲一些和氯相关的生活应用，通过课堂发问的形式：游泳池用氯气消毒的原因？氯气溶于水发生了什么变化？有消毒作用的是氯气吗？如何证明？学生就会产生想亲自验证自己的猜想的想法。教师可以让学生分组讨论，然后分组进行实验，各组的实验结果进行对比，在实验结果面前，学生的猜想得到了亲自验证，就会获得成就感，学习的兴趣也被激发出来了。这样在教师的引导下，学生也会慢慢形成分析现象、做出猜想假设、讨论设计实验、动手验证、得出结论等一系列的思维方式，这对于学生快速准确解题具有很大的促进作用。为进一步锻炼学生的自主探究能力，教师可以改变传统的讲课方法，让学生更多地参与到课堂教学中。例如：在学习有关金属铝的一些内容时，让学生根据自己生活中对铝的一些了解，通过自主学习课本知识，来解释生活中的一些常见的门窗为何用铝合金？铝比铁活泼吗？铝会生锈吗？为什么历史上铝比银贵？通过学生利用课本知识分组讨论后，让学生分享自己对问题的一些看法，这样的学习方式，能减少学生在传统课堂上对教师的依赖，也能够培养学生根据化学现象去探究现象背后的本质原因的思维方式，对提高学生解题能力有很大的帮助。（二）培养学生良好的审题习惯，灵活运用化学基础知识正确审题是提升学生解题能力的前提。审题要认真，要真正明白题目考查的知识点和考查的方式，分析题目中的已知或隐含的条件。培养学生良好的审题习惯，能够有效促进学生发现题目中的隐含条件，因此教师在教学中要引导学生认真正确审题，树立正确解题必须认真审题的解题理念[4]。此外，要让学生认识到基础知识的掌握是提高化学解题能力的重要保障，也是确保正确解题的关键。化学的基础知识比较多，教师要引导学生根据分类的不同，做出科学合理的归纳。只有真正掌握了基础知识，加上化学思维才能高效解题。只有掌握化学的基础知识，认真审题，才能为真正提升解题准确率和效率打下坚实基础。例如：在化学解题过程中，要在审题时，根据题目条件，列出条件的可能性，然后根据题目或问题中的条件，进一步分析排除一些可能性，这就要求学生要熟练掌握一些化学知识，比如，有色的气体有F2（淡黄绿色）、Cl2（黄绿色）等;刺激性气味的气体：HF、HCl、HBr、HI、NH3、SO2、NO2、F2、Cl2等;臭鸡蛋气味的气体：H2S;能发生银镜反应的有机物有醛、甲酸、甲酸盐、甲酸酯、葡萄糖、麦芽糖等;可导致酸雨的主要气体SO2、NO2;能与人血红蛋白结合导致人缺氧的气体是CO和NO;可用制冷剂或冷冻剂气体CO2、NH3、N2，常见的几种特殊着色的化学沉淀，各种金属的特有的属性以及在生活中的应用，有机化学反应中的特定的反应等。在总结掌握了这些基础知识并能熟练应用时，解题也就有了理论支撑，解题效率也会有所提升[5]。（三）通过一题多解、一题多变等构建思维模型，培养学生举一反三、多维思考能力在化学解题方法教学过程中，教师要注重学生的发散思维，在课堂教学中，同一道题目，进行深层次变化剖析，将问题进行升华，逐步获取问题的答案。例如：在讲解水解的影响因素时，对PH=10醋酸钠溶液，设计加烧碱固体和加PH=10的烧碱溶液的对比实验，让同学分析平衡的移动方向？最后归纳对多个条件变化用K不变进行分析。同时也可以迁移到PH=3醋酸溶液与PH=3的盐酸溶液等体积混合的PH的计算等。同学就会学会迁移应用，形成该类题目的思维模型，提高自己的解题能力。也可通过一题多解有效练习学生的分析问题、解决问题的能力，能够激发学生的创新思考意识，培养学生的创新能力。通过类比分析，能够让学生从多个角度思考问题，开阔学生的思路，提高学生的综合能力。例如：在讲解12mol的H2S在15mol的O2中燃烧，对于生成物SO2的量的求解，可以有哪些方法？教师在课堂教学中就可以引导学生利用常规的化学反应方程式进行讲解，也可以利用原子守恒法、待定系数法、差量法、电子守恒法、逆向推导法、直接配平法、关系式法、十字交叉法等方法对问题进行求解。这样通过简单的一个问题就可以让学生了解这么多的方法，学生的思路变得开阔，思维方式得到了锻炼，同时对问题也有了深刻的认识和掌握，学生的解题能力也会得到提升。如果教师能够转变教学观念，在教学过程中，通过一题多变，一题多解，逐步加深设计题目的难度，学生就会在多次解题过程中，加深对知识的理解和掌握，领会题目的精髓所在，以后的考试中遇到类似的题目也就有相应的解题思路和方法，知道题目是如何由基础题目演变而来，也就知道题目该从哪里下手。如遇到温度对电解质溶液的PH的影响时，可以设计一系列溶液：硫酸溶液;醋酸溶液;氯化铵溶液;醋酸钠溶液;氨水;水;烧碱溶液。在对比中体会变化的实质。这样的教学能够有效减少学生的负担，又能更好地掌握知识和解题能力，事半功