基于模型建构的化学教学策略探析——以“水溶液中的离子反应与平衡”为例论文

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　　[摘要]本文依据高中化学课程标准，基于“一核、四层、四翼”的高考评价体系，以“水溶液中的离子反应与平衡”为例分析近四年高考试题的考查内容（核心价值、学科素养、关键能力、必备知识），提出在新课程改革背景下教师要把握高中化学课程标准、研究全国及各省市高考试题，采取以高中化学核心素养为导向的“情景探源”的课堂模式与“以核心素养为导向”的课后作业框架，促进化学课堂教学模式、作业体系及教学评价理念的转变，以期推动高中化学育人方式改革。
　　[关键词]核心素养；评价体系；考查内容；教学策略
　　为全面贯彻党的教育方针，落实《***关于深化考试招生制度改革的实施意见》的要求，进一步深化高考内容改革，教育部考试中心研制的《中国高考评价体系》和《中国高考评价体系说明》从高考的核心功能、考查内容、考查要求三个方面回答“为什么考、考什么、怎么考”的考试本源性问题，从而给出“培养什么人、怎样培养人、为谁培养人”这一教育根本问题在高考领域的答案。确立了“一核（立德树人、服务选才、引导教学）为考查目的、四层（核心价值、学科素养、关键能力、必备知识）为考查内容、四翼（基础性、综合性、应用性、创新性）为考查要求”的高考评价体系。
　　为落实化学学科立德树人、服务选才、引导教学的根本任务，依据《普通高中化学课程标准（2017年版）》，参考大学化学相关专业人才的培养要求，高考试题通过创设日常生活情景、生产环保情景、学术探索情景、实验探究情景、化学史料情景，体现了化学学科的核心价值与学生核心素养，展示化学科学的根本特征、展现化学科学对人类生存发展的巨大作用。
　　为体现高中化学学科考查内容与考查要求，近年的水溶液中的离子平衡高考试题以图像（弱电解质的电离平衡曲线、酸碱中和滴定曲线、平衡常数与温度的变化曲线、沉淀的溶解平衡曲线等）、图表（不同金属离子沉淀时的pH、平衡常数与温度变化关系等）等情景为载体，对必备知识（弱电解质的电离平衡、水的电离及pH计算、盐的水解平衡、沉淀的溶解平衡）、关键能力（化学信息处理能力、实验探究能力、模型认知能力、证据推理与论证能力、微观想象能力、化学方法及分析能力、化学语言及表征能力、化学计量能力、应用与创新能力等）、高中化学学科素养（运用化学必备知识解决生产生活问题）、高中化学核心价值（学科价值、育人价值）进行考查。
　　一、水溶液中离子反应与平衡高考试题分析
　　按照滴定方法与滴定类型对2017—2020年全国卷（三套）、北京卷、天津卷、海南卷、江苏卷进行分类，总结如表1所示：

　　依据修订版课程标准，通过学生必做实验（强酸与强碱的中和滴定）掌握滴定的模型。为落实立德树人、服务选才、引导教学的根本任务，高考题在信息情景方面涉及大学分析化学教材中所有的滴定类型（酸碱中和滴定、氧化还原反应滴定、络合滴定、沉淀滴定）与滴定方法（直接滴定、间接滴定、置换滴定、返滴定）。表1反映涉及最多的滴定类型是氧化还原滴定，依据近年的高考试题，依据氧化剂与还原剂对氧化还原滴定总结如表2所示：

　　表2反映了高考题在研制路径上以修订版课程标准中常见的氧化剂（MnO4-、I2、Cr2O7(2)-）、还原剂（Fe2+、I-、C2O42-）性质与酸碱中和滴定模型为起点、对接大学分析化学对滴定实验步骤、指示剂的选择、滴定终点、误差分析等必备知识进行综合考查。
　　总之，基于高考评价体系，近年高考试题坚持“价值引领、素养导向、能力为重、知识为基”的命题理念与“依据基础、适当综合、注重应用、鼓励创新”的命题方向，以酸碱中和滴定、沉淀滴定、氧化还原滴定、络合滴定等情景为载体，融合电解质的电离、pH的计算、盐类的水解平衡、沉淀的溶解平衡、酸碱中和滴定等必备知识，运用离子反应、氧化还原反应原理获取标准液与待测液之间的计量关系、解决滴定过程中溶液的组成及滴定的实验目的为关键能力，反映解决滴定及滴定曲线问题最核心的思维方法是依据问题信息情景、整合标准液与待测液物质相关性质、获取标准液与待测液计量关系、辩证地认识电离与水解相互联系的学科素养，体现水溶液离子反应平衡的核心价值，引导中学教师在教学中要分阶段地促使学生形成宏观辨识与微观探析、证据推理与模型认知、变化观念与平衡思想、科学探究与创新意识的高中化学学科核心素养的形成。
　　二、基于水溶液中离子反应与平衡教学建议
　　（一）把握高中化学课程标准，做到与时俱进
　　笔者经过调查发现，新课程标准颁布后的两年中，部分教师还停留在“三维目标”的教育阶段，没有走向“核心素养”的教育目标。因此，为落实“核心素养”的教育目标，高中学校的教学线领导带领高中化学教师学习高中化学课程标准蕴含的教育精神、组织校内校外高中化学教师开展高中化学课程标准的交流活动，鼓励具有研究能力的教师以教研课题为抓手，在课题研究中逐步深入理解高中化学课程对学生发展核心素养的贡献、如何在课堂上实施高中化学课程中发展学生核心素养等。通过以上理论研究及教学实践活动，教师要站在理论的制高点促使教育方式的变革、课堂效率的提升，最终促使学生核心素养的形成，达到高中学业水平标准及高校选才的要求。
　　基于“水溶液中的离子反应与平衡”这一主题，通过“电解质在水溶液中的行为”的核心概念，明确从“电离、离子反应、平衡”的角度分析电解质溶液的组成、性质与发生的相关反应，突出“酸碱中和滴定、盐类的水解平衡、沉淀的溶解平衡”在生产生活中的运用。
　　2017—2020四年的高考试题通过以强碱滴定二元弱酸、氧化还原滴定、沉淀滴定、络合滴定等大学教材内容为情景对本节内容进行考查。因此，教师在教学活动中，要坚持中学化学教材的中心地位不动摇，认真学习和研究教材的框架，注重实验内容的设计及课后习题的选择，实现在课堂教学中“会用教材”“活用教材”；教师在教学活动之前对高考题全方位研究，正确认识高考试题涉及的核心价值、学科素养、关键能力、必备知识；在教学实践中，教师的知识理论高度、视野宽度不能仅仅局限在中学化学教材之内，一定要站在超出中学知识理论高度、中学知识内容视野宽度的平台上进行教学实践活动，为达到上述目的，笔者建议高中化学教师阅读大学的无机化学、有机化学、分析化学、物理化学等化学教材，发现大学化学教材内容与中学化学必备知识的结合点。

　　（二）采取“情景探源”结构化教学策略，提升课堂效率
　　“水溶液中的离子反应与平衡”以“弱电解质的电离平衡、盐类的水解平衡、沉淀的溶解平衡、酸碱中和滴定”等必备知识为核心进行展开，静态条件下的水溶液可能涉及弱电解质的电离平衡、盐类的水解平衡与水的电离平衡，动态条件下的水溶液组成可能涉及离子反应、氧化还原反应等必备知识与分析平衡的相互转化等关键能力。因此，在学习本章内容之前，学生需要具备离子反应、氧化还原反应以及平衡知识做基础，同时需要具备一定的化学计量、化学信息处理、实验探究、模型认知能力、证据推理与论证等关键能力。
　　在学习本节内容前，学生需具备强弱电解质的判断、弱电解质电离平衡方程式的书写、酸（碱）对水的电离的影响、盐类水解对水的电离影响等知识。当确认学生对上述必备知识掌握无误后，教师可组织学生进行组内思考讨论、组间交流等学习活动，教师根据学生对问题回答情况进行评价并进行适当拓展。
　　（三）坚持以实验为基础，创设以核心素养为导向的作业设计框架
　　传统试题式的作业导致学生学习被动，在一定程度上没有激发起学生思考的动力，部分有惰性的学生依赖于答案及解析，从而导致发现问题、分析问题、解决问题的能力无法形成。因此，在实际的教学中的作业形式应“灵活多样”，不能仅仅是独立的书面作业，也可以是小组合作作业；可以是书面作业也可以是在实验室或家里进行的实践性作业。水溶液中的离子反应与平衡与人类生产生活联系紧密，教师在教学中坚持以实验为基础，创造与人类生产生活的相关情景，设计以核心素养为中心的作业框架。
　　三、提升高中化学课堂教学效果的建议
　　（一）转变教师的教育理念
　　化学学科是自然科学中的中心学科，未来超过30个职业与化学密切相关。为提升高中化学课堂教学效果，激发学生的学习能力，认识化学对人类社会发展的重要作用，高中化学教师必须以新课程理念为标准、以五大核心素养为教育目标。面对学情不同的班级，因人制宜地设置教育目标，让学生形成“健康生活、学好化学”的学习观念。
　　（二）形成闭环的高中化学课堂模型
　　依据新课程标准，教师在开展课堂活动之前，需要对知识内容从横向、纵向两个方面进行整合，形成模型化的知识内容。笔者在教学实践中形成了STSE问题情境引入→蕴含本节内容的探究性问题思考与交流→教师评价与释疑→学生学习、总结与反思→STSE问题总结的闭环课堂模式，促使学生站在知识舞台的中央，使学生的学习习惯形成，提升了学生的学习效率。
　　（三）教师需形成全面的能力结构
　　教师在职业发展中必须具备强大的学习能力，才能适合社会的发展提升自己的课堂教学效率，找到职业的成就感与归属感。例如部分教师具备模型化的知识结构但缺乏课堂组织能力，部分教师虽具有强大的组织能力但是缺乏模型化的知识结构，最终导致教学目标无法实现。
　　综上所述，在普通高中化学课程标准及高考综合改革的大背景下，化学教师需要准确把握化学课程的标准，深入研究高中化学教材以及大学相关教材，同时研究全国及各省市的高考试题。这样做的目的是实施一个与高中化学核心素养相符合的课堂和作业体系，从而促进化学课堂教学模式、作业体系以及考试评价理念的转变。这些努力将共同推动高中化学教育方式的改革，以更好地培养学生的核心素养。
　　参考文献：
　　[1]李勇,赵靖宇,史晨曦.高考评价体系的基本内涵与主要特征[J].中国考试,2019(12):7-12.
　　[2]单旭峰.高考评价体系的基本内涵与主要特征[J].中国考试,2019(12):45-52.
　　[3]房喻,徐瑞钧主编.普通高中化学课程标准解读(2017年版2020年修订)[M].北京:高等教育出版社,2020.
　　[4]陈花蕊.以学科核心素养为导向的化学作业设计[J].中学化学教学参考,2019(4):27-28.
　　注：本文系广东省教育科研课题“运用问题探源教学法培养高中学生化学学科核心素养的研究”（编号：2020YQJK507）、广东省河源市教研课题“探源致善品牌下高中化学模型建构的教育研究”（编号：hy21079）研究成果。

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