高中必修化学核心概念的价值分析

结合前述分析可知，化学核心概念的认识要求及其结果如图3-3-3。

图3-3-3　化学核心概念的认识要求及结果

这一图示很好地揭示了核心概念的学习有助于促进化学学科核心素养的培育与发展，具体如下：

从纵向看，概念的学习基于物质及其变化的事实与现象，通过分析、推理等活动，抓住表观特征、把握微观本质。同时，将化学概念作为认识模型与工具去解释事实现象、解决相关问题，并在现象解释与问题解决中感悟化学对促进社会发展的价值，建立正确的价值判断等。因此，化学核心概念承载着培育“证据推理与模型认知”“宏观辨识与微观探析”及“科学态度与社会责任”等素养的功能价值。

从横向看，一方面强调从概念的语义表达、所揭示的微观本质以及对应的符号表征系统等多维度掌握核心概念，并能实现“语义表达”“微观本质”和“符号表征”间的有机联系与自动转化；另一方面，强调建立起包含相关子概念的概念系统，把握核心概念与子概念间的关系。这样的核心概念认知结果，强调多角度认识物质及其变化，不仅有利于学生多角度对物质及其变化进行分类，还有利于学生更加深刻地认识物质及其运动变化的规律。因此，核心概念对“宏观辨识与微观探析”“变化观念与平衡思想”等核心素养的培育也有重要价值。

此外，概念教学时，如能结合化学史实展现化学概念的认知发展过程，将有助于学生感悟科学家在探索未知过程中的求真务实的态度、崇尚真理的意识、敢于质疑的精神；如能以实验探究为获取物质及其变化事实现象的途径（手段），或基于经验对物质及其变化初步推测基础上借助实验等来证实或证伪猜想与假设，这样的概念教学，还对培育学生“科学态度”“科学探究”等核心素养能发挥很好的作用。

四、凸显素养培育的化学理论性知识教学——以高中必修化学“离子反应”为例^[13]

根据核心概念的内容特点与学习要求，引导学生开展经历“提出问题—猜想假说—活动探究—获取证据—得出结论”等过程的“假说—演绎推理”化学核心概念学习活动，将有利于学生掌握核心概念并培育化学学科核心素养。在第2章已经指出，引导学生开展基于“假说—演绎推理”的概念学习以实现增进概念理解、促进素养发展的目的，需要教师明确概念本体内容及其认识价值。在此基础上，对学生的学习活动进行设计与规划。以下以高中必修“离子反应”教学为例加以阐述。

1.“离子反应”对促进学生认知发展的功能价值

“离子反应”的学习，以常见酸碱盐间的复分解反应、电解质及电离等知识为基础，让学生理解离子反应的概念、本质及条件等概念原理性知识，并建立审视电解质在水中行为的“微粒作用观”，深化“宏观—微观—符号”三重表征化学学科思维。即：①认识溶液系统中微粒的来源、种类、作用及结果等情况；②建构并从“微粒来源—微粒种类—微粒作用及结果”的认识思路分析电解质在水中行为及结果等化学问题；③对于具体反应，建立反应现象与微观过程间本质联系并能自动转化。显然，掌握这些是深刻理解“离子反应”的必备要求，也是本课学习的重点和难点。

2.基于“假说—演绎推理”的“离子反应”教学规划

以下重点从“离子反应的概念”和“离子反应的条件”两个方面论述引导学生开展基于“假说—演绎推理”概念学习的教学规划。

（1）“离子反应”概念的教学规划。

探究1 往盛有0.2mol·L-1NaOH溶液（含2滴酚酞）的小烧杯中逐滴加入0.2mol·L-1稀盐酸（直至溶液颜色恰好褪去），再滴入2滴NaOH溶液，观察溶液颜色变化。探究：溶液颜色变化说明溶液酸碱性发生变化。这一变化是由溶液中哪些微粒变化导致的？它们来自何处？

探究2 测定上述实验所得混合溶液、0.1mol·L-1NaCl溶液的电导率。探究：电导率为何相等？盐酸与NaOH反应的微观本质如何？

设计意图：以中和反应实验为情境，利用电离及溶液酸碱性知识分析颜色褪去以及电导率相等的原因，推断中和反应微观本质（H+与OH-作用生成H2O、Na+与Cl-并不参加反应），初步建立分析电解质溶液反应的微观认识思路，并为电解质反应本质（即离子反应）假设的提出作铺垫。

探究3 许多酸与盐、碱与盐溶液混合时，也能发生复分解反应，如NaOH与MgSO4、HCl与Na2CO3。请分析它们反应时微粒间的相互作用。酸、碱和盐都是常见的电解质，请结合上述分析，谈谈对电解质在水溶液中反应微观本质的认识。

设计意图：通过呈现更多电解质溶液反应的实例并分析反应过程中微粒间的相互作用，以获得丰富的感性认识，提出对电解质反应的微观本质的看法（即关于离子反应的假设）。

探究4 可设计怎样的实验、获取什么现象来证明你对NaOH与MgSO4、HCl与Na2CO3反应的前述分析是正确的？（实验）往NaOH溶液（含2滴酚酞）中逐滴加入MgSO4溶液至颜色褪去；往盐酸中逐滴加入Na2CO3溶液至不产生气泡，测所得溶液pH。请分析：观察到的现象与预期是否一致。(www.xing528.com)

设计意图：让学生规划方案，获取证据验证假设（即经历演绎推理），确证对电解质溶液反应微观本质的认识，厘清对微粒的来源及种类、作用与结果及相互关系的认识。

探究5 （1）前述溶液间发生离子反应，其共同微观实质是什么？请在前述分析基础上，尝试归纳离子反应的概念。（2）将Na2CO3与BaCl2溶液混合，是否发生离子反应？如果是，哪些离子发生反应？它们源于何种物质？（3）如何从微粒及相互作用角度分析电解质在溶液中的反应？总结电解质在溶液中发生离子反应的分析思路。

设计意图：根据电解质溶液反应的微观本质，概括“离子反应”的概念、形成对“离子反应”的认识，并以具体反应为例加以分析与应用，从而增进对“离子反应”的理解，并进一步总结与梳理“微粒作用观”的分析思路。

（2）“离子反应的条件”的教学规划。

探究1 （1）NaOH与HNO3、Ba（OH）2与Na2CO3、HCl与Na2CO3、NaCl与KNO3溶液混合，哪些能发生复分解反应？（2）演示前述四组溶液混合的实验，观察现象。（3）混合后的四种溶液和混合前相比，各离子数目如何变化？说出判断的理由。（4）前三组溶液混合，混合时能够发生离子反应，而第四组溶液则不会发生离子反应。请结合四种溶液混合后离子数目变化情况的分析，尝试提出离子反应发生的条件。

设计意图：激活复分解反应及其条件等知识，并结合电离、离子间相互作用等知识分析溶液中离子数目的变化情况。建立起离子数目变化的认识，为离子反应条件的提出作铺垫。最后，引导学生尝试从微粒结合为水、气体或沉淀导致数目改变的角度，对离子反应发生的条件作出猜测、提出假设。

探究2 （1）你能设计实验证明你的猜测吗？可供选择的试剂组有H2SO4与Ba（OH）2、NaOH与NH4Cl、NaCl与KOH（浓度均为0.1 mol·L-1），并可使用电导仪等相关实验仪器。（2）实验：分别测等体积的前述六种溶液的电导率，将H2SO4与Ba（OH）2、NaOH与NH4Cl（微热）、NaCl与KOH两两混合并分别测混合液的电导率。（3）结合“探究1”提出的离子反应条件，分析三组溶液混合时是否发生离子反应及其离子数目变化情况，并与所测得的电导率变化的一致性情况进行分析。

设计意图：通过设计实验并测定反应前后溶液的电导率，在明确溶液电导率变化的情况下，将其与离子间是否相互结合为水、沉淀或气体从而导致离子浓度变化建立起因果联系，并经分析推理，论证离子反应条件假设的合理性，建立离子间相互作用的条件与结果的认识，深化“微粒作用观”的认识思路。

探究3 （1）结合你的猜测和实验，总结离子反应的条件，并解释电解质溶液发生离子反应后离子数目的变化情况。（2）现有HCl、Ca（OH）2、Na2CO3三种溶液，若将它们两两混合，是否都能发生离子反应？说出判断的理由。

设计意图：确认并概括离子反应条件；结合对具体实例的分析判断，深化对微粒作用的条件与结果的认识，完善“微粒作用观”的电解质反应认识思路。

3.开展“假说—演绎推理”概念学习促进素养发展的认识

开展“假说—演绎推理”概念学习经历“提出假说”“演绎推理”等关键环节。其中，“提出假说”环节是个体结合已有知识经验初步建构相应的认识方式并抽提相关事实现象特征属性的过程，而“演绎推理”环节（包含根据假说开展活动、获取证据、验证假说等）是学习者运用自己所尝试建构的认识方式解决问题、完善（或修正）认识方式、验证并确定相关事实现象特征属性的过程。因此，开展基于“假说—演绎推理”的概念学习，有利于达成习得概念、建构认识方式的双重目的（如图3-3-4）。

图3-3-4　“假说—演绎推理”的学习活动、认识方式建构与概念习得关系图

由于“假说—演绎推理”的概念学习活动过程将概念习得与认知方式建构融合在一起，因而对促进学生化学学科核心素养的发展具有重要意义。

（1）促进学生科学探究与问题解决能力的发展。

“假说—演绎推理”的概念学习过程，强调学生基于化学事实与现象的观察提出假设，并从假设出发，设计探究方案，开展实验探究，获得证据并开展演绎推理、建立因果关系等认识加工活动，从而验证假设、确证事物特征属性、习得概念。这一学习过程，科学探究活动是关键手段，问题解决（检验假设的合理性）是核心目标。因此，基于“假说—演绎推理”的概念学习，对培育科学探究与问题解决等化学实践能力、发展“科学探究与创新意识”维度的核心素养具有重要的价值。

（2）促进学生化学思想方法与学科观念的建立。

微观层次认识、符号形式描述物质及其变化是化学的学科特征。这就强调化学学习与研究，要立足于对物质及其变化的事实与现象辨析基础上，提出关于物质及其变化的微观本质的假说，并在实验探究基础上通过演绎推理、分析论证，最终把握物质及其变化的微观本质及其概念原理，建构分析物质及其变化的思维模型，以化学符号表征物质及其变化。对于揭示物质及其变化本质、规律的化学概念，采用“假说—演绎推理”方式学习，就是要达成前述要求。因此，这样的概念学习，对建立“结构决定性质”的学科观念和“宏观—微观—符号”三重表征学科思维、培育实证意识与模型认知等有重要作用，有利于发展“宏观辨识与微观探析”“证据推理与模型认知”等核心素养。

此外，基于“假说—演绎推理”概念学习的获取证据、演绎推理、应用概念等过程，需要学生具有严谨求实的科学态度，有利于学生感悟化学对人类认识与改造自然的价值，体验到运用化学知识与方法解决生产、生活、能源、环境等相关问题对促进社会可持续发展的意义。因此，也对培育“科学态度与社会责任”维度的核心素养具有一定的意义。