基于核心素养的高三化学深度复习课例研析

摘 要 以“离子反应”为例阐述基于核心素养的高三化学深度复习，分析深度复习的背景和复习目标，详细呈现教学过程，并对教学效果进行检测和反思。基于核心素养的高三深度复习的关键：创设真实的教学情境，设计不断深入的问题链;在解决实际问题中促进知识关联结构化、认识思路结构化、核心观念结构化;“教、学、评”一体化，提升学生认识素养。

关键词 高中化学 核心素养 深度复习 “教、学、评”一体化

一、背景分析

传统的高三化学第一、二轮复习通常缺少基于学情、以提升学科核心素养为目标的、对知识进行整合的深度复习。学生的复习仅停留在对知识的简单回顾，这种浅层次的复习会形成碎片化的知识、肤浅的理解和僵化的思维[1]。而基于核心素养的深度复习是以化学核心素养为复习目标，挖掘课程内容中知识间的逻辑关系，找出这些知识内容在培育学科素养中所蕴含的功能价值，将这些内容优化重组形成复习专题或主题，以真实的情境为载体，以化学知识为解决问题的工具，以提出的实际问题为任务，引导学生主动参与，融入即时性评价，在解决问题的过程中深化对知识的理解，提升核心素养，其教学流程如图1所示。

科学教育的主要目的是培养和发展学生的认识素养。当一个学生具备良好的化学认识素养，他就能从客观世界（复杂的社会现象和生活问题）抽取认识阀，对化学问题进行多角度分析，形成认识思路，养成学科能力[2]。

“离子反应”是从微观视角认识化学反应本质的重要核心概念，是培养学生“宏观辨识与微观探析”“变化观念与平衡思想”的重要的知识内容。经过前期的学习与复习，学生基本掌握了“离子反应”相关知识，如电解质、非电解质等概念的辨析，离子方程式的书写，离子共存等问题，对于平衡（电离平衡、水解平衡、沉淀溶解平衡）问题也比较熟悉。然而在复习过程中发现，学生在解决实际化学反应问题时不能主动从“平衡观”“微粒观”“变化观”的视角来分析化学问题，不能基于新的问题情境定性和定量地分析化学反应的动态变化，存在化学认识素养的欠缺。“宏观辨识与微观探析”“变化观念与平衡思想”是化学学科认识世界的重要视角，对“离子反应”的深度复习，有利于提升学生的认识素养。

二、复习目标的制定

（一）复习目标制定依据

1.基于“离子反应”课程内容特点分析。从“离子反应”课程内容（见表1）来看，主要涉及平衡（电离平衡、水解平衡、沉淀溶解平衡）问题，其中蕴含着平衡观、微粒观、变化观、量变引起质变等学科观念，对该知识内容的深度复习可使离子反应核心观念结构化（见图2），有利于培养学生“宏观辨识与微观探析”“变化观念与平衡思想”核心素养，提升认识素养。

2.基于“离子反应”与素养水平关联分析。根据《课标》（2017年版）附录1对化学学科核心素养水平的划分，对“离子反应”与素养水平的关联进行了整理（见表2）。学业质量水平2是高中毕业生在本学科应该达到的合格要求，是化学学业水平合格性考试的命题依据，学业质量水平4则是化学学业水平等级性考试的命题依据[4]67，本课复习目标的确定主要是以化学学业水平4为依据。

3.基于学情进行分析。经过前期的复习，学生对离子反应及平衡知识比较熟悉，对“离子共存”“离子方程式的书写”及利用平衡知识解决简单的常规问题比较熟练，但是学生在解决化学实际反应问题时不能主动从“平衡观”“微粒观”“变化观”的视角来分析，不能从不同视角认识化学变化的多样性，不能运用对立统一思想和定性定量结合的方式来分析生产、生活实际中的化学变化。

（二）复习目标

1.通过典型的“离子共存”问题的讨论，诊断学生“离子反应”知识关联的程度，完善知识关联，使“离子反应”知识的关联结构化。

2.通过综合运用离子反应，从动态平衡、微粒、定性与定量等视角分析和解决生产、生活中有关电解质溶液的实际问题，建立“离子反应”结构化的认识思路，拓展认识视角。

3.通过检测练习的讨论，诊断和评价应用“离子反应”结构化认识思路来解决问题的情况，运用对立统一思想和定性定量相结合方式来分析实际化学反应问题，提升学生认识素养。

三、教学过程

（一）在解决典型习题的过程中促进“离子反应”知识关联结构化

设置任务情境1，通过任务1的讨论，让学生自我发现知识储备的不足，主动完善知识结构，使“离子反应”知识关联结构化。

【任务情境1】下列离子组在溶液中都不能大量共存，请同学们分析每组离子发生了哪类反应导致离子不能共存。

A.Fe3+、SCN-、I-、K+         B.K+、Al3+、SO32-、MnO4-

C.H+、NO3-、Fe2+、Na+       D.Cu2+、NH4+、Br-、OH-

【学生活动】分析每一选项中离子不能大量共存的原因，小结“离子反应”涉及的反应类型。

【教师活动】针对学生回答中存在的问题，用追问的方式引导学生发现自己储备知识的不足。

【学生活动】构建“离子反应”涉及的反应类型及常见的氧化剂、还原剂、弱电解质、难溶物、配合物等知识。

【教师活动】以追问的方式引导学生思考：为什么题目中强调“大量”？H+与OH-会反应生成弱电解质水，为什么水溶液中H+与OH-会“共存”？让学生深刻体会：“离子反应”的本质是离子的种类或数目发生了改变，它涉及到平衡移动等理论知识。

【学生活动】构建“离子反应”知识关联结构模型，如图3所示。

【教师评价】对学生构建的知识关联模型给予点评、完善。

（二）在真实情境中设计问题链，在解决问题中促进认识思路结构化、核心观念结构化

抓住“强制弱”“弱制强”的典型案例，设置梯度任务情境3、4、5，并根据任务情境设计层层深入的问题链作为学习任务，引导学生从定性与定量两个方面来分析离子反应，让学生从变化观、平衡观、量变引起质变的视角来认识离子反应，构建离子反应的认知思路。

【任务情境2】在试管1和试管2中分别加入2 mL蒸馏水，在试管1中加入少量粉末后试管中出现浑浊。

【学习任务1】试管1中有Ca2+吗？请设计实验来验证，并用沉淀溶解平衡的方程式来解释原因。

【学生活动】预测试管1是否有Ca2+，设计实验验证，书写沉淀溶解平衡的方程式。

【教师评价】学生解决问题情况：可通过测导电率等方法来验证试管1的浊液中存在Ca2+，在水中碳酸钙存在CaCO3[]CO32-+Ca2+平衡。

【任务情境3】在上述的试管1中滴加盐酸，浑浊变澄清。

【学习任务2】请同学们从沉淀平衡移动的视角定性分析加入盐酸后CaCO3浊液变澄清的原因。

【学生活动】宏观现象微观探析：从平衡移动的视角分析CaCO3溶于盐酸的离子反应。

【教师评价】学生是否有宏观辨识与微观探析的自觉性，与学生一起构建碳酸钙溶于盐酸的微观探析模型，如图4所示。

【学习任务3】请大家从Ksp与Qc角度定性分析碳酸钙溶解的原因。

【学生活动】定性讨论加入盐酸前后Ksp与Qc的大小，确定碳酸钙沉淀溶解平衡移动的方向。

【教师活动】加入盐酸之前，Ksp = c（Ca2+） × c（CO32-） = Qc，加入盐酸后，Ksp > Qc，平衡向溶解的方向移动。

【学习任务4】已知：Ksp（CaCO3）= 2.8 × 10-9，H2CO3的K1 = 4.4 × 10-7、K2 = 4.7 × 10-11。请大家从平衡常数K 的角度定量分析碳酸钙溶解的原因。

【学生活动】思考、计算、讨论。

【教师活动】如果不考虑碳酸分解，可根据下面反应来计算平常数K：

2H+ + CaCO3 = H2CO3（aq） + Ca2+

K=[c（Ca2+）·c（H2CO3）c2（H+）]=[c（Ca2+）·c（H2CO3）·c（HCO-3）·c（CO2-3）c（CO2-3）·c2（H+）·c（HCO-3）]=[Ksp（CaCO3）K1（H2CO3）·K2（H2CO3）]

=[2.8×10-94.4×10-7×4.7×10-11=1.35×108]

可见，在碳酸钙浊液中加入盐酸，生成了碳酸，此时平衡常数已经很大;若碳酸分解，反应生成二氧化碳和水，平衡常数会更大，所以碳酸钙可以溶解在盐酸中。

【学习任务5】碳酸钙可溶于强酸盐酸中，是否也能溶于醋酸等其他弱酸中？我们可以从哪些视角进行分析？

【学生活动】思考、讨论。

【教师活动】我们可以从Ksp与Qc、平衡常数的视角定性和定量分析平衡移动的可能性，从而判断碳酸钙是否可溶解于其他弱酸中。当然，反应可能受到酸的浓度等其他条件的影响，有兴趣的同学可在课后进行讨论。

【教师活动】上面我们讨论的盐酸与碳酸钙反应生成碳酸、碳酸不稳定分解生成二氧化碳和水，其反应都属于“强制弱”中强酸制弱酸的范畴。那么，弱酸能否制强酸呢？溶解度小的物质能否转变成溶解度大的物质呢？

【任务情境4】演示实验：把硫化氢气体通入硫酸铜溶液中，有黑色固体生成。

【学习任务6】观察实验现象，分析反应产物，写出反应的化学方程式和离子方程式。

【学生活动】观察、思考，书写反应化学方程式和离子方程式。

【教师评价】评价学生书写的化学方程式和离子方程式，追问：硫化氢为弱酸，为什么可以用它制备强酸硫酸呢？

【学习任务7】请同学们从离子反应及平衡移动的视角定性分析H2S制备H2SO4的可能性。

【学生活动】思考、讨论。

【教师评价】从反应Cu2+ + H2S = CuS↓+ 2H+可知，铜离子促进了H2S在水溶液中的电离，通过图5的微观分析模型体会铜离子促进H2S可能电离彻底的微观过程。

【教师追问】从CuSO4 + H2S = CuS↓+ H2SO4可知，CuS不溶于强酸硫酸中。图5从定性的视角分析反应的可能性说服力不够，同学们能否从化学平衡常数的视角定量分析反应的可能性呢？

【信息提示】298K时，Ksp（CuS） = 1.27 × 10-36， H2S的[Ka1]= 9.1 × 10-8，[Ka2]= 1.1 × 10-12。

【学生活动】思考、讨论、计算。

【教师评价】根据Cu2+ + H2S = CuS↓+ 2H+，可以计算其平衡常数如下：

K=[c2（H+）c（Cu2+）·c（H2S）]=[c2（H+）·c（S2-）·c（HS-）c（Cu2+）·c（S2-）·c（HS-）]=[9.1×10-8×1.1×10-121.27×10-36=7.88×1016]

平衡常数K = 7.88 × 1016，很大，所以硫酸铜溶液与硫化氢气体反应可以制得硫酸。

【学习任务8】H2S通入CuSO4溶液中可制得硫酸，那么，H2S通入FeSO4溶液中能否制硫酸呢？SO2通入BaCl2溶液中能否制盐酸？我们可以从哪些视角进行分析和思考？

【学生活动】思考、交流讨论、分享讨论结果。

【教师评价】我们可从平衡移动、平衡常数的视角分析反应的可能性，再进行实验验证。

【学习任务9】CuS不溶于强酸硫酸中，请分析其溶解于强酸硝酸的可能性，并设计实验验证。