2017年全国化学课程与教学论年会《化学学科核心素养中变化观念结构化解析》

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1、化学学科核心素养中变化观念结构化解析张佳慧（东北师范大学化学教育研究所吉林长春130024）摘要化学学科核心素养中变化观念与平衡思想更更体现出化学学科特制的思想和方法，更具有学科内容特质。其在化学学科核心素养中占有举足轻重的地位。通过运用化学反应热力学、动力学两大理论中的方法，解决化学反应的速率、机理、方向、限度等问题，以无机物和有机物为反应载体解决生产生活中的实际问题。体现变化观念的守恒性、平衡性、条件性及过程性四大特征，从而形成变化观念。就变化观念进行介绍，主要包括变化观的解析、高中化学关于变化观念素养的内容、涉及到的化学反应理论及对变

2、化观念结构化解析四个方面的内容。关键字变化观念化学反应原理结构化以培养化学学科核心素养为主旨的课程修订工作正在进行中，化学学科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及科学态度与社会责任5个维度，变化观念属于化学学科核心素养中变化观念与平衡思想。人们用动态的视角来看化学变化的整体过程，用化学理论对整体过程屮的规律、途径及结构进行解释和预测，通过反应载体解决生产生活中的问题，从而形成变化观念。变化观念的解析对于理解化学学科核心素养具有重要意义。1解析变化观念化学变化观是人们从动态的角度对化学物

3、质的变化本质的总的看法⑴O认识化学过程有静态和动态两种方法。化学过程屮的静态是指初始态、过渡态、化学平衡态、终止态。我们可以根据静态中的变化规律，能够认识过程的转化趋势；根据静态中的不变因素，能够认识过程的发展途径；通过认识静态结构，可以反证所预言的过程⑵。而化学过程的动态方法主要包括黑箱法、内稟反应坐标法、曲面的奇点理论。而课标屮的“能动态的方法”，更多的是指的动态视角，是通过化学中的静态来看化学反应。化学变化观屮体现了化学过程屮的守恒性、平衡性、条件性及过程性四大特征。其屮守恒性是指化学变化过程中的元素守恒、质量守恒、能量守恒。守恒的前

4、提是变化，在“变化”的过程Z屮有“不变”，即规律；平衡性是指化学变化过程具有限度，化学反应达到一定限度时各物质的浓度相对不变，是宏观统计的结果。这体现了变化观中的平衡性；条件性是指任何化学反应的发生都具有一定的条件，当条件改变时会对化学反应的过程产生影响。如浓度、压强、催化剂等条件都是化学反应速率的影响因素。化学反应具有过程性，过程性是针对于化学时间概念的，以时间为尺衡量化学反应过程也就是化学反应速率。用过渡态理论解释反应过程，化学反应的过程是市始态、过渡态和终态共同构成的。物质的变化是绝对的，这也体现出“动”是一定的，“静”才是相对的哲理

5、。在研究反应的过程中，寻找变量并将变量进行划分为独立变量和非独立变量，然后确定正确的方向和找到正确的实验方法，最后得到相应的数据并用分析推理的方式建立相应的理论模型。2高中化学关于变化观念素养的内容通过分析高中化学内容，不难看出变化观念涉及到的内容十分广泛，其主要内容如表lo对内容进行整理和划分可得出学生在学习化学反应的过程屮主要涉及物质的量、化学键、化学能与热能、电能的转化、化学反应的限度和快慢、化学反应的分类、无机物、有机物、化学与社会发展等7方面内容。这7方面的内容划分4个维度，其屮宏观和微观相互转化的工具包扌舌物质的量；反应本质和规

6、律包括化学键、化学能与热能、电能的转化、化学反应的限度和快慢；反应载体既无机物、有机物；化学反应的价值屮化学与社会发展4个维度，帮助学生多角度、整体的认识化学反应，从而形成变化观念。必修主题1:化学科学与实验探究1.1化学科学的主要特征主题2:常见的无机物及其应用2.1元素与物质2.2氧化还原反应2.3电离与离子反应2.4金屈及其化合物2.5非金属及其化合物2.6物质性质及物质转化的价值主题3:物质结构基础及化学反应规律3.1原子结构与元素周期律3.2化学键3.3化学反应的限度和快慢3.4化学反应与能量转化主题4:简单的有机化合物及其应用4

7、.1有机化合物的结构特点4.2典型有机化合物的性质4.3有机化学研究的价值主题5:化学与社会发展5.1化学科学技术在材料科学、医药健康、食品营养等方面的重要作用5.2化学在白然资源和能源综合利用方面的重要价值5.3化学在环境保护中的作用5.4化学促进可持续发展5.5化学应用的安全与规则意识有机化学基础主题2:炷及其衍生物的性质与应用2.1婭的性质与应用2.2绘的衍生物的性质与应用2.3有机反应类型与有机合成2.4有机化合物的安全使用主题3：生物大分子及合成高分子3.2生物大分子3.3合成高分子化学反应原理主题2:化学反应的方向、限度和速率2

8、.1化学反应方向与限度2.2化学反应速率2.3化学反应的调控主题3:水溶液中的离子反应与平衡3.1电解质在水溶液中的行为3.2电离平衡表1高中化学教材中变化观念的内容3变化观念中