《基于学科核心素养的高中化学教学实践》-理学论文，中学数理化论文-论文范文参考-科学狗论文网

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基于学科核心素养的高中化学教学实践

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农雪影

[摘? ?要]在“最简单的芳香烃——苯”的教学中，以化学史“苯的结构的发现”为情境，让学生通过拼装纸质仪器、动手操作、实验探究等活动，有效构建苯的知识模型和检验气体的一般装置的思维模型，发展学生的 “证据推理与模型认知”“科学探究与创新意识”等化学学科核心素养。

[关键词]苯;化学学科核心素养;纸质仪器

[中图分类号]? ? G633.8? ? ? ? [文献标识码]? ? A? ? ? ? [文章编号]? ? 1674-6058（2021）05-0061-03

为落实“立德树人”的教育根本任务，充分发挥课程在人才培养中的核心作用，《普通高中化学课程标准（2017年版）》提出了包含五个要素的高中化学学科核心素养，即“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”“科学态度与社会责任”。化学学科核心素养是一个有机体，其各个要素不是孤立存在的，彼此在内容上相互交融，在逻辑上相互依存。下面，笔者结合自身的教学经验谈谈基于学科核心素养的高中化学教学实践。

一、核心素养为导向的教学观重建

观念是行动的指南，任何改革都是从观念开始的，教学改革也不例外。以核心素养为导向的教学改革必须确立以核心素养为导向的教学观念[1]，它包含如下三大基本教学理念。

基于“立德树人”的教学：真正的教学是教人，而不是教书，学科教师不是教学科，而是用学科来教人，这是培育学科核心素养首先必须确立的教学观念。

基于课程意识和学科本质的教学：教师的课程意识就是教师对课程的理解、看法、观点和态度。教师不能就教学论教学，就教学谈教学，而一定要有课程的高度和课程的视野。学科本质是学科核心素养的基因和内核，基于学科本质的教学是走向核心素养的必然要求。

基于学生学习的教学：学是教学的出发点和落脚点，教学的重心在学而不在教，教学应该围绕学来组织、设计、展开。

基于“立德树人”的教学是就教学方向而言的;基于课程意识和学科本质的教学是就教学内容而言的;基于学生学习的教学是就教学主体而言的。

二、基于学科核心素养的教学设计——以“最简单的芳香烃——苯”的教学为例

1.教材分析及目标确定

本节课是人教版高中化学选修5第二章第二节的内容，在此之前，学生已经在必修2中学习了苯的结构和化学性质，在选修5的第一章中学习了研究有机化合物的一般步骤和方法，因此，本节内容既是已学知识的深化和提升，又为今后有机合成和推断的学习奠定基础。另外，溴苯的制备是有机物的制备、提纯的良好素材，产品的产率和纯度是实际化工生产中需要解决的重要问题。

2.教学过程

（1）创设情境，导入课题

【史实引入】1856年，W.H.Perkin 合成了第一个人造染料——苯胺紫，1857年建厂生产，取得了极大的成功。但是，他并不知道所采用的原料和得到的产物的化学结构，他的成功全凭经验和运气，因此十年后发展就减慢了。工业的持续发展迫切需要理论研究的推动，首先要解决的问题就是母体化合物——苯的结构问题[2]。

设计意图：渗透有关苯胺紫的化学史，突出苯的化合物在染料工业中的重要贡献，体现化学学科的价值。

（2）传统手段与现代技术相结合，破解苯的结构难题

【问题1】从煤焦油中研究一种陌生的有机物的一般步骤和方法是什么？

师：接下来让我们穿越回到19世纪初，利用现代技术手段来解决苯的结构难题。

【讨论】讨论分离出苯的方法，并结合苯的质谱图、核磁共振氢谱图研究元素分析法。

【问题2】在科技不发达的年代，科学家通过什么方法来推测苯分子的结构？

【学生实验】苯分别与液溴、酸性高锰酸钾溶液反应。

设计意图：将传统的化学实验手段和现代波普技术相对比，突出科技的巨大作用，帮助学生建构研究有机物的一般步骤和方法的认知模型。

（3）自主协作、多元互动，深入探究苯的性质

【问题3】苯和液溴反应是取代反应还是加成反应？如何证明？

【问题4】根据如下查阅的资料①②③，你认为检验HBr气体的实验需要注意哪些事项？

资料②：HBr气体与空气接触易形成白雾。 HBr气体溶于水得到的溶液显强酸性;液溴有毒，还会腐蚀塑料、橡胶等。

资料③：苯和液溴在FeBr3的催化作用下剧烈反应，放出大量的热;当与水接触时，FeBr3会发生水解从而失去催化活性。

【探究活动】以小组为单位，利用提供的纸质仪器组装一套检验HBr气体的实验装置（学生设计的部分装置如图1、图2、图3），并用胶水将仪器粘贴在大卡紙上，标注所装药品的名称，指明各装置的作用。活动结束后各小组派代表上台展示交流。

【观看视频】播放苯和液溴反应的创新实验视频，让学生观察现象，得出结论。

设计意图：通过动手拼装仪器装置的活动，让学生体验气体检验的一般方法，发展“科学探究与创新意识”素养;让学生获取资料中的信息，结合已学的元素化合物知识及生活经验进行探究推理，发展“证据推理与模型认知”素养。

（4）深化知识，解决实际生产问题

【展示】有机物制备的一般装置：三口烧瓶+冷凝回流装置。

【思考1】如果用这套装置来制备溴苯，产率高还是低？为什么？

【思考2】制得的粗溴苯中可能含有哪些杂质？如何获得纯净的溴苯？

【投影】溴苯的提纯工艺。

设计意图：拓展深化知识，通过溴苯的制备和提纯，让学生掌握提高有机物纯度和产率的科学方法，强化有机实验装置，并在解决实际生产问题中培育实践能力和科学精神。

三、教学反思

1.活动是学科核心素养形成的主要路径

要让学科知识和学生的思维活起来，首先必须让学生动起来。本节课需要用到的实验药品苯和液溴都有毒，课堂演示受限，如若采用微型实验则不利于学生对有机实验装置和有机反应的理解。在这种情况下怎么开展学生活动呢？如何突破“苯和液溴的反应不是加成反应而是取代反应”这一教学难点呢？是让学生死记硬背结论，还是让他们通过动手实践、亲身体验、感悟，从而把知识转化为素养呢？

面对这些问题，课堂上笔者设计了让学生用纸质仪器动手拼装检验HBr的装置这一活动。虽然每个小组设计的装置各不相同，有的没有检验溴蒸气是否被完全吸收，有的没有尾气处理装置，但是经过交流讨论后学生的思维逐渐变得严密，对检验HBr气体的装置的设计方案形成统一的认识，最终构建起检验气体的一般装置的思维模型：气体制备装置→除杂装置→除净装置→检验装置（防倒吸）→尾气吸收装置。在解决问题的过程中，学生的思维得到了进一步发展。

而且纸质仪器是使用软件“亿图图示”绘制的，打印后再让学生进行剪裁，大小规格跟真实的玻璃仪器相仿，很逼真，学生都爱不释手。课后，学生兴致勃勃地用纸质仪器玩起了游戏，一个学生随机抽出一个仪器，由另外一个学生说出仪器名称以及仪器的使用事项。纸质仪器不仅使学生惊叹于化学之美，还让学生感觉到化学不再陌生。

2.开放式探究活动有利于激活思维，培养实践能力和创新意识

笔者在省级赛课中执教后，有同行认为设计的这一探究活动过于开放，提供的仪器太多，进出导管不固定;仪器选择自由度大，仅HBr气体的发生装置至少有3种选择，可以用圆底烧瓶，也可以用试管、锥形瓶等;防倒吸装置也有多种，可以用干燥管、倒扣漏斗，也可以用联合装置等。选择的多样化，使得拼装过程耗时过长。

于是，有人建议：只绘制一套装置图，按照气体制备装置、除杂装置、除净装置、检验装置、尾气吸收装置剪裁成A、B、C、D、E五个大部分，打乱顺序，课堂上只需要让学生重新排序粘贴即可。这样降低活动的自由度，学生在3～5分钟就可以完成。

的确，在有限的课堂活动时间内，这个办法确实解决了节奏和时长等现实问题。但是，答案标准化、固定化的同时，也就没有了预设之外的来自学生的意外的精彩答案，没有了无限的可能性带来的思维风暴，学生的创新能力也就无从体现。由此可见，能力只有在需要能力的活动中才能得到培养，素养也只有在需要素养的活动中才能得以形成。

3.阅读、思考、表达有助于素养的形成

在本节课的教学中，笔者并没有直接告诉学生HBr和HCl气体一样易溶于水，需要防止倒吸，以及不能用溴水代替液溴等实验注意事项，而是提供查阅的文献资料，让学生通过阅读获取信息，思考如何利用信息解决问题，经过整理后用语言来表达自己的思维。学生唯有经过信息输入、信息加工、信息输出这一系列的认知环节，才能更好地培养学科核心素养。就像我们进食一样，一定要经过咀嚼、吞咽、消化、吸收这几个程序，食物才会转化為人体所需的营养元素。

[? ?参? ?考? ?文? ?献? ?]

[1]? 余文森.核心素养导向的课堂教学[M].上海：上海教育出版社，2017.

[2]? 胡宏纹.有机化学（上册）[M].北京：高等教育出版社，2013.

（责任编辑罗? ?艳）

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