基于化學核心素養的信息技術與化學學科教學的有效整合

張水強　潘丹

作者簡介

張水強，湖南省化學特級教師、首批正高級教師，湖南省第二批基礎教育資源建設與應用高中化學名師工作室首席名師、湖南省“優質空間課堂”高中化學名師工作室首席名師、長沙縣化學名師工作室首席名師，湖南師范大學專業碩士研究生導師，首批全國中小學名師工作室聯盟成員。

教學背景

信息技術與學科教學的整合、核心素養這兩個概念一經提出，立即引起教育界的普遍關注，已經成為我國當前教育教學改革的新視點。信息技術作為一項教學工具（Learn from IT），能夠通過技術手段把各種教學媒體、課程資源完美地融合到學科教學之中。信息技術與化學學科教學的有效整合，將轉變化學教師獨有的教學方式、學生學習化學的方式、化學教學內容的呈現方式，以及師生的互動方式等。化學核心素養主要是指學生獲取化學知識的素養和能力，其內涵非常廣泛，筆者認為最主要的是：1.對化學學科學習的濃厚興趣；2.捕捉和應用信息的能力；3.實驗探究與創新意識；4.科學精神與嚴謹細致的學習品質等。在實際教學過程中，如何將信息技術與化學學科教學進行有效的整合，培養與提高學生的化學核心素養呢？在“長沙市高中化學教師信息技術全員培訓”活動中，我們設計并執教了“苯酚”一課，希望對廣大化學教師有所啟示。

教學過程

一、情境導入：借助信息技術創設問題情境，激發學生濃厚的學習興趣

[教學片段1]

[視頻展示] 電影林則徐虎門銷煙片段

師：林則徐虎門銷煙的方法是什么？使用何種藥品銷毀鴉片？

生：虎門銷煙使用的不是火，而是海水、生石灰和鹽鹵。

師：為什么要用海水、生石灰和鹽鹵呢？（結構決定性質，引導學生探究鴉片的主要成分——嗎啡的結構。）

生：分析發現，嗎啡結構中含有兩種羥基，一個直接接在苯環上，一個接在烴基上。

二、閱讀材料：利用信息技術提供閱讀材料，培養學生捕捉和應用信息的能力

[教學片段2]苯酚的物理性質

[展示材料一]2012年梅河高速一輛滿載苯酚的罐車與一貨車相撞，導致9.5噸劇毒苯酚泄漏，大量的苯酚直接傾入路基下方的水塘里。記者走近翻入壕溝的罐車，一股刺鼻的異味撲面而來，現場的工作人員身穿白色防護服，將撈上來的白色結晶體（苯酚）放入鐵桶內，一位工作人員防護手套上“燒”了一個洞，他的無名指已被苯酚腐蝕得發了白，醫務人員迅速用酒精進行了清洗……

[展示材料二]下面是苯酚軟膏的部分說明書

【藥物相互作用】：不能與堿性藥物并用

【注意事項】1.用后擰緊瓶蓋，當藥品性狀發生改變時禁止使用，尤其是色澤變紅后。

2.連續使用一般不超過1周，如仍未見好轉，請向醫師咨詢；用藥部位如有燒灼感、瘙癢、紅腫等癥狀應停止用藥，用酒精洗凈。]

師：上述材料中哪些詞語與苯酚性質有關？推測苯酚可能具有哪些性質？

生：“刺鼻的異味”“白色結晶體”“腐蝕”“酒精清洗”“不能與堿性藥物并用”“色澤變紅”“燒灼感”等詞語。（紅色字體在材料中閃爍顯示）

討論歸納出苯酚的物理性質和部分化學性質。

三、模型展示，動畫演繹

[教學片段3]苯酚的結構

教師展示苯酚的球棍模型和比例模型。學生書寫苯酚的分子式、結構式、結構簡式。動畫演示苯酚結構中苯環對羥基的影響、羥基對苯環的影響。

師：苯酚的結構對其性質有什么影響？

生1：苯環使羥基中O-H極性增大，易電離出H+，苯酚有弱酸性。

生2：羥基使苯環上鄰、對位變活潑，易發生取代反應。

四、實驗探究一：通過信息技術結合化學實驗，培養學生的科學精神與嚴謹的學習品質

[教學片段4]苯酚的酸性

師：苯酚溶液顯極弱的酸性，比醋酸弱、比碳酸弱，弱到不能使酸堿指示劑變色，怎樣證明醋酸、碳酸、苯酚溶液的酸性相對強弱呢？

生：利用強酸制弱酸的原理設計實驗，先用醋酸制取出CO2，再將CO2通入到澄清的苯酚鈉溶液中。

[視頻展示]（學生代表課前錄制實驗視頻） CH3COOH+Na2CO3→澄清的苯酚鈉溶液

師：根據實驗現象：產生氣泡、澄清的苯酚溶液變渾濁，能否證明酸性醋酸>碳酸>苯酚溶液呢？

生：不能證明，因為醋酸容易揮發，應該先除去CO2中的醋酸，再通入澄清的苯酚鈉溶液中。（提出新的實驗方案：CH3COOH+Na2CO3→ 飽和NaHCO3溶液→澄清的苯酚鈉溶液。）

[學生活動]書寫反應的化學方程式。發現了新的問題：CO2與苯酚鈉溶液反應生成的是Na2CO3還是NaHCO3？怎樣設計實驗證明？

[學生討論]新的實驗方案：苯酚濁液中滴加碳酸鈉溶液。

[小組實驗]按照創新實驗方案完成實驗，觀察到苯酚濁液變澄清，說明碳酸鈉溶液能夠與苯酚反應生成碳酸氫鈉。

[板書]酸性強弱：CH3COOH >H2CO3 >C6H5OH>HCO3-

五、實驗探究二：利用信息技術結合化學實驗，培養學生實驗探究與創新意識

[教學片段5]苯酚的取代反應

[視頻展示]（學生代表課前錄制）教材實驗：向苯酚稀溶液中滴入濃溴水，產生白色沉淀。

增加對比實驗：稀溴水滴入較濃的苯酚溶液中，沒有白色沉淀。

師：視頻對比實驗說明了什么？此實驗中為什么要強調濃溴水、稀苯酚溶液？

[資料卡片]三溴苯酚是一種難溶于水但易溶于有機溶劑的固體。

生：生產白色的三溴苯酚沉淀，需要的溴較多，且生成的三溴苯酚又可以溶于過量的苯酚溶液中，所以實驗時溴要多，苯酚要少。

師：濃溴水中的溴容易揮發，有很重的氣味，我們有什么辦法在教室完成這個實驗呢？

[學生討論、回答]提出創新實驗方案（反向思維）：向一般濃度溴水中滴加稀苯酚溶液（與教材實驗相反）。

[小組實驗]按照創新實驗方案完成實驗，觀察到明顯的白色沉淀生成。

教學反思

本節課為長沙市化學教師信息技術與學科教學能力提升全員培訓的示范課，在教學完成后，通過學生的練習反饋來看，效果非常好。課后我們進行了認真的反思，總結如下：

1.信息技術與化學學科教學的有效整合日益重要。這節課情境導入過程中采用影視作品片段，比單純教師的口頭引入更加生動，更加能夠抓住學生的心，激發學生的學習興趣。課前準備采用學生代表拍微視頻的方法，既有學生的親身參與體驗，又能解決課堂容量與課堂時間有限的矛盾，讓整個課堂顯得更加具有魅力。信息技術在今后教學中的應用會越來越多，對教師信息技術的要求也會越來越高，每一個教師都要學習信息技術。青年教師信息技術的基礎較好，接受能力強，重點是研究在教學過程中如何將信息技術與學科教學進行有效的整合；老教師具有豐富的教學經驗，也要與時俱進，主動學習信息技術，借助信息技術將自己多年的教學方法技巧更好地呈現出來，適應時代的要求，永不掉隊。

2.化學教學中應注重培養學生的科學素養。通過這次課，我覺得最重要的不是讓學生掌握了苯酚的結構和性質，而是讓學生真正感受到遇到疑難問題應該根據化學學科特點，像科學家那樣去思考問題和解決問題，設計實驗，進行科學探究，掌握科學探究的基本方法和一般流程，教學的過程比結果更加重要，使學生終身受益。

3.教學過程中要重視學生創新意識和創新能力的培養。苯酚溶液與溴水的反應，教材實驗是：“向苯酚稀溶液中滴入濃溴水” ，我們引導學生深入分析反應原理，借助資料卡片，學生設計出新的實驗方案，再按照新的實驗方案進行探究，得到了明顯的實驗現象。學生在得到成功喜悅的同時，發現原來教材實驗也是可以重新設計的，我們的設計比教材做得更好，還解決了教室中濃溴水揮發問題，更加符合綠色化學觀。

4.化學學科教學中要進一步加強實驗教學，培養學生的實驗探究能力。化學是以實驗為基礎的科學，許多科學理論都來源于實驗，然后在實驗過程中不斷提升和發展。苯酚的酸性強弱是這節課的一個難點，過去教學主要是講解和記憶為主，學生經常出現記不準、混淆的現象。這次學生設計實驗方案并進行實驗探究，化靜為動，充分感知，使原本抽象的內容形象化、具體化，學生充分體驗到化學學科的魅力。（作者單位：湖南省長沙縣實驗中學）

責任編輯 李杰杰

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