培養學生化學學科核心素養的教學實踐與思考

包承幸

【摘 要】本文闡明化學學科核心素養是學生應具備的化學學科知識特質，化學課程教學是發展學生化學核心素養的重要載體。以乙醇的教學為例，闡述化學教學中培養學生五大化學核心素養的具體做法與體會。

【關鍵詞】化學教學 乙醇 化學核心素養

【中圖分類號】G 【文獻標識碼】A

【文章編號】0450-9889（2017）08B-0048-03

教育部《關于全面深化課程改革，落實立德樹人根本任務的意見》提出：“教育部將組織研究提出各學段學生發展核心素養體系，明確學生應具備的適應終身發展和社會發展需要的必備品格和關鍵能力。”“各級各類學校要從實際情況和學生特點出發，把核心素養和學業質量要求落實到各學科教學中。”因此，在化學教學中培養及發展學生的化學核心素養勢在必行。化學學科素養主要是指對必要化學知識的掌握、化學學科的思維方式、對化學科學的理解、科學態度和價值觀以及運用化學知識和方法解決問題的意識和能力。高中化學課程標準中提出，化學核心素養包括宏觀辨析與微觀探析、變化觀念與平衡思想、證據推理與模型認知、實驗探究與創新意識、科學精神與社會責任等五個方面。因此，我們在培養學生的學科核心素養時，應基于學科特質與學科任務，以培養學生核心素養為目標展開教學活動。

《生活中常見的有機物——乙醇》是人教版高中化學教材必修 2 第三章第三節第一課時的教學內容。在教學過程中，從學生熟悉的乙醇的物理性質入手，把教學重點放在乙醇的分子結構上，引導學生理解并掌握乙醇催化氧化的原理，認識官能團對有機物性質的重要影響，建立“結構—性質—用途”有機化學學習模式，使學生了解乙醇在生產、生活中的廣泛用途以及在現代化科學技術中應用的重要意義，體會到化學來源于生活又服務于生活。下面以《乙醇》為例，簡述化學教學中培養學生化學核心素養的具體做法。為了提高教學效率，筆者對教學內容的先后順序做了適當的調整。

一、培養學生宏觀辨析與微觀探析的能力

化學是以實驗為基礎，在分子原子水平上研究物質的組成、結構、性質及變化的學科。在實際教學中，要引導學生將宏觀現象與微觀機理相結合，透過現象看本質，培養學生“宏觀切入→微觀分析→符號表達”的化學思維模式。基于此，筆者做了如下教學設計。

〖實驗探究〗在乙醇的催化氧化實驗探究過程中，安排了學生分組實驗環節，每小組 4 人，各小組選出一個組長，負責組織和匯報實驗。實驗的具體流程如圖 1 所示。

在學生充分地進行宏觀實驗探究、討論、記錄及匯報后，給學生觀看乙醇催化氧化原理的微觀過程（如圖 2 所示）。指導學生通過觀察宏觀現象，并對其背后的微觀本質進行探析。使學生對乙醇催化氧化反應本質的認知有了質的突破，同時，也使學生的思維品質得到提升。在學生學習過程中，筆者還引導學生去分析銅的作用，然后給出乙醛的結構，讓學生從原子守恒的角度書寫乙醇催化氧化生成乙醛的方程式，使學生了解“宏觀切入→微觀分析→符號表達”的化學思維過程，突出了本節課的重點，順利地突破了難點。

二、培養學生變化觀念與平衡思想

物質的變化包括質變、量變及能量的變化。有機化合物之間的轉化實際上就是一種官能團在一定條件下轉化為另外一種官能團，而在變化過程中，發生化學反應，遵循質量守恒定律。在探究乙醇的結構、引出官能團（羥基）、探究乙醇催化氧化機理（即乙醇中羥基的性質）之后，筆者設計了一個即時鞏固環節，具體如下：

〖強化遷移練習〗判斷下列醇是否能夠發生催化氧化（催化劑選用 Cu 或 Ag）？若能，請寫出相應的化學方程式，同時從結構和斷鍵角度去分析歸納一下醇被催化氧化的規律？

在此環節，學生結合剛學到的知識，觀察這三種醇的結構，發現結構上是發生了變化，并結合醇被催化氧化時斷鍵的條件。判斷出（1）（2）可以被催化氧化，（3）不可以被催化氧化。在筆者的引導下，學生從舊化學鍵的斷裂與新化學鍵的形成以及質量守恒的角度寫出反應化學方程式。學生驚訝地發現，（1）（2）被催化氧化生成的物質的結構有很大差異。此時趁機指出，（1）被催化氧化得到醛，而（2）被催化氧化得到的是酮。隨后學生根據這三者的差異性，總結出醇被催化氧化的規律：與羥基（-OH）相連的碳原子上要有氫原子；若有兩個 H，則醇被催化氧化為醛；若只有一個 H，則醇被催化氧化為酮。從而更進一步強化了學生物質的變化觀念及平衡思想，也為后面其他有機物的學習做了很好的鋪墊。

三、培養學生證據推理與模型認知的能力

學習和研究化學，要求學習者能依據物質及其相關的信息建構模型，并建立解決復雜化學問題的相關途徑及思維模式，培養學生收集證據、根據證據做出分析推理、構建認知模型、預測或解釋相關的化學現象、解決化學問題的能力。筆者結合學生現有的知識基礎，設計了如下問題：

〖問題1〗乙醇的分子式 C2H6O 和乙烷的分子式 C2H6 相比多了一個氧原子，請將乙烷的球棍模型改裝成乙醇分子的球棍模型。

學生搭出的合理結構有兩種，它們的結構式如下：

引導學生分析兩種結構的原子連接方式，肯定學生的分析。繼續深入提問：乙醇的結構到底是哪一種呢？結合水的結構式：H-O-H 進行對比，鈉與水可劇烈反應。猜測乙醇的結構及性質，通過乙醇與鈉的反應實驗探究乙醇的結構。

在此環節中，通過學生學習小組組內互助，讓學生親手搭建乙醇分子可能的球棍模型，以強化學生對乙醇分子結構的直觀感受，在頭腦中建立有機物立體結構的印象。學生在結構模型的對比中，大膽推理，最后經過實驗驗證，發現乙醇可以和鈉發生反應。結合金屬鈉可以保存在煤油中但卻與水發生劇烈反應的實驗事實，通過一環套一環的問題鏈，引導學生積極思考、逐層深入，從而確定乙醇的分子結構為 CH3CH2OH，突破了本節課的第一個重難點。

為便于學生理解，用動畫模擬乙醇和鈉反應的微觀斷鍵過程，引出官能團和烴的衍生物等概念。

四、培養學生實驗探究能力與創新意識

作為一名化學教師，我們應該有一個清醒的認識，實驗探究不是照本宣科地把課本上的實驗進行簡單的重復演示，而是要對實驗的原理及設計進行深入研究，發現并提出有價值的問題，針對問題進行思考、討論、優化或創新。只有這樣，才能夠做到“青出于藍而勝于藍”，進而培養學生的實驗探究能力與創新意識。另外，在教學過程中創新實驗有利于培養學生獨立思考和展開科學研究的能力、優化學生的人際交往及合作探究能力。基于此，筆者對課本實驗裝置進行了改進（如圖 3 ），用注射器代替試管作為反應的發生裝置，這種設計上的優點在于所用的裝置材料來源于生活，裝置簡單，操作方便，所消耗的藥品少，完全達到了微型實驗的要求，適合在課堂上讓學生動手操作（或教師演示實驗）。（課堂實錄如圖 4 所示）

五、培養學生科學精神與社會責任感

“生活即教育，社會即學校，教學做合一”是陶行知先生的重要教育思想。身邊處處有化學，因此在教學中，要引導學生主動打開“化學的天窗”觀察多姿多彩的生活世界，在生活中體驗化學，在這個過程中感受化學的學科價值。為此，筆者設計教學如下：

〖情景〗乙醇可以被氧化的性質很貼近我們的生活，我們都知道，酒駕非常危險，是違法行為，交通警察是如何快速檢測駕駛員是否酒后駕車呢？（觀察圖 5 所示）

筆者提示，檢測儀器中裝有重鉻酸鉀（化學式為 K2Cr2O7），請學生在課堂上模擬演示酒駕檢測的過程，讓學生通過實驗來感受一下它的化學反應和現象。如圖 6 所示， U 型管中裝有適量的無水乙醇，具支試管裝有適量的酸性重鉻酸鉀溶液，學生從小漏斗一側進行吹氣（課堂實錄如圖 7 所示）。學生不斷吹氣后，發現橙色的酸性重鉻酸鉀溶液快速地變為墨綠色（如圖 8 所示）。接著，筆者拋出問題：如果把酸性重鉻酸鉀溶液換成酸性高錳酸鉀溶液，現象又該如何呢？學生結合現有知識進行猜想，最后通過學生的演示實驗，得到了酸性高錳酸鉀溶液紫色褪色的實驗現象（過程如圖 9 圖 10 所示）。

通過輕松的學生演示實驗，促使學生認真思考社會問題。筆者進一步補充有關飲酒的危害性的內容，讓學生對酒駕危險的認識更全面，培養學生的社會責任感。同時，通過對檢測酒駕的原理分析，能夠較好地幫助學生建構化學學科的價值觀及科學精神，進一步懂得化學對社會發展的積極作用。

六、教學反思及展望

綜上所述，筆者在《乙醇》一課的教學過程中，并不局限于學科知識的傳授，更著手于培養學生的化學核心素養，讓學生進一步認識科學的本質特征。圍繞“培養學生化學核心素養”這個教學核心，筆者精心設計各個教學環節，為學生營造良好的學習情境，提供多樣化的學習活動，引導學生發現問題、解決問題，探求科學本質。

在教學實踐中我們體會到，教師為學生搭建良好的學習平臺之后，如果要想在教學過程中有效地培養學生的化學核心素養，那么教師務必要先準確理解化學核心素養的真正內涵，提升自身的學科核心素養。此外，在教學中，教師還要設計更多的環節來培養學生的科學態度，也就是說，化學教學必須超越對具體知識本身的追求，從傳授事實、掌握知識上升到使用事實、發展觀念的高度。

【參考文獻】

[1]徐 賓.化學學科核心素養的培養策略[J].中小學教師培訓，2017（1）

[2]成尚榮.回到教學的基本問題上去[J].課程·教材·教法，2015（1）

[3]王寶斌.“明”“暗”相間：學科觀念下的化學專題復習[J].教育研究與評論，2014（5）

（責編 盧建龍）