基于化學核心素養(yǎng)發(fā)展化學學科能力的教學實踐

柯桂玲

摘要：文章嘗試以學生推論預測和模型認知活動為手段實施乙炔的教學，通過自主閱讀整理推導乙炔的結(jié)構(gòu)特點和化學性質(zhì)，發(fā)展學生的應用實踐能力;通過模型認知——自由拼接乙炔與氫氣、溴分子、溴化氫分子加成產(chǎn)物的活動突破乙炔加成反應與乙烯的異同，發(fā)展學生的遷移創(chuàng)新能力;最后通過實驗驗證乙炔的化學性質(zhì)，學生在活動中深入領會“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)，性質(zhì)反映結(jié)構(gòu)”的有機物學習思路，教學效果良好。

關鍵詞：化學核心素養(yǎng);學科能力;教學實踐

一、教學主題內(nèi)容及教學現(xiàn)狀分析

（一）教學主題內(nèi)容

本節(jié)課是人教版化學選修5第二章《烴和鹵代烴》第一節(jié)細旨肪烴》第2課時教學內(nèi)容《炔烴》，教學的重點是研究以乙炔為代表的炔烴的結(jié)構(gòu)特點與化學性質(zhì)，教學的難點是以乙炔的加成反應為學習載體，形成有機化合物學習的一般認知思路。

（二）教學現(xiàn)狀分析

近年來對“乙炔”的教學研究，主要體現(xiàn)在以下三個方面。

一是對乙炔制備和性質(zhì)實驗的教學改進。關于試劑的改進主要是用飽和硫酸銅、無水乙醇等代替飽和食鹽水以減緩反應的劇烈程度，關于裝置的改進主要是用針筒、青霉素瓶、塑料滴管等生活醫(yī)用材料使裝置微型化，關于實驗教學的改進主要是利用乙炔的實驗教學價值，把復雜的實驗分解為簡單的構(gòu)成要素，通過除去乙炔氣體中雜質(zhì)的各種方法的設計，培養(yǎng)學生解決問題的能力，利用乙炔氣體的收集方法的探索，培養(yǎng)學生解決問題的創(chuàng)新意識。

二是對乙炔教學方法的嘗試創(chuàng)新。郭飛紅以實驗和球棍模型探究相結(jié)合實施“乙炔”教學，以小組合作游戲等方式調(diào)動學生的積極性，引領學生在探索、體驗中發(fā)現(xiàn)并理解有機化學宏觀現(xiàn)象背后對應的微觀本質(zhì)和規(guī)律，滲透有機物學習的一般程序和思維方法。曹友良等以集體備課為背景進行同課異構(gòu)，介紹了不同教師關于乙炔的教學，利用學生已有知識，自主預習炔烴概念，提高自主學習能力，課內(nèi)探究乙炔的實驗室制法和化學性質(zhì)，豐富感性認識，促進意義建構(gòu)，課后精選習題，強化理解，了解學生認識的疑點與差異。

三是基于化學核心素養(yǎng)的有機化合物主題的教學教研。化學學科核心素養(yǎng)包括“宏觀辨識與微觀探析”“變化觀念與平衡思想”“證據(jù)推理與模型認知”“科學探究與創(chuàng)新意識”“學科態(tài)度與社會責任”五個方面。周冬冬等提出在有機化合物的學習中，重點發(fā)展學生的化學學科素養(yǎng)是“宏觀辨識與微觀探析”，同時也承擔“變化觀念與平衡思想”“模型認知與證據(jù)推理”“實驗探究與創(chuàng)新意識”“科學態(tài)度與社會責任”的素養(yǎng)發(fā)展功能。宏微結(jié)合素養(yǎng)發(fā)展的核心是發(fā)展學生基于官能團和化學鍵認識方式發(fā)展層級，認識有機化合物和解決有機化學問題。

二、教學思想與創(chuàng)新點

（一）乙炔的學情分析

高二學生一般都知道“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”的有機物學習方法，在化學必修2已經(jīng)系統(tǒng)學習了烷烴和烯烴，并通過實驗理解并掌握了乙烯的化學性質(zhì)。乙炔作為跟乙烯相似的不飽和烴，其學習方法應該是通過對比遷移，學生通過對比乙炔和乙烯的結(jié)構(gòu)相似之處，能夠推理出乙炔的氧化和加成等化學性質(zhì)。因此，本節(jié)乙炔的教學教師可以利用學生已經(jīng)形成的認知，幫助學生學習乙炔的化學性質(zhì)，形成應用實踐能力。

本節(jié)課知識目標是乙炔的化學性質(zhì)和實驗室制法，學生通過自主閱讀課本，自主整理出乙炔的制法和主要性質(zhì)，因此教學時重點應該放在解決乙炔特殊的結(jié)構(gòu)決定了它與乙烯不同的地方，如讓學生明白乙炔與乙烯都能發(fā)生加成反應，但乙炔在結(jié)構(gòu)上比乙烯多一個不飽和度，能夠發(fā)生兩次加成，因此可以通過控制條件分步進行。為突出這一重點，本節(jié)課通過創(chuàng)設問題情境設計了分小組拼接球棍模型的學生活動，在問題沖突中突破乙炔加成反應的微觀變化，形成遷移創(chuàng)新能力。

（二）教學思想與創(chuàng)新點——證據(jù)推理與模型認知

1.自主閱讀推論預測乙炔的主要性質(zhì)，形成應用實踐能力

本節(jié)課設計環(huán)節(jié)一，學生通過自主閱讀課本，在學習理解能力上，能夠從官能團的角度聯(lián)系到乙炔與乙烯結(jié)構(gòu)上都含有不飽和鍵，從而推測出乙炔能夠像乙烯一樣被酸性高錳酸鉀溶液氧化，能夠與溴和氯化氫等發(fā)生加成反應等。在教學活動中，學生自主思考，小組討論，教師指導學生解決疑惑，幫助學生形成應用實踐能力。

2.創(chuàng)設情境進行模型認知，在問題沖突中突破乙炔加成反應的微觀變化，形成遷移創(chuàng)新能力

在教學中，充分利用學生已有的有機化合物性質(zhì)的知識（乙烯的性質(zhì)），創(chuàng)設問題情境——乙炔的加成反應與乙烯有何異同？設計教學活動——球棍模型拼接乙炔的加成反應。課前將球棍模型材料分成13個小組，裝在13個信封里，每個小組相同的是乙炔分子的球棍模型，但不同的是各個小組的加成物質(zhì)種類和數(shù)量是隨機分配的，共有6種加成情境，分別是乙炔與一個或兩個氫氣分子、一個或兩個溴分子、一個或兩個溴化氫分子進行加成反應。其中加成物質(zhì)數(shù)量的不同突破了乙炔碳碳三鍵比碳碳雙鍵多一個鍵，能發(fā)生兩次加成的不同。而乙炔與兩個溴化氫分子的加成產(chǎn)物，第一次加成生成溴乙烯之后再跟第二個溴化氫分子加成時，可能生成1，2一二溴乙烷或1，1一二溴乙烷，學生對多種加成產(chǎn)物沖突形成討論，突破乙炔加成的微觀變化，豐富了課堂的形式，更有助于學生形成遷移和創(chuàng)新能力。

（三）教學目標

1.自主閱讀推論預測乙炔的主要性質(zhì)，形成應用實踐能力。2.通過球棍模型拼接乙炔的分子結(jié)構(gòu)，乙炔與氫氣、溴分子、溴化氫的加成產(chǎn)物，掌握乙炔碳碳三鍵的加成特點，深入領會“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)，性質(zhì)反映結(jié)構(gòu)”的有機物學習思路，形成遷移創(chuàng)新能力。3.通過實驗制備乙炔并驗證乙炔的性質(zhì)，形成宏觀辨識與微觀探析的核心素養(yǎng)。4.通過自主閱讀脂肪烴的來源及其應用，體驗有機化學在實踐中的應用，增強社會責任感。

三、教學實施及問題解決

學生在學習“乙炔”之前，在必修2已經(jīng)學完了甲烷和乙烯，學生對有機化合物的學習模式“結(jié)構(gòu)分析一性質(zhì)檢驗與探究一用途”已經(jīng)比較熟悉，從內(nèi)容上乙炔的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)與乙烯相似，如果按照這一模式授課，難以調(diào)動學生的學習興趣和積極性，也難以體現(xiàn)學生的主體地位。本節(jié)課嘗試采用以下教學思路，一是考慮到學生已經(jīng)學習過乙烯，乙炔的學習處于學生的最近發(fā)展區(qū)，決定通過乙炔和乙烯結(jié)構(gòu)的相似性這一證據(jù)，推理出其結(jié)構(gòu)的相似性;二是考慮到碳碳三鍵與碳碳雙鍵多一個鍵，要突出其與乙烯的不同，決定以模型拼接突破這一性質(zhì)差，這樣設計有助于學生形成實踐應用和創(chuàng)新遷移的學科能力。實施過程中，以“乙炔的性質(zhì)與乙烯有何異同”為問題貫穿課的始終，設計學生活動，幫助學生形成化學學科關鍵能力。

（一）自主閱讀推論預測乙炔的主要性質(zhì)——證據(jù)推理（見表1）

學生通過閱讀、小組討論和拼接乙炔的分子結(jié)構(gòu)模型，從官能團的角度聯(lián)系到乙炔與乙烯結(jié)構(gòu)上都含有不飽和鍵，從而推測出乙炔能夠像乙烯一樣被酸性高錳酸鉀溶液氧化，能夠與溴和氯化氫等發(fā)生加成反應等，形成乙炔的性質(zhì)總結(jié)，學習過程積極性高，教師指導學生解決疑惑，幫助學生形成應用實踐能力。

（二）創(chuàng)設情境突破乙炔加成反應與乙烯的不同——模型認知，遷移創(chuàng)新

教師引導學生，乙炔和乙烯都能發(fā)生加成反應，它們的加成方式有何不同點？（見表2）

利用球棍模型拼接乙炔的加成產(chǎn)物，由乙烯直接遷移到乙炔學習，兩者的相同點符合學生的認知能力，有利于發(fā)展學生的推論預測能力;通過模型拼接，從微觀的角度學習乙炔碳碳三鍵與雙鍵的不同點，尤其是第二次加成時可能得到的產(chǎn)物不同，幫助學生在產(chǎn)物沖突中更加直觀地認識到碳碳三鍵加成產(chǎn)物的多樣性，既豐富了課堂的形式，提高了學生的積極性，更有助于學生形成遷移和創(chuàng)新能力。

（三）實驗制備乙炔并驗證乙炔的性質(zhì)——簡單設計能力（見表3）

課堂歸納：1.乙炔結(jié)構(gòu)特點：含有碳碳三鍵的直線型分子。2.具有類似烯烴的化學性質(zhì)：氧化反應、加成反應、加聚反應。3.深化基于化學鍵和官能團認識有機物的一般思路，學會從有機物分子結(jié)構(gòu)的分析模型，形成實踐應用和遷移創(chuàng)新的關鍵能力。

四、教學效果與反思

（一）問題情境貫穿始終，充分發(fā)揮學生的主體作用

本節(jié)課以“乙炔的加成反應與乙烯有何異同”為主題貫穿始終，創(chuàng)設問題情境，給學生提供了充分的自主學習機會，包括自主閱讀初步整理乙炔的主要性質(zhì)，動手拼接球棍模型，小組討論乙炔的加成產(chǎn)物的多樣性，深化了結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)的有機物學習思路，課堂氣氛活躍，教學效果良好。

（二）由注重知識的傳授轉(zhuǎn)變?yōu)閷W科能力的培養(yǎng)

學科知識是形成學科能力和核心素養(yǎng)的基礎，以“乙炔”為代表物，將炔烴的性質(zhì)知識通過各項活動轉(zhuǎn)化為學科的關鍵能力，學生的認識方式也由被動學習轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃犹骄俊；诤诵乃仞B(yǎng)培養(yǎng)學生有機化合物主題學科能力的教學是一個不斷持續(xù)的過程，需要我們整體規(guī)劃，研究并明確有機化合物主題學科素養(yǎng)和關鍵能力的功能和價值，精準且有梯度地設計各教學環(huán)節(jié)和活動，才能真正發(fā)展學生的核心素養(yǎng)和關鍵能力。