基于核心素養的應用化學專業教學分析—《助劑化學及工藝學》為例

韓丹丹

(吉林化工學院 化學與制藥工程學院，吉林 吉林 132022)

我國教育變革過程中對人才質量標準進行了初步定位，提出了“核心素養”的概念，相關研究并在國內興起。學生核心素養的培養成為現代教學的重點。現代教學突破了傳統的“灌輸式”教學模式，將情感態度的培養提到重點，并注重學生實際應用和創新能力的提高，將重視教學內容向重視學習效果轉變。解決培養什么樣的人和怎樣培養人的問題[1]。

1 核心素養的構成

從相關的核心素養研究來看，核心素養的要素包括[2]：(1)構建學生核心素養理論體系是頂層設計，為學生個人終身發展及社會需要建立指引；(2)構建核心素養需要依據具體課程及實踐體系；(3)核心素養涉及專業知識的廣度，掌握關鍵能力的程度和個人情感等。在核心素養的多維視角影響下，省屬工科院校的教育教學改革皆在促進學生核心能力的培養，學生的核心素養應該是涉及學生知識、技能、情感態度價值觀等多方面能力的要求，是個體能夠適應未來社會、促進終身學習、實現全面發展的基本保障。而學生核心素養的落地則主要依賴于學校的課程設計與實施，課程是實現教育育人旨趣的最重要載體，因此研究如何轉向以核心素養為基礎的課程體系建設具有重要意義[4]。

2 基于核心素養的《助劑化學及工藝學》教學策略

目前，工科院校應用化學專業現行課程標準中，教學建議與教學設計等方面描述得相對較籠統，較簡練，體現學科特色等方面存在缺陷，關于在具體課程中如何實現學生能力方面，提出相關建議，設計合理的教學設計，從而可以達到教學目的。基于學生核心素養的要求，詳細設計符合應用化學專業專業課程的教學方法，從而實現核心素養的初級目標，最后通過對學生的質量考核，最終實現化學核心素養的建立。

2.1 問題驅動式教學策略應用

幾乎所有的化學革新及進步都是離不開問題的提出，一個沒有“問題”的化學研究及課堂教學是不可以想象的，課堂教學的進程是在問題的驅動下推進的。問題驅動式教學(Problem-Based Learning，簡稱PBL)指的是以問題為導向的教學模式，傳統教學模式是先學知識后解決問題，而問題驅動式教學強調以學生為主體，以問題為核心規劃貫穿學習內容，通過引入、思考、探索、應用、解決、升華的教學設計，提高學生學習知識的積極性與主動性，提高學生在課堂中的參與程度[3-4]。問題驅動教學模式的核心在于“問題的構建”。助劑化學及工藝學是我校應用化學專業一門重要的專業主干課，主要研究各類高分子助劑的定義、分類、作用原理和生產工藝等，涉及的概念繁多，種類復雜，作用原理涉及無機化學、有機化學和物理化學等多門基礎化學知識，又與生活生產實際聯系密切，生產工藝過程多種多樣，這樣的課程如果采用傳統的講授模式，由教師將課堂任務分解“打包”分發給學生，會使課堂枯燥乏味，學生學習積極性受到阻礙。問題驅動模式教學的關鍵在于教師如何提出問題，教師及時巧妙的拋出問題，能夠充分激發學生的求知欲，例如，在講解熱穩定劑時，教師提出問題：冰染料的一個重要組分為色鹽，它在受熱甚至室溫下就可以分解釋放出氮氣，熱穩定性極差，為了色鹽的運輸，使用的安全與方便，向其中加入哪些物質提高其熱穩定性呢？通過氯化鋅的絡合能夠抑制色鹽的熱分解又不影響其偶合反應，這類物質怎么去定義呢？它們是怎么在實際生產生活中起作用呢？通過拋出一系列問題逐步引入熱穩定劑的定義，在學習過程中，學生通過啟發的提問逐漸對抽象問題進行深刻的理解，從而達到對學生知識能力的培養。

2.2 發現教學策略的應用

美國著名的認知學派心理學家、教育家布魯納首先提出“發現教學法”[5]。“發現教學”是指在教師的啟發誘導下，學生通過對一些事實和問題的獨立探究，積極思考，自行發現并掌握相應的原理和結論的一種教學方法。重視學生的主動學習過程，在教學過程中，以學生主動探究為主，并實現“自我發現”的過程；任何學習過程所需要的動機都應該是主動的，激發學生主動學習的動機，才會讓學生對未知的知識保持一種高度的好奇，并產生學習的內驅力，激發學習知識的欲望和對新發現的自信感。應用化學專業課程設置在第七學期，化學基礎知識掌握牢固，具備了發現的經驗和建立發現假說等能力，因此，在課堂教學中適當章節運用“發現教學法”，激發學生發現問題和解決問題的能力。如在講解光穩定劑時，聚合物暴露在陽光下，其吸收光的基團受到激發而生成自由基，引發光氧老化降解，但材料的降解包括很多種，如熱氧老化，二者發生機理相似，學生會將兩種材料老化機理相混淆，這時教師運用發現式教學模式，讓學生獨立制作課件，從二者引發源入手，發現化學反應的差別和機理的不同，具體操作過程如下：

(1)創設問題情境：教師展示兩種老化材料，讓學生觀察老化后的外觀、性狀和機械性能等的差異？

(2)提出假設：學生發現差異的存在，反應方程式有區別，反應速率不同，降解后的產物不同，相同點是降解后材料顏色全部發黃，變脆，龜裂和機械性能下降，學生提出假設是由于光照導致材料受熱增加而發生的熱氧老化。

(3)驗證假設：從光氧老化和熱氧老化的速度進行比較，發現光化學反應活化能來源于光子的能量，光化學反應活化能為30 kJ/mol，小于一般熱化學反應活化能，更容易提前發生，引起強鍵的斷裂或活化。從而得出材料老化的機理。

(4)得出結論：相對比引發源不同，引發降解的化學鍵不同，引發速率不同，因此光照后首先會發生光氧老化降解，這些可以從實驗中的引發速率來證明。

2.3 類別歸屬表教學策略應用

類別歸屬表教學策略是針對《助劑化學及工藝學》這門課程的教學研究，課程組教師自行總結教學規律，提出的教學方法。這門課程的概念較多，分類龐雜，針對這種情況運用類別歸屬表教學可以使學生思路清晰，對比學習，提高學習效率。科學研究是建立在對基本知識熟練掌握的基礎上的，金屬皂類熱穩定劑分為鉛鹽類、脂肪酸皂類、有機錫類、稀土類及有機化合物類。其中脂肪酸皂類主要以Ca/Zn復合熱穩定劑為主，其作為一種無毒、環保型熱穩定劑，具有價格低廉、潤滑性良好等優點。鈣皂鋅皂的脂肪酸基通常采用硬脂酸、C8-16飽和脂肪酸、油酸等，其中硬脂酸基最為常用，學生對如此多而雜的助劑種類會表現的混亂，抓不住重點，可以通過展示重要化學結構類型增塑劑的分類法歸屬表，將各類具有代表性的增塑劑特性用簡單符號標注，利于學生掌握各類增塑劑的特點，為助劑的配伍打下基礎。

3 結論

培養應用化學專業學生的核心素養對專業課程的教學提出了更高的要求，教師應該注重對教學策略和方法的研究探索，為提高教學質量，培養創新性人才和具有實踐能力的高素質人才打下基礎。