培養學科思維，生成化學素養

許姝梅

摘要：自《普通高中課程標準》（2017年版）推出后，在化學課堂上培養學生“五個維度”的學科核心素養和落實“一核四層四翼”的高考評價體系已經成為高中化學教師的核心工作。文章以“飲食中的有機化合物——乙醇”作業設計為案例，探究與思考了培養學生學科核心素養的作業。

關鍵詞：高中化學? 作業設計? 學科思維? 化學素養

一、作業設計目標的確立

中國制酒歷史悠久，品種繁多，名酒薈萃，中國的“酒文化”源遠流長，享譽中外。那么，如何讓學生從化學學科的視角來分析、解決生活中的問題，真正掌握乙醇的物理性質、化學性質及其用途呢？筆者認為，合理的作業設計助于提升學生的學習質量。針對《飲食中的有機化合物——乙醇》這節課的作業設計，筆者嘗試從“記憶類”“理解類”“遷移類”和“建構類”這四類作業著手，以學習物質性質的一般順序（物理性質、結構、化學性質）為主線設計作業，旨在讓學生從基礎開始，到化學性質的遷移應用，層層深入，真正實現化學學科核心素養落地。

二、作業設計思路分析

高中化學作業應該是教師精心設計后，送給學生的一份禮物。學生在學習新課后，通過作業中提供的情境、問題，對本節課知識進行梳理、加深理解并應用的過程，目的是真正理解和掌握基礎知識，并利用這些知識來分析和解決問題，同時形成化學學科素養。在重視學生核心素養培養的背景下，設計符合學生認知水平和素養發展的作業，是筆者設計《飲食中的有機化合物——乙醇》課時作業的理論依據。

（一）融合傳統文化，探究學科本質

2014年，教育部發布《完善中華優秀傳統文化教育指導綱要》，明確提出要將中華優秀傳統文化引入今后的課程和教材體系，加入中考和高考升學考試，化學、數學等學科的教學環節應滲透中華優秀傳統文化的相關內容。為了讓學生在化學學科中感受中國傳統文化，筆者安排了如下課時作業：

作業1：“古詩有云：‘明月樓高休獨倚，酒入愁腸，化作相思淚’‘白日放歌須縱酒，青春作伴好還鄉’……酒，自古以來受到廣大民眾的喜愛，自稱是“酒中仙”的人也不在少數，那么，酒的主要成分是什么呢？化學式是什么呢？”本題把中華傳統文化融入化學教學環節，讓化學課堂充滿文化氣息，提高了學生在化學課堂中的參與度，也強調了作業的知識記憶的功能，考查了學生對課本知識的掌握情況。

作業2：“日常生活中，我們遇見過各種各樣的酒，你能不能根據這些酒的狀態分析乙醇的物理性質呢？請概括乙醇的物理性。”在日常生活中，酒的品種多種多樣，如具有客家特色的米酒、白酒，葡萄酒……本題從生活入手，讓學生根據生活中可以接觸的各種酒的顏色、狀態、氣味等概括乙醇的物理性質，建立學習物質物理性質的思維模型，生成模型認知核心素養。

作業3：“請分析乙醇在水中和有機溶劑中的溶解情況，回答下列問題：①請根據碘單質的性質，判斷實驗室中能不能用乙醇萃取碘水中的碘單質？請說明理由。②我們能用四氯化碳溶液來鑒別乙醇和苯嗎？如果可以，有哪些現象？如果不能，該選用什么物質來鑒別它們？”本題從已有知識“萃取原理及其萃取劑的選擇”出發，結合乙醇的溶解性，考查學生是否真正理解了相關概念，把握住了本質，也引導學生溫故而知新，嘗試搭建知識網絡。

（二）深化學科觀念，建立平衡思想與探究意識

化學是在研究物質的組成、結構、性質、轉化及其應用的一門學科，為了幫助學生更加深入了解化學學科的特征，筆者引導學生從乙醇的分子結構出發，借助在課堂上進行的探究實驗和觀察的實驗現象，寫出化學反應的方程式，學會分析乙醇在反應中的斷鍵情況，深入分析乙醇中的羥基和水中羥基的活性，讓學生在對水和乙醇的結構的探究過程中，體會“結構決定性質，性質反映結構”的平衡思想和“科學探究與創新意識”核心素養。設計習題如下：

作業4：“請分別寫出乙烷和乙醇分子的結構式，并觀察有何異同？”

作業5：“請根據乙醇分子中原子的成鍵情況，回答下列問題：①寫出金屬鈉和水反應的化學方程式，并描述現象。②金屬鈉和乙醇反應時，斷裂的化學鍵為______ （填上述序號）。③乙醇在空氣中燃燒時，斷裂的化學鍵為 _______（填上述序號）。④請根據金屬鈉與水、金屬鈉與乙醇反應的不同現象，分析水和乙醇中羥基的活性。⑤當乙醇與氧氣反應（Cu做催化劑）時，______鍵斷裂（選做：大家試著思考，醇的催化氧化的條件是什么？）。”

作業6：“實驗室常用酒精燈進行加熱，請問該如何檢驗乙醇燃燒的產物？請寫出實驗步驟，并計算：9.2克乙醇在空氣中完全燃燒，消耗標況下的氧氣____升。”

筆者認為，在“宏觀辨識與微觀探析”這一核心素養的培養過程中，教師可以引導學生基于碳原子的成鍵特點認識乙醇的結構特征，構建物質的結構觀，并通過結構觀認識物質的性質。

因為羥基（-OH）是乙醇的官能團，決定了乙醇的化學性質，因此筆者強調學生對乙醇分子式、結構式及化學方程式的書寫，目的是讓學生意識到物質結構的重要性，體會“結構決定性質，性質反映結構”的學科觀念，培養學生的平衡思想。

（三）創設真實情境，培養科學態度與社會責任

為了讓學生具有安全意識和合理、正確利用化學物質的科學態度，更加直觀地體會到化學知識與社會發展、生命安全之間的緊密聯系，培養學生強烈的社會責任感，筆者設計以下作業：

作業7：“為了大家的生命安全，上杭交警經常在北環路、高速出口設卡檢驗機動車駕駛員是否酒駕。傳統的酒精檢測儀的反應原理為：3CH3CH2OH+K2Cr2O7（橙紅色）+4H2SO4→3CH3CHO+Cr2（SO4）3（綠色）+K2SO4+7H2O。交通警察根據機動車駕駛員呼出氣體是否讓檢測儀變色及其顏色變化程度，來判斷機動車駕駛員是否酒駕或醉駕。請根據氧化還原反應的相關知識判斷，該反應的還原劑為___________;氧化劑為__________;乙醇具有_________（填“氧化性”或“還原性”）。若有1摩爾電子發生轉移，則需要K2Cr2O7的物質的量為_________。”

作業8：“甲醇（結構簡式為CH3OH），用途非常廣泛，是基礎的有機化工原料和優質燃料。因為甲醇有劇毒，所以拒絕把甲醇添加到食用酒中。請回答下列問題：①甲醇的官能團名稱為__________;②請參考乙醇發生化學反應的斷鍵情況，嘗試寫出甲醇與金屬鈉反應、甲醇發生催化氧化的化學方程式。”

筆者想通過作業7，培養學生的社會責任感，正確認識“喝酒不開車，開車不喝酒”的社會行為準則，并利用所學的氧化還原反應知識解決生活實際問題;通過作業8對甲醇的用途和毒性的描述，引導學生對化學物質的“功”與“過”進行客觀、合理的評價，而不是談化學色變。同時，也讓學生從官能團的類別，準確判斷甲醇的化學性質，培養學生的知識遷移與應用的能力，希望學生能從有機化合物結構及其性質的角度對有關能源、材料、飲食、健康、環境等時實際問題進行分析、討論和評價，能妥善保存、合理使用有機化學品，真正實現化學學科核心素養的養成。

（四）關注生活中的化學知識

酒精（乙醇）幾乎是每個中國家庭必備的一種有機化合物，因此在本節課的作業設計過程，筆者始終圍繞乙醇在日常生活中的用途展開，讓學生感受到：美好生活，化學創造。為此，筆者安排如下練習：

作業9：“人們常戴的銀手鐲、銀項鏈，家里的銀器等用過一段時間后經常會變黑，通過本節課的學習，你知道可以用什么方法解決？”

在上述作業中，筆者以真實的生活情境，以問題為導向，引導學生用所學知識解釋生活現象，解決實際問題，感受化學的魅力，形成化學學科的價值觀。

（五）關注學生綜合素養的建構

作業10：“感受客家米酒釀造的傳統工藝，同學組成探究小組，準備材料、學習釀造過程與動手實踐，記錄步驟與實驗現象（反應條件的控制：溫度、pH、催化劑等），米酒的蒸餾、成品的展示、客家米酒釀造的經驗介紹交流及改進。”

此類習題涉及的知識綜合程度更高，解答的難度要求總體更大。因此，筆者讓學生自主選擇是否完成本題作業。不可否認，此類作業對提高高中學生解決實際問題的能力，提升高中有機化學的教學質量，發展學生的學科核心素養具有重要的引導意義。

三、作業的時間及評價

從作業的目標追求看，知識記憶與知識理解兩個方面的作業更注重發揮它們對學生課堂學習知識的鞏固、深化等方面的作用;而知識遷移和思維觀念建構兩個方面的作業，則在知識鞏固和深化基礎上，更強調知識的發展、提升等方面的價值。從發展學生學科素養的角度看，后兩者更重要。

為了避免學生因為作業量過大，而無法保質保量完成，筆者把上述作業（作業10除外）以預習作業和課堂作業的形式穿插進行，既體現了作業的功能價值，又讓學生真正參與課堂。作業10屬于綜合素養的培養過程，最有利于發展學科核心素養，但是完成這道題所需的時間比較多，對學生能力要求比較高，讓學生選擇性參與，結果兩個教學班級中，只有三位學生有興趣參與，他們在整個作業的實踐過程中，全程自己安排工作任務，找資料、準備材料，記錄現象和數據，最后帶到學校與全班同學一起分享、品嘗成品，并且以校級小課題研究的形式展示作品，上交學校教研室保管。

四、結語

一個優秀的化學教師可以通過一項作業，讓學生理解化學知識、解釋生活生產中的化學問題，感受化學的無限魅力。而課時作業應該是達到上述目標的有效方法之一，教師可以靈活、合理安排多層次、多樣化的作業，來提升學生的化學思維邏輯，讓學科素養真實落地。

參考文獻：

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[3]周玲玲.基于化學核心素養的活動化作業的設計策略[J].化學教與學，2019（5）.

（作者單位：福建省上杭縣第五中學）