基于學科關鍵能力培養(yǎng)的高中化學教學探究
——以“煤的綜合利用苯”教學為例

高秀蓮

(南京師范大學灌云附屬中學,江蘇 連云港 222200 )

現(xiàn)階段,隨著我國社會經(jīng)濟水平與科學技術的迅速發(fā)展,高中化學教學工作變得越來越重要,學科關鍵能力培養(yǎng)成為高中化學教學工作中的核心.在高中化學教學過程中,教師應當深入分析學科關鍵能力的培養(yǎng),并以其為基礎擬定相關的教學計劃.

1 對高中化學學科關鍵能力的解讀

學科關鍵能力作為學科能力中的有機組成部分,其主要包含理解能力、運用能力、實踐能力和探究能力四個方面.為提高學生的學習效果,在學習知識的過程中要具備這四個方面的關鍵能力.在化學學科教學中以落實化學核心素養(yǎng)培養(yǎng)的任務為目的,教師需要將教學過程與化學核心素養(yǎng)的培養(yǎng)目標實行對接,培養(yǎng)學生的質疑和探索精神,令其能夠充分利用所獲得的化學知識和經(jīng)驗解決生活中關于化學的問題,進而提升學生的化學學科核心素養(yǎng)[1].

2 圍繞核心素養(yǎng),實施課堂教學

2.1 選取社會熱點話題,精妙策劃引導

以“煤的直接燃燒與環(huán)境的污染”化學教學為例,高中化學教師可以運用多媒體軟件播放一些與其相關的視頻,激發(fā)學生的學習興趣,吸引學生的注意力,讓所有學生都能夠踴躍地投入課堂的學習氛圍中去.教師引導學生分析“煤炭的高效綜合利用”在我國能源及環(huán)境問題中的應用,從而幫助其了解煤的氣化、液化、干餾,得出前二者均是利用化學反應使煤發(fā)生變化,成為可燃的氣體、液體,讓學生對比這二者與煤的直接燃燒分析其所具有的優(yōu)點[2].

【學生】直接燃燒煤獲取熱量的效率不高,極易造成資源浪費情況,并且燃燒后會排放SO2,對空氣環(huán)境造成污染,出現(xiàn)霧霾、硫酸型酸雨等情況,而煤的氣化與液化則不存在這些問題,具有較好的節(jié)能、環(huán)保效果.

【教師】干餾、分餾也都是化學變化嗎?

【學生】分餾是通過液體之間的沸點差異實現(xiàn)物質分離,為物理變化.干餾則是對煤進行真空加強熱處理,通過其變化獲取焦炭、粗氨水、粗苯等,為化學變化.

在上述研討的基礎上,教師可以引出苯是由煤干餾所得的煤焦油分離而得.通過探討熱點話題,讓學生之間展開討論,令其意識到保護環(huán)境與綠色節(jié)能人人有責,要從小我做起,從點點滴滴做起.

2.2 創(chuàng)新實驗,探索研究物理性質

教師可以組織學生進行關于“苯”物理性質的一些實驗.首先將1 mL苯倒入一支干凈試管內(nèi),然后再向其中倒入3 mL水,振蕩后靜置,讓學生以小組形式進行觀察,嗅其氣味并總結苯的物理性質.在此過程中,需要注意到苯具有一定的毒性及較強的揮發(fā)性,嗅聞時僅需輕微扇動令極其少量的苯進入鼻孔即可.

【學生】苯是一種無色液體,其具有較為特別的氣味,熔點、沸點分別為5.5 ℃、80.1 ℃,密度小于水的密度,較難溶于水,常被用作工業(yè)溶劑.最常見的苯是平時生活裝修時室內(nèi)涂料、木器漆、膠黏劑等使用過程中釋放的,對人體健康具有較為嚴重的危害性,需要對其進行一定的防護,如良好的通風.

在實驗過程中進行化學知識的探索和研究,學生在現(xiàn)場觀察實驗現(xiàn)象的同時也能夠獲得許多有用的化學知識.與此同時,可以幫助學生在實驗過程中學會獨立思考,通過設置一系列問題,讓學生帶著問題去尋找答案,培養(yǎng)學生主動學習.學生可以自主嘗試做些改良性的實驗,親身體驗現(xiàn)代化學知識所帶來的神奇魅力的同時,感受科學探索的無限樂趣,在不知不覺中培養(yǎng)學生的環(huán)保意識和社會責任,增強其探究與創(chuàng)新意識.

2.3 走進科學世界,探索研究苯的形成

以有機化學中的分子和原子概念為基礎,在熱拉爾定律下探究“苯”的形成,實驗得出苯分子僅含有C、H兩種元素,且二者個數(shù)比為1∶1,其中碳元素的質量占92.3%,苯的相對分子質量是78,從而確定苯的分子式為C6H6,實驗式為CH.在濃度一樣的條件下,苯的蒸氣密度大約是H2的39倍.教師讓學生直接觀察實驗過程中的各種化學現(xiàn)象,然后帶領其進一步展開對分子質量、元素含量和分子式變化等化學微觀情況的剖析.通過實驗計算進行確定苯分子的有機分子式,學生能夠自主確定有機化合物分子式,以此培養(yǎng)學生化學學科的核心素養(yǎng).

2.4 創(chuàng)立認知模型,探索研究苯的結構

教師讓學生通過運用器械創(chuàng)建自己想象中苯的結構,搭建模型然后再開展小組討論.為了讓學生自主探索研究苯分子的空間結構,首先,教師要培養(yǎng)學生的創(chuàng)造性思維能力,令其能夠通過空間實驗來建造空間模型,初步培養(yǎng)學生創(chuàng)造能力的空間猜測與空間想象兩種思維能力,從而引導學生可以直接運用空間實驗和數(shù)據(jù)證實自己的空間猜測.這種教學方式能夠更高效地培養(yǎng)學生空間獨立分析能力、科學思維能力和科技創(chuàng)新實踐綜合能力.

教師可以利用微課讓學生明白科學探究的艱難與辛苦,明白“紙上得來終覺淺,絕知此事要躬行”,激起學生對科學發(fā)展貢獻力量的熱情.學生不僅收獲了知識,又可以體驗到前所未有的感受,增強了學生為科學做貢獻的精神與社會責任感.

2.5 運用練習剖析,猜想化學性質

教師演示苯的燃燒實驗,讓學生進行觀察[3],描述現(xiàn)象并分析其中的原因.學生可通過實驗了解到煤炭直接燃燒會造成極大的環(huán)境污染,進而讓學生深刻領悟節(jié)能環(huán)保已是一項解決燃眉之急的舉措.

【教師】苯環(huán)不能被酸性高錳酸鉀溶液氧化,表明苯分子中不含碳碳雙鍵,苯環(huán)結構是相對穩(wěn)定的.在點燃苯時,苯環(huán)就“分化瓦解”了,這表明了其化學穩(wěn)定性是相對的,與反應試劑和反應環(huán)境條件都具有很大的關系.

通過觀察苯環(huán)在四種不同反應條件下分別產(chǎn)生的相應反應,學生自主進行歸納判斷并找出其具體反映情況,再運用思維導圖進行總結.

【學生】歸納出如圖1所示的思維導圖.

圖1 思維導圖

3 協(xié)作學習,培養(yǎng)探索研究精神

高中化學具有一定的綜合性和邏輯性.因此,高中生在學習過程中經(jīng)常會感覺枯燥乏味,為此,高中化學教師應當積極培養(yǎng)學生探索化學知識的興趣.教師可以通過開展合作學習的教學方式,引導學生在面對某個化學難題的時候,能夠與其他同學進行討論和研究,在合作過程中,不斷進行思維上的交流,迸發(fā)出新的火花,進而培養(yǎng)他們的探索研究精神.

4 針對核心素養(yǎng),反省教學

教師可以借助社會熱點話題或歷史資料來構建化學問題情境,在教學過程中滲透核心素養(yǎng)的培養(yǎng).通過這種方式,教師可以激發(fā)學生的化學學習興趣,促進其對化學學科的理解和探究.在具體的教學過程中,教師可以引入一些與化學相關的社會熱點話題,如環(huán)境問題、能源問題等,讓學生感受到化學與現(xiàn)實生活的緊密聯(lián)系.同時,教師還可以利用歷史資料,如苯的發(fā)現(xiàn)和分離過程、重大化學發(fā)明的歷史背景等,讓學生了解化學學科的發(fā)展歷程和科學探究的艱辛與不易.通過這種方式,學生可以更加深入地了解化學學科的本質和價值,促進他們對化學基本觀念的構建和對模型認知的培養(yǎng).同時,教師還可以引導學生自行探究和實踐,通過讓學生親身參與科學探究的過程,培養(yǎng)他們的科學思維和實踐能力.

總的來說,以學科關鍵能力培養(yǎng)為基礎的高中化學教學具有重要意義,通過實踐發(fā)現(xiàn),它不僅能夠幫助高中化學教師更深層地了解每一位學生的學習狀況,還能夠幫助學生提升學習化學知識的興趣和效率.這種教學模式不僅轉變了以知識傳授為絕對目的的傳統(tǒng)教學方式,還培養(yǎng)了學生自主學習的能力、合作交流能力、嚴謹?shù)倪壿嬎季S、自主獨立解決問題能力、自主實踐能力和創(chuàng)新能力,使學生能夠扎實地掌握化學知識,形成正確的科學嚴謹態(tài)度.因此,作為高中化學教師,應當更加深入地探究學生學科關鍵能力,展開多樣性和廣泛性的教育教學工作,將核心素養(yǎng)的培養(yǎng)融入課堂教學的設計思路,以此推進高中生的全方面發(fā)展.