基于學(xué)科關(guān)鍵能力培養(yǎng)的高中化學(xué)教學(xué)探究
——以“煤的綜合利用苯”教學(xué)為例

高秀蓮

(南京師范大學(xué)灌云附屬中學(xué),江蘇 連云港 222200 )

現(xiàn)階段,隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)水平與科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展,高中化學(xué)教學(xué)工作變得越來越重要,學(xué)科關(guān)鍵能力培養(yǎng)成為高中化學(xué)教學(xué)工作中的核心.在高中化學(xué)教學(xué)過程中,教師應(yīng)當(dāng)深入分析學(xué)科關(guān)鍵能力的培養(yǎng),并以其為基礎(chǔ)擬定相關(guān)的教學(xué)計(jì)劃.

1 對高中化學(xué)學(xué)科關(guān)鍵能力的解讀

學(xué)科關(guān)鍵能力作為學(xué)科能力中的有機(jī)組成部分,其主要包含理解能力、運(yùn)用能力、實(shí)踐能力和探究能力四個(gè)方面.為提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果,在學(xué)習(xí)知識的過程中要具備這四個(gè)方面的關(guān)鍵能力.在化學(xué)學(xué)科教學(xué)中以落實(shí)化學(xué)核心素養(yǎng)培養(yǎng)的任務(wù)為目的,教師需要將教學(xué)過程與化學(xué)核心素養(yǎng)的培養(yǎng)目標(biāo)實(shí)行對接,培養(yǎng)學(xué)生的質(zhì)疑和探索精神,令其能夠充分利用所獲得的化學(xué)知識和經(jīng)驗(yàn)解決生活中關(guān)于化學(xué)的問題,進(jìn)而提升學(xué)生的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)[1].

2 圍繞核心素養(yǎng),實(shí)施課堂教學(xué)

2.1 選取社會(huì)熱點(diǎn)話題,精妙策劃引導(dǎo)

以“煤的直接燃燒與環(huán)境的污染”化學(xué)教學(xué)為例,高中化學(xué)教師可以運(yùn)用多媒體軟件播放一些與其相關(guān)的視頻,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,吸引學(xué)生的注意力,讓所有學(xué)生都能夠踴躍地投入課堂的學(xué)習(xí)氛圍中去.教師引導(dǎo)學(xué)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(yīng)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(xué)反應(yīng)使煤發(fā)生變化,成為可燃的氣體、液體,讓學(xué)生對比這二者與煤的直接燃燒分析其所具有的優(yōu)點(diǎn)[2].

【學(xué)生】直接燃燒煤獲取熱量的效率不高,極易造成資源浪費(fèi)情況,并且燃燒后會(huì)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(xué)變化嗎?

【學(xué)生】分餾是通過液體之間的沸點(diǎn)差異實(shí)現(xiàn)物質(zhì)分離,為物理變化.干餾則是對煤進(jìn)行真空加強(qiáng)熱處理,通過其變化獲取焦炭、粗氨水、粗苯等,為化學(xué)變化.

在上述研討的基礎(chǔ)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(diǎn)話題,讓學(xué)生之間展開討論,令其意識到保護(hù)環(huán)境與綠色節(jié)能人人有責(zé),要從小我做起,從點(diǎn)點(diǎn)滴滴做起.

2.2 創(chuàng)新實(shí)驗(yàn),探索研究物理性質(zhì)

教師可以組織學(xué)生進(jìn)行關(guān)于“苯”物理性質(zhì)的一些實(shí)驗(yàn).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(xué)生以小組形式進(jìn)行觀察,嗅其氣味并總結(jié)苯的物理性質(zhì).在此過程中,需要注意到苯具有一定的毒性及較強(qiáng)的揮發(fā)性,嗅聞時(shí)僅需輕微扇動(dòng)令極其少量的苯進(jìn)入鼻孔即可.

【學(xué)生】苯是一種無色液體,其具有較為特別的氣味,熔點(diǎn)、沸點(diǎn)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(shí)生活裝修時(shí)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(yán)重的危害性,需要對其進(jìn)行一定的防護(hù),如良好的通風(fēng).

在實(shí)驗(yàn)過程中進(jìn)行化學(xué)知識的探索和研究,學(xué)生在現(xiàn)場觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的同時(shí)也能夠獲得許多有用的化學(xué)知識.與此同時(shí),可以幫助學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中學(xué)會(huì)獨(dú)立思考,通過設(shè)置一系列問題,讓學(xué)生帶著問題去尋找答案,培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí).學(xué)生可以自主嘗試做些改良性的實(shí)驗(yàn),親身體驗(yàn)現(xiàn)代化學(xué)知識所帶來的神奇魅力的同時(shí),感受科學(xué)探索的無限樂趣,在不知不覺中培養(yǎng)學(xué)生的環(huán)保意識和社會(huì)責(zé)任,增強(qiáng)其探究與創(chuàng)新意識.

2.3 走進(jìn)科學(xué)世界,探索研究苯的形成

以有機(jī)化學(xué)中的分子和原子概念為基礎(chǔ),在熱拉爾定律下探究“苯”的形成,實(shí)驗(yàn)得出苯分子僅含有C、H兩種元素,且二者個(gè)數(shù)比為1∶1,其中碳元素的質(zhì)量占92.3%,苯的相對分子質(zhì)量是78,從而確定苯的分子式為C6H6,實(shí)驗(yàn)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(xué)生直接觀察實(shí)驗(yàn)過程中的各種化學(xué)現(xiàn)象,然后帶領(lǐng)其進(jìn)一步展開對分子質(zhì)量、元素含量和分子式變化等化學(xué)微觀情況的剖析.通過實(shí)驗(yàn)計(jì)算進(jìn)行確定苯分子的有機(jī)分子式,學(xué)生能夠自主確定有機(jī)化合物分子式,以此培養(yǎng)學(xué)生化學(xué)學(xué)科的核心素養(yǎng).

2.4 創(chuàng)立認(rèn)知模型,探索研究苯的結(jié)構(gòu)

教師讓學(xué)生通過運(yùn)用器械創(chuàng)建自己想象中苯的結(jié)構(gòu),搭建模型然后再開展小組討論.為了讓學(xué)生自主探索研究苯分子的空間結(jié)構(gòu),首先,教師要培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維能力,令其能夠通過空間實(shí)驗(yàn)來建造空間模型,初步培養(yǎng)學(xué)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(dǎo)學(xué)生可以直接運(yùn)用空間實(shí)驗(yàn)和數(shù)據(jù)證實(shí)自己的空間猜測.這種教學(xué)方式能夠更高效地培養(yǎng)學(xué)生空間獨(dú)立分析能力、科學(xué)思維能力和科技創(chuàng)新實(shí)踐綜合能力.

教師可以利用微課讓學(xué)生明白科學(xué)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(xué)生對科學(xué)發(fā)展貢獻(xiàn)力量的熱情.學(xué)生不僅收獲了知識,又可以體驗(yàn)到前所未有的感受,增強(qiáng)了學(xué)生為科學(xué)做貢獻(xiàn)的精神與社會(huì)責(zé)任感.

2.5 運(yùn)用練習(xí)剖析,猜想化學(xué)性質(zhì)

教師演示苯的燃燒實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生進(jìn)行觀察[3],描述現(xiàn)象并分析其中的原因.學(xué)生可通過實(shí)驗(yàn)了解到煤炭直接燃燒會(huì)造成極大的環(huán)境污染,進(jìn)而讓學(xué)生深刻領(lǐng)悟節(jié)能環(huán)保已是一項(xiàng)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(jié)構(gòu)是相對穩(wěn)定的.在點(diǎn)燃苯時(shí),苯環(huán)就“分化瓦解”了,這表明了其化學(xué)穩(wěn)定性是相對的,與反應(yīng)試劑和反應(yīng)環(huán)境條件都具有很大的關(guān)系.

通過觀察苯環(huán)在四種不同反應(yīng)條件下分別產(chǎn)生的相應(yīng)反應(yīng),學(xué)生自主進(jìn)行歸納判斷并找出其具體反映情況,再運(yùn)用思維導(dǎo)圖進(jìn)行總結(jié).

【學(xué)生】歸納出如圖1所示的思維導(dǎo)圖.

圖1 思維導(dǎo)圖

3 協(xié)作學(xué)習(xí),培養(yǎng)探索研究精神

高中化學(xué)具有一定的綜合性和邏輯性.因此,高中生在學(xué)習(xí)過程中經(jīng)常會(huì)感覺枯燥乏味,為此,高中化學(xué)教師應(yīng)當(dāng)積極培養(yǎng)學(xué)生探索化學(xué)知識的興趣.教師可以通過開展合作學(xué)習(xí)的教學(xué)方式,引導(dǎo)學(xué)生在面對某個(gè)化學(xué)難題的時(shí)候,能夠與其他同學(xué)進(jìn)行討論和研究,在合作過程中,不斷進(jìn)行思維上的交流,迸發(fā)出新的火花,進(jìn)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(xué)

教師可以借助社會(huì)熱點(diǎn)話題或歷史資料來構(gòu)建化學(xué)問題情境,在教學(xué)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(xué)生的化學(xué)學(xué)習(xí)興趣,促進(jìn)其對化學(xué)學(xué)科的理解和探究.在具體的教學(xué)過程中,教師可以引入一些與化學(xué)相關(guān)的社會(huì)熱點(diǎn)話題,如環(huán)境問題、能源問題等,讓學(xué)生感受到化學(xué)與現(xiàn)實(shí)生活的緊密聯(lián)系.同時(shí),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(xué)發(fā)明的歷史背景等,讓學(xué)生了解化學(xué)學(xué)科的發(fā)展歷程和科學(xué)探究的艱辛與不易.通過這種方式,學(xué)生可以更加深入地了解化學(xué)學(xué)科的本質(zhì)和價(jià)值,促進(jìn)他們對化學(xué)基本觀念的構(gòu)建和對模型認(rèn)知的培養(yǎng).同時(shí),教師還可以引導(dǎo)學(xué)生自行探究和實(shí)踐,通過讓學(xué)生親身參與科學(xué)探究的過程,培養(yǎng)他們的科學(xué)思維和實(shí)踐能力.

總的來說,以學(xué)科關(guān)鍵能力培養(yǎng)為基礎(chǔ)的高中化學(xué)教學(xué)具有重要意義,通過實(shí)踐發(fā)現(xiàn),它不僅能夠幫助高中化學(xué)教師更深層地了解每一位學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況,還能夠幫助學(xué)生提升學(xué)習(xí)化學(xué)知識的興趣和效率.這種教學(xué)模式不僅轉(zhuǎn)變了以知識傳授為絕對目的的傳統(tǒng)教學(xué)方式,還培養(yǎng)了學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力、合作交流能力、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪壿嬎季S、自主獨(dú)立解決問題能力、自主實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力,使學(xué)生能夠扎實(shí)地掌握化學(xué)知識,形成正確的科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)態(tài)度.因此,作為高中化學(xué)教師,應(yīng)當(dāng)更加深入地探究學(xué)生學(xué)科關(guān)鍵能力,展開多樣性和廣泛性的教育教學(xué)工作,將核心素養(yǎng)的培養(yǎng)融入課堂教學(xué)的設(shè)計(jì)思路,以此推進(jìn)高中生的全方面發(fā)展.