基于學科關鍵能力培養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 )

現階段,隨著我國社會經濟水平與科學技術的迅速發展,高中化學教學工作變得越來越重要,學科關鍵能力培養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,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培養的任務為目的,教師需要將教學過程與化學核心素養的培養目標實行對接,培養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[1].

2 圍繞核心素養,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,對空氣環境造成污染,出現霧霾、硫酸型酸雨等情況,而煤的氣化與液化則不存在這些問題,具有較好的節能、環保效果.

【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,令其意識到保護環境與綠色節能人人有責,要從小我做起,從點點滴滴做起.

2.2 創新實驗,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,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,常被用作工業溶劑.最常見的苯是平時生活裝修時室內涂料、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,學生在現場觀察實驗現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,在不知不覺中培養學生的環保意識和社會責任,增強其探究與創新意識.

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,以此培養學生化學學科的核心素養.

2.4 創立認知模型,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,教師要培養學生的創造性思維能力,令其能夠通過空間實驗來建造空間模型,初步培養學生創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據證實自己的空間猜測.這種教學方式能夠更高效地培養學生空間獨立分析能力、科學思維能力和科技創新實踐綜合能力.

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境污染,進而讓學生深刻領悟節能環保已是一項解決燃眉之急的舉措.

【教師】苯環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,苯環結構是相對穩定的.在點燃苯時,苯環就“分化瓦解”了,這表明了其化學穩定性是相對的,與反應試劑和反應環境條件都具有很大的關系.

通過觀察苯環在四種不同反應條件下分別產生的相應反應,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 協作學習,培養探索研究精神

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常會感覺枯燥乏味,為此,高中化學教師應當積極培養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,迸發出新的火花,進而培養他們的探索研究精神.

4 針對核心素養,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的培養.通過這種方式,教師可以激發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,如環境問題、能源問題等,讓學生感受到化學與現實生活的緊密聯系.同時,教師還可以利用歷史資料,如苯的發現和分離過程、重大化學發明的歷史背景等,讓學生了解化學學科的發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.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為基礎的高中化學教學具有重要意義,通過實踐發現,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教學方式,還培養了學生自主學習的能力、合作交流能力、嚴謹的邏輯思維、自主獨立解決問題能力、自主實踐能力和創新能力,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,將核心素養的培養融入課堂教學的設計思路,以此推進高中生的全方面發展.