基于化学核心素养的信息技术与化学学科教学的有效整合

张水强　潘丹

作者简介

张水强，湖南省化学特级教师、首批正高级教师，湖南省第二批基础教育资源建设与应用高中化学名师工作室首席名师、湖南省“优质空间课堂”高中化学名师工作室首席名师、长沙县化学名师工作室首席名师，湖南师范大学专业硕士研究生导师，首批全国中小学名师工作室联盟成员。

教学背景

信息技术与学科教学的整合、核心素养这两个概念一经提出，立即引起教育界的普遍关注，已经成为我国当前教育教学改革的新视点。信息技术作为一项教学工具（Learn from IT），能够通过技术手段把各种教学媒体、课程资源完美地融合到学科教学之中。信息技术与化学学科教学的有效整合，将转变化学教师独有的教学方式、学生学习化学的方式、化学教学内容的呈现方式，以及师生的互动方式等。化学核心素养主要是指学生获取化学知识的素养和能力，其内涵非常广泛，笔者认为最主要的是：1.对化学学科学习的浓厚兴趣；2.捕捉和应用信息的能力；3.实验探究与创新意识；4.科学精神与严谨细致的学习品质等。在实际教学过程中，如何将信息技术与化学学科教学进行有效的整合，培养与提高学生的化学核心素养呢？在“长沙市高中化学教师信息技术全员培训”活动中，我们设计并执教了“苯酚”一课，希望对广大化学教师有所启示。

教学过程

一、情境导入：借助信息技术创设问题情境，激发学生浓厚的学习兴趣

[教学片段1]

[视频展示] 电影林则徐虎门销烟片段

师：林则徐虎门销烟的方法是什么？使用何种药品销毁鸦片？

生：虎门销烟使用的不是火，而是海水、生石灰和盐卤。

师：为什么要用海水、生石灰和盐卤呢？（结构决定性质，引导学生探究鸦片的主要成分——吗啡的结构。）

生：分析发现，吗啡结构中含有两种羟基，一个直接接在苯环上，一个接在烃基上。

二、阅读材料：利用信息技术提供阅读材料，培养学生捕捉和应用信息的能力

[教学片段2]苯酚的物理性质

[展示材料一]2012年梅河高速一辆满载苯酚的罐车与一货车相撞，导致9.5吨剧毒苯酚泄漏，大量的苯酚直接倾入路基下方的水塘里。记者走近翻入壕沟的罐车，一股刺鼻的异味扑面而来，现场的工作人员身穿白色防护服，将捞上来的白色结晶体（苯酚）放入铁桶内，一位工作人员防护手套上“烧”了一个洞，他的无名指已被苯酚腐蚀得发了白，医务人员迅速用酒精进行了清洗……

[展示材料二]下面是苯酚軟膏的部分说明书

【药物相互作用】：不能与碱性药物并用

【注意事项】1.用后拧紧瓶盖，当药品性状发生改变时禁止使用，尤其是色泽变红后。

2.连续使用一般不超过1周，如仍未见好转，请向医师咨询；用药部位如有烧灼感、瘙痒、红肿等症状应停止用药，用酒精洗净。]

师：上述材料中哪些词语与苯酚性质有关？推测苯酚可能具有哪些性质？

生：“刺鼻的异味”“白色结晶体”“腐蚀”“酒精清洗”“不能与碱性药物并用”“色泽变红”“烧灼感”等词语。（红色字体在材料中闪烁显示）

讨论归纳出苯酚的物理性质和部分化学性质。

三、模型展示，动画演绎

[教学片段3]苯酚的结构

教师展示苯酚的球棍模型和比例模型。学生书写苯酚的分子式、结构式、结构简式。动画演示苯酚结构中苯环对羟基的影响、羟基对苯环的影响。

师：苯酚的结构对其性质有什么影响？

生1：苯环使羟基中O-H极性增大，易电离出H+，苯酚有弱酸性。

生2：羟基使苯环上邻、对位变活泼，易发生取代反应。

四、实验探究一：通过信息技术结合化学实验，培养学生的科学精神与严谨的学习品质

[教学片段4]苯酚的酸性

师：苯酚溶液显极弱的酸性，比醋酸弱、比碳酸弱，弱到不能使酸碱指示剂变色，怎样证明醋酸、碳酸、苯酚溶液的酸性相对强弱呢？

生：利用强酸制弱酸的原理设计实验，先用醋酸制取出CO2，再将CO2通入到澄清的苯酚钠溶液中。

[视频展示]（学生代表课前录制实验视频） CH3COOH+Na2CO3→澄清的苯酚钠溶液

师：根据实验现象：产生气泡、澄清的苯酚溶液变浑浊，能否证明酸性醋酸>碳酸>苯酚溶液呢？

生：不能证明，因为醋酸容易挥发，应该先除去CO2中的醋酸，再通入澄清的苯酚钠溶液中。（提出新的实验方案：CH3COOH+Na2CO3→ 饱和NaHCO3溶液→澄清的苯酚钠溶液。）

[学生活动]书写反应的化学方程式。发现了新的问题：CO2与苯酚钠溶液反应生成的是Na2CO3还是NaHCO3？怎样设计实验证明？

[学生讨论]新的实验方案：苯酚浊液中滴加碳酸钠溶液。

[小组实验]按照创新实验方案完成实验，观察到苯酚浊液变澄清，说明碳酸钠溶液能够与苯酚反应生成碳酸氢钠。

[板书]酸性强弱：CH3COOH >H2CO3 >C6H5OH>HCO3-

五、实验探究二：利用信息技术结合化学实验，培养学生实验探究与创新意识

[教学片段5]苯酚的取代反应

[视频展示]（学生代表课前录制）教材实验：向苯酚稀溶液中滴入浓溴水，产生白色沉淀。

增加对比实验：稀溴水滴入较浓的苯酚溶液中，没有白色沉淀。

师：视频对比实验说明了什么？此实验中为什么要强调浓溴水、稀苯酚溶液？

[资料卡片]三溴苯酚是一种难溶于水但易溶于有机溶剂的固体。

生：生产白色的三溴苯酚沉淀，需要的溴较多，且生成的三溴苯酚又可以溶于过量的苯酚溶液中，所以实验时溴要多，苯酚要少。

师：浓溴水中的溴容易挥发，有很重的气味，我们有什么办法在教室完成这个实验呢？

[学生讨论、回答]提出创新实验方案（反向思维）：向一般浓度溴水中滴加稀苯酚溶液（与教材实验相反）。

[小组实验]按照创新实验方案完成实验，观察到明显的白色沉淀生成。

教学反思

本节课为长沙市化学教师信息技术与学科教学能力提升全员培训的示范课，在教学完成后，通过学生的练习反馈来看，效果非常好。课后我们进行了认真的反思，总结如下：

1.信息技术与化学学科教学的有效整合日益重要。这节课情境导入过程中采用影视作品片段，比单纯教师的口头引入更加生动，更加能够抓住学生的心，激发学生的学习兴趣。课前准备采用学生代表拍微视频的方法，既有学生的亲身参与体验，又能解决课堂容量与课堂时间有限的矛盾，让整个课堂显得更加具有魅力。信息技术在今后教学中的应用会越来越多，对教师信息技术的要求也会越来越高，每一个教师都要学习信息技术。青年教师信息技术的基础较好，接受能力强，重点是研究在教学过程中如何将信息技术与学科教学进行有效的整合；老教师具有丰富的教学经验，也要与时俱进，主动学习信息技术，借助信息技术将自己多年的教学方法技巧更好地呈现出来，适应时代的要求，永不掉队。

2.化学教学中应注重培养学生的科学素养。通过这次课，我觉得最重要的不是让学生掌握了苯酚的结构和性质，而是让学生真正感受到遇到疑难问题应该根据化学学科特点，像科学家那样去思考问题和解决问题，设计实验，进行科学探究，掌握科学探究的基本方法和一般流程，教学的过程比结果更加重要，使学生终身受益。

3.教学过程中要重视学生创新意识和创新能力的培养。苯酚溶液与溴水的反应，教材实验是：“向苯酚稀溶液中滴入浓溴水” ，我们引导学生深入分析反应原理，借助资料卡片，学生设计出新的实验方案，再按照新的实验方案进行探究，得到了明显的实验现象。學生在得到成功喜悦的同时，发现原来教材实验也是可以重新设计的，我们的设计比教材做得更好，还解决了教室中浓溴水挥发问题，更加符合绿色化学观。

4.化学学科教学中要进一步加强实验教学，培养学生的实验探究能力。化学是以实验为基础的科学，许多科学理论都来源于实验，然后在实验过程中不断提升和发展。苯酚的酸性强弱是这节课的一个难点，过去教学主要是讲解和记忆为主，学生经常出现记不准、混淆的现象。这次学生设计实验方案并进行实验探究，化静为动，充分感知，使原本抽象的内容形象化、具体化，学生充分体验到化学学科的魅力。（作者单位：湖南省长沙县实验中学）

责任编辑 李杰杰

E-mail：731836457@qq.com