培养学生化学学科核心素养的教学实践与思考

包承幸

【摘 要】本文阐明化学学科核心素养是学生应具备的化学学科知识特质，化学课程教学是发展学生化学核心素养的重要载体。以乙醇的教学为例，阐述化学教学中培养学生五大化学核心素养的具体做法与体会。

【关键词】化学教学 乙醇 化学核心素养

【中图分类号】G 【文献标识码】A

【文章编号】0450-9889（2017）08B-0048-03

教育部《关于全面深化课程改革，落实立德树人根本任务的意见》提出：“教育部将组织研究提出各学段学生发展核心素养体系，明确学生应具备的适应终身发展和社会发展需要的必备品格和关键能力。”“各级各类学校要从实际情况和学生特点出发，把核心素养和学业质量要求落实到各学科教学中。”因此，在化学教学中培养及发展学生的化学核心素养势在必行。化学学科素养主要是指对必要化学知识的掌握、化学学科的思维方式、对化学科学的理解、科学态度和价值观以及运用化学知识和方法解决问题的意识和能力。高中化学课程标准中提出，化学核心素养包括宏观辨析与微观探析、变化观念与平衡思想、证据推理与模型认知、实验探究与创新意识、科学精神与社会责任等五个方面。因此，我们在培养学生的学科核心素养时，应基于学科特质与学科任务，以培养学生核心素养为目标展开教学活动。

《生活中常见的有机物——乙醇》是人教版高中化学教材必修 2 第三章第三节第一课时的教学内容。在教学过程中，从学生熟悉的乙醇的物理性质入手，把教学重点放在乙醇的分子结构上，引导学生理解并掌握乙醇催化氧化的原理，认识官能团对有机物性质的重要影响，建立“结构—性质—用途”有机化学学习模式，使学生了解乙醇在生产、生活中的广泛用途以及在现代化科学技术中应用的重要意义，体会到化学来源于生活又服务于生活。下面以《乙醇》为例，简述化学教学中培养学生化学核心素养的具体做法。为了提高教学效率，笔者对教学内容的先后顺序做了适当的调整。

一、培养学生宏观辨析与微观探析的能力

化学是以实验为基础，在分子原子水平上研究物质的组成、结构、性质及变化的学科。在实际教学中，要引导学生将宏观现象与微观机理相结合，透过现象看本质，培养学生“宏观切入→微观分析→符号表达”的化学思维模式。基于此，笔者做了如下教学设计。

〖实验探究〗在乙醇的催化氧化实验探究过程中，安排了学生分组实验环节，每小组 4 人，各小组选出一个组长，负责组织和汇报实验。实验的具体流程如图 1 所示。

在学生充分地进行宏观实验探究、讨论、记录及汇报后，给学生观看乙醇催化氧化原理的微观过程（如图 2 所示）。指导学生通过观察宏观现象，并对其背后的微观本质进行探析。使学生对乙醇催化氧化反应本质的认知有了质的突破，同时，也使学生的思维品质得到提升。在学生学习过程中，笔者还引导学生去分析铜的作用，然后给出乙醛的结构，让学生从原子守恒的角度书写乙醇催化氧化生成乙醛的方程式，使学生了解“宏观切入→微观分析→符号表达”的化学思维过程，突出了本节课的重点，顺利地突破了难点。

二、培养学生变化观念与平衡思想

物质的变化包括质变、量变及能量的变化。有机化合物之间的转化实际上就是一种官能团在一定条件下转化为另外一种官能团，而在变化过程中，发生化学反应，遵循质量守恒定律。在探究乙醇的結构、引出官能团（羟基）、探究乙醇催化氧化机理（即乙醇中羟基的性质）之后，笔者设计了一个即时巩固环节，具体如下：

〖强化迁移练习〗判断下列醇是否能够发生催化氧化（催化剂选用 Cu 或 Ag）？若能，请写出相应的化学方程式，同时从结构和断键角度去分析归纳一下醇被催化氧化的规律？

在此环节，学生结合刚学到的知识，观察这三种醇的结构，发现结构上是发生了变化，并结合醇被催化氧化时断键的条件。判断出（1）（2）可以被催化氧化，（3）不可以被催化氧化。在笔者的引导下，学生从旧化学键的断裂与新化学键的形成以及质量守恒的角度写出反应化学方程式。学生惊讶地发现，（1）（2）被催化氧化生成的物质的结构有很大差异。此时趁机指出，（1）被催化氧化得到醛，而（2）被催化氧化得到的是酮。随后学生根据这三者的差异性，总结出醇被催化氧化的规律：与羟基（-OH）相连的碳原子上要有氢原子；若有两个 H，则醇被催化氧化为醛；若只有一个 H，则醇被催化氧化为酮。从而更进一步强化了学生物质的变化观念及平衡思想，也为后面其他有机物的学习做了很好的铺垫。

三、培养学生证据推理与模型认知的能力

学习和研究化学，要求学习者能依据物质及其相关的信息建构模型，并建立解决复杂化学问题的相关途径及思维模式，培养学生收集证据、根据证据做出分析推理、构建认知模型、预测或解释相关的化学现象、解决化学问题的能力。笔者结合学生现有的知识基础，设计了如下问题：

〖问题1〗乙醇的分子式 C2H6O 和乙烷的分子式 C2H6 相比多了一个氧原子，请将乙烷的球棍模型改装成乙醇分子的球棍模型。

学生搭出的合理结构有两种，它们的结构式如下：

引导学生分析两种结构的原子连接方式，肯定学生的分析。继续深入提问：乙醇的结构到底是哪一种呢？结合水的结构式：H-O-H 进行对比，钠与水可剧烈反应。猜测乙醇的结构及性质，通过乙醇与钠的反应实验探究乙醇的结构。

在此环节中，通过学生学习小组组内互助，让学生亲手搭建乙醇分子可能的球棍模型，以强化学生对乙醇分子结构的直观感受，在头脑中建立有机物立体结构的印象。学生在结构模型的对比中，大胆推理，最后经过实验验证，发现乙醇可以和钠发生反应。结合金属钠可以保存在煤油中但却与水发生剧烈反应的实验事实，通过一环套一环的问题链，引导学生积极思考、逐层深入，从而确定乙醇的分子结构为 CH3CH2OH，突破了本节课的第一个重难点。

为便于学生理解，用动画模拟乙醇和钠反应的微观断键过程，引出官能团和烃的衍生物等概念。

四、培养学生实验探究能力与创新意识

作为一名化学教师，我们应该有一个清醒的认识，实验探究不是照本宣科地把课本上的实验进行简单的重复演示，而是要对实验的原理及设计进行深入研究，发现并提出有价值的问题，针对问题进行思考、讨论、优化或创新。只有这样，才能够做到“青出于蓝而胜于蓝”，进而培养学生的实验探究能力与创新意识。另外，在教学过程中创新实验有利于培养学生独立思考和展开科学研究的能力、优化学生的人际交往及合作探究能力。基于此，笔者对课本实验装置进行了改进（如图 3 ），用注射器代替试管作为反应的发生装置，这种设计上的优点在于所用的装置材料来源于生活，装置简单，操作方便，所消耗的药品少，完全達到了微型实验的要求，适合在课堂上让学生动手操作（或教师演示实验）。（课堂实录如图 4 所示）

五、培养学生科学精神与社会责任感

“生活即教育，社会即学校，教学做合一”是陶行知先生的重要教育思想。身边处处有化学，因此在教学中，要引导学生主动打开“化学的天窗”观察多姿多彩的生活世界，在生活中体验化学，在这个过程中感受化学的学科价值。为此，笔者设计教学如下：

〖情景〗乙醇可以被氧化的性质很贴近我们的生活，我们都知道，酒驾非常危险，是违法行为，交通警察是如何快速检测驾驶员是否酒后驾车呢？（观察图 5 所示）

笔者提示，检测仪器中装有重铬酸钾（化学式为 K2Cr2O7），请学生在课堂上模拟演示酒驾检测的过程，让学生通过实验来感受一下它的化学反应和现象。如图 6 所示， U 型管中装有适量的无水乙醇，具支试管装有适量的酸性重铬酸钾溶液，学生从小漏斗一侧进行吹气（课堂实录如图 7 所示）。学生不断吹气后，发现橙色的酸性重铬酸钾溶液快速地变为墨绿色（如图 8 所示）。接着，笔者抛出问题：如果把酸性重铬酸钾溶液换成酸性高锰酸钾溶液，现象又该如何呢？学生结合现有知识进行猜想，最后通过学生的演示实验，得到了酸性高锰酸钾溶液紫色褪色的实验现象（过程如图 9 图 10 所示）。

通过轻松的学生演示实验，促使学生认真思考社会问题。笔者进一步补充有关饮酒的危害性的内容，让学生对酒驾危险的认识更全面，培养学生的社会责任感。同时，通过对检测酒驾的原理分析，能够较好地帮助学生建构化学学科的价值观及科学精神，进一步懂得化学对社会发展的积极作用。

六、教学反思及展望

综上所述，笔者在《乙醇》一课的教学过程中，并不局限于学科知识的传授，更着手于培养学生的化学核心素养，让学生进一步认识科学的本质特征。围绕“培养学生化学核心素养”这个教学核心，笔者精心设计各个教学环节，为学生营造良好的学习情境，提供多样化的学习活动，引导学生发现问题、解决问题，探求科学本质。

在教学实践中我们体会到，教师为学生搭建良好的学习平台之后，如果要想在教学过程中有效地培养学生的化学核心素养，那么教师务必要先准确理解化学核心素养的真正内涵，提升自身的学科核心素养。此外，在教学中，教师还要设计更多的环节来培养学生的科学态度，也就是说，化学教学必须超越对具体知识本身的追求，从传授事实、掌握知识上升到使用事实、发展观念的高度。

【参考文献】

[1]徐 宾.化学学科核心素养的培养策略[J].中小学教师培训，2017（1）

[2]成尚荣.回到教学的基本问题上去[J].课程·教材·教法，2015（1）

[3]王宝斌.“明”“暗”相间：学科观念下的化学专题复习[J].教育研究与评论，2014（5）

（责编 卢建龙）