在有机化学教学中提升学生的学科核心素养

汤飞凤

摘 要：化学学科核心素养包括宏观辨识与微观探析、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五个方面。以《甲烷》的教学过程为例，从五个方面分别阐述了如何在有机化学的教学中提升学生的化学学科核心素养。

关键词：核心素养；有机化学；甲烷

化学学科核心素养是现代社会公民必备的科学素养，是学生终身发展的重要基础。化学学科核心素养包括以下几个方面：宏观辨识与微观探析、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。我们生活中化合物分为有机化合物和无机化合物，与我们的生活与生产息息相关的绝大部分都是有机物，这些有机物使我们的生活得到了极大的便利，满足了我们各个方面的需求。最近几年来，又有数以万计的新的有机物被人类合成出来，人们生活中的各个领域里都有了有机化合物的身影，因此有机化合物的学习对提高学生的科学素养有很重要的意义。高中的化学课程中，有机物的学习内容主要是探讨有机物的组成、结构、性质及应用，学习研究有机物的基本方法，了解有机化学对现代社会发展和科技进步的贡献。甲烷是一种最简单的有机物，因此本文以甲烷为例，从五个核心素养出发，简述如何通过有机化学的教学培养学生化学学科核心素养。

一、利用已学知识归纳宏微性质

有机物的物理性质大部分是宏观可见的，可以通过观察法进行宏观辨识，微观结构的确定是教学的重难点，可以让学生利用已经学过的知识初探微观结构。

甲烷的颜色、气味、水溶性等物理性质都是宏观可见的，在甲烷的物理性质的教学中，学生通过观察法进行知识的总结与归纳。教学过程中让学生观察甲烷气体的生成和收集方式，总结甲烷的颜色、气味、水溶性等物理性质。甲烷的微观结构是本节课的教学难点，因此可以分层次进行教学。甲烷是天然气的主要成分，与我们每天的生活密不可分，它是最简单的有机化合物，由碳元素和氢元素组成。有机物的主体是碳原子，碳原子最外层电子数是4，可以共用4对电子对。在教学过程中，通过引导法让学生回忆并写出甲烷的电子式和结构式。根据电子式和结构式提出问题“甲烷的结构是怎样的”，从而引出甲烷的结构教学。

二、巧借教學模型推理微观结构

有机物的性质是由微观结构决定的，因此有机物结构的确定是学习和教学的重难点。在教学过程中可以多借助一些模型让学生对结构有一个定性的认识，提出可能的假设，根据其他知识来收集各种证据，利用这些证据对有机物的真实结构进行合理的推理。

甲烷是一个立体结构，对于高一的学生来说，二维向三维观念的转换有些困难，因此本节课对甲烷结构的教学过程是这样展开的：（1）提出问题“甲烷的结构是怎样的”；（2）利用教学模型，学生分组讨论甲烷可能的结构有哪些；（3）根据学生搭建的模型，结合数学等知识确定甲烷的结构。

利用教学模型，学生搭建出三种可能的结构，一种平面结构，两种立体结构。在确定平面还是立体结构的过程中，利用气球模型，学生可以定性推理出最自然状态下甲烷是立体结构。对于两种立体结构中哪一种是甲烷真正的结构，学生根据数学知识中角度的概念，定量推理出最稳定的结构是正四面体结构。

三、利用多组实验探索化学性质

有机反应与无机反应有很大的不同，对于高一的学生来说有机反应的变化过程是全新的，为了帮助学生更好地从内因和外因、量变与质变等方面较全面地分析、学习有机变化的过程、反应的条件以及有机反应中能量的变化，可以通过演示实验法来进行教学。教学过程中先让学生预测实验中可能的现象，再根据实际观察到的现象进行分析。分析一个化学反应或者预测一定条件下物质可能发生的反应需要教会学生用对立统一、联系发展和动态平衡的观点。

甲烷的化学性质包括可以发生氧化反应和取代反应。甲烷的燃烧是氧化反应，甲烷由于其结构的稳定性不能使酸性高锰酸钾溶液褪色。学生根据演示实验的现象能定性总结出甲烷发生氧化反应的产物。甲烷取代反应的教学采取的是对照实验法，学生根据实验过程中对光照的要求分析出取代反应发生的条件，并根据装置中压强的变化预测产物的状态。

四、优化实验方案培养创新意识

化学是一门以实验为基础的学科，实验探究需要创新意识，有机化学反应中副反应较多，因此对实验装置的要求较高，对产物的检验也比较严格。在实验的过程中，学生会发现很多问题，同时也会找到解决问题的方法。通过优化实验方案更好地完成实验过程，在这一过程中可以培养学生的创新精神。

甲烷取代性质的教学中采用了对照实验的方法，实验有以下创新之处：（1）实验装置采用的是U型管，可以更直观地看到实验现象；（2）为了更好地检验实验产物之一氯化氢，增加了后续性质检测实验。

五、关注实际应用形成社会责任

甲烷的用途有很多，有很大的社会效益。通过甲烷可以制备一种制冷剂——氟利昂，该制冷剂会引发臭氧层空洞的问题。在教学中教师要引导学生关注这些实际问题，鼓励学生利用所学知识解决问题，培养学生的社会责任感。

我们的生活几乎被有机物包围，有机物在给人们生活带来极大便利和巨大经济效益的同时也会产生环境问题，比如生活中的“白色污染”问题等。因此在教学的过程中，教师要培养学生社会责任感，通过有机物知识的学习来关注和解决一些环境问题。

参考文献：

程遇玲.浅谈高中化学学科素养的培养[J].中学化学教学参考，2017（13）.

编辑 谢尾合