疫情防控时期高中化学学科核心素养的培养——以“乙醇”为例

◇ 山东 张继民

2020年初,学生平静的寒假被突如其来的新冠肺炎疫情打破了.本文中的疫情防控时期是指2020年新型冠状病毒性肺炎引起的疫情以及防控阶段,包括疫情消失后的时间阶段.学生的假期一再延长,教育部提出了“停课不停教、停课不停学”的要求,各地学校纷纷响应,线上学习成为必然.由于疫情期间学生不能出门,时间一长难免会出现情绪波动,因此在线上教学过程中,化学学科核心素养的培养显得格外重要.

1 化学学科核心素养的含义

化学学科核心素养包含“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”“科学探究与创新意识”“科学态度与社会责任”五个维度.这五个维度一方面为化学学科的建设和教学发展指明了新的方向和道路,另一方面也有效地帮助学生建立正确的学科价值观、人生观和世界观.在疫情期间,化学学科核心素养的培养不能间断,借助线上直播把课堂教学与化学学科核心素养相融合,也是立德树人的体现.

2 疫情防控时期学科核心素养的教学设计

疫情期间,线上直播是学生掌握知识和形成化学学科核心素养的主要平台.面对线上教学,教师更要精心备课,根据《普通高中化学课程标准(2017年版)》的要求,以及学生的不同学习层次进行教案设计和课件制作,把化学学科核心素养渗透到教学环节中.本文以人教版(2019年版)第七章有机化合物第三节乙醇为例进行分析.

1)情境导入

本节课以“公益宣传教育片——酒驾篇”微电影引入,让学生明白酒驾的危险性.创建真实、具体的问题：喝酒后为什么容易发生车祸? 问题解决情境是学生化学学科核心素养形成和发展的重要载体.本节课的引入可培养学生“科学态度与社会责任”的核心素养.

2)前置作业

前置作业设置了复习烷烃的定义、乙烷的结构式及结构简式、钠的保存以及钠与水反应等内容,旨在通过复习与本节课相关联的知识点,帮助学生更好地理解乙醇的空间结构并推测其性质.例如,钠和水反应内容的设置,通过比较水和乙醇的结构,引导学生猜想乙醇是否可以与钠发生反应,反应现象是什么,帮助学生建立证据推理的思维模式.

3)探究乙醇的分子结构

通过前置作业中乙烷结构的复习,学生用准备好的橡皮泥搭建乙醇分子的球棍模型.搭建完成后,拍照上传到学习群中.各小组以QQ 讨论组的形式讨论设计验证乙醇结构的实验方案,然后各小组发言、互评,让学生观看无水乙醇与钠反应的实验视频,总结得出乙醇的分子结构.

学生在搭建模型的过程中,可以锻炼学生的“证据推理与模型认知”的核心素养.小组讨论设计实验方案验证乙醇的结构,不仅可以激发学生的探究欲望、培养学生团结合作的精神,而且可以培养学生“科学探究与创新意识”素养.

4)探究乙醇与钠的反应

在已知乙醇与钠能反应的前提下,让学生体验结构决定性质、性质反映结构.PPT 呈现乙醇与乙醇钠的红外光谱图,请学生思考以下问题：在乙醇与钠的反应中,乙醇的化学键发生了怎样的变化? 对比水与钠的反应,说明乙醇有怎样的性质? 学生通过观察乙醇与乙醇钠的红外光谱图,引导学生通过乙醇钠中－OH峰消失,推断得出乙醇在与钠发生反应时的断键位置.联系前置作业中钠与水的反应,发现乙醇与钠的反应现象与之有差别是羟基连在不同的原子或原子团上所导致的.在推断乙醇断键位置以及比较钠和水、乙醇反应的过程中,进一步加深学生对乙醇结构的理解,锻炼学生的“证据推理与模型认知”的思维.

5)探究乙醇的催化氧化反应

学生观看乙醇催化氧化的实验视频,思考以下的问题：乙醇催化氧化的实验现象是什么? 乙醇的催化氧化反应在有机物转化中的意义是什么? 通过问题驱动,提高学生对实验学习的兴趣和积极性.用PPT播放乙醇催化氧化的微动画,从微观角度上理解乙醇催化氧化的反应机理.通过观察乙醇和乙醛的红外光谱图,进一步明确反应过程中官能团的变化.通过分析,引导学生回答在情境导入时提出的问题.从宏观上观察乙醇催化氧化的实验现象；从微观上,分析催化氧化反应的原理,培养学生“宏观辨识与微观探析”素养.

6)小组合作学习

针对乙醇与钠、乙醇的催化氧化反应,探究羟基与乙醇性质的关系：反应中官能团是如何变化的? 化学键是如何变化的? 物质类别是如何变化的? 让学生在QQ 讨论组中进行讨论,各小组记录好本组的讨论结果,然后进行线上发言、互评,教师给出总结.让学生从乙醇的反应类型、官能团的变化、断键和成键的过程等角度分析学习乙醇的各种化学反应,更好地理解和体会结构与性质的密切关系.

7)乙醇的用途

让学生阅读课本第79页第二段文字,根据所见所闻,归纳出乙醇的用途,体会性质决定用途,发挥学生的主体性.

8)课堂小结

以“乙醇版青花瓷”歌曲对本节课的内容进行小结,寓教于乐,让学生在歌声中既复习了本节课的知识,又缓解了上课的疲劳.

9)随堂练习

随堂练习以问卷的形式,课上发送,随堂做完.学生点击链接或扫描二维码即可做题,教师通过后台查看学生知识的掌握情况,对于易错知识点进行讲解.

3 教学反思

1)把化学学科核心素养与教学环节、课堂知识相融合,在掌握知识的同时,培养学生的化学学科核心素养.教学环节的设置可以让学生体会化学学科核心素养的存在,向“立德树人”的目标靠近.疫情防控时期的线上学习,学生可以借助实验视频、红外光谱图等探究乙醇的结构和性质.自主搭建乙醇分子的球棍模型并小组讨论设计实验方案验证乙醇的结构,可以锻炼学生科学探究的能力.利用红外光谱图确定物质的结构,可以充分调动学生学习的积极性和主动性,培养学生的创新意识.

2)本节课以乙醇的结构、性质、用途为线索,贯穿整节课堂,锻炼学生的“证据推理与模型认知”的思维.认识一种有机物,可先从结构入手,分析其碳链和官能团,了解其所属的有机物类别；再结合这类有机物的一般性质,推测该有机物可能具有的性质,并通过实验进行验证；在此基础上进一步了解该有机物的用途.各类有机物在结构和性质上具有明显的规律性,有助于学生更好地学习有机化学,同时与课本中的“方法导引”相呼应.

3)疫情防控期间,可以采用实验视频、动画、微课等多种形式,增加课堂的互动性.在课程设计上一定要多设问、多引导,通过抢答、举手、提问等方式激活学生的潜力,让学生愿意主动思考,最大限度给学生主动思考的机会,这样学生就会跟着课堂的节奏走,学习效率也会提高,学生的化学学科核心素养自然也得到了提升.