有机化学实验与学科核心素养

2020-11-25 21:34罗亚红
读与写 2020年29期
关键词:甲烷宏观有机

罗亚红

(广东省茂名市电白高级中学 广东 茂名 525200)

有化工前辈说过,实验是小型的化工生产,化工生产是大型的实验,由此可见化学实验的独特价值。有机化学实验是化学实验的一个重要成员,在历年高考中占据重要的地位,在化工生产中更是雄踞一哥地位。通过典型的有机实验事实可引导学生认识官能团及其变化的本质和规律。学生的核心素养如何通过有机化学实验培养呢?

1.通过化学史实学习,让学生学会调查、查阅资料等方法,从而进行实验探究,培养勤于动手,敢于质疑的化学核心素养

化学实验史实引导学生了解化学原理,认识实验的重要作用。阅读化学史实的过程中可增强学生的文字理解能力,学习古人孜孜不倦的学习态度、寻根问底的探索精神。理解能力和动手能力相辅相成,一个提高了,另一个也会跟着提高。

化学历史可以追溯至远古时代,原始时代的茹毛饮血到开始利用燃烧的发光发热,就开始了化学活动。封建时代皇帝追求长生不老,促使炼金术的发展,化学实验初具模型,形成了一批的本土原始化学家;“点石成金”使炼丹术得到进一步发展,也就是化学实验技术不断提高。青铜器的生产,标志着化学实验有了更大提高。

2.有机化学实验培养学生具有安全意识和严谨的科学态度、具有探索未知、崇尚真理意识的化学核心素养

有机化学实验在高考中高频出现,2019年高考全国I、II、III卷都有有机实验题,II卷和III卷更是以实验大题(总分14分)的形式出现。有机实验相对无机实验来说,容易得分,形式也没那么多变。高考作为过独木桥一次考试,分数当然越高越好。化学想要高分,首先有机化学部分不能丢分。实验是化学试题的重要组成部分,有机实验考查几率很高,选择题、综合大题都是常考形式。做好实验题需掌握基本原理和基本操作。2019年全国卷的3道实验题分别考查内容是:

2019全国I卷 9.(6分) 考查了溴苯的制备、实验现象、分离提纯、尾气处理。该内容在2012年全国I卷以实验大题的形式出现,2019年全国I卷又以选择题的形式出现,由此可见此实验的重要性。

2019全国II卷 该题主要考查实验的基本操作、影响反应速率的因素,提高产率的方法、分离提纯等。

2019全国III卷 该题考查加热方法、仪器的选择、如何除杂、产率计算等。

通过以上有机实验的考查内容和角度,我们知道平时要重视实验基础。有机化学实验大部分比较复杂,耗时长,实验综合性强。认真做一个有机实验,比背十个百个实验有用得多。亲自动手对实验操作及现象会更直观深刻,对相应的反应原理更易理解,从而能举一反三。很多实验一旦做过,一辈子都不会忘记。所以在高中化学教学,特别是有机化学教学中,我更注重学生对化学实验的实践操作性。

有机化学中,很多教学内容都涉及到实验,但有机试剂原料很多有毒有挥发性,我们老师在示范过程中一定要重复强调实验的规范性,不规范的要严厉批评,学生才会记得“入心入肺”。例如在讲授苯的溴代时,先介绍相关的知识、实验操作,然后由学生实验。在实验过程中,学生进一步了解液溴的存放、取用,深刻认识到液溴的挥发性和毒性;同时进一步了解催化剂铁粉的使用及真正起催化作用的溴化铁,对实验条件、实验现象感悟更深刻。实验最后产物的分离提纯进一步提高学生对分液等基本操作的能力。

3.宏观和微观相结合视角下的有机实验培养宏观辨识与微观探析的学科核心素养

有人说,化学有三种水平:宏观水平、微观水平、符号水平。化学学科核心素养中强调宏观和微观相结合,两者结合学习使内容不再枯燥,印象也更深刻。比如学习“甲烷的取代反应”时,学生能从“混合气体的黄绿色褪去,生成油状液滴”的宏观现象入手,推断出甲烷能与氯气反应;再从甲烷与氯气的分子结构上分析、理解这个反应原理理,并在此基础上书写甲烷与氯气取代反应的化学方程式,进而推测甲烷与其它卤素单质同样发生取代反应。这个过程侧重了宏观和微观相结合,化学反应不再是抽象难懂的元素符号,而是有了“生命”的宏微结合的载体,这样不需要死记硬背,通过建构模式,举一反三。再例如,乙酸与乙醇的酯化反应实验中,从我们生活中熟悉的酒和醋入手,到饱和碳酸钠溶液上面浮着一层油状物质等宏观现象,搭建球棍模型,引导学生书写化学反应方程式,从宏微观角度总结,得出“酸脱羟基醇脱氢”的结论。

4.有机化学实验要树立绿色化学理念,增强环保意识。培养学生具有节约资源、保护环境的可持续发展的学科核心素养

提高原子利用率,减少副产物的发生,减少污染。化学实验绿色环保的目标不是被动地治理污染,而是主动地消除化学污染。近十多年来,很多学生实验室逐步用微型实验代替常规实验。以高中生为例,假如我国有1亿高中生,每人每年试剂用量减少10元,将为国家节约10亿元,同时大大减少废气废液排放,达到绿色化学要求。在讲授实验原理的同时,引入对应实验项目的绿色化改革内容,并从节约资源和保护环境的角度减少重复实验引起的药品消耗。例如,乙酸与乙醇的酯化反应中,实验现象明显,我们可采用微型试管,药品用量采用教材的四分之一,减少药品的损耗。

近年来,绿色化学的发展,使更多的生产工艺和产品向着环境友好的方向发展,化学将使地球更加母亲生机勃勃。

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