凸显学科价值与创新意识的有机化学课堂教学

林铃

高中新课程标准明确提出，化学的教学应以发展学生的化学学科核心素养为主旨，立足于学生适应现代生活和未来发展的需要，充分发挥化学课程的整体育人功能。化学教学倡导真实问题情境的创设，开展以化学实验为主的多种探究活动，激发学生学习化学的兴趣。

如何在课堂教学中突出核心素养的培养，凸显化学的学科价值和培养学生的创新意识？教师在备课时要挖掘知识与生活、生产之间的联系，搜集、开发与知识学习有关的真实情境，充分利用教材涉及的化学实验，设计教学环节，引导学生根据实验目的设计实验并优化改进实验方案。

有机化学教学有丰富的素材，有机化学研究的价值之一在于合成新物质。教师在备课过程中，可充分挖掘有机化合物在日常生活中的应用素材，将其应用到课堂教学中，大大丰富我们的教学内涵，有利于培养学生对化学的价值认同。本文以选修5有机化学教材的《乙炔》教学为例，探索在课堂教学中渗透学科价值和实验创新意识培养。

一、情境导入，以史激趣

以“塑料能够导电吗？”这一问题，引发学生的好奇心。学生了解到我们生活中的塑料都是不能导电的，但也有能够导电的塑料。由此引出关于导电塑料聚乙炔的科学发明史。

1977年，白川英树、艾伦·黑格、艾伦·G·马克迪尔米德这三位科学家首次发明一种导电塑料聚乙炔。他们将不能导电的绝缘体塑料变成了像金属一样导电的塑料，从而开创了高分子材料作为电导体的应用领域，并因此获得2000年诺贝尔化学奖。而合成这一神奇塑料的单体就是乙炔。

通过科学史的介绍，激发学生的好奇心：乙炔究竟有什么样的结构和性质，能合成导电塑料聚乙炔？从而引出乙炔结构的内容学习。

二、任务驱动，学以致用

学习任务1：了解乙炔的分子结构

通过展示乙炔的球棍模型结构，引导学生归纳乙炔的分子式、结构式、结构简式、空间构型，了解乙炔的官能团，推测其可能的化学性质。通过模型认识结构推测性质，初步形成“结构决定性质”的观念，发展学生证据推理和模型认知的核心素养。

学习任务2：乙炔的实验室制备

介绍乙炔的物理性质以及实验室的制备原理，学生对乙炔有了初步的认识，为下一步设计乙炔的制备、性质检验实验提供信息支架。

实验室通常用电石和水反应得到乙炔。电石是一种灰白色的固体，这个反应是一个复分解反应，反应非常剧烈，不需要反应条件就能够发生。大家能否根据以下问题设计实验室制备乙炔的实验装置？

问题1：应选用怎样的制取装置？

学生通过思考讨论，意识到该反应不需要加热，且发生装置应能控制反应的启停、快慢，因此宜选用有分液漏斗的固液不加热反应装置。

问题2：如何控制反应速率，避免反应过于剧烈？

教师引导学生根据化学反应速率的影响因素去考虑措施。除了控制活塞外，学生考虑影响化学反应速率的几个因素，想到可以降低浓度，如改用饱和食盐水，理论上用其他飽和溶液应该也可以达到同样效果；降低温度可采用冰水浴等方法。

问题3：反应生成的乙炔混有H2S、ASH3、PH3等气体，如何除杂？

学生易想到H2S酸性气体，可用NaOH溶液除杂。教师引导学生如还含有ASH3、PH3等气体，根据同族元素N的氢化物NH3为碱性气体，可推知不能用氢氧化钠溶液除杂，可用硫酸铜溶液除杂。

问题4：乙炔同乙烯一样含有不饱和键，如何检验它们性质是否相似？

引导学生类比乙烯不饱和键的性质。易想到用酸性高锰酸钾溶液和溴水来检验乙炔的性质。

问题5：尾气如何处理？

提醒学生点燃前需要验纯。

实验装置设计是一个系统、复杂的过程，为了降低学生的认知负荷，通过问题串的形式一步一步引导学生设计搭建装置。通过环环相扣的问题串，学生逐步设计组建出制备、除杂、检验乙炔的实验装置。

学习任务3：实验装置的优化改进

请学生思考，该实验装置是否有改进的空间？

改进实验前需要先分析实验装置的优缺点，教师指出学生设计的传统实验装置，连接的实验装置多，耗费的药品量大。引导学生可以从两方面考虑改

进：一方面，简化实验装置，做到制备、除杂、检验一体化；另一方面，尽量减少药品消耗，这样具有可操作性、环保性。学生展开热烈的讨论。

通过引导，学生想到直接用除杂的硫酸铜溶液代替饱和食盐水，从而实现了制备、除杂的实验装置一体化。检验方面引导学生类比用试纸检验氨气性质的方法，学生不难想到将检验试剂滴到滤纸上直接贴在制备烧瓶口，从而实现了制备、除杂、检验一体化，同时也减少了药品的消耗。

教师在学生讨论的改进实验方案基础上，进一步简化实验装置，用球形干燥管与小烧杯组合，代替分液漏斗和圆底烧瓶组合，进行实验。学生观察烧瓶中固体、液体、试纸颜色变化，描述现象归纳总结乙炔的化学性质。

学习任务4：乙炔的化学性质

氧化反应：通过对比甲烷、乙烯、乙炔燃烧现象，得出乙炔燃烧的特点，容易不完全燃烧，燃烧火焰明亮、燃烧温度高。扬长避短，乙炔不能作为生活中的燃料，但可以作焊接金属的氧炔焰，或作为夜航标志灯。

加成反应：教师用乙炔和溴分子的球棍模型展示乙炔分步的加成反应，引导学生用方程式进行表征。通过乙炔分别与氢气、氯化氢、水加成反应书写的练习，教师向学生介绍乙炔在工业上的用途，可以作为合成氯乙烯、乙醛、乙酸、苯等的工业原料。

加聚反应：分析断键过程，揭秘课前导入中“导电塑料”聚乙炔的制备原理。介绍在工业上，乙炔也是合成橡胶、合成纤维和塑料的单体。学生进一步加深对“结构决定性质，性质决定用途”的理解。

最后，引导学生用思维导图梳理课堂收获。

三、反思改进，提升素养

上述教学过程以科学史导入，激发学生的学习兴趣；引导学生依据实验探究目的设计、改进实验，观察实验现象得出结论；在宏观辨识的基础上进行微观上的探析，由乙炔的结构分析乙炔的化学性质，介绍其在生产、生活中的应用。整节课贯穿了有机物认识的基本思路：结构决定性质，性质决定用途，帮助学生形成基于官能团认识有机物的一般思路，突出体现了有机化学研究的价值在于合成新物质，凸显了有机化学学习的价值和有用性。通过教学过程的系列创新探索，既发展了学生的证据推理和模型认知、实验探究与创新意识，也培养了他们的科学态度和社会责任。

责任编辑 韦英哲