[培养学生化学学科核心素养的教学实践与思考以《乙醇》的教学为例] 什么是学科核心素养

培养学生化学学科核心素养的教学实践与思考以《乙醇》的教学为例

【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。在探究乙醇的结构、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：
〖问题2〗这两种结构的区别是什么？ 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，完全达到了微型实验 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）