在有機化學教學中提升學生的學科核心素養(yǎng)

湯飛鳳

摘 要：化學學科核心素養(yǎng)包括宏觀辨識與微觀探析、變化觀念與平衡思想、證據(jù)推理與模型認知、實驗探究與創(chuàng)新意識、科學精神與社會責任五個方面。以《甲烷》的教學過程為例，從五個方面分別闡述了如何在有機化學的教學中提升學生的化學學科核心素養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：核心素養(yǎng)；有機化學；甲烷

化學學科核心素養(yǎng)是現(xiàn)代社會公民必備的科學素養(yǎng)，是學生終身發(fā)展的重要基礎(chǔ)。化學學科核心素養(yǎng)包括以下幾個方面：宏觀辨識與微觀探析、變化觀念與平衡思想、證據(jù)推理與模型認知、實驗探究與創(chuàng)新意識、科學精神與社會責任。我們生活中化合物分為有機化合物和無機化合物，與我們的生活與生產(chǎn)息息相關(guān)的絕大部分都是有機物，這些有機物使我們的生活得到了極大的便利，滿足了我們各個方面的需求。最近幾年來，又有數(shù)以萬計的新的有機物被人類合成出來，人們生活中的各個領(lǐng)域里都有了有機化合物的身影，因此有機化合物的學習對提高學生的科學素養(yǎng)有很重要的意義。高中的化學課程中，有機物的學習內(nèi)容主要是探討有機物的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及應(yīng)用，學習研究有機物的基本方法，了解有機化學對現(xiàn)代社會發(fā)展和科技進步的貢獻。甲烷是一種最簡單的有機物，因此本文以甲烷為例，從五個核心素養(yǎng)出發(fā)，簡述如何通過有機化學的教學培養(yǎng)學生化學學科核心素養(yǎng)。

一、利用已學知識歸納宏微性質(zhì)

有機物的物理性質(zhì)大部分是宏觀可見的，可以通過觀察法進行宏觀辨識，微觀結(jié)構(gòu)的確定是教學的重難點，可以讓學生利用已經(jīng)學過的知識初探微觀結(jié)構(gòu)。

甲烷的顏色、氣味、水溶性等物理性質(zhì)都是宏觀可見的，在甲烷的物理性質(zhì)的教學中，學生通過觀察法進行知識的總結(jié)與歸納。教學過程中讓學生觀察甲烷氣體的生成和收集方式，總結(jié)甲烷的顏色、氣味、水溶性等物理性質(zhì)。甲烷的微觀結(jié)構(gòu)是本節(jié)課的教學難點，因此可以分層次進行教學。甲烷是天然氣的主要成分，與我們每天的生活密不可分，它是最簡單的有機化合物，由碳元素和氫元素組成。有機物的主體是碳原子，碳原子最外層電子數(shù)是4，可以共用4對電子對。在教學過程中，通過引導法讓學生回憶并寫出甲烷的電子式和結(jié)構(gòu)式。根據(jù)電子式和結(jié)構(gòu)式提出問題“甲烷的結(jié)構(gòu)是怎樣的”，從而引出甲烷的結(jié)構(gòu)教學。

二、巧借教學模型推理微觀結(jié)構(gòu)

有機物的性質(zhì)是由微觀結(jié)構(gòu)決定的，因此有機物結(jié)構(gòu)的確定是學習和教學的重難點。在教學過程中可以多借助一些模型讓學生對結(jié)構(gòu)有一個定性的認識，提出可能的假設(shè)，根據(jù)其他知識來收集各種證據(jù)，利用這些證據(jù)對有機物的真實結(jié)構(gòu)進行合理的推理。

甲烷是一個立體結(jié)構(gòu)，對于高一的學生來說，二維向三維觀念的轉(zhuǎn)換有些困難，因此本節(jié)課對甲烷結(jié)構(gòu)的教學過程是這樣展開的：（1）提出問題“甲烷的結(jié)構(gòu)是怎樣的”；（2）利用教學模型，學生分組討論甲烷可能的結(jié)構(gòu)有哪些；（3）根據(jù)學生搭建的模型，結(jié)合數(shù)學等知識確定甲烷的結(jié)構(gòu)。

利用教學模型，學生搭建出三種可能的結(jié)構(gòu)，一種平面結(jié)構(gòu)，兩種立體結(jié)構(gòu)。在確定平面還是立體結(jié)構(gòu)的過程中，利用氣球模型，學生可以定性推理出最自然狀態(tài)下甲烷是立體結(jié)構(gòu)。對于兩種立體結(jié)構(gòu)中哪一種是甲烷真正的結(jié)構(gòu)，學生根據(jù)數(shù)學知識中角度的概念，定量推理出最穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)是正四面體結(jié)構(gòu)。

三、利用多組實驗探索化學性質(zhì)

有機反應(yīng)與無機反應(yīng)有很大的不同，對于高一的學生來說有機反應(yīng)的變化過程是全新的，為了幫助學生更好地從內(nèi)因和外因、量變與質(zhì)變等方面較全面地分析、學習有機變化的過程、反應(yīng)的條件以及有機反應(yīng)中能量的變化，可以通過演示實驗法來進行教學。教學過程中先讓學生預測實驗中可能的現(xiàn)象，再根據(jù)實際觀察到的現(xiàn)象進行分析。分析一個化學反應(yīng)或者預測一定條件下物質(zhì)可能發(fā)生的反應(yīng)需要教會學生用對立統(tǒng)一、聯(lián)系發(fā)展和動態(tài)平衡的觀點。

甲烷的化學性質(zhì)包括可以發(fā)生氧化反應(yīng)和取代反應(yīng)。甲烷的燃燒是氧化反應(yīng)，甲烷由于其結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性不能使酸性高錳酸鉀溶液褪色。學生根據(jù)演示實驗的現(xiàn)象能定性總結(jié)出甲烷發(fā)生氧化反應(yīng)的產(chǎn)物。甲烷取代反應(yīng)的教學采取的是對照實驗法，學生根據(jù)實驗過程中對光照的要求分析出取代反應(yīng)發(fā)生的條件，并根據(jù)裝置中壓強的變化預測產(chǎn)物的狀態(tài)。

四、優(yōu)化實驗方案培養(yǎng)創(chuàng)新意識

化學是一門以實驗為基礎(chǔ)的學科，實驗探究需要創(chuàng)新意識，有機化學反應(yīng)中副反應(yīng)較多，因此對實驗裝置的要求較高，對產(chǎn)物的檢驗也比較嚴格。在實驗的過程中，學生會發(fā)現(xiàn)很多問題，同時也會找到解決問題的方法。通過優(yōu)化實驗方案更好地完成實驗過程，在這一過程中可以培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神。

甲烷取代性質(zhì)的教學中采用了對照實驗的方法，實驗有以下創(chuàng)新之處：（1）實驗裝置采用的是U型管，可以更直觀地看到實驗現(xiàn)象；（2）為了更好地檢驗實驗產(chǎn)物之一氯化氫，增加了后續(xù)性質(zhì)檢測實驗。

五、關(guān)注實際應(yīng)用形成社會責任

甲烷的用途有很多，有很大的社會效益。通過甲烷可以制備一種制冷劑——氟利昂，該制冷劑會引發(fā)臭氧層空洞的問題。在教學中教師要引導學生關(guān)注這些實際問題，鼓勵學生利用所學知識解決問題，培養(yǎng)學生的社會責任感。

我們的生活幾乎被有機物包圍，有機物在給人們生活帶來極大便利和巨大經(jīng)濟效益的同時也會產(chǎn)生環(huán)境問題，比如生活中的“白色污染”問題等。因此在教學的過程中，教師要培養(yǎng)學生社會責任感，通過有機物知識的學習來關(guān)注和解決一些環(huán)境問題。

參考文獻：

程遇玲.淺談高中化學學科素養(yǎng)的培養(yǎng)[J].中學化學教學參考，2017（13）.

編輯 謝尾合