在有機化學教學中提升學生的學科核心素養

湯飛鳳

（江蘇省昆山陸家高級中學，江蘇 昆山）

化學學科核心素養是現代社會公民必備的科學素養，是學生終身發展的重要基礎。化學學科核心素養包括以下幾個方面：宏觀辨識與微觀探析、變化觀念與平衡思想、證據推理與模型認知、實驗探究與創新意識、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息息相關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有很重要的意義。高中的化學課程中，有機物的學習內容主要是探討有機物的組成、結構、性質及應用，學習研究有機物的基本方法，了解有機化學對現代社會發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，從五個核心素養出發，簡述如何通過有機化學的教學培養學生化學學科核心素養。

一、利用已學知識歸納宏微性質

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

甲烷的顏色、氣味、水溶性等物理性質都是宏觀可見的，在甲烷的物理性質的教學中，學生通過觀察法進行知識的總結與歸納。教學過程中讓學生觀察甲烷氣體的生成和收集方式，總結甲烷的顏色、氣味、水溶性等物理性質。甲烷的微觀結構是本節課的教學難點，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構式。根據電子式和結構式提出問題“甲烷的結構是怎樣的”，從而引出甲烷的結構教學。

二、巧借教學模型推理微觀結構

有機物的性質是由微觀結構決定的，因此有機物結構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構有一個定性的認識，提出可能的假設，根據其他知識來收集各種證據，利用這些證據對有機物的真實結構進行合理的推理。

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

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

三、利用多組實驗探索化學性質

有機反應與無機反應有很大的不同，對于高一的學生來說有機反應的變化過程是全新的，為了幫助學生更好地從內因和外因、量變與質變等方面較全面地分析、學習有機變化的過程、反應的條件以及有機反應中能量的變化，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象，再根據實際觀察到的現象進行分析。分析一個化學反應或者預測一定條件下物質可能發生的反應需要教會學生用對立統一、聯系發展和動態平衡的觀點。

甲烷的化學性質包括可以發生氧化反應和取代反應。甲烷的燃燒是氧化反應，甲烷由于其結構的穩定性不能使酸性高錳酸鉀溶液褪色。學生根據演示實驗的現象能定性總結出甲烷發生氧化反應的產物。甲烷取代反應的教學采取的是對照實驗法，學生根據實驗過程中對光照的要求分析出取代反應發生的條件，并根據裝置中壓強的變化預測產物的狀態。

四、優化實驗方案培養創新意識

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

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

五、關注實際應用形成社會責任

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，該制冷劑會引發臭氧層空洞的問題。在教學中教師要引導學生關注這些實際問題，鼓勵學生利用所學知識解決問題，培養學生的社會責任感。

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濟效益的同時也會產生環境問題，比如生活中的“白色污染”問題等。因此在教學的過程中，教師要培養學生社會責任感，通過有機物知識的學習來關注和解決一些環境問題。