基于化學學科核心素養的教學設計初探

張金偉

摘 要：落實立德樹人、提升學生核心素養的目標，關鍵在于教師對其有深刻的理解和認同，才能思想統一、步調一致地投入到改革的浪潮中。學生通過化學課程學習形成化學學科核心素養，因此中學化學課程、中學化學教師在學生學習中承擔了不可替代的作用?；谝掖嫉慕虒W實踐，探索了如何在高中化學教學中養成并發展學生化學學科核心素養。

關鍵詞：核心素養；教學設計；乙醇

2016年9月，《普通高中化學課程標準（征求意見稿）》發布，“核心素養”一詞即成為近兩年來新聞媒體和教育報刊上的“新寵”[1]。理解和發展學生化學學科核心素養便成了廣大化學教育工作者和一線教師新的學習動力和奮斗目標，在此背景下，我校教務處、化學教研組也開展了有益的探索和嘗試?，F擷取化學2乙醇的教學為例，與各位同仁探討。

蘇教版化學教材知識性淡化，生活味濃厚，乙醇為化學2專題3第二單元“食品中的有機化合物”的標題，且在有機化學基礎“烴的衍生物”中醇類物質仍以乙醇為例展開教學，體現“螺旋式上升”。乙醇為學習其他有機物打下基礎，同時也為學生學習其他官能團提供學習方法。因此培養學生學習有機的興趣，乙醇的教學不可忽視，其也是發展學生核心素養的良好素材。

一、選準入口，激趣引思

導課是一門藝術，好的導入可以激發學生的學習興趣和求知欲望。中學生的心理特點是具有很強的好奇心和好勝心，如何讓他們對課堂知識追根問底，提起興趣，最好的方法是讓其知道自己所學知識的用途，這樣他們才會感興趣，調動自己的思維去搜索相關知識。基于此我們教研組的教師集思廣益，各顯神通，創設出很多新穎的教學情境，引人入勝。經過比較，筆者把比較突出的導課以表1的形式呈現。

綜觀上述幾種導課，均是為激發學生學習興趣，引起思考，從而更好地為下一步開展教學服務。其中筆者認為最值得推崇的是“燒不壞的手帕”，它不僅使化學課的靈魂——實驗得到了充分的展示，更是牢牢地吸引了學生的好奇心及對未知知識的渴求，大家都在想這個手帕為什么這樣神奇，它浸泡的“魔水”是什么？同時觀察到的實驗現象也正是乙醇氧化反應的一個知識點，為后續的教學內容作了鋪墊。因此這個引入的方式相對于其他幾個，更能體現課堂引入的原則，即實驗優先，簡單、實用、科學、有效。后來筆者在教學實踐中也采用了這種導課方式，起到了良好的效果，現摘錄如下：

[教師]大家想看老師表演魔術嗎？

[學生]（很開心地）想。

[教師]不過，在表演之前，我先說一句話：“如果我表演成功的話，我要的不多，只要3秒鐘的掌聲?！保▽W生一聽，是魔術大師劉謙的專用語。激動啊?。?/p>

展示：取出一塊舊手帕將其浸入“魔水”中（2體積95%酒精和1體積水的混合液）。浸透后取出，輕輕擰干，用鑷子夾持，在酒精燈上點燃，并輕輕抖動手帕。

[教師]做一個劉謙的標志性手勢，然后說：“接下來是見證奇跡的時刻，火焰熄滅后，你觀察到濕透的手帕有沒有變化，你想知道其中的奧秘嗎？

[學生]張大嘴巴，求知欲望強烈，非常想知道原因是什么。

二、找對接口，探究新知

建構主義理論認為，學習不是教師向學生傳遞知識信息、學生被動吸收的過程，而是學習者主動建構知識意義的過程，這一過程是不能由他人代替的。例如在“C2H6O分子式可能有的結構式有哪幾種？”的問題中，一個班級是讓學生在紙上寫的，結果，筆者巡視了一個組（10人），只有二位同學完全正確，其他同學有多寫、有錯寫、有漏寫的（盡管在教材的21頁同分異構體時有結構式書寫），而另一個班級是給學生乙烷分子的球棍模型，再給他們一個氧原子，讓他們把氧原子往乙烷的模型上連，看有幾種連接方式，結果沒有學生錯誤。

我們的老師總是善于思考，總有些新奇的想法，有位老師創造性地提出：標準化的球棍模型，C、H、O原子的成鍵個數和成鍵位置，已經通過預留的小孔位置固定了，學生不需要思考就能組裝成功（學生的探究意味很淺，是機械式的組裝，沒有創新），而用土豆代替C原子，用豌豆代替H原子，用小番茄代替O原子，用牙簽代表共價鍵，讓學生小組合作，組裝相應的“球棍模型”。學生在組裝時要先考慮每個C、H、O原子的成鍵數目，其次要考慮每個鍵的位置。并在最后環節通過土豆做的“球棍模型”演示在催化氧化中乙醇的斷鍵情況，生動形象地展示化學反應的實質，便于學生理解（但不宜深度拓展，按照螺旋式上升的要求，斷鍵原理應在有機化學基礎選修5中繼續學習，所以點到即止）。這節課在高一某班實施時，發現效果出奇的好。

[師]現代分析儀器測出乙醇分子式：C2H6O，你們能否根據C、H、O元素在有機物中的價建結構，推測乙醇可能的結構呢？請用相應的材料組裝其“球棍模型”。

[生]興致高漲，討論活躍，用土豆代替C原子，用豌豆代替H原子，用小番茄代替O原子，用牙簽代表共價鍵，組裝相應的“球棍模型”。（當然由老師提示，并非由學生創造）

[師]對學生組裝的模型進行總結評價，得到圖1、圖2兩種“球棍模型”。

[思考]這兩種結構各有什么特點？它們是什么關系？乙醇應該是哪種結構呢？

[師]我們在化學1學習過鈉，回顧一下它與水反應，它保存在哪里？煤油（屬于烴）和乙醇同屬于有機物，那么鈉能否保存在無水乙醇中呢？帶著這些問題，我們用實驗來探究一下，請同學們注意觀察，并將你觀察到的記錄在表2中。

[生]記錄實驗現象于表2中。

[師]根據上述現象，你能得出什么結論？（培養學生比較、分析、歸納的能力）

[生]鈉跟水反應比乙醇活潑；鈉能保存在煤油中，說明鈉與烴類物質常溫下可能不反應。

[質疑]老師，生成的氣體一定是氫氣嗎？不可以是其他氣體嗎？

[師]驚愕，但馬上鎮定。（這里是動態生成資源，考驗老師的應變能力）順著學生的思路，把這個問題拋給學生。對，我也很想知道這個氣體到底是什么，有誰能告訴我怎么證明呢？

[生]收集起來啊，做爆鳴實驗啊，這么簡單。

[師]原理倒是挺簡單，請問怎么收集呢？產生的氣體都逸到大氣中了啊。

[生]可以用鋁箔將鈉包裹起來，然后用鑷子夾住浸入乙醇中，這樣收集會比較方便點；也可以向盛有乙醇的燒杯中倒扣一個漏斗，再扣一支小試管收集產生的氣體。

[師]（欣喜地點頭）很好，那就動手試試吧。

[生]分組實驗，得出結論，大家開心地笑了。

整個過程由老師引導、啟發，最終由學生自己完成證明自己的推理，這個互動環節值得珍藏。

[過渡]到此為止，請問同學們烴中氫原子的連接方式是怎么樣的？

[生]烴中的氫原子是直接跟C原子相連的，煤油中也是這種情況（很多同學恍然大悟）。

[師]對，很好。那么你能否確定乙醇的結構是哪個呢？

[生]乙醇的結構應該是圖1。

[師]對，剛才我們是定性推測，要想更有說服力應該進行定量實驗，根據定量實驗：4.6g鈉與足量乙醇反應可收集到大約0.2g氣體（氣體已經被證明了是H2，水蒸氣被除去），得出的結論也是圖1。請同學們根據球棍模型，寫出乙醇的結構式、結構簡式。

[生]非常踴躍，乙醇結構式： 結構簡式：CH3CH2OH。

[分析]乙醇由乙基和羥基組成，含有羥基的有機化合物為醇類。羥基決定了醇類的共同特征。我們就把決定一類有機化合物的共同特性的原子或原子團稱為官能團。

[插曲]老師，水和乙醇都含有羥基，為什么鈉跟水反應要更劇烈些？大家都向這位同學投去贊賞的目光，（估計其他同學有同感，只是這位同學代為心聲了）同時又把期待的目光轉向教師。（應該說這是一個非常好的動態生成資源，教師也采取了靈活的處理策略）

[師]（向這位同學豎起了大拇指）這位同學很有思想，善于思考，明明含有相同的基團怎么還是表現出不一樣的性質呢，這個需要用我們化學學科思想來解釋：結構決定性質，雖然都含有羥基，但同學們看看羥基上連接的基團還是有差異的啊，水分子中羥基連的是氫原子，乙醇分子羥基連的是乙基，對吧，這將在有機化學基礎基團間相互影響中繼續學習。

[過渡]同學們勤學好思的精神感染了我。我們的學習也會隨著同學們對事物的逐步認識，逐漸深入。接下來我們繼續學習乙醇好嗎？（同學們頻頻點頭）生活中我們常?？吹接械娜撕染坪苋菀啄樇t，你們知道是為什么嗎？因為在人體內，乙醇被氧化成乙醛，而他們缺少一種酶（轉化乙醛，生物中有），過量的乙醛會刺激血管，使血管擴張，血管擴張會讓皮膚看起來很紅。那么乙醇是如何被氧化成乙醛的呢？

[活動]乙醇的催化氧化實驗。

[生]觀察實驗現象，并思考為什么會有這樣的現象？將相關內容記錄在表3中。

[師]Cu反應后更光亮了，則銅在反應中作用（催化劑）。觀察圖3（ppt展示）反應中乙醇是如何被氧化成乙醛的？

[活動]用前面的球棍模型演示乙醇的斷鍵情況。

[引申]在有機化學反應中，得氧或失氫的反應叫氧化反應，反之則為還原反應。

三、選好窗口，內化提升

教學不能“虎頭蛇尾”，因此課堂結尾亦是一個重要環節。老師們在探討課堂結尾時，也是使出渾身解數，拿出自己的“看家本領”。現擷取幾例，與各位分享。

1.建立知識網絡

教師用精煉準確的語言小結本節課的重點內容，并通過圖表的形式使知識系統化、條理化；知識點間網絡化、立體化。這種方法能使學生對一節課的內容一目了然，起到強化和鞏固作用，同時還可以培養學生的總結概括能力。比如有位教師將這節課通過圖4清晰地展現課堂的要點及相互之間的關系，而且圖中左下角的省略號也告訴學生，乙醇的性質在高二《有機化學基礎》還會完善。

2.編制應景習題

有位教師把乙醇的性質通過自編試題的形式，讓學生小組合作，討論歸納，再現乙醇的主要性質，具體題目如下：

（1）下列有關乙醇的物理性質的應用中不正確的是（ ）

A.由于乙醇的密度比水小，所以乙醇中的水可以通過分液的方法除去

B.由于乙醇能夠溶解很多有機物和無機物，所以可用乙醇提取中藥的有效成分

C.由于乙醇能夠以任意比溶解于水，所以酒廠可以勾兌各種濃度的酒

D.由于乙醇容易揮發，所以才有俗語“酒香不怕巷子深”的說法

（2）按要求回答下列問題：

①久置黃酒會變酸體現了乙醇的什么化學性質？（也為下節課乙酸的學習埋下伏筆）

②電工師傅在焊接銅漆包線的線頭時，常把線頭放在火上燒一下，以除去漆層，并立即在酒精中蘸一下再焊接。請用化學方程式表示電工師傅這么做的原理。

余文森教授認為：核心素養相比較三維目標，在理論上有了突破和創新，從雙基到三維目標，再到核心素養，教育的人本性和整體性有了明顯提升，是從關注學科到關注一個學生的轉變。胡久華教授也認為，教學不應局限于知識層面，而應不斷建構化學觀念并形成學習化學的良好價值觀。核心素養對于一線教師來說還是新生事物。我們教師對核心素養的理解也一直在動態發展著。我們化學組的教師由原來對核心素養的陌生、困惑甚至排斥，通過不斷地學習和研討，逐漸開始轉變對它的理解和認識。結合核心素養來指導和優化教學設計的內容，這樣的教學設計不僅僅是教會了學生知識，真正地培養了學生必備品格和關鍵能力，體現出核心素養的內涵，提升了學生全面發展和終身學習的能力[2]。總之教師要充分挖掘教材，不斷反思，不斷給自己充電。正如上海正高級教師、華東師大特聘教授葉佩玉所說：當代教師只甘為“紅燭”還不夠，更應似一枚“可充電電池”，不斷充實自己，發出更多的光和熱，這樣化學學科的核心素養才能有效落地。

參考文獻：

[1]王星喬，騰瑛巧，汪紀苗，包朝龍.基于化學核心素養的教學設計[J].化學教學，2017（5）：51-55.

[2]張賢金.基于“核心素養”理解的高中化學教師培訓實踐[J].中小學教師培訓，2017（4）：9-12.