將核心素養分層融入化學教學
——以“食品中的有機化合物 乙醇”教學為例

教學的最高目的是培養具有核心素養的人，核心素養是教學育人價值的集中體現。教育部將核心素養的內涵界定為“學生應具備的適應終身發展和社會發展需要的必備品格和關鍵能力”。《普通高中化學課程標準（2017年版）》中提出：化學學科核心素養包括“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”五大要素。筆者認為高中化學學科核心素養是學生發展核心素養的重要組成部分，是高中生綜合素質的具體體現，將化學核心素養融入化學課堂教學，有利于學生人格的養成，獲取終身學習的能力，實現更高視野的自我發展?；谝陨媳尘?，筆者曾在江蘇省中小學教學研究室“教學新時空·名師課堂”直播活動中執教了“食品中的有機化合物 乙醇”一課，下面以該課實踐為例，淺談落實化學核心素養教學的心得體會。

一、化學認識層面素養在課堂教學中的具體化

這里，“宏觀辨識與微觀分析”“證據推理和模型認知”“變化觀念和平衡思想”等要素是側重于“化學認識”層面的素養。從化學素養的形成來看，對于“化學實踐”獲得的感性認識，有轉化、升華和概括轉變為學科的思想與方法的客觀需要，這種轉變要求在課堂上要從“微觀”“模型”“動態”等認識視角形成對知識的設計的具體呈現，再通過活動滲透，使學生自覺地在一定深度上形成學科知識結構。

【片段1】

師：生活中有哪些物質中含有酒精？

生：白酒、啤酒、黃酒、花露水、酒精棉球、酒精燈、醪糟。

師（展示白酒、啤酒、黃酒、花露水、無水乙醇）：請大家通過觀察并結合上述物品說說乙醇是一種什么樣的物質？

生：無色、有特殊香味、與水互溶、易揮發（沸點低）、食用、消毒、可燃燒。

師：外在的性質由結構決定。通過燃燒法已測得乙醇的分子式為C2H6O，結合C2H6乙烷的分子模型，請同學們搭建乙醇可能結構。

（學生動手搭建。）

師：還有其他的結構嗎？（出示圖1）思考這兩種分子結構是什么關系？氫原子的空間位置有何不同？

（圖1）

生：這兩種結構都是符合價鍵理論的可能結構，互為同分異構體。

師：我們把這兩種結構與煤油和水的分子結構做個比較，結合以往的學習經驗，請同學們設計實驗方案探究乙醇結構。

生：A分子中氫原子的環境與煤油中的氫類似，因此不能與鈉反應。B分子有和水分子相似的結構O-H，預測氫能被鈉置換，將鈉投入裝有無水乙醇試管看是否反應，如果反應，收集可能產生的氣體并點燃。

師：鈉與乙醇反應的實驗現象有哪些？

生：沉入試管底，未熔化，表面有氣泡，無明顯聲音，與水相比反應緩慢，收集產生的氣體并點燃，聽到有輕微的爆鳴聲。

師：以上實驗只是證明有H2生成。能否就此確定乙醇分子為B結構？我們知道烷烴中是沒有O的，萬一O原子對C-H鍵產生影響，使C-H鍵上H原子能被鈉置換呢？有沒有更可靠的依據能證明氫原子來自何處？

生：定量方法，讓一定量的無水乙醇和足量的鈉反應測量氫氣體積。

師：如何定量測定H2的體積？（具體過程略）

師：展示乙醇比例模型，寫出結構簡式，指出-OH的概念，醇類分子結構特點。

生：結合斷鍵位置，試寫出方程式：2CH3CH2OH+2Na→2CH3CH2ONa+H2↑

師：為什么乙醇與鈉反應較水更緩慢？

生：水分子中羥基上的H原子較乙醇中的活潑。乙醇較水更難電離，是非電解質。

師：說明結構有相似性，相似中又有不同性。

上述教學設計以“乙醇—乙醇結構—乙醇的性質”為主線，體現了以“結構決定性質”為特征的宏觀辨識和微觀探析素養培育。乙醇結構的探究中，采取的“模型構建—證據猜想—實驗檢驗—反思批判—二次完善”的教學過程，則體現了以“模型、假設、分析”為特征的證據推理和模型認知素養培育。最后通過比較鈉與水、乙醇反應，深化了學生對水和乙醇分子結構異同的理解，引導學生發現變與不變的辯證統一，體現了以“物質是運動和可變的”為觀點的變化觀念和平衡思想的培育。三種素養的培養有序穿插、銜接自然，這樣的設計使化學認識素養的培育更加具體化，有利于學生關鍵能力的形成。

二、化學實踐層面素養在課堂教學中的功能化

化學實驗是學生認識化學物質及其變化的重要實踐手段。“實驗探究與創新意識”對應于“化學實踐”層面的核心素養特征。在教學中教師應當引導學生分析實驗原理，改進實驗裝置，解讀實驗現象，將化學實驗教學的功能具體化。

【片段2】

師：鈉能與乙醇發生反應生成的氣體是什么？如何檢驗？氫氣點燃有沒有更安全方法？

生：將導管口沾滿肥皂水，待有氣泡生成，用火柴點燃氣泡。

（學生動手實驗。）

師：為什么點燃肥皂泡有時爆鳴聲并不是非常明顯？改進實驗的方法有哪些？實驗本身設計是否嚴密？

（學生分小組討論。）

生1：由于氫氣密度小于空氣，收集氣體時將導管口向上，有利氣泡的長大。

生2：將肥皂水事先倒在蒸發皿中，將導管直接導入肥皂水，考慮鈉與乙醇反應較水緩慢，可以適當增加鈉塊大小和肥皂水的濃度，這樣有利于收集到較多的氣泡，再將其一起點燃。

生3：是否可以考慮用尖嘴滴管作為反應的容器，將生成的氣體點燃，觀察火焰顏色；罩小燒杯收集燃燒產物，以排除生成其他可燃性氣體的可能。

生4：由于乙醇的揮發性較強，加之該反應為放熱反應，所以也許有乙醇蒸汽存在的可能，可以先通過盛有水或酸性高錳酸鉀溶液的集氣瓶洗氣。

師（指導改進實驗方案）：取一個膠頭滴管（去膠頭）用鑷子向膠頭滴管的肚容區域塞入一小團脫脂棉，再向脫脂棉中滴入酸性高錳酸鉀溶液，取黃豆大小的鈉塊用鑷子放入上述膠頭滴管的柱體部分，將膠頭滴管的較粗部分浸沒在盛有無水乙醇的小燒杯中，尖嘴部分向上，在尖嘴處事先沾一些肥皂水，待肥皂泡長大后，點燃肥皂泡。

（學生動手實驗。）

師：請描述實驗現象？

生：棉球顏色由紅變白，有較明顯的爆鳴聲。

師：由現象你能得出了什么結論？

生：鈉與乙醇反應生成氫氣，氣體中的確混有少量乙醇蒸汽。

實驗探究是化學教學的基礎，化學核心素養的培育可以以實驗為依托，開展有深度思維價值的探究活動，以探究中的每一步操作、每一個現象為素材，幫助學生發現和提出有探究價值的問題。上述鈉與乙醇反應的實驗教學片段，教師借助在實驗中發現的“現象不明顯，嚴密性不夠”等問題來創設情境，通過指導學生小組討論，合作交流，大膽創新，最終完成了實驗方案設計。這樣的教學不僅使實驗探究的“探究味”更濃，而且讓化學課堂變得更加開放、更加靈動，學生所經歷的學習過程更加真切，認識收獲更實在，方法感悟更具體，情感體驗更豐富。

三、化學運用層面素養在課堂教學中的觀念化

通過化學認識和化學實踐活動建立起來的對化學世界的科學認識，需要運用于生活才能煥發其育人的價值和意義?！翱茖W精神和社會責任”這一素養就體現了“化學運用”層面的要求。一方面化學認識要與學生已有的生活經驗聯系起來，促進學生透過現象認識本質，達成科學健康的生活能力；另一方面，化學實踐要與解決與化學有關的生活問題、參與有關的社會決策聯系起來，促進學生理解化學與生活的密切聯系。

【片段3】

新聞材料：司機飲酒駕車，面部通紅，卻否認自己飲酒，交警使用酒精探測儀對司機進行酒精檢測，最終確定了其酒駕行為。

師：視頻中我們了解到飲酒司機想蒙混過關，但在精密儀器測量下還是敗下陣來。那么喝酒與臉紅有直接聯系嗎？如何看待中國人喝酒的習俗？你能做些什么？

視頻：酒精在人體中的代謝過程。

（學生分小組討論。）

師：思考汽油中添加乙醇的意義，大量使用乙醇汽油有哪些問題？

生：添加乙醇有助于汽油充分燃燒，熱值高、污染小，是很好的燃料；乙醇是可再生能源，可以節省汽油的消耗。但是大量使用乙醇汽油會消耗大量玉米，可能會出現汽車與人爭糧食的社會現象。我們一方面可以研發非食用植物制乙醇的方法，另一方面，尋找更好的可替代能源。

“科學精神和社會責任”的培育對于學生樹立客觀、辯證的化學觀，引導學生關注生活、關注時代有著積極的指導意義。本節課利用警察查處酒駕的視頻，提出了有關乙醇性質的一連串問題，學生在討論交流中增強了社會責任感、參與意識和決策能力，并最終形成了正確的價值觀念。

總之，學科知識只是形成素養的載體，有指向的教學設計才是形成素養的主渠道。學科知識不能直接轉化為素養，簡單的復制、記憶、理解也是不能形成素養的。指向發展學生核心素養的課堂，要求教師在教學設計時必須將宏微結合、模型認知、分類表征、實驗探究等學科活動與學科知識有機統一起來，再引導學生主動分析、應用、評價、綜合，最終養成化學學科特質的必備品格、關鍵能力和正確的價值觀念。