化學(xué)核心素養(yǎng)下生動課堂的實(shí)踐和反思

黃燕　謝培林

2018年1月，教育部制定的《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》最閃亮的點(diǎn)是提出了“全面發(fā)展學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)”。化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)是以化學(xué)知識為載體，結(jié)合本學(xué)科的特點(diǎn)，概括為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(rèn)知、實(shí)驗(yàn)探究與創(chuàng)新意識以及科學(xué)精神與社會責(zé)任五個(gè)方面。以筆者任教過的《乙烯的性質(zhì)》這一節(jié)課為例，深入剖析其中蘊(yùn)含的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)，并在教學(xué)過程中加以實(shí)踐。同時(shí)，利用生動的生活素材，生動的教學(xué)活動，生動的思維碰撞，構(gòu)建生動的課堂，讓學(xué)生在課堂上真正地動起來。

一、由學(xué)情分析確定教學(xué)策略

人教版必修二中有機(jī)化學(xué)對學(xué)生來講是一個(gè)完全陌生的領(lǐng)域課程。學(xué)生剛接觸有機(jī)化學(xué)，不懂得從有機(jī)物分子的空間結(jié)構(gòu)推測其性質(zhì);對物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系沒有概念，對有機(jī)反應(yīng)的產(chǎn)物的判斷和書寫比較困難。有機(jī)化學(xué)抽象難學(xué)，本節(jié)課通過滲透“模型認(rèn)知”的核心素養(yǎng)，教會學(xué)生能正確認(rèn)知模型和事物原型的關(guān)系，應(yīng)用模型解釋說明物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和變化。所以，本節(jié)課老師給每組學(xué)生球棍，讓學(xué)生自己動手拼湊乙烯分子的球棍模型;學(xué)生自己動手做實(shí)驗(yàn)探究乙烯的化學(xué)性質(zhì)，讓學(xué)生通過球棍模型的拼接，感受斷鍵和成鍵的過程，加深對加成反應(yīng)機(jī)理的印象和感受其神奇之。通過課堂活動，以乙烯性質(zhì)的學(xué)習(xí)為載體，培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。

二、教學(xué)過程

活動一：乙烯在生活生產(chǎn)中的用途

【新課引入】圖片展示1：熟香蕉和生香蕉。圖片展示2：生活中乙烯產(chǎn)品。

【問題1】生活中我們經(jīng)常把青香蕉摘下來，運(yùn)送到各個(gè)地方后才用一種化學(xué)試劑催熟它。根據(jù)生活經(jīng)驗(yàn)，同學(xué)們想哪些辦法青香蕉催熟呢？

我們的生活離不開乙烯產(chǎn)品。比如說，我們各種塑料產(chǎn)品，飯盒，凳子，保鮮膜。乙烯給我們的生活帶來很多便利，是重要的化工原料，所以乙烯的年產(chǎn)量在國際上用來衡量一個(gè)國家的石油工業(yè)發(fā)展水平。今天我們就來真正認(rèn)識乙烯。

設(shè)計(jì)意圖：讓學(xué)生親身感受到原來乙烯一直在我們身邊，只是我們沒有發(fā)現(xiàn);讓學(xué)生用已知信息得出生活妙招，讓學(xué)生感受到化學(xué)的魅力;由生活中有趣的現(xiàn)象引入，學(xué)生學(xué)習(xí)興趣倍增。這一環(huán)節(jié)意在培養(yǎng)學(xué)生證據(jù)推理的核心素養(yǎng)，讓學(xué)生能夠?qū)π畔⑦M(jìn)行處理，然后解決生活中的問題。同時(shí)，學(xué)生初步感受并感嘆乙烯對我們生活的重要性。

活動二：認(rèn)識乙烯的物理性質(zhì)和結(jié)構(gòu)

展示一瓶乙烯氣體，學(xué)生描述乙烯的物理性質(zhì)

【問題2】請同學(xué)們用桌面上所提供球棍零件，組拼乙烯的球棍模型。請根據(jù)球棍模型，總結(jié)乙烯的分子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)并寫出乙烯的分子式、電子式、結(jié)構(gòu)式、結(jié)構(gòu)簡式。

【生】自由拼湊，并分享。

設(shè)計(jì)意圖：學(xué)生用球棍模型拼接出乙烯的結(jié)構(gòu)，親自動手感受抽象的結(jié)構(gòu);學(xué)生根據(jù)球棍模型寫出的分子式，電子式，結(jié)構(gòu)式，結(jié)構(gòu)簡式更容易。這個(gè)環(huán)節(jié)可以培養(yǎng)學(xué)生有機(jī)化學(xué)學(xué)習(xí)中重要的微粒觀，還有空間結(jié)構(gòu)的想象能力。

活動三：乙烯的化學(xué)性質(zhì)

【PPT圖片】根據(jù)以下生活常識，推測乙烯的化學(xué)性質(zhì)

1.乙烯是一種易燃化學(xué)品，屬于快遞，乘車，飛機(jī)，火車，地鐵等的違禁物品。

2.圖片：水果箱中放有浸泡有酸性高錳酸鉀溶液的硅土，減緩水果的成熟速度。

3.乙烯與溴水或者溴的四氯化碳溶液加成制得的1，2-二溴乙烷用于谷物和水果等的殺菌劑、木材的殺蟲劑。

4.市場上出售的保鮮膜主要分為：聚乙烯、簡稱PE，是由乙烯加聚反應(yīng)制得。

【問題3】根據(jù)以上信息，請推測出乙烯的化學(xué)性質(zhì)。

【師】下面我們將通過一系列的證據(jù)來驗(yàn)證乙烯的性質(zhì)。

【問題4】觀察乙烯的燃燒的微課視頻，描述現(xiàn)象及寫出化學(xué)方程式。與烷烴燃燒的對比，分析有黑煙的原因。

【學(xué)生實(shí)驗(yàn)】往裝有乙烯氣體的試管中滴加2滴酸性KMnO4溶液

【問題5】乙烷通入酸性高錳酸鉀溶液中無明顯現(xiàn)象，而乙烯通入酸性高錳酸鉀溶液，溶液紫色褪去。造成這種現(xiàn)象的原因可能是什么呢？

已知信息：乙烯分子內(nèi)碳碳雙鍵的鍵能為615kJ/mol，乙烷分子中碳碳單鍵的鍵能為348kJ/mol，根據(jù)碳碳雙鍵與兩個(gè)碳碳單鍵鍵能的大小，你能得到什么結(jié)論？

根據(jù)老師的引導(dǎo)，學(xué)生得出結(jié)論：碳碳雙鍵不是由兩個(gè)碳碳單鍵構(gòu)成，會比單純的兩個(gè)碳碳單鍵活潑，可以理解為1個(gè)穩(wěn)定的鍵和1個(gè)活潑的鍵。所以，乙烯的化學(xué)性質(zhì)比較活潑。乙烯分子的碳碳雙鍵使其可以使酸性高錳酸鉀褪色。

【學(xué)生實(shí)驗(yàn)】往裝有乙烯氣體的試管中滴加2滴溴水

【問題6】乙烷不能使溴水褪色;而乙烯可以。造成這種現(xiàn)象的原因可能是什么呢？反應(yīng)機(jī)理如何？請同學(xué)們自行演示乙烯與溴水中的溴單質(zhì)的反應(yīng)過程。并在黑板上把斷鍵成鍵過程用符號表述出來。

【學(xué)生演示】用球棍模型演示乙烯和H2、HCl、水蒸氣發(fā)生加成反應(yīng)的反應(yīng)機(jī)理，即斷鍵和成鍵的全過程。

【師】那兩個(gè)乙烯分子之間可以發(fā)生加成反應(yīng)嗎？三個(gè)呢？多個(gè)呢？

【學(xué)生演示】全班學(xué)生的乙烯分子全部同時(shí)斷鍵并聚合在一起。這種物質(zhì)再繼續(xù)連接到相對分子質(zhì)量達(dá)到幾萬或者幾十萬的時(shí)候就是我們平時(shí)用的塑料袋聚乙烯的結(jié)構(gòu)。聚乙烯是高分子化合物，是一種塑料，易造成白色污染。

設(shè)計(jì)意圖：根據(jù)生活中的常識，去提煉出乙烯的化學(xué)性質(zhì);這一環(huán)節(jié)除了讓學(xué)生感受到乙烯在生活中的重要作用，還讓學(xué)生感覺到充滿魅力的化學(xué)就在自己身邊，只是自己沒有發(fā)現(xiàn)而已;培養(yǎng)學(xué)生提煉信息的能力。

乙烯的氧化反應(yīng)的講解時(shí)，用圖片和視頻雙管齊下，讓學(xué)生印象深刻;通過乙烷和乙烯氣體通入酸性高錳酸鉀溶液的現(xiàn)象對比，讓學(xué)生初步體會結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)的化學(xué)思想。

現(xiàn)場演示加成反應(yīng)的斷鍵成鍵過程，學(xué)生直觀感受到加成反應(yīng)的機(jī)理;把斷鍵過程用符號表達(dá)，運(yùn)用了化學(xué)教學(xué)策略中的“宏觀，微觀，符號”三重表征。

在乙烯與其他物質(zhì)發(fā)生加成反應(yīng)的學(xué)習(xí)過程中，考查學(xué)生的類比思維。親身感受一下加成反應(yīng)的本質(zhì);學(xué)生親手用乙烯的球棍模型配合老師給的H2、HCl、水蒸氣模型，現(xiàn)場演示反應(yīng)過程;重點(diǎn)反應(yīng)，學(xué)生要重點(diǎn)掌握，演示完以后寫方程式寫得特別好，仿佛反應(yīng)過程就在眼前。這一環(huán)節(jié)充分培養(yǎng)了學(xué)生證據(jù)推理與模型認(rèn)知這一化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。

學(xué)生對加聚反應(yīng)非常陌生，但是以全班同學(xué)一起把乙烯分子聚合起來。這個(gè)環(huán)節(jié)非常形象，又好玩，學(xué)生都驚呆了，感覺化學(xué)好神奇;在講解白色污染的同時(shí)，讓學(xué)生們感受到科學(xué)精神與學(xué)好化學(xué)所承擔(dān)的社會責(zé)任。

活動四：乙烯產(chǎn)品的用途及環(huán)境污染

【視頻】白色污染在生活中給我們造成了很大的環(huán)境污染問題。

【學(xué)生討論】如何減少白色污染？

【結(jié)課】乙烯由于其本身獨(dú)特的含有碳碳雙鍵的結(jié)構(gòu)，決定了乙烯與烷烴性質(zhì)的不同，又由于其特殊的性質(zhì)，決定了它多種多樣的用途，給我們的生產(chǎn)生活帶來了很大的便利，當(dāng)然也產(chǎn)生了一定的環(huán)境問題。而我們在學(xué)習(xí)這種物質(zhì)包括后面學(xué)習(xí)的烯烴，我們在認(rèn)識這些物質(zhì)帶給我們的便利和環(huán)境問題后，應(yīng)該運(yùn)用所學(xué)知識繼續(xù)合成生產(chǎn)對人類有用的產(chǎn)品，而要用化學(xué)知識生產(chǎn)更環(huán)保的產(chǎn)品代替現(xiàn)有的難降解的產(chǎn)品。這也是我們學(xué)習(xí)化學(xué)的責(zé)任和意義。

設(shè)計(jì)意圖：老師用此番話結(jié)課的目的是將學(xué)生的思維引向人文思想的方向，利用有機(jī)化合物乙烯的學(xué)習(xí)，綜合各環(huán)節(jié)培養(yǎng)了學(xué)生宏觀辨識與微觀探析、證據(jù)推理與模型認(rèn)知、實(shí)驗(yàn)探究與創(chuàng)新意識以及科學(xué)精神與社會責(zé)任等化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。

三、教學(xué)反思

本節(jié)課中，全班學(xué)生都動起來了，每位學(xué)生都動手參與拼接出了乙烯的球棍模型，所以學(xué)生都能正確書寫乙烯的結(jié)構(gòu)式，結(jié)構(gòu)簡式和電子式;每位學(xué)生都參與了乙烯發(fā)生加成反應(yīng)的斷鍵和成鍵過程，他們讓微觀的反應(yīng)看得見，也讓球棍模型以結(jié)構(gòu)簡式的方式躍然紙上，這個(gè)過程充分應(yīng)用化學(xué)教學(xué)策略中的“宏觀，微觀，符號”三重表征;每位學(xué)生都進(jìn)行了參與了化學(xué)實(shí)驗(yàn)過程，直觀真實(shí)地感受到了乙烯的化學(xué)性質(zhì)，從中培養(yǎng)了學(xué)生的宏觀辨識與微觀探析、模型認(rèn)知的核心素養(yǎng)。學(xué)生對學(xué)習(xí)有機(jī)化學(xué)產(chǎn)生了濃厚的興趣。

全班學(xué)生一起參與乙烯的加聚反應(yīng)的過程，有一組學(xué)生拼接成環(huán)狀化合物再接到全班同學(xué)的乙烯分子上，這個(gè)學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中有新的創(chuàng)意。整個(gè)課堂，我們通過讓學(xué)生動手去拼湊模型，用大腦去思考反應(yīng)原理，對于以前對化學(xué)的學(xué)習(xí)沒有興趣的學(xué)生，他們都覺得有機(jī)反應(yīng)特別有趣。可見，在這樣的活動中，可以為學(xué)生提供自行發(fā)揮的余地和表現(xiàn)才能的機(jī)會，有利于學(xué)生掌握正確的學(xué)習(xí)方法和科學(xué)的思維方法。

以乙烯為代表的有機(jī)化合物，給人類的生產(chǎn)和生活帶來了重大影響，有便利，也有污染。通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，為學(xué)生提供一個(gè)主動參與和積極思考的自主學(xué)習(xí)過程，讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)探究、模型拼接和獲得知識的過程中掌握有機(jī)反應(yīng)的核心，未來還有很多未知的反應(yīng)等待著學(xué)生們?nèi)グl(fā)現(xiàn)它們的反應(yīng)機(jī)理，為人類解決更多的問題。這無形中培養(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)精神與社會責(zé)任的核心素養(yǎng)。

責(zé)任編輯 徐國堅(jiān)