課程思政在高中化學有機化合物分離提純教學中具有明確目標。旨在培養學生嚴謹的科學態度,使其在實驗操作和知識學習中追求精準與規范。同時,增強學生的社會責任意識,讓他們明白化學知識對社會發展和環境保護的重要性。引導學生樹立正確的價值觀,學會用科學知識服務社會、造福人類。通過課程思政的融入,能促進學生全面發展,使其不僅掌握專業知識,還具備良好的品德和社會責任感,成為有擔當、有素養的新時代人才。
一、教學內容中的思政元素挖掘
(1)實驗操作中的嚴謹態度。在有機化合物分離提純實驗里,操作規范、精準是培養嚴謹科學態度的基石。每一個步驟都需嚴格遵循標準,稍有偏差就可能影響結果的準確性。例如,在蒸餾操作時,若溫度計位置不準確,會導致收集到的餾分不純;萃取過程中,振蕩和放氣操作不當,可能引發分液漏斗內壓力過大而炸裂。這些不嚴謹操作不僅會浪費實驗資源,還可能帶來安全隱患。因此,嚴格規范實驗操作,能讓學生養成嚴謹細致的習慣,為今后的科學研究奠定堅實基礎。
(2)綠色化學理念滲透。綠色化學在有機化合物分離提純中有著顯著體現。在實際操作中,優先選用環保試劑,避免使用有毒有害的化學物質,從源頭上減少污染。同時,優化實驗流程,提高原料利用率,降低廢棄物的產生。比如,采用水相反應代替有機溶劑反應,既減少了有機溶劑的揮發和污染,又降低了成本。通過這些實踐,能讓學生深刻認識到化學與環境的緊密聯系,培養他們的環保意識,使他們在未來的學習和工作中,自覺踐行綠色化學理念。
(3)化學史中的愛國精神?;瘜W史上,我國化學家在有機化合物研究領域作出了卓越貢獻。黃鳴龍先生改良的“黃鳴龍還原法”,為有機合成提供了簡便有效的方法,在國際上得到廣泛應用。邢其毅先生在多肽合成和天然產物全合成方面取得了重要成果,推動了我國有機化學的發展。他們憑借堅韌不拔的毅力和愛國情懷,在艱苦的條件下取得了輝煌成就。講述這些化學家的事跡,能激發學生的愛國熱情,讓他們明白個人的成長與國家的發展緊密相連,激勵他們為實現中華民族的偉大復興而努力學習。
二、思政融入教學的實施策略
(1)課堂教學環節設計。在課堂教學各環節可巧妙融入思政元素。導入時,用環境污染案例引出綠色化學理念;知識講解中,穿插化學家愛國事跡激發學生責任感;實驗操作里,強調規范操作培養嚴謹態度。通過這些方式,讓思政教育自然融入化學教學。
(2)課后拓展活動安排。課后可開展豐富的思政相關活動。組織學生調研有機化合物分離提純技術的環保應用,了解其對社會的貢獻;舉辦化學史知識競賽,加深學生對化學家愛國精神的認識;鼓勵學生撰寫環?;瘜W小論文,增強其社會責任感。
三、課堂教學主要過程
(一)情景導入
屠呦呦與青蒿素的故事。(提前指定一位學生搜集關于“屠呦呦與青蒿素的故事”相關信息,向全班同學簡單介紹屠呦呦發現與提取青蒿素的過程,以及她憑此獲得2015年諾貝爾生理學或醫學獎的重大意義,給學生傳遞一些必要的價值觀教育和科學研究方法指導)。
(二)任務一
系統認識有機物研究的一般步驟與方法。(板書)分離、提純→確定實驗式→確定分子式→確定分子結構。(物質分離提純的原則介紹:不增加新的雜質,不減少被提純物質,被提純物質與雜質易分離,被提純物質易復原)。問題討論:屠呦呦對植物黃花蒿進行處理并分離提純其有效成分青蒿素,大致經歷了哪些步驟?每個步驟的目的和應用的分離原理是什么呢?可能需要哪些儀器呢?(剪碎、研磨——學生1上前選擇儀器并說明此步驟目的)(教師評價)。(加入溶劑乙醚——學生2嘗試解釋此步驟目的和原理;教師追問——為什么不用水?)(注:后續展開原理學習)。(過濾——學生3上前選擇儀器并組裝,說明此步驟的目的、過濾的原理和適用范圍)(復習過濾的操作和適用情況)。(從乙醚溶液中分離、提純青蒿素——方法?原理?)
(三)任務二
探究分離、提純物質的常用方法。
(1)(學生活動1):除了過濾可以用來分離固液混合物之外,屠呦呦將黃花蒿研磨后加入乙醚這一操作為固-液萃取,自行閱讀P14,解決以下問題:①萃取的分類及對應的原理是什么?液-液萃取:利用待分離組分在互不相溶的溶劑中的溶解度不同,將其從一種溶劑轉移到萃取原理另一種溶劑的過程。固-液萃?。河萌軇墓腆w物質中溶解出待分離組分的過程。②液-液萃取的適用條件是什么?液-液萃取適用條件:待分離組分在兩種互不相容的溶劑中的溶解度不同。③萃取劑的選擇遵循哪些原則?萃取劑要求:待分離組分在此溶劑中溶解度大②萃取劑不與待分離組分、原溶劑反應③萃取劑與原溶劑互不相溶,常用的萃取劑舉例:乙醚、乙酸乙酯、二氯甲烷。④實驗裝置包含哪些儀器?(P14圖1-8)。⑤具體如何操作?(以用CCl4萃取碘水中的I2為例)(教師演示)(提示學生觀察操作、現象,并解釋現象產生原因)。
(2)(學生活動2):上述萃取結束后如何分離水和I2的CCl4溶液?具體如何操作?用到哪些儀器?(教師演示)。①分液適用范圍:互不相容的液體混合物。②分液主要儀器:分液漏斗、燒杯。③操作注意事項:下層溶液從下口放出,上層溶液從上口倒出。
(3)(學生活動3)因為青蒿素不耐高溫,所以屠呦呦從乙醚溶液中分離出青蒿素的方法是減壓蒸餾,自行閱讀P13,解決以下問題:①蒸餾的原理是什么?蒸餾原理:利用互溶的液態混合物中各組分的沸點不同而進行分離。②適用條件有哪些?待分離組分的熱穩定性較高;待分離組分與雜質沸點相差較大。③實驗裝置包含哪些儀器?(P13圖1-7)(拓展——冷凝管種類及應用情況簡介)。④需要注意哪些方面細節?
(4)(學生活動4)除了上述常用的分離提純物質的方法之外,重結晶法也是一種常用的分離提純物質的方法,自行閱讀P14,解決以下問題:①重結晶法的原理是什么?重結晶原理:利用被提純物質與雜質在同一溶劑中的溶解度不同而將雜質除去。②適用范圍一般是哪種情況?提純固體物質。③溶劑的選擇原則是什么?雜質在此溶劑中溶解度很小或者很大,易于除去;被提純物質在此溶劑中的溶解度受溫度影響較大(溶解度不一定大)。④實驗操作有哪些步驟?(P14探究“重結晶法提純苯甲酸”)(解決P15“討論”部分問題)
(5)(學生活動5)屠呦呦通過對青蒿素的乙醚溶液進行減壓蒸餾后得到青蒿素粗品,然后再對粗品進行色譜法處理分離出青蒿素純品,請同學們閱讀P16的“科學技術社會”部分,簡單了解色譜法的原理和應用。