基于化工生產(chǎn)類學(xué)習(xí)的高中生化學(xué)自主學(xué)習(xí)能力培養(yǎng)

韓峰

摘 要：從高中化學(xué)中化工生產(chǎn)類學(xué)習(xí)入手，從知識梳理、問題解決、實驗操作三個方面培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高教學(xué)效率。

關(guān)鍵詞：化工生產(chǎn)；高中生；自主學(xué)習(xí)；能力培養(yǎng)

自主學(xué)習(xí)是與傳統(tǒng)的接受學(xué)習(xí)相對應(yīng)的一種現(xiàn)代化學(xué)習(xí)方式。顧名思義，自主學(xué)習(xí)是以學(xué)生作為學(xué)習(xí)的主體，通過學(xué)生獨立地分析、探索、實踐、質(zhì)疑、創(chuàng)造等方法來實現(xiàn)的學(xué)習(xí)目標(biāo)。高中生在學(xué)習(xí)化學(xué)的過程中，雖然會從平時的實驗中找到一些學(xué)習(xí)的樂趣，但是大多數(shù)時間也會因為各種各樣的化學(xué)題目對化學(xué)產(chǎn)生厭倦，所以，自主學(xué)習(xí)變得難以實行。筆者想到了化工生產(chǎn)這一類學(xué)習(xí)，希望從這一方面入手，“牽一發(fā)而動全身”，讓學(xué)生漸漸地提升自主學(xué)習(xí)化學(xué)的能力。

人類與化工的關(guān)系十分密切，在現(xiàn)代生活中，幾乎隨時隨地都離不開化工產(chǎn)品，從衣、食、住、行等物質(zhì)生活到文化藝術(shù)、娛樂等精神生活，都需要化工產(chǎn)品為之服務(wù)。所以，高中生的化工生產(chǎn)類學(xué)習(xí)具有較大的實用性。另外，在化工生產(chǎn)中伴隨著物質(zhì)的變化過程和新物質(zhì)的產(chǎn)生結(jié)果，可以激發(fā)學(xué)生的化學(xué)學(xué)習(xí)興趣，同

時又可以鞏固化學(xué)知識，進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。

化工生產(chǎn)本身就是一個過程、一道流水線，所以，在學(xué)習(xí)過程中可讓學(xué)生構(gòu)建生產(chǎn)流程圖，并且學(xué)會由點到面、由點到線梳理好各個知識點，下面筆者從三個方面闡述。

一、學(xué)會掌握化工生產(chǎn)類知識，提高學(xué)生自主梳理能力

學(xué)生的學(xué)習(xí)主要還是在于課堂上、書本上，書本上的化學(xué)知識掌握的好壞直接關(guān)系到學(xué)生的化學(xué)知識體系的構(gòu)建，下面筆者以人教版必修一第四章第四節(jié)氨的學(xué)習(xí)為例，順著氨的合成這一化工生產(chǎn)過程的這條主線，采用師生合作學(xué)習(xí)的方式和頭腦風(fēng)暴法，初步探究學(xué)生的自學(xué)能力的培養(yǎng)。

教師：同學(xué)們，上節(jié)課我讓大家預(yù)習(xí)了“氨”這一節(jié)內(nèi)容，今天這節(jié)課我們就一起來學(xué)習(xí)一下。大家把教材翻到第97頁。

學(xué)生：（打開教材、筆記本，準(zhǔn)備上課）

教師：氮是植物生長不可缺少的元素，是蛋白質(zhì)的重要組成部分，所以人類必須要在土壤中補(bǔ)充大量的氮肥以保證植物的吸收?？梢姡衔锸嵌嗝吹闹匾Ｄ敲?，在工業(yè)中是怎樣合成含氮化合物的呢？你們是否能夠設(shè)計一個生產(chǎn)氮肥的流程圖出

來呢？

學(xué)生：（認(rèn)真查閱書本，討論）

教師：根據(jù)書上的合成氨化學(xué)式，你們試著從整個反應(yīng)過程入手，思考怎樣一步步合成產(chǎn)出可供植物吸收的化肥的。

發(fā)現(xiàn)者：德國化學(xué)家哈伯。

反應(yīng)物：從化學(xué)式上看氨由氫元素和氮元素組成，而空氣中大量含有氮氣，所以反應(yīng)物之一的氮氣容易得到，可采用壓縮分離法；而另外一種反應(yīng)物就是氫氣了，（查閱資料）氫氣的工業(yè)制法有：電解水、水煤氣法、石油熱裂的合成氣和天然氣制氫等。

反應(yīng)條件：氮氣具有較強(qiáng)的穩(wěn)定性，所以反應(yīng)很難進(jìn)行，必須要采用高溫、高壓的方法，同時還需要催化劑。

教師：由反應(yīng)的條件思考并查資料得出反應(yīng)應(yīng)該注意的事項。

反應(yīng)過程：該反應(yīng)是可逆反應(yīng)，正反應(yīng)放熱，而且體積減小。

教師：在化工生產(chǎn)中采取怎樣的措施能提高生產(chǎn)效率。

生成物：氨氣易溶于水，但是生成的氨水具有堿性且不穩(wěn)定，受熱會生產(chǎn)氨氣和水。

教師：化肥是含氮化合物，那么跟氨氣有什么聯(lián)系呢？

學(xué)生：氨氣可以和酸反應(yīng)生產(chǎn)銨鹽。

由此，教師和學(xué)生一起總結(jié)出以下的流程圖：

■

學(xué)生通過查閱資料、討論的手段，運用頭腦風(fēng)暴法在完成流程圖的過程中梳理了氨的相關(guān)知識，提升了自主學(xué)習(xí)的能力。

二、學(xué)會解決化工生產(chǎn)類問題，促進(jìn)學(xué)生自主思考能力

化工生產(chǎn)類問題一直以來是高考題中分值比很大的一部分，筆者將2009—2013年這五年的安徽省高考化學(xué)試題分析可得：近五年化學(xué)試卷中直接涉及化工生產(chǎn)類的試題分值占總分值的百分比平均為41.2%，其中每年的四題非選擇題中有兩題直接涉及化工生產(chǎn)，另外一題為工業(yè)廢水的分析，也間接涉及，可見高中生化工生產(chǎn)類學(xué)習(xí)情況的好壞直接關(guān)系到高考化學(xué)分?jǐn)?shù)的高低。那么，下面筆者在分析2013年化學(xué)高考題第27題的過程中探究學(xué)生的化學(xué)自主思考能力的培養(yǎng)。題目如下：

二氧化鈰（CeO2）是一種重要的稀土氧化物。平板電視顯示屏生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量的廢玻璃粉末（含SiO2、Fe2O3、CeO2以及其他少量可溶于稀酸的物質(zhì)）。某課題組以此粉末為原料回收鈰，設(shè)計實驗流程如下：

■

1.洗滌濾渣A的目的是為了除去__________（填離子符號），檢驗該離子是否洗凈的方法是__________。

2.第②步反應(yīng)的離子方程式是__________，濾渣B的主要成分是__________。

3.萃取是分離稀土元素的常用方法。已知化合物TBP作為萃取劑能將鈰離子從水溶液中萃取出來，TBP__________（填“能”或“不能”）與水互溶。實驗室進(jìn)行萃取操作時用到的主要玻璃儀器有__________、燒杯、玻璃棒、量筒等。

4.取上述流程中得到了Ce（OH）4產(chǎn)品0.536 g，加硫酸溶解后，用0.1000 mol/LFeSO4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點時（鈰被還原為Ce3+），

消耗25.00 mL標(biāo)準(zhǔn)溶液。該產(chǎn)品中Ce（OH）4的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為____

______。

此題為標(biāo)準(zhǔn)的化工生產(chǎn)類問題，在這個實驗流程中涉及了化學(xué)實驗基本操作、元素及化合物知識、化學(xué)計算、氧化還原反應(yīng)等相關(guān)知識。要想解決此類問題，要把握好以下幾點：第一，勤于搜集。在平時的學(xué)習(xí)中，既要將常見化學(xué)物質(zhì)的性質(zhì)、用途歸類，還要廣泛了解一些并不常見但是經(jīng)常用于工業(yè)生產(chǎn)的物質(zhì)，但是前提是學(xué)習(xí)好酸堿鹽的基本性質(zhì)，這樣就算遇到陌生的物質(zhì)也會分析出其大致的性質(zhì)及用途。如：題目中涉及了常見的SiO2、Fe2O3，也涉及了稀土氧化物，那么這就需要學(xué)生去自主搜集了；第二，善于運用。將平時所學(xué)所搜集的知識運用于解題才是關(guān)鍵，如：上一點所說的稀土氧化物，學(xué)生了解了它們不溶于水且難溶于酸之后，就可以解答第一、第二小題了；第三，活于猜想。猜想不是猜，是通過扎實的化學(xué)基本功去推理，如：第三小題，萃取是學(xué)過的知識，但是TBP作為萃取劑是新的內(nèi)容；第四，明于整理。一個生產(chǎn)的流程往往涉及很多反應(yīng)，所以涉及很多知識點的串雜，這就需要學(xué)生去整理了。如：此題中涉及四種不同的反應(yīng)，要想知道反應(yīng)是什么，就先要從反應(yīng)物和生成物入手。剩下的只有一些計算和實驗操作了，這些內(nèi)容筆者會在下一點講到。

高中生缺乏自主思考習(xí)慣的很重要的一點原因是他們學(xué)到的知識是“死”的，而運用的時候也是照搬照抄就行了。但是在解決化工生產(chǎn)類問題的時候，學(xué)生面對的是“活”的、實用的問題，所以，必須要通過自主的思考去“活”用才行，讓學(xué)生覺得這是一種探究、一種伴有任務(wù)驅(qū)動的活動，這樣自然可以培養(yǎng)學(xué)生的自主思考能力。

三、學(xué)會完成化工生產(chǎn)類實驗，培養(yǎng)學(xué)生自主動手能力

化學(xué)是以實驗為基礎(chǔ)的科學(xué)，實驗在化學(xué)學(xué)科教學(xué)中占有相當(dāng)重要的地位，實驗既是學(xué)生學(xué)習(xí)的重要內(nèi)容，也是進(jìn)一步提升學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的重要途徑和方式，而化工生產(chǎn)類實驗更具有以下兩種特點：

1.綜合性

化工實驗不像平常的實驗?zāi)菢印袄硐牖?，要考慮很多實際的環(huán)境和條件，除了化學(xué)反應(yīng)原理和注意事項以外還要考慮到物理環(huán)境、反應(yīng)速率、效率、利用率等，這些對于啟迪學(xué)生的思維和培養(yǎng)學(xué)生的多元能力有著一定的作用。

2.趣味性

并不是每個化學(xué)實驗都能激發(fā)學(xué)生的興趣，一個平淡無常的化學(xué)實驗只會讓學(xué)生產(chǎn)生厭煩，導(dǎo)致在操作的過程中馬虎了事、

粗心大意，所以實驗教學(xué)就成了一個“雞肋”了。而化工實驗是類似化工生產(chǎn)的實驗，具有一定的實用性，所以，在一定程度上給學(xué)生“任務(wù)驅(qū)動”，激發(fā)學(xué)生的積極性。

化工生產(chǎn)類問題是高中化學(xué)中一個組成部分，它將高中所學(xué)到的化學(xué)理論知識與實際應(yīng)用結(jié)合起來，讓學(xué)生看到化學(xué)學(xué)科對人類社會的貢獻(xiàn)?；ゎ愔R在高中化學(xué)所占的篇幅不大，但是化工類問題卻以多個大題的形式出現(xiàn)在年年的高考題中，所以解決好此類問題也是學(xué)生不可逃避的一個過程。雖然化工實驗出現(xiàn)的不多，但是教師可以將化工生產(chǎn)簡單化、生活化，以課外活動的形式組織學(xué)生去進(jìn)行。從化工生產(chǎn)類問題的解決入手，旨在對高中生自學(xué)能力的培養(yǎng)有一定的參考作用，實際操作還需要教師的正確引導(dǎo)和學(xué)生的配合。

（作者單位 安徽師范大學(xué)化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院）