“功能高分子材料”的化學(xué)教學(xué)價值

李金鑫

價值，作為哲學(xué)術(shù)語，在時空領(lǐng)域里，表示事物能夠滿足人的某種需要的供求關(guān)系，或人賦予物有用性的社會存在。教育是達成人生最高目標、實現(xiàn)人生最高價值的基礎(chǔ)工程，價值追求是學(xué)科教學(xué)活動的重要內(nèi)驅(qū)力，也就是說化學(xué)教學(xué)價值是我們進行化學(xué)教學(xué)活動的內(nèi)驅(qū)力，是化學(xué)理論與實踐教學(xué)的基礎(chǔ)。

一、化學(xué)教學(xué)價值

新課程改革使所有的教育活動要圍繞體現(xiàn)學(xué)生主動認知、健康發(fā)展的核心價值而進行。化學(xué)教育價值在于其能夠奠定學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)基礎(chǔ)，形成基本的化學(xué)觀念，提供化學(xué)學(xué)科獨特的認識物質(zhì)世界的視角與完善“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)、性質(zhì)反映結(jié)構(gòu)”等化學(xué)思維結(jié)構(gòu)。但是，在傳統(tǒng)的化學(xué)教學(xué)領(lǐng)域中，大部分教師對化學(xué)教學(xué)價值的認識還停留在“傳遞化學(xué)知識”上，部分教師雖然已經(jīng)關(guān)注到學(xué)生技能與技巧的發(fā)展，但大多為點綴。在教學(xué)實踐中，教師奉行的價值觀與理想中的教學(xué)價值觀并不一致，相去甚遠。因此，我們要想轉(zhuǎn)變教學(xué)價值觀，就要在化學(xué)教學(xué)實踐中不斷摸索、發(fā)展與完善。

二、“功能高分子材料”的化學(xué)教學(xué)價值

“功能高分子材料”是人教版高中化學(xué)選修5第五章第三節(jié)的內(nèi)容，是高中“有機化學(xué)”的最后一節(jié)內(nèi)容。在傳統(tǒng)教學(xué)中，我們會把這節(jié)課當作科普內(nèi)容介紹給學(xué)生或安排學(xué)生自學(xué)。然而，經(jīng)過深入分析教材，我們就會發(fā)現(xiàn)，這節(jié)容易被忽視的課，從各個方面都蘊含著可實現(xiàn)的化學(xué)教學(xué)價值。功能高分子材料與學(xué)生的生產(chǎn)生活實際、高科技材料發(fā)展有著緊密的關(guān)系，能夠深層次地體現(xiàn)“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”的化學(xué)思維結(jié)構(gòu)，運用宏觀與微觀視角解決本節(jié)教學(xué)相關(guān)問題，能讓學(xué)生體驗有機化學(xué)原理在解決實際問題中的重要作用。如何才能在教學(xué)實踐中實現(xiàn)化學(xué)的教學(xué)價值，我結(jié)合“功能高分子材料”的教學(xué)實例，將具體分析如何在新課程改革的教學(xué)實踐中實現(xiàn)化學(xué)教學(xué)價值。

1.奠定科學(xué)素養(yǎng)基礎(chǔ)，形成基本的化學(xué)觀念

形成超越課堂的持久價值和遷移價值是化學(xué)學(xué)科具有強大生命力的體現(xiàn)?！陡咧谢瘜W(xué)新課程標準》強調(diào)從知識與技能、過程與方法、情感態(tài)度與價值觀等三個維度著手培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，在此基礎(chǔ)上形成基本的化學(xué)觀念，使之成為認識物質(zhì)世界、做出相關(guān)判斷的出發(fā)點與基本依據(jù)。這意味著化學(xué)教學(xué)不僅要提供給學(xué)生基本的化學(xué)知識、技能和方法，更重要的是要讓學(xué)生從化學(xué)視角去認識科學(xué)、技術(shù)、社會和生活，了解化學(xué)制品對人類的影響，形成如微粒觀、元素觀、分類觀、結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)等基本的化學(xué)觀念，懂得運用化學(xué)知識去治理環(huán)境污染，合理地開發(fā)和利用化學(xué)資源，在面臨與化學(xué)有關(guān)的社會問題的挑戰(zhàn)時，做出更理智、更科學(xué)的決策。

圍繞“奠定科學(xué)素養(yǎng)基礎(chǔ)、形成基本的化學(xué)觀念”這一教學(xué)價值，我在“功能高分子材料”的教學(xué)過程中突出教學(xué)素材的選取和化學(xué)觀念的合理運用。

在引入環(huán)節(jié)，我展示了功能高分子材料在各個領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，從新材料的實際應(yīng)用出發(fā)，讓學(xué)生了解功能高分子材料，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注高科技產(chǎn)品與生產(chǎn)生活的緊密聯(lián)系。隨后，我會問同學(xué)們這樣一個問題：在沙漠治理和抗旱保水的過程中，我們需要一種高吸水性材料，如何獲得？這就將學(xué)生置身于解決實際問題的環(huán)境中，面對與化學(xué)有關(guān)的社會問題的挑戰(zhàn)，引導(dǎo)學(xué)生去探求化學(xué)知識的實際應(yīng)用價值，引發(fā)他們進行創(chuàng)新性思考。

為了解決這個問題，我讓同學(xué)們說說生活中常見的吸水性物質(zhì)有哪些？之后，我會從他們都熟知的物質(zhì)——棉花入手，分析其性質(zhì)和結(jié)構(gòu)特點，引發(fā)學(xué)生有針對性的思考和研究，從而在明確其結(jié)構(gòu)特點與性質(zhì)關(guān)系的基礎(chǔ)上，對棉花的結(jié)構(gòu)按需進行改造，合成能夠解決沙漠問題的高吸水性材料——聚丙烯酸鈉。所有的教學(xué)環(huán)節(jié)都在培養(yǎng)當學(xué)生面臨與化學(xué)有關(guān)問題的挑戰(zhàn)時有運用化學(xué)研究的一般思路做出科學(xué)決策的能力。

在我們完成探究高吸水性材料的性質(zhì)之后，我又以尿不濕為例拓展高吸水性材料的重要應(yīng)用，從應(yīng)用和結(jié)構(gòu)的角度比較聚丙烯酸鈉與聚丙烯酰胺性質(zhì)的異同，培養(yǎng)學(xué)生從化學(xué)視角分析生活中常見物質(zhì)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的異同，鞏固學(xué)生已有的基本認識和觀念，培養(yǎng)學(xué)生觀察、對比和分析等科研能力。

這部分教學(xué)材料的選取始終突出化學(xué)的教學(xué)價值，圍繞奠定學(xué)生化學(xué)科學(xué)素養(yǎng)基礎(chǔ)的要求，將化學(xué)課堂教學(xué)與學(xué)生生活體驗、高新科技發(fā)展緊密聯(lián)系在一起，將各種素材在有機合成思想的指導(dǎo)下合理安排，落實官能團性質(zhì)、有機合成思路等化學(xué)知識，幫助學(xué)生主動建立并鞏固化學(xué)觀念，引發(fā)學(xué)生對化學(xué)與社會、科技的主動關(guān)注與思考，嘗試運用化學(xué)知識解決現(xiàn)實世界的問題。

2.提供化學(xué)學(xué)科獨特的認識物質(zhì)世界的視角

微觀結(jié)構(gòu)與宏觀性質(zhì)的關(guān)系是認識客觀世界的一個思想方法，是化學(xué)不同于其他學(xué)科的最具特征的思維方式?；瘜W(xué)的基本特點是在分子水平上研究物質(zhì)的結(jié)構(gòu)、組成、性質(zhì)和變化，在微觀層面揭示事物一般的、本質(zhì)的與深層次的特征與聯(lián)系，因此，化學(xué)能幫助學(xué)生從宏觀與微觀視角認識物質(zhì)及其運動，使他們的認識得以升華。

“功能高分子材料”一課的教學(xué)實踐源于學(xué)生的生活經(jīng)驗，我們可以從宏觀層面研究天然吸水性材料——棉花的宏觀性質(zhì)和外部特征，探究棉花具有一定吸水性和保水能力的原因。在這個過程中，學(xué)生能夠在問題的驅(qū)動下主動地分析棉花纖維素分子的功能基團和分子骨架，自覺從微觀層面研究分子物質(zhì)的組成。結(jié)合素材分析微觀結(jié)構(gòu)，我們會進一步思考并討論如何通過改變結(jié)構(gòu)，增強棉花的吸水能力和保水能力，進而獲得強吸水性和強保水能力的高吸水性材料，從微觀分析進入到宏觀觀察，進而探究聚丙烯酸鈉的性質(zhì)和特征。

3.完善“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)、性質(zhì)反映結(jié)構(gòu)”的化學(xué)思維結(jié)構(gòu)

化學(xué)研究既重視觀察與操作，又突出化學(xué)思維，從實現(xiàn)化學(xué)教學(xué)價值的角度看，建立并完善“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)、性質(zhì)反映結(jié)構(gòu)”的化學(xué)思維結(jié)構(gòu)是化學(xué)教學(xué)的一個核心任務(wù)。化學(xué)教學(xué)需要喚起學(xué)生主動進行科學(xué)探索的意識，更要優(yōu)化學(xué)生的科學(xué)思維結(jié)構(gòu)。

“功能高分子材料”一課通過改造和修飾功能基或分子骨架，合成所需要的功能高分子，將“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”的體現(xiàn)從靜態(tài)結(jié)論轉(zhuǎn)變?yōu)閯討B(tài)過程，讓學(xué)生從被動地接受轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃舆\用化學(xué)觀念。從完善“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)、性質(zhì)反映結(jié)構(gòu)”的化學(xué)思維結(jié)構(gòu)視角出發(fā)，我們通過對高吸水性樹脂的合成分析，遵循材料科技發(fā)展的路徑，從天然材料中得到啟發(fā)，通過引入功能基團和改造分子骨架，得到高性能材料，從結(jié)構(gòu)角度認識性質(zhì)，進行結(jié)構(gòu)優(yōu)化，實現(xiàn)性能優(yōu)化，最終形成合成功能高分子材料的一般思路。例如，我會從學(xué)生熟知的天然吸水性材料——棉花開始，探究它的吸水性和保水性，分析哪些分子結(jié)構(gòu)特點會影響棉花的性質(zhì)，認識纖維素分子的分子骨架和功能基團與棉花吸水性、保水性的關(guān)系。因為棉花的性質(zhì)特點不能滿足沙漠治理的需要，如何在了解棉花的結(jié)構(gòu)后合成高吸水性材料？我會讓學(xué)生從纖維素分子的結(jié)構(gòu)入手，改造分子結(jié)構(gòu)，通過對分子骨架的改造和功能基團的修飾，設(shè)計出合成高吸水性材料的路線，合成聚丙烯酸鈉，通過實驗驗證其性質(zhì)，反映物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系。

化學(xué)課程把形成學(xué)生主動、健康發(fā)展的意識與能力作為其實施的核心價值，因此，我們要在化學(xué)教學(xué)活動中，選取教學(xué)素材、設(shè)計探究活動、安排教學(xué)程序，完成化學(xué)教學(xué)的真正任務(wù)，實現(xiàn)化學(xué)教學(xué)的價值。

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（作者單位：北京市回民學(xué)校）

（責任編輯：孫建輝）