基于化學(xué)核心素養(yǎng)的信息技術(shù)與化學(xué)學(xué)科教學(xué)的有效整合

張水強(qiáng)　潘丹

作者簡介

張水強(qiáng)，湖南省化學(xué)特級(jí)教師、首批正高級(jí)教師，湖南省第二批基礎(chǔ)教育資源建設(shè)與應(yīng)用高中化學(xué)名師工作室首席名師、湖南省“優(yōu)質(zhì)空間課堂”高中化學(xué)名師工作室首席名師、長沙縣化學(xué)名師工作室首席名師，湖南師范大學(xué)專業(yè)碩士研究生導(dǎo)師，首批全國中小學(xué)名師工作室聯(lián)盟成員。

教學(xué)背景

信息技術(shù)與學(xué)科教學(xué)的整合、核心素養(yǎng)這兩個(gè)概念一經(jīng)提出，立即引起教育界的普遍關(guān)注，已經(jīng)成為我國當(dāng)前教育教學(xué)改革的新視點(diǎn)。信息技術(shù)作為一項(xiàng)教學(xué)工具（Learn from IT），能夠通過技術(shù)手段把各種教學(xué)媒體、課程資源完美地融合到學(xué)科教學(xué)之中。信息技術(shù)與化學(xué)學(xué)科教學(xué)的有效整合，將轉(zhuǎn)變化學(xué)教師獨(dú)有的教學(xué)方式、學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的方式、化學(xué)教學(xué)內(nèi)容的呈現(xiàn)方式，以及師生的互動(dòng)方式等。化學(xué)核心素養(yǎng)主要是指學(xué)生獲取化學(xué)知識(shí)的素養(yǎng)和能力，其內(nèi)涵非常廣泛，筆者認(rèn)為最主要的是：1.對(duì)化學(xué)學(xué)科學(xué)習(xí)的濃厚興趣；2.捕捉和應(yīng)用信息的能力；3.實(shí)驗(yàn)探究與創(chuàng)新意識(shí)；4.科學(xué)精神與嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的學(xué)習(xí)品質(zhì)等。在實(shí)際教學(xué)過程中，如何將信息技術(shù)與化學(xué)學(xué)科教學(xué)進(jìn)行有效的整合，培養(yǎng)與提高學(xué)生的化學(xué)核心素養(yǎng)呢？在“長沙市高中化學(xué)教師信息技術(shù)全員培訓(xùn)”活動(dòng)中，我們?cè)O(shè)計(jì)并執(zhí)教了“苯酚”一課，希望對(duì)廣大化學(xué)教師有所啟示。

教學(xué)過程

一、情境導(dǎo)入：借助信息技術(shù)創(chuàng)設(shè)問題情境，激發(fā)學(xué)生濃厚的學(xué)習(xí)興趣

[教學(xué)片段1]

[視頻展示] 電影林則徐虎門銷煙片段

師：林則徐虎門銷煙的方法是什么？使用何種藥品銷毀鴉片？

生：虎門銷煙使用的不是火，而是海水、生石灰和鹽鹵。

師：為什么要用海水、生石灰和鹽鹵呢？（結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)，引導(dǎo)學(xué)生探究鴉片的主要成分——嗎啡的結(jié)構(gòu)。）

生：分析發(fā)現(xiàn)，嗎啡結(jié)構(gòu)中含有兩種羥基，一個(gè)直接接在苯環(huán)上，一個(gè)接在烴基上。

二、閱讀材料：利用信息技術(shù)提供閱讀材料，培養(yǎng)學(xué)生捕捉和應(yīng)用信息的能力

[教學(xué)片段2]苯酚的物理性質(zhì)

[展示材料一]2012年梅河高速一輛滿載苯酚的罐車與一貨車相撞，導(dǎo)致9.5噸劇毒苯酚泄漏，大量的苯酚直接傾入路基下方的水塘里。記者走近翻入壕溝的罐車，一股刺鼻的異味撲面而來，現(xiàn)場(chǎng)的工作人員身穿白色防護(hù)服，將撈上來的白色結(jié)晶體（苯酚）放入鐵桶內(nèi)，一位工作人員防護(hù)手套上“燒”了一個(gè)洞，他的無名指已被苯酚腐蝕得發(fā)了白，醫(yī)務(wù)人員迅速用酒精進(jìn)行了清洗……

[展示材料二]下面是苯酚軟膏的部分說明書

【藥物相互作用】：不能與堿性藥物并用

【注意事項(xiàng)】1.用后擰緊瓶蓋，當(dāng)藥品性狀發(fā)生改變時(shí)禁止使用，尤其是色澤變紅后。

2.連續(xù)使用一般不超過1周，如仍未見好轉(zhuǎn)，請(qǐng)向醫(yī)師咨詢；用藥部位如有燒灼感、瘙癢、紅腫等癥狀應(yīng)停止用藥，用酒精洗凈。]

師：上述材料中哪些詞語與苯酚性質(zhì)有關(guān)？推測(cè)苯酚可能具有哪些性質(zhì)？

生：“刺鼻的異味”“白色結(jié)晶體”“腐蝕”“酒精清洗”“不能與堿性藥物并用”“色澤變紅”“燒灼感”等詞語。（紅色字體在材料中閃爍顯示）

討論歸納出苯酚的物理性質(zhì)和部分化學(xué)性質(zhì)。

三、模型展示，動(dòng)畫演繹

[教學(xué)片段3]苯酚的結(jié)構(gòu)

教師展示苯酚的球棍模型和比例模型。學(xué)生書寫苯酚的分子式、結(jié)構(gòu)式、結(jié)構(gòu)簡式。動(dòng)畫演示苯酚結(jié)構(gòu)中苯環(huán)對(duì)羥基的影響、羥基對(duì)苯環(huán)的影響。

師：苯酚的結(jié)構(gòu)對(duì)其性質(zhì)有什么影響？

生1：苯環(huán)使羥基中O-H極性增大，易電離出H+，苯酚有弱酸性。

生2：羥基使苯環(huán)上鄰、對(duì)位變活潑，易發(fā)生取代反應(yīng)。

四、實(shí)驗(yàn)探究一：通過信息技術(shù)結(jié)合化學(xué)實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神與嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)習(xí)品質(zhì)

[教學(xué)片段4]苯酚的酸性

師：苯酚溶液顯極弱的酸性，比醋酸弱、比碳酸弱，弱到不能使酸堿指示劑變色，怎樣證明醋酸、碳酸、苯酚溶液的酸性相對(duì)強(qiáng)弱呢？

生：利用強(qiáng)酸制弱酸的原理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，先用醋酸制取出CO2，再將CO2通入到澄清的苯酚鈉溶液中。

[視頻展示]（學(xué)生代表課前錄制實(shí)驗(yàn)視頻） CH3COOH+Na2CO3→澄清的苯酚鈉溶液

師：根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：產(chǎn)生氣泡、澄清的苯酚溶液變渾濁，能否證明酸性醋酸>碳酸>苯酚溶液呢？

生：不能證明，因?yàn)榇姿崛菀讚]發(fā)，應(yīng)該先除去CO2中的醋酸，再通入澄清的苯酚鈉溶液中。（提出新的實(shí)驗(yàn)方案：CH3COOH+Na2CO3→ 飽和NaHCO3溶液→澄清的苯酚鈉溶液。）

[學(xué)生活動(dòng)]書寫反應(yīng)的化學(xué)方程式。發(fā)現(xiàn)了新的問題：CO2與苯酚鈉溶液反應(yīng)生成的是Na2CO3還是NaHCO3？怎樣設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明？

[學(xué)生討論]新的實(shí)驗(yàn)方案：苯酚濁液中滴加碳酸鈉溶液。

[小組實(shí)驗(yàn)]按照創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)方案完成實(shí)驗(yàn)，觀察到苯酚濁液變澄清，說明碳酸鈉溶液能夠與苯酚反應(yīng)生成碳酸氫鈉。

[板書]酸性強(qiáng)弱：CH3COOH >H2CO3 >C6H5OH>HCO3-

五、實(shí)驗(yàn)探究二：利用信息技術(shù)結(jié)合化學(xué)實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究與創(chuàng)新意識(shí)

[教學(xué)片段5]苯酚的取代反應(yīng)

[視頻展示]（學(xué)生代表課前錄制）教材實(shí)驗(yàn)：向苯酚稀溶液中滴入濃溴水，產(chǎn)生白色沉淀。

增加對(duì)比實(shí)驗(yàn)：稀溴水滴入較濃的苯酚溶液中，沒有白色沉淀。

師：視頻對(duì)比實(shí)驗(yàn)說明了什么？此實(shí)驗(yàn)中為什么要強(qiáng)調(diào)濃溴水、稀苯酚溶液？

[資料卡片]三溴苯酚是一種難溶于水但易溶于有機(jī)溶劑的固體。

生：生產(chǎn)白色的三溴苯酚沉淀，需要的溴較多，且生成的三溴苯酚又可以溶于過量的苯酚溶液中，所以實(shí)驗(yàn)時(shí)溴要多，苯酚要少。

師：濃溴水中的溴容易揮發(fā)，有很重的氣味，我們有什么辦法在教室完成這個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)兀?/p>

[學(xué)生討論、回答]提出創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)方案（反向思維）：向一般濃度溴水中滴加稀苯酚溶液（與教材實(shí)驗(yàn)相反）。

[小組實(shí)驗(yàn)]按照創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)方案完成實(shí)驗(yàn)，觀察到明顯的白色沉淀生成。

教學(xué)反思

本節(jié)課為長沙市化學(xué)教師信息技術(shù)與學(xué)科教學(xué)能力提升全員培訓(xùn)的示范課，在教學(xué)完成后，通過學(xué)生的練習(xí)反饋來看，效果非常好。課后我們進(jìn)行了認(rèn)真的反思，總結(jié)如下：

1.信息技術(shù)與化學(xué)學(xué)科教學(xué)的有效整合日益重要。這節(jié)課情境導(dǎo)入過程中采用影視作品片段，比單純教師的口頭引入更加生動(dòng)，更加能夠抓住學(xué)生的心，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。課前準(zhǔn)備采用學(xué)生代表拍微視頻的方法，既有學(xué)生的親身參與體驗(yàn)，又能解決課堂容量與課堂時(shí)間有限的矛盾，讓整個(gè)課堂顯得更加具有魅力。信息技術(shù)在今后教學(xué)中的應(yīng)用會(huì)越來越多，對(duì)教師信息技術(shù)的要求也會(huì)越來越高，每一個(gè)教師都要學(xué)習(xí)信息技術(shù)。青年教師信息技術(shù)的基礎(chǔ)較好，接受能力強(qiáng)，重點(diǎn)是研究在教學(xué)過程中如何將信息技術(shù)與學(xué)科教學(xué)進(jìn)行有效的整合；老教師具有豐富的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，也要與時(shí)俱進(jìn)，主動(dòng)學(xué)習(xí)信息技術(shù)，借助信息技術(shù)將自己多年的教學(xué)方法技巧更好地呈現(xiàn)出來，適應(yīng)時(shí)代的要求，永不掉隊(duì)。

2.化學(xué)教學(xué)中應(yīng)注重培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。通過這次課，我覺得最重要的不是讓學(xué)生掌握了苯酚的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，而是讓學(xué)生真正感受到遇到疑難問題應(yīng)該根據(jù)化學(xué)學(xué)科特點(diǎn)，像科學(xué)家那樣去思考問題和解決問題，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行科學(xué)探究，掌握科學(xué)探究的基本方法和一般流程，教學(xué)的過程比結(jié)果更加重要，使學(xué)生終身受益。

3.教學(xué)過程中要重視學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。苯酚溶液與溴水的反應(yīng)，教材實(shí)驗(yàn)是：“向苯酚稀溶液中滴入濃溴水” ，我們引導(dǎo)學(xué)生深入分析反應(yīng)原理，借助資料卡片，學(xué)生設(shè)計(jì)出新的實(shí)驗(yàn)方案，再按照新的實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行探究，得到了明顯的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。學(xué)生在得到成功喜悅的同時(shí)，發(fā)現(xiàn)原來教材實(shí)驗(yàn)也是可以重新設(shè)計(jì)的，我們的設(shè)計(jì)比教材做得更好，還解決了教室中濃溴水揮發(fā)問題，更加符合綠色化學(xué)觀。

4.化學(xué)學(xué)科教學(xué)中要進(jìn)一步加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究能力?；瘜W(xué)是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué)，許多科學(xué)理論都來源于實(shí)驗(yàn)，然后在實(shí)驗(yàn)過程中不斷提升和發(fā)展。苯酚的酸性強(qiáng)弱是這節(jié)課的一個(gè)難點(diǎn)，過去教學(xué)主要是講解和記憶為主，學(xué)生經(jīng)常出現(xiàn)記不準(zhǔn)、混淆的現(xiàn)象。這次學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，化靜為動(dòng)，充分感知，使原本抽象的內(nèi)容形象化、具體化，學(xué)生充分體驗(yàn)到化學(xué)學(xué)科的魅力。（作者單位：湖南省長沙縣實(shí)驗(yàn)中學(xué)）

責(zé)任編輯 李杰杰

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