培養(yǎng)學(xué)科思維，生成化學(xué)素養(yǎng)

許姝梅

摘要：自《普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)》（2017年版）推出后，在化學(xué)課堂上培養(yǎng)學(xué)生“五個維度”的學(xué)科核心素養(yǎng)和落實“一核四層四翼”的高考評價體系已經(jīng)成為高中化學(xué)教師的核心工作。文章以“飲食中的有機化合物——乙醇”作業(yè)設(shè)計為案例，探究與思考了培養(yǎng)學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)的作業(yè)。

關(guān)鍵詞：高中化學(xué)? 作業(yè)設(shè)計? 學(xué)科思維? 化學(xué)素養(yǎng)

一、作業(yè)設(shè)計目標(biāo)的確立

中國制酒歷史悠久，品種繁多，名酒薈萃，中國的“酒文化”源遠(yuǎn)流長，享譽中外。那么，如何讓學(xué)生從化學(xué)學(xué)科的視角來分析、解決生活中的問題，真正掌握乙醇的物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)及其用途呢？筆者認(rèn)為，合理的作業(yè)設(shè)計助于提升學(xué)生的學(xué)習(xí)質(zhì)量。針對《飲食中的有機化合物——乙醇》這節(jié)課的作業(yè)設(shè)計，筆者嘗試從“記憶類”“理解類”“遷移類”和“建構(gòu)類”這四類作業(yè)著手，以學(xué)習(xí)物質(zhì)性質(zhì)的一般順序（物理性質(zhì)、結(jié)構(gòu)、化學(xué)性質(zhì)）為主線設(shè)計作業(yè)，旨在讓學(xué)生從基礎(chǔ)開始，到化學(xué)性質(zhì)的遷移應(yīng)用，層層深入，真正實現(xiàn)化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)落地。

二、作業(yè)設(shè)計思路分析

高中化學(xué)作業(yè)應(yīng)該是教師精心設(shè)計后，送給學(xué)生的一份禮物。學(xué)生在學(xué)習(xí)新課后，通過作業(yè)中提供的情境、問題，對本節(jié)課知識進行梳理、加深理解并應(yīng)用的過程，目的是真正理解和掌握基礎(chǔ)知識，并利用這些知識來分析和解決問題，同時形成化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)。在重視學(xué)生核心素養(yǎng)培養(yǎng)的背景下，設(shè)計符合學(xué)生認(rèn)知水平和素養(yǎng)發(fā)展的作業(yè)，是筆者設(shè)計《飲食中的有機化合物——乙醇》課時作業(yè)的理論依據(jù)。

（一）融合傳統(tǒng)文化，探究學(xué)科本質(zhì)

2014年，教育部發(fā)布《完善中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化教育指導(dǎo)綱要》，明確提出要將中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化引入今后的課程和教材體系，加入中考和高考升學(xué)考試，化學(xué)、數(shù)學(xué)等學(xué)科的教學(xué)環(huán)節(jié)應(yīng)滲透中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化的相關(guān)內(nèi)容。為了讓學(xué)生在化學(xué)學(xué)科中感受中國傳統(tǒng)文化，筆者安排了如下課時作業(yè)：

作業(yè)1：“古詩有云：‘明月樓高休獨倚，酒入愁腸，化作相思淚’‘白日放歌須縱酒，青春作伴好還鄉(xiāng)’……酒，自古以來受到廣大民眾的喜愛，自稱是“酒中仙”的人也不在少數(shù)，那么，酒的主要成分是什么呢？化學(xué)式是什么呢？”本題把中華傳統(tǒng)文化融入化學(xué)教學(xué)環(huán)節(jié)，讓化學(xué)課堂充滿文化氣息，提高了學(xué)生在化學(xué)課堂中的參與度，也強調(diào)了作業(yè)的知識記憶的功能，考查了學(xué)生對課本知識的掌握情況。

作業(yè)2：“日常生活中，我們遇見過各種各樣的酒，你能不能根據(jù)這些酒的狀態(tài)分析乙醇的物理性質(zhì)呢？請概括乙醇的物理性?！痹谌粘Ｉ钪校频钠贩N多種多樣，如具有客家特色的米酒、白酒，葡萄酒……本題從生活入手，讓學(xué)生根據(jù)生活中可以接觸的各種酒的顏色、狀態(tài)、氣味等概括乙醇的物理性質(zhì)，建立學(xué)習(xí)物質(zhì)物理性質(zhì)的思維模型，生成模型認(rèn)知核心素養(yǎng)。

作業(yè)3：“請分析乙醇在水中和有機溶劑中的溶解情況，回答下列問題：①請根據(jù)碘單質(zhì)的性質(zhì)，判斷實驗室中能不能用乙醇萃取碘水中的碘單質(zhì)？請說明理由。②我們能用四氯化碳溶液來鑒別乙醇和苯嗎？如果可以，有哪些現(xiàn)象？如果不能，該選用什么物質(zhì)來鑒別它們？”本題從已有知識“萃取原理及其萃取劑的選擇”出發(fā)，結(jié)合乙醇的溶解性，考查學(xué)生是否真正理解了相關(guān)概念，把握住了本質(zhì)，也引導(dǎo)學(xué)生溫故而知新，嘗試搭建知識網(wǎng)絡(luò)。

（二）深化學(xué)科觀念，建立平衡思想與探究意識

化學(xué)是在研究物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、轉(zhuǎn)化及其應(yīng)用的一門學(xué)科，為了幫助學(xué)生更加深入了解化學(xué)學(xué)科的特征，筆者引導(dǎo)學(xué)生從乙醇的分子結(jié)構(gòu)出發(fā)，借助在課堂上進行的探究實驗和觀察的實驗現(xiàn)象，寫出化學(xué)反應(yīng)的方程式，學(xué)會分析乙醇在反應(yīng)中的斷鍵情況，深入分析乙醇中的羥基和水中羥基的活性，讓學(xué)生在對水和乙醇的結(jié)構(gòu)的探究過程中，體會“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)，性質(zhì)反映結(jié)構(gòu)”的平衡思想和“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識”核心素養(yǎng)。設(shè)計習(xí)題如下：

作業(yè)4：“請分別寫出乙烷和乙醇分子的結(jié)構(gòu)式，并觀察有何異同？”

作業(yè)5：“請根據(jù)乙醇分子中原子的成鍵情況，回答下列問題：①寫出金屬鈉和水反應(yīng)的化學(xué)方程式，并描述現(xiàn)象。②金屬鈉和乙醇反應(yīng)時，斷裂的化學(xué)鍵為______ （填上述序號）。③乙醇在空氣中燃燒時，斷裂的化學(xué)鍵為 _______（填上述序號）。④請根據(jù)金屬鈉與水、金屬鈉與乙醇反應(yīng)的不同現(xiàn)象，分析水和乙醇中羥基的活性。⑤當(dāng)乙醇與氧氣反應(yīng)（Cu做催化劑）時，______鍵斷裂（選做：大家試著思考，醇的催化氧化的條件是什么？）?！?/p>

作業(yè)6：“實驗室常用酒精燈進行加熱，請問該如何檢驗乙醇燃燒的產(chǎn)物？請寫出實驗步驟，并計算：9.2克乙醇在空氣中完全燃燒，消耗標(biāo)況下的氧氣____升。”

筆者認(rèn)為，在“宏觀辨識與微觀探析”這一核心素養(yǎng)的培養(yǎng)過程中，教師可以引導(dǎo)學(xué)生基于碳原子的成鍵特點認(rèn)識乙醇的結(jié)構(gòu)特征，構(gòu)建物質(zhì)的結(jié)構(gòu)觀，并通過結(jié)構(gòu)觀認(rèn)識物質(zhì)的性質(zhì)。

因為羥基（-OH）是乙醇的官能團，決定了乙醇的化學(xué)性質(zhì)，因此筆者強調(diào)學(xué)生對乙醇分子式、結(jié)構(gòu)式及化學(xué)方程式的書寫，目的是讓學(xué)生意識到物質(zhì)結(jié)構(gòu)的重要性，體會“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)，性質(zhì)反映結(jié)構(gòu)”的學(xué)科觀念，培養(yǎng)學(xué)生的平衡思想。

（三）創(chuàng)設(shè)真實情境，培養(yǎng)科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任

為了讓學(xué)生具有安全意識和合理、正確利用化學(xué)物質(zhì)的科學(xué)態(tài)度，更加直觀地體會到化學(xué)知識與社會發(fā)展、生命安全之間的緊密聯(lián)系，培養(yǎng)學(xué)生強烈的社會責(zé)任感，筆者設(shè)計以下作業(yè)：

作業(yè)7：“為了大家的生命安全，上杭交警經(jīng)常在北環(huán)路、高速出口設(shè)卡檢驗機動車駕駛員是否酒駕。傳統(tǒng)的酒精檢測儀的反應(yīng)原理為：3CH3CH2OH+K2Cr2O7（橙紅色）+4H2SO4→3CH3CHO+Cr2（SO4）3（綠色）+K2SO4+7H2O。交通警察根據(jù)機動車駕駛員呼出氣體是否讓檢測儀變色及其顏色變化程度，來判斷機動車駕駛員是否酒駕或醉駕。請根據(jù)氧化還原反應(yīng)的相關(guān)知識判斷，該反應(yīng)的還原劑為___________;氧化劑為__________;乙醇具有_________（填“氧化性”或“還原性”）。若有1摩爾電子發(fā)生轉(zhuǎn)移，則需要K2Cr2O7的物質(zhì)的量為_________?！?/p>

作業(yè)8：“甲醇（結(jié)構(gòu)簡式為CH3OH），用途非常廣泛，是基礎(chǔ)的有機化工原料和優(yōu)質(zhì)燃料。因為甲醇有劇毒，所以拒絕把甲醇添加到食用酒中。請回答下列問題：①甲醇的官能團名稱為__________;②請參考乙醇發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的斷鍵情況，嘗試寫出甲醇與金屬鈉反應(yīng)、甲醇發(fā)生催化氧化的化學(xué)方程式?！?/p>

筆者想通過作業(yè)7，培養(yǎng)學(xué)生的社會責(zé)任感，正確認(rèn)識“喝酒不開車，開車不喝酒”的社會行為準(zhǔn)則，并利用所學(xué)的氧化還原反應(yīng)知識解決生活實際問題;通過作業(yè)8對甲醇的用途和毒性的描述，引導(dǎo)學(xué)生對化學(xué)物質(zhì)的“功”與“過”進行客觀、合理的評價，而不是談化學(xué)色變。同時，也讓學(xué)生從官能團的類別，準(zhǔn)確判斷甲醇的化學(xué)性質(zhì)，培養(yǎng)學(xué)生的知識遷移與應(yīng)用的能力，希望學(xué)生能從有機化合物結(jié)構(gòu)及其性質(zhì)的角度對有關(guān)能源、材料、飲食、健康、環(huán)境等時實際問題進行分析、討論和評價，能妥善保存、合理使用有機化學(xué)品，真正實現(xiàn)化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的養(yǎng)成。

（四）關(guān)注生活中的化學(xué)知識

酒精（乙醇）幾乎是每個中國家庭必備的一種有機化合物，因此在本節(jié)課的作業(yè)設(shè)計過程，筆者始終圍繞乙醇在日常生活中的用途展開，讓學(xué)生感受到：美好生活，化學(xué)創(chuàng)造。為此，筆者安排如下練習(xí)：

作業(yè)9：“人們常戴的銀手鐲、銀項鏈，家里的銀器等用過一段時間后經(jīng)常會變黑，通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，你知道可以用什么方法解決？”

在上述作業(yè)中，筆者以真實的生活情境，以問題為導(dǎo)向，引導(dǎo)學(xué)生用所學(xué)知識解釋生活現(xiàn)象，解決實際問題，感受化學(xué)的魅力，形成化學(xué)學(xué)科的價值觀。

（五）關(guān)注學(xué)生綜合素養(yǎng)的建構(gòu)

作業(yè)10：“感受客家米酒釀造的傳統(tǒng)工藝，同學(xué)組成探究小組，準(zhǔn)備材料、學(xué)習(xí)釀造過程與動手實踐，記錄步驟與實驗現(xiàn)象（反應(yīng)條件的控制：溫度、pH、催化劑等），米酒的蒸餾、成品的展示、客家米酒釀造的經(jīng)驗介紹交流及改進。”

此類習(xí)題涉及的知識綜合程度更高，解答的難度要求總體更大。因此，筆者讓學(xué)生自主選擇是否完成本題作業(yè)。不可否認(rèn)，此類作業(yè)對提高高中學(xué)生解決實際問題的能力，提升高中有機化學(xué)的教學(xué)質(zhì)量，發(fā)展學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)具有重要的引導(dǎo)意義。

三、作業(yè)的時間及評價

從作業(yè)的目標(biāo)追求看，知識記憶與知識理解兩個方面的作業(yè)更注重發(fā)揮它們對學(xué)生課堂學(xué)習(xí)知識的鞏固、深化等方面的作用;而知識遷移和思維觀念建構(gòu)兩個方面的作業(yè)，則在知識鞏固和深化基礎(chǔ)上，更強調(diào)知識的發(fā)展、提升等方面的價值。從發(fā)展學(xué)生學(xué)科素養(yǎng)的角度看，后兩者更重要。

為了避免學(xué)生因為作業(yè)量過大，而無法保質(zhì)保量完成，筆者把上述作業(yè)（作業(yè)10除外）以預(yù)習(xí)作業(yè)和課堂作業(yè)的形式穿插進行，既體現(xiàn)了作業(yè)的功能價值，又讓學(xué)生真正參與課堂。作業(yè)10屬于綜合素養(yǎng)的培養(yǎng)過程，最有利于發(fā)展學(xué)科核心素養(yǎng)，但是完成這道題所需的時間比較多，對學(xué)生能力要求比較高，讓學(xué)生選擇性參與，結(jié)果兩個教學(xué)班級中，只有三位學(xué)生有興趣參與，他們在整個作業(yè)的實踐過程中，全程自己安排工作任務(wù)，找資料、準(zhǔn)備材料，記錄現(xiàn)象和數(shù)據(jù)，最后帶到學(xué)校與全班同學(xué)一起分享、品嘗成品，并且以校級小課題研究的形式展示作品，上交學(xué)校教研室保管。

四、結(jié)語

一個優(yōu)秀的化學(xué)教師可以通過一項作業(yè)，讓學(xué)生理解化學(xué)知識、解釋生活生產(chǎn)中的化學(xué)問題，感受化學(xué)的無限魅力。而課時作業(yè)應(yīng)該是達(dá)到上述目標(biāo)的有效方法之一，教師可以靈活、合理安排多層次、多樣化的作業(yè)，來提升學(xué)生的化學(xué)思維邏輯，讓學(xué)科素養(yǎng)真實落地。

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（作者單位：福建省上杭縣第五中學(xué)）