課程思政與高中化學教學同行的實踐探索
——以“互助合作的配合物”為例

劉 潔

(廣東省佛山市高明區(qū)第一中學)

1.問題的提出

繼2012年黨的十八大提出“把立德樹人作為教育的根本任務(wù)”后,習近平總書記于2016年提出“使各類課程與思想政治理論課同向同行,形成協(xié)同效應(yīng)”,2022年黨的二十大提出的教育方針更加明確教育“為國選才、為黨育人”的重要作用。課程思政就是以課程為載體,以課堂教學為渠道,將思想政治教育融入課堂教學中,教師不僅僅局限于課本知識的傳授,還要在思想上引領(lǐng)學生,教會學生為人處事之道,培養(yǎng)學生的團隊協(xié)作精神,從而幫助學生樹立正確積極的世界觀、人生觀和價值觀,并將其延續(xù)到今后的學習、工作、生活中,真正成為適應(yīng)社會發(fā)展和人類進步需要的合格人才。

2.教學理念與設(shè)計

本文以人教版(2019)普通高中化學選擇性必修2《物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》第三章第四節(jié)第一課時——互助合作的配合物為例,充分挖掘教學內(nèi)容中的思政元素進行教學設(shè)計,選擇合適的教學策略在教學過程中滲透思政教育,發(fā)揮化學學科的育人價值,實現(xiàn)課程思政與化學教學同行,落實立德樹人的根本任務(wù)。

圖1 “互助合作的配合物”的教學框架

2.1 找準化學知識與思政元素的切入點

普通高中化學課程標準(2017年版2020年修訂)(以下簡稱“新課標”)對本節(jié)課的要求是“知道配位鍵的特點,認識簡單配位化合物的成鍵特征,了解配合物在生物、化學等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用,能運用配位鍵解釋配合物的某些典型性質(zhì)”。配位鍵又稱“電子對給予—接受”鍵,其特點是一方提供孤電子對,另一方提供空軌道,互助合作產(chǎn)生相互作用力,形成更穩(wěn)定的狀態(tài)。前面課堂中學習共價鍵的時候也遇到過這種合作,但普通的共價鍵的特點是需要幾個電子就拿出幾個電子,拿出電子共用是為了得到,相比之下,配位鍵的合作就更顯得偉大、無私了。

由于社會環(huán)境和家庭環(huán)境的影響,當代學生缺乏互助合作意識,本文選擇從配位鍵的互助合作特點出發(fā)滲透思政教育,引導(dǎo)學生感知、探究微粒間的互助合作,并在日常生活、目前學習、日后工作中發(fā)揚這種互助合作的精神。

2.2 選擇合適的教學策略滲透思政教育

本節(jié)課的教學重難點是“知道配位鍵的特點并能分析簡單配位化合物的成鍵特征”,而配位鍵概念抽象、配合物復(fù)雜陌生,使得課堂教學難度較大,故課堂教學中,教師應(yīng)設(shè)計豐富多樣的學習活動,充分調(diào)動學生的學習積極性,選擇合適的教學策略,有效滲透“培養(yǎng)互助合作精神”的思政教育目標。

本節(jié)課的思政教育目標是引導(dǎo)學生感知、體驗并學會互助合作,故課堂選擇了小組積分評優(yōu)的競爭機制,通過任務(wù)驅(qū)動將小組互助合作貫穿于全部學生活動,如:實驗感知配位鍵、實驗探究配位鍵、表格梳理認識配合物。這些課堂活動均需要學生之間進行合理地分工合作,小組才能快速且高質(zhì)量地完成每一項任務(wù),在課堂結(jié)束時贏得最高積分和獎勵。

3.教學實施過程

3.1 新課引入

觀看自制小視頻《配位鍵的故事》,由銨根離子的形成過程了解配位鍵。

設(shè)計意圖:通過介紹我們熟悉的微粒中存在的特殊相互作用,引出配位鍵的概念,提出互助合作精神,降低學生對配位鍵知識的陌生感。

3.2 課堂探索

任務(wù)一:感知配位鍵

【思考】認識了配位鍵后,請學生思考下面的問題。

1.初中階段,如何檢驗產(chǎn)物中的水?有什么現(xiàn)象?

2.為什么無水CuSO4是白色的,而CuSO4·5H2O和CuSO4溶液都是藍色的呢?

3.是什么樣的作用力讓Cu2+與H2O結(jié)合在一起的呢?請用結(jié)構(gòu)式表示出來。

【師生互動】小組代表發(fā)言,回答正確為小組積1分。

1.無水硫酸銅 白色粉末變藍;

2.除了有Cu2+還有H2O,[Cu(H2O)4]2+是藍色的;

設(shè)計意圖:通過學生已掌握的初中知識,引出藍色離子[Cu(H2O)4]2+,引導(dǎo)學生感知配位鍵的存在,感受微粒間的互助合作,并運用配位鍵知識解釋真實且熟悉的化學問題。小組代表回答問題且正確,為小組積1分,利用小組競爭機制充分調(diào)動學生的課堂參與度。

任務(wù)二:探究配位鍵

通過兩個實驗來進一步探究配位鍵,小組合作完成實驗探究,分工建議:每小組6人,2人負責實驗操作,2人記錄實驗現(xiàn)象,2人整理討論結(jié)果。

【實驗探究1】

實驗操作取4 mL 0.1 mol/L CuSO4溶液于試管中,滴加幾滴氨水,出現(xiàn)難溶物后,繼續(xù)加入氨水,觀察實驗現(xiàn)象;再加入8 mL 95%乙醇(極性較小的溶劑),觀察實驗現(xiàn)象現(xiàn)象藍色溶液出現(xiàn)藍色沉淀后,繼續(xù)加入氨水,;再加入8 mL 95%乙醇(極性較小的溶劑), 解釋用離子方程式描述實驗現(xiàn)象結(jié)論

【師生互動】小組代表發(fā)言,回答正確為小組積1分。

實驗現(xiàn)象:藍色沉淀溶解,產(chǎn)生深藍色溶液,有深藍色晶體析出。

【小組討論1】

1.繼續(xù)加氨水,溶液變?yōu)樯钏{色,深藍色是哪種離子?利用平衡移動原理解釋,為什么藍色沉淀會溶解?

回到家，楚墨已經(jīng)做好了晚飯。油燜大蝦、蜜汁苦瓜、海帶排骨、萵筍木耳、紫菜雞蛋湯，一瓶紅葡萄酒擺在餐桌一角。念蓉問他：“忙了多長時間？”楚墨說：“一個下午?！蹦钊卣f：“今天不是咱倆的生日吧？”楚墨在圍裙上擦擦手，說：“都是你喜歡的菜。知道你昨晚沒有睡好，燒幾道好菜給親愛的補補。”

2.加入乙醇(極性較小的溶劑)后為什么會有深藍色晶體析出?

3.寫出離子方程式,并從結(jié)構(gòu)角度推測Cu2+、NH3間的配位鍵與Cu2+、H2O間的配位鍵的強弱大小?

【師生互動】小組代表發(fā)言,回答正確為小組積1分。

1.受到四水合銅離子的啟發(fā),猜測深藍色是四氨合銅離子的顏色;利用平衡移動原理,

[Cu(NH3)4]2+

Cu2+與NH3以配位鍵結(jié)合,Cu2+濃度降低,平衡向著Cu(OH)2沉淀溶解的方向進行;

實驗探究1結(jié)論:配位鍵強度有大有小,配位鍵越強配合物越穩(wěn)定。

【實驗探究2】

實驗操作①向盛有少量蒸餾水的試管中滴加2滴FeCl3溶液,然后再滴加2滴KSCN溶液,觀察實驗現(xiàn)象;②向盛有少量蒸餾水的試管中滴加2滴K3[Fe(CN)6]溶液,然后再滴加2滴KSCN溶液,觀察實驗現(xiàn)象現(xiàn)象① ;② 解釋用離子方程式描述實驗現(xiàn)象結(jié)論

【師生互動】小組代表發(fā)言,回答正確為小組積1分。

實驗現(xiàn)象:①溶液出現(xiàn)血紅色 ②溶液無明顯變化。

【小組討論2】

1.在必修內(nèi)容中KSCN溶液有什么重要作用?

2.為什么兩個試管中現(xiàn)象不同?能不能用離子方程式表示?

3.為什么都含有三價鐵的三種離子(Fe3+、[Fe(CN)6]3-、[Fe(SCN)n]3-n),顏色不同?

【師生互動】小組代表發(fā)言,回答正確為小組積1分。

1.KSCN溶液用來檢驗Fe3+;

3.三種離子的顏色不同,說明三種離子都含有三價的鐵但是性質(zhì)不同。

實驗探究2結(jié)論:形成配位鍵的配離子與簡單離子的性質(zhì)不同。

設(shè)計意圖:通過分組實驗觀察宏觀現(xiàn)象,然后小組討論探尋微觀本質(zhì)并交流分享,深入認識配位鍵。實驗探究1藍色溶液[Cu(H2O)4]2+最終變?yōu)樯钏{色溶液[Cu(NH3)4]2+可得出結(jié)論:配位鍵與配位原子的電負性有關(guān),配位鍵越強物質(zhì)越穩(wěn)定;實驗探究2中Fe3+遇到KSCN溶液出現(xiàn)血紅色而[Fe(CN)6]3-沒有血紅色,且三種離子的顏色各不相同,說明由于配位鍵的存在,配離子與簡單離子的性質(zhì)不相同。學生在分工合作的模式下完成實驗探究,既學習了配位鍵知識又體驗了互助合作,課堂教學既完成了教學目標又達到了思政教育的目的。

任務(wù)三:識別配合物

【思考】配位鍵和配位化合物有沒有什么關(guān)系?有配位鍵的化合物就是配合物嗎?配合物是不是一定有配位鍵?

配合物:________離子或原子(稱為中心離子或原子)與某些分子或離子(稱為配體或配位體)以________結(jié)合形成的化合物稱為配位化合物,簡稱配合物。

【師生互動】金屬 配位鍵

【小組討論3】按要求填寫下列表格,已知:CN-的電子式為[∶C??N∶]-;CO的電子式為∶C??O∶,填寫完表格后,請你們從表格中發(fā)現(xiàn)有關(guān)配合物組成的規(guī)律?并試著設(shè)計出一個常見配合物的組成模型?

配合物配離子中心離子(原子)配體配位原子配位數(shù)[Ag(NH3)2]OH(NH4)2[PtCl6]Na3[AlF6]K3[Fe(CN)6]Ni(CO)4[Co(NH3)5Cl]Cl2

【師生互動】每組選出一份優(yōu)秀學案進行投影,正確率前三的小組各積1分;小組代表發(fā)言,回答正確為小組積1分。

配合物配離子中心離子(原子)配體配位原子配位數(shù)[Ag(NH3)2]OH[Ag(NH3)2]+Ag+NH3N2(NH4)2[PtCl6][PtCl6]2-Pt4+Cl-Cl6Na3[AlF6][AlF6]3-Al3+F-F6K3[Fe(CN)6][Fe(CN)6]3-Fe3+CN-C6Ni(CO)4無NiCOC4[Co(NH3)5Cl]Cl2[Co(NH3)5Cl]2+Co3+NH3、Cl-N、Cl6

小組分享配合物組成的規(guī)律:

1.配離子中心可以是金屬離子也可以是原子,過渡元素居多;

2.配體可以是離子也可以是分子,可以是一種也可以是多種;

3.常見的配位數(shù)是2、4、6,一價金屬是2、二價金屬是4、三價金屬是6。

常見配合物的組成模型:[金屬離子或原子(配體分子或離子)配位數(shù)]其他離子

設(shè)計意圖:本次討論時間緊任務(wù)重,必須采用互助合作的方式才能在規(guī)定時間內(nèi)按要求完成任務(wù),如果先組內(nèi)分工,然后再針對有困難的進行討論,最后合并,即可拿出最優(yōu)學案為小組加分。學生在體驗互助合作的學習活動中,完成對配合物的認識,也進一步體會到互助合作的重要性。

3.3 課堂小結(jié)

配位鍵定義電子對給予—接受鍵形成條件一方提供孤電子對,另一方提供空軌道表示式與其他共價鍵一樣,用“—”表示特點一種特殊的共價鍵,具有方向性和飽和性,與其他共價鍵的鍵參數(shù)相同配合物配合物一定含有配位鍵,含有配位鍵的不一定是配合物,配位鍵越強配合物越穩(wěn)定

【拓展延伸】

(葉綠素)

(血紅素)

配合物在自然界普遍存在,在醫(yī)藥科學、化學催化、新型分子材料領(lǐng)域均有著廣泛應(yīng)用。

設(shè)計意圖:回顧梳理本節(jié)課知識點,了解學生在本節(jié)課中互助合作的感受,并引導(dǎo)學生將互助合作精神延續(xù)到課外。

4.教學反思

課程思政是一種新型教學理念,化學教師要具有較強的思政教育意識,肩負起立德樹人的教育重任。教師在研究新課標的基礎(chǔ)上結(jié)合實際教學內(nèi)容挖掘思政元素,切勿本末倒置;教學設(shè)計要將思政元素充分融入課堂,在完成教學任務(wù)的同時落實思政教育,切勿牽強附會。通過本節(jié)課的學習,學生在教學內(nèi)容中感知微粒間的互助合作精神,在課堂教學活動中體驗團隊的互助合作,在小組競爭機制的激勵下培養(yǎng)自身的互助合作意識,并能將互助合作精神延續(xù)至課外乃至未來。

課程思政是落實立德樹人根本任務(wù)的重要途徑,課程思政與化學教學同行,使學生在認識化學、應(yīng)用化學的同時,形成良好的思想道德品質(zhì)并樹立積極正確的世界觀、人生觀和價值觀,才能為國家培養(yǎng)適應(yīng)現(xiàn)代生活和未來發(fā)展需要的合格人才。