基于核心素养的应用化学专业教学分析—《助剂化学及工艺学》为例

韩丹丹

(吉林化工学院 化学与制药工程学院，吉林 吉林 132022)

我国教育变革过程中对人才质量标准进行了初步定位，提出了“核心素养”的概念，相关研究并在国内兴起。学生核心素养的培养成为现代教学的重点。现代教学突破了传统的“灌输式”教学模式，将情感态度的培养提到重点，并注重学生实际应用和创新能力的提高，将重视教学内容向重视学习效果转变。解决培养什么样的人和怎样培养人的问题[1]。

1 核心素养的构成

从相关的核心素养研究来看，核心素养的要素包括[2]：(1)构建学生核心素养理论体系是顶层设计，为学生个人终身发展及社会需要建立指引；(2)构建核心素养需要依据具体课程及实践体系；(3)核心素养涉及专业知识的广度，掌握关键能力的程度和个人情感等。在核心素养的多维视角影响下，省属工科院校的教育教学改革皆在促进学生核心能力的培养，学生的核心素养应该是涉及学生知识、技能、情感态度价值观等多方面能力的要求，是个体能够适应未来社会、促进终身学习、实现全面发展的基本保障。而学生核心素养的落地则主要依赖于学校的课程设计与实施，课程是实现教育育人旨趣的最重要载体，因此研究如何转向以核心素养为基础的课程体系建设具有重要意义[4]。

2 基于核心素养的《助剂化学及工艺学》教学策略

目前，工科院校应用化学专业现行课程标准中，教学建议与教学设计等方面描述得相对较笼统，较简练，体现学科特色等方面存在缺陷，关于在具体课程中如何实现学生能力方面，提出相关建议，设计合理的教学设计，从而可以达到教学目的。基于学生核心素养的要求，详细设计符合应用化学专业专业课程的教学方法，从而实现核心素养的初级目标，最后通过对学生的质量考核，最终实现化学核心素养的建立。

2.1 问题驱动式教学策略应用

几乎所有的化学革新及进步都是离不开问题的提出，一个没有“问题”的化学研究及课堂教学是不可以想象的，课堂教学的进程是在问题的驱动下推进的。问题驱动式教学(Problem-Based Learning，简称PBL)指的是以问题为导向的教学模式，传统教学模式是先学知识后解决问题，而问题驱动式教学强调以学生为主体，以问题为核心规划贯穿学习内容，通过引入、思考、探索、应用、解决、升华的教学设计，提高学生学习知识的积极性与主动性，提高学生在课堂中的参与程度[3-4]。问题驱动教学模式的核心在于“问题的构建”。助剂化学及工艺学是我校应用化学专业一门重要的专业主干课，主要研究各类高分子助剂的定义、分类、作用原理和生产工艺等，涉及的概念繁多，种类复杂，作用原理涉及无机化学、有机化学和物理化学等多门基础化学知识，又与生活生产实际联系密切，生产工艺过程多种多样，这样的课程如果采用传统的讲授模式，由教师将课堂任务分解“打包”分发给学生，会使课堂枯燥乏味，学生学习积极性受到阻碍。问题驱动模式教学的关键在于教师如何提出问题，教师及时巧妙的抛出问题，能够充分激发学生的求知欲，例如，在讲解热稳定剂时，教师提出问题：冰染料的一个重要组分为色盐，它在受热甚至室温下就可以分解释放出氮气，热稳定性极差，为了色盐的运输，使用的安全与方便，向其中加入哪些物质提高其热稳定性呢？通过氯化锌的络合能够抑制色盐的热分解又不影响其偶合反应，这类物质怎么去定义呢？它们是怎么在实际生产生活中起作用呢？通过抛出一系列问题逐步引入热稳定剂的定义，在学习过程中，学生通过启发的提问逐渐对抽象问题进行深刻的理解，从而达到对学生知识能力的培养。

2.2 发现教学策略的应用

美国著名的认知学派心理学家、教育家布鲁纳首先提出“发现教学法”[5]。“发现教学”是指在教师的启发诱导下，学生通过对一些事实和问题的独立探究，积极思考，自行发现并掌握相应的原理和结论的一种教学方法。重视学生的主动学习过程，在教学过程中，以学生主动探究为主，并实现“自我发现”的过程；任何学习过程所需要的动机都应该是主动的，激发学生主动学习的动机，才会让学生对未知的知识保持一种高度的好奇，并产生学习的内驱力，激发学习知识的欲望和对新发现的自信感。应用化学专业课程设置在第七学期，化学基础知识掌握牢固，具备了发现的经验和建立发现假说等能力，因此，在课堂教学中适当章节运用“发现教学法”，激发学生发现问题和解决问题的能力。如在讲解光稳定剂时，聚合物暴露在阳光下，其吸收光的基团受到激发而生成自由基，引发光氧老化降解，但材料的降解包括很多种，如热氧老化，二者发生机理相似，学生会将两种材料老化机理相混淆，这时教师运用发现式教学模式，让学生独立制作课件，从二者引发源入手，发现化学反应的差别和机理的不同，具体操作过程如下：

(1)创设问题情境：教师展示两种老化材料，让学生观察老化后的外观、性状和机械性能等的差异？

(2)提出假设：学生发现差异的存在，反应方程式有区别，反应速率不同，降解后的产物不同，相同点是降解后材料颜色全部发黄，变脆，龟裂和机械性能下降，学生提出假设是由于光照导致材料受热增加而发生的热氧老化。

(3)验证假设：从光氧老化和热氧老化的速度进行比较，发现光化学反应活化能来源于光子的能量，光化学反应活化能为30 kJ/mol，小于一般热化学反应活化能，更容易提前发生，引起强键的断裂或活化。从而得出材料老化的机理。

(4)得出结论：相对比引发源不同，引发降解的化学键不同，引发速率不同，因此光照后首先会发生光氧老化降解，这些可以从实验中的引发速率来证明。

2.3 类别归属表教学策略应用

类别归属表教学策略是针对《助剂化学及工艺学》这门课程的教学研究，课程组教师自行总结教学规律，提出的教学方法。这门课程的概念较多，分类庞杂，针对这种情况运用类别归属表教学可以使学生思路清晰，对比学习，提高学习效率。科学研究是建立在对基本知识熟练掌握的基础上的，金属皂类热稳定剂分为铅盐类、脂肪酸皂类、有机锡类、稀土类及有机化合物类。其中脂肪酸皂类主要以Ca/Zn复合热稳定剂为主，其作为一种无毒、环保型热稳定剂，具有价格低廉、润滑性良好等优点。钙皂锌皂的脂肪酸基通常采用硬脂酸、C8-16饱和脂肪酸、油酸等，其中硬脂酸基最为常用，学生对如此多而杂的助剂种类会表现的混乱，抓不住重点，可以通过展示重要化学结构类型增塑剂的分类法归属表，将各类具有代表性的增塑剂特性用简单符号标注，利于学生掌握各类增塑剂的特点，为助剂的配伍打下基础。

3 结论

培养应用化学专业学生的核心素养对专业课程的教学提出了更高的要求，教师应该注重对教学策略和方法的研究探索，为提高教学质量，培养创新性人才和具有实践能力的高素质人才打下基础。