创设真实问题情境开展“素养为本”教学

陈朝阳

摘 要：高中化学学科核心素养的培养，从建构学科知识体系，帮助学生把握学科思想;建立模型认知，让学生在真实情境中体验;联系生活实际，创设真实的问题情境，提升学生思维能力;倡导自主和合作学习，培养学生科学探究的能力;探究性实验，激发学生创新意识。以必修2《有机化合物的获得与应用》为例，创设真实问题情境，培养学生化学学科核心素养。利用化学学习解决生活实际问题，达到学以致用的目的。

关键词：真实情境;问题创设;核心素养;证据推理

2017年版的《普通高中化学课程标准》指出：高中化学课程的基本理念是以发展化学学科核心素养为主旨，选择具有时代性的化学课程内容，重视开展“素养为本”的教学，创设真实问题情境，开展以化学实验为主的多种探究活动，培养学生学习化学的兴趣，促进学生学习方式的转变，培养学生的创新精神和实践能力[1]。

《有机化合物的获得与应用》是高一学生第一次学习有机物，对化石燃料（天然气、石油、煤）及食品中的化学（酒、醋、油、米、酱）略有了解，但真正进入学习环节，有机物结构表征、性质变化，复杂的习题，学生学习有机化学的积极性会削弱。有机化学启蒙教学，教师如何合理应用教学方法，重视教学内容的结构化设计，创设合适的问题情境，提升学生的学习积极性，落实核心素养为本的课堂，提升学生学习成效。下面以有机化学启蒙教学为例，创设真实问题情境，开展“素养为本”教学的一些具体做法。

一、重视引入与化学有关的社会热点问题来创设问题，激发学生学习兴趣，培养学生的社会责任感

现代社会的发展与化学关系密切，在课堂教学中，若能引导学生用正确的化学视角或用化学知识对一些社会热点事件作出正确的价值判断，调动学生学习积极性，促进他们参与到化学的实践活动中去。

《乙醇》教学时，结合新冠疫情，医疗上用75%（体积分数）进行医疗消毒，为什么不是浓度越高越好呢？因为高浓度的酒精具有很高的渗透压，会使细菌的细胞壁快速脱水而凝固，形成包膜，阻止了酒精进入细菌内部，影响了杀菌能力。而浓度为75%左右的酒精不会使细菌表面快速凝固，酒精向细菌内部渗入，使内部的蛋白质变性，最终杀灭细菌。经过实践总结，医用消毒酒精最佳的浓度是70～75%。通过真实的社会事件，结合专业知识加以解答，正确运用所学知识解决日常中出现的问题，同时引导学生指导家庭和亲戚朋友合理调配酒精浓度，培养社会责任感。

《苯》教学时，在介绍完苯、二甲苯等芳香烃的重要应用后，穿插讲解2018年发生在泉港的“碳九”泄露事故，如何采取措施保护自己，如何采取正确有效措施把损失降到最低，以免造成社会的恐慌及谣言的产生，专业知识是非常重要的。

通过这样的正面引导，学生自然就产生了学好知识的渴望，同时又培养学生碰到重大问题时如何利用专业知识，独立思考并作出合理决策的能力。

二、结合丰富多彩的生活现象来提出问题，彰显化学学科的应用性，着重培养学生科学的学习态度

有机部分的《化石燃料》、《食品中的化学》、《人工合成有机物》这三块知识与生活、生产之间的密切联系。课堂上，老师多结合生活、生产中的实际问题创设真实情境，从而深刻认识到学好化学，对创造物质财富和精神财富、满足人民日益增长的美好生活具有重要意义，能理解化学、技术、社会和环境的相互关系，认识到化学知识对环境保护与资源合理开发的重要性。

《甲烷》教学时，可结合农村沼气、居民燃气对人类生活带来的便利，而同样成分的煤矿瓦斯气所带来的坑难的危害，从而分析合理利用天然气的重要性等;讲到甲烷取代反应时介绍氟利昴的制备对人们生活的影响。在《乙烯》教学时可结合南方的生香蕉喷洒乙烯利催熟的生活事例;为了水果的保鲜利用喷有酸性高锰酸钾的硅藻土的原因。讲《石油炼制》时可结合炼油厂产生的汽油、柴油、沥青等在不同领域的重要应用，提升学生对石油产品用途的进一步认知。讲《煤的综合利用》时讲解煤的气化、液化、干馏提升煤的利用率，得到重要的化工产品。在《乙醇》教学时可通过医用酒精，乙醇浸泡中药材，酒后驾车中的酒精检测等实例来帮助学生对乙醇性质的掌握。在《醛》教学时穿插乙醛可以制备乙酸、乙酸乙酯，合成药物等;甲醛可以合成酚醛树脂，福尔马林浸泡动物标本等内容体现醛类物质的用途。在《酯》教学中讲到烧鱼同时加料酒与醋去鱼腥味，酒窑中的酒时间越久醇香味越浓等事例。在《糖类》性质教学时讲医院糖尿病的检验，让学生觉得化学无处不在。在《有机高分子合成》教学时，当介绍完聚乙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯等塑料后，更要指出合理利用塑料制品，避免产生白色污染，介绍聚乳酸可降解塑料的发展空间，从而培养学生节约资源、树立可持续发展的意识。

三、抓住有机结构这一主线，重视“有机球棍模型”的搭建，设计结构探究问题，培养学生“宏观辨析與微观探析”的核心素养

能从不同角度认识物质的组成、结构、性质与变化，形成“结构决定性质”的观念，是化学学科核心素养培养的一个重要目标，必修2中的有机物分子结构教学时，教师不能只以讲解介绍为主，而应多创设学生动手的机会，让学生根据价键理论搭建不同物质的结构模型，有利于学生从微观层面理解物质的组成、结构与性质，树立“结构决定性质，性质决定用途”的化学基本观念。

教授《甲烷》时，甲烷的立体结构模型建立是学生学习的难点，课堂中教师提供材料，然后让学生根据碳四价、氢一价，四个碳氢键完全相同等这些要求自由搭建，当学生可能搭建出正四面体、正方形等形状，可结合气球模型搭建实验分析稳定存在的可能结构。在学习取代反应后，让学生再次搭建二氯甲烷的球棍模型，然后设置问题：查资料得二氯甲烷的沸点只有一种，说明甲烷的结构是哪种？学生因为参与了搭建，所以顺利得出甲烷是正四面体结构的结论，为了进一步说明甲烷的结构可结合化学史，三维动画等。

在《乙醇》的结构教学中，也是教师先让学生根据乙醇的分子组成与价键理论搭建球棍模型，当学生搭建出二甲醚与乙醇两种结构后，教师则是先让学生观察两种结构的特点，指出二甲醚的结构类似两个烃基连在一个氧原子上，而乙醇的结构则是烃基与羟基相连。然后再设置系列问题引导学生探究：

[师]烃基的结构类似于烷烃，性质比较稳定，而有羟基结构的类似于水，大家能不能找到一种能与水反应有明显现象的物质？

[生]金属钠，能与水反应放出气体。

[师]金属钠如何保存的？

[生]煤油或石蜡中

[师]（演示金属钠与乙醇反应）煤油与石蜡都是不同碳原子的烃，说明金属钠不与烃基结构反应。实验证实乙醇能与金属钠反应，则说明乙醇中有类似水结构的羟基。

为了进一步证明乙醇的结构，可以结合乙醇与钠产生氢气的定量实验进行推导，也可以结合信息介绍氢核磁共振谱、红外光谱等得出乙醇结构。

在《乙烯、乙炔》、《苯环》的结构教学中，适当引入键长、键能、键角等数据的比较，使能学生理解不同碳碳键之间的区别，从而加深对这些有机物不同化学性质的理解。

因此，在有机物结构教学中，通过模型搭建微观探析，再加上教师合理的问题引导，学生就能正确找到解决实际问题的方法。

四、设计探究性化学实验问题，帮助学生学会收集各种证据，并能基于证据进行分析推理，建立解决复杂化学问题的思维框架

必修2的有机化学，书本中介绍了不少的化学实验，但大多是验证性的。如果教师能结合问题探究，把个别验证性实验改为探究性实验。在探究中，帮助学生学会收集证据，提出假设，并能结合证据进行分析推理，通过证据得出结论。形成科学探究的基本思维模式。

《苯》教学时，教师采用了探究式的实验方法来帮助学生搜集证据，设置了一系列问题，完成苯环结构的探究：

[师]苯的分子式C6H6，是饱和烃还是不饱和烃？

[生]不饱和烃

[师]不饱和烃的结构中一般有哪种碳碳共价键？大家能否写出符合分子组成的几种结构？

[生]可能有碳碳双键或碳碳叁键（然后学生讨论合作写出了多种结构）

[师]可用什么试剂去检验？怎样判断？

[生]溴水或酸性高锰酸钾溶液，根据是否褪色来判断。

[师]（演示实验后）苯不能使上述兩种溶液褪色，说明苯结构中没有碳碳双键或叁键。

[师]凯库勒提出的单、双键交替出现的苯环结构的结论是否合理？（提供信息，培养学生结合信息进行证据推理能力）

[生]1.苯环中的碳碳键的键长相等。2.邻二甲苯的结构只有一种。

讲授《苯》的性质时，苯与液溴发生反应，若教师直接告诉学生苯与液溴发生取代反应，再进行实验，则学生的思维得不到发展。教学时，教师可以设置这样一系列探究性的问题：

[师]苯与液溴反应，是发生取代反应，还是发生加成反应，如果是取代反应，则产物是？若是加成反应，产物是？如何证明？[2]

[生]若发生取代反应产物是溴苯与溴化氢，若发生加成反应，则产物无溴化氢。

[师]这两种反应类型的产物除有机物外，主要是否有HBr生成，通过验证产物中是否有HBr，就能确定反应类型。用什么方法去验证HBr生成？

[生]HBr溶于水形成强酸性，酸性明显增强。

[师]用什么仪器测定酸性的变化？

通过一系列问题的引导，讨论反应类型的关键在于反应后溶液酸性变化的测定，实验时已排除溴单质的干扰，最后教师引入了pH值测定仪来完成这一“数字化实验”，验证了反应后溶液的酸性变化较大，确定了该反应是取代反应，或用硝酸酸化的硝酸银溶液检验。

因此，在课堂中设计探究性实验问题，更能帮助学生建立以下思考问题的模式：

提出问题→本质探究→提出假设→验证假设→得出结论，若得出错误结论，则进一步本质探究。

培养学生大胆猜想，寻找证据，得出结论，反馈猜想是否成立，建立学科探究的基本模型，学会用科学的思维模式解决问题，揭示现象的本质与规律，解决真实的化学问题。

课堂教学是培养学生化学核心素养的主阵地。在教学时注重社会热点、生活现象等的真实问题情境的创设，能激发学生的科学探究兴趣，让学生置身于真实的生活情境中，提出真实的化学问题，促使学生查阅文献资料、类比分析，提出猜想，设计探究方案。小组合作，交流讨论，体会化学学科的社会价值。利用学习任务相关的结构探究、实验探究等问题情境设计，培养学生科学探究与创新意识等化学核心素养，有助于学生顺利建立解决陌生情境的基本学科思维模型，有效建立与熟悉情境的关联，实现知识的迁移应用，从而迅速提升化学学习水平。

参考文献

[1]普通高中化学课程标准2017年版人民教育出版社;

[2]张新桥.中学化学“自学导引、交流提升、评价反馈”自主学习模式探究——以“来自石油和煤的两种基本化工原料—苯”教学实践为例[J].化学教与学，2014（6）：37-39

教育部福建师范大学基础教育课程研究中心2019年度开放课题《素养导向下化学教学真实情境的创设研究》（KCZ-2019065）研究成果