基于“宏微結(jié)合”素養(yǎng)培養(yǎng)的化學(xué)教學(xué)探究-以“烯烴、炔烴的化學(xué)性質(zhì)”為例

基于“宏微結(jié)合〞素養(yǎng)培養(yǎng)的化學(xué)教學(xué)探究——以“烯烴、塊烴的化學(xué)性質(zhì)〞為例摘要：以“烯烴、炔烴的化學(xué)性質(zhì)〞的課堂教學(xué)為例,簡要梳理了化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)培養(yǎng)教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)施的流程,介紹了如何通過問題設(shè)置來實(shí)施基于“宏微結(jié)合〞素養(yǎng)培養(yǎng)的課堂教學(xué)。關(guān)鍵詞：化學(xué)課堂教學(xué)；核心素養(yǎng)培養(yǎng)；宏觀辨識與微觀探析；―、引言學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng),主要指學(xué)生應(yīng)具備的、能夠適應(yīng)終身發(fā)展和社會發(fā)展需要的必備品格和關(guān)鍵能力。培養(yǎng)學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)應(yīng)以各學(xué)科的課堂教學(xué)為主陣地,積極創(chuàng)設(shè)真實(shí)的研究情境,開設(shè)高層次的實(shí)驗(yàn)探究活動,設(shè)計(jì)具有診斷學(xué)科核心素養(yǎng)功能的問題,讓學(xué)生在問題的解決中提升自己的核心素養(yǎng)。2018年發(fā)布的《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》（以下簡稱《課程標(biāo)準(zhǔn)》）對化學(xué)進(jìn)行如下定義：化學(xué)是在原子、分子水平上研究物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、轉(zhuǎn)化及其應(yīng)用的一門基礎(chǔ)學(xué)科,其特征是從微觀層次認(rèn)識物質(zhì),以符號形式描述物質(zhì),在不同層面創(chuàng)造物質(zhì)。就化學(xué)這門學(xué)科而言,研究者在梳理化學(xué)學(xué)科價值和本質(zhì)的基礎(chǔ)上對我國高中生必修、選修兩階段化學(xué)研究的特征進(jìn)行了分析,整合、分類形成了具有中國的5大維度的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)體系,即“宏觀辨識與微觀探析〞“變化觀念與平衡思想〞“證據(jù)推理與模型認(rèn)知〞“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識〞“科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任〞。以化學(xué)課堂為主陣地的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)是學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)培養(yǎng)的一部分。發(fā)展核心素養(yǎng)的重要載體是學(xué)科教學(xué)內(nèi)容,但是不同章節(jié)、不同課時教學(xué)內(nèi)容所能承載的素養(yǎng)培養(yǎng)的維度可能有多個,也可能是單個。有些教師從學(xué)科核心素養(yǎng)的全部5個維度來展開教學(xué),也有些教師在對能承載多個維度素養(yǎng)培養(yǎng)的課堂教學(xué)設(shè)計(jì)時單從某一個維度的素養(yǎng)培養(yǎng)角度進(jìn)行,如單從發(fā)展學(xué)生的“數(shù)據(jù)推理與模型認(rèn)知〞的角度進(jìn)行“化學(xué)鍵〞的教學(xué)。如何在高中化學(xué)課堂教學(xué)中進(jìn)行學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)從而培養(yǎng)學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng),已經(jīng)有很多高校教授和中學(xué)一線教師對這個問題進(jìn)行過探究分析。本文主要結(jié)合筆者一線的教學(xué)經(jīng)歷,談一談在高中化學(xué)課堂教學(xué)中的關(guān)于“宏觀辨識與微觀探析〞核心素養(yǎng)培養(yǎng)的一些粗淺看法。二、以魯科版選修《有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)》中“烯烴、炔烴的化學(xué)性質(zhì)〞為例的教學(xué)實(shí)施流程認(rèn)真研讀《課程標(biāo)準(zhǔn)》,準(zhǔn)確把握教學(xué)要求課程標(biāo)準(zhǔn)中將“烯烴、炔烴的性質(zhì)〞這部分內(nèi)容安排在模塊3《有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)》的“主題2：烴及其衍生物的性質(zhì)與應(yīng)用〞中,并提出了下面所示的要求：［內(nèi)容要求】認(rèn)識烯烴、炔烴的組成和結(jié)構(gòu)特點(diǎn),比較這些有機(jī)化合物的組成、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的差異。［教學(xué)提示】進(jìn)行烴的性質(zhì)教學(xué)時,除了以典型代表物的具體反應(yīng)為載體,通過類比遷移研究一類有機(jī)化合物的性質(zhì),還可以分析有機(jī)化合物分子中的官能團(tuán)和化學(xué)鍵、預(yù)測可能的斷鍵部位與相應(yīng)的反應(yīng),然后提供反應(yīng)事實(shí),引導(dǎo)學(xué)生通過探究研究一類有機(jī)化合物的性質(zhì)。1.3【學(xué)業(yè)要求】能寫出烴的官能團(tuán)、簡單代表物的結(jié)構(gòu)簡式和名稱；能夠列舉烯烴與炔烴的典型代表物的主要物理性質(zhì)。能描述和分析烯烴與炔烴的重要反應(yīng),能書寫相應(yīng)的反應(yīng)式。綜上所述,本節(jié)課的重點(diǎn)就是從烯烴、炔烴的典型代表物乙烯、乙炔的性質(zhì)研究進(jìn)而拓展到一類有機(jī)化合物的性質(zhì)的研究,這些是從宏觀層面對物質(zhì)的性質(zhì)進(jìn)行的研究探究。學(xué)生想要準(zhǔn)確理解烯烴、炔烴的性質(zhì)上相似和差異,還需要從微觀角度深入分析這些有機(jī)物結(jié)構(gòu)上的共同點(diǎn)和差異,及能分析這類有機(jī)化合物在發(fā)生反應(yīng)時可能斷裂的化學(xué)鍵。而這些是摸不著看不見的,教師必須采用一些教學(xué)手段讓學(xué)生能感受到這些,從而建構(gòu)起“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)〞的核心化學(xué)觀念。因此從微觀視角認(rèn)識烯烴、炔烴的性質(zhì)也是這節(jié)課的研究難點(diǎn)。分析核心素養(yǎng)要求,設(shè)計(jì)研究及評價任務(wù)學(xué)科教學(xué)內(nèi)容是學(xué)科核心素養(yǎng)得到培養(yǎng)的重要載體。培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)從而使學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)的培養(yǎng)得到落實(shí)一定要在化學(xué)課堂教學(xué)中才能實(shí)現(xiàn)。結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)是化學(xué)學(xué)科的核心觀念,是宏觀辨識與微觀探析思維方式的具體表現(xiàn)形式。而“有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)〞模塊的研究中始終貫穿著“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)〞的學(xué)科觀念。因此,“烯烴、炔烴化學(xué)性質(zhì)〞的教學(xué)內(nèi)容能很好地培養(yǎng)“宏觀辨識與微觀探析〞這一維度的化學(xué)核心素養(yǎng)?；瘜W(xué)核心素養(yǎng)的培養(yǎng)離不開化學(xué)知識的支撐即核心素養(yǎng)內(nèi)隱在化學(xué)教學(xué)內(nèi)容之中,是學(xué)科知識不斷積累深化的結(jié)果。當(dāng)化學(xué)知識成為學(xué)生探究與實(shí)踐對象的時候,其研究過程就成為學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的發(fā)展過程。然而化學(xué)知識體系中并不是所有的知識都具有核心素養(yǎng)的教育價值,一般來說,具有高度遷移性的“核心知識〞才具有重要的教育價值,是發(fā)展化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)所必不可少的。而且化學(xué)核心素養(yǎng)的培養(yǎng)一定不能只停留在化學(xué)具體知識的研究上,而應(yīng)該注意挖掘化學(xué)知識背后所包含的化學(xué)觀念、化學(xué)思維、實(shí)驗(yàn)探究、科學(xué)精神等表達(dá)化學(xué)核心素養(yǎng)的項(xiàng)目。因此教師在設(shè)計(jì)研究任務(wù)時應(yīng)首先確認(rèn)本節(jié)課能承載學(xué)科核心素養(yǎng)培育功能的“核心知識〞是什么,然后對“核心知識〞展開問題解決式教學(xué),即教學(xué)中圍繞“核心知識〞設(shè)置一系列高質(zhì)量的能讓學(xué)生深度研究的問題,讓學(xué)生在問題解決研究中形成和發(fā)展化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。如“烯烴、炔烴的化學(xué)性質(zhì)〞這部分教學(xué)內(nèi)容的核心知識應(yīng)是“化學(xué)性質(zhì)的習(xí)得〞,問題的設(shè)置應(yīng)緊緊圍繞如何從不同層面習(xí)得化學(xué)性質(zhì)而展開。另外,設(shè)置的問題應(yīng)該是真實(shí)且富有價值的問題,應(yīng)該有一定的情境性。真實(shí)而有意義的化學(xué)問題情境能夠激發(fā)學(xué)生的興趣,為學(xué)生探究解決問題提供持久的驅(qū)動力。學(xué)生在解決這些問題過程中全面調(diào)用已有化學(xué)知識和生活經(jīng)驗(yàn),建構(gòu)新的認(rèn)知,發(fā)展化學(xué)思維品質(zhì),形成和發(fā)展學(xué)生的核心素養(yǎng)。應(yīng)當(dāng)提出的是,設(shè)置一系列問題引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行研究后,還應(yīng)該注意教、學(xué)、評的一致性,即教師應(yīng)及時設(shè)置問題診斷學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的達(dá)成情況。以“烯烴、炔烴的化學(xué)性質(zhì)〞為例的課堂問題設(shè)置【問題引入】教師展示生香蕉的圖片,問如何在短時間內(nèi)能吃到成熟的香蕉？設(shè)計(jì)意圖：結(jié)合學(xué)生生活中常見的水果,從乙烯的其中一條作用為切入點(diǎn),引入乙烯的研究,能使學(xué)生保持較長時間的關(guān)注度?！緩?fù)習(xí)回顧并分析】乙烯能使溴的四氯化碳溶液及酸性高錳酸鉀溶液褪色,乙烷卻不能,請寫出兩種分子的結(jié)構(gòu)式,并試結(jié)合下表數(shù)據(jù)分析原因。鍵型鍵能/kJ?mol-1c-c347C=C614C三C839追問：寫出乙炔的結(jié)構(gòu)式,預(yù)測乙炔能否使上述兩種溶液褪色？設(shè)計(jì)意圖：引導(dǎo)學(xué)生從宏觀現(xiàn)象出發(fā),結(jié)合鍵能的數(shù)據(jù)及結(jié)構(gòu)式的書寫,定性、定量分析乙烯與乙烷分子結(jié)構(gòu)上的差異,找出乙烯分子能使兩種溶液褪色的微觀本質(zhì)。既能培養(yǎng)學(xué)生從宏觀看現(xiàn)象、從微觀析本質(zhì)即宏觀辨識與微觀探析的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng),又能強(qiáng)化認(rèn)識“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)〞的化學(xué)核心觀念。接著用乙炔性質(zhì)的預(yù)測作為簡要診斷素養(yǎng)達(dá)成情況的問題,能使教學(xué)更加完整?！緦?shí)驗(yàn)觀察】乙炔通入酸性高錳酸鉀及溴的四氯化碳溶液中,觀察現(xiàn)象?！緩?fù)習(xí)回顧】乙烯加氫生成乙烷,試從化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)角度分析其原理。設(shè)計(jì)意圖：引導(dǎo)學(xué)生從反應(yīng)前后的有機(jī)化合物的變化（宏觀上）去分析化學(xué)鍵層面的變化從而明確乙烯發(fā)生加成反應(yīng)時斷鍵的位置。讓學(xué)生自主得出微觀上的本質(zhì)原因,能使學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)進(jìn)一步得到鞏固發(fā)展。【變式訓(xùn)練】1.寫出2,3-二甲基-2-丁烯分別與下面物質(zhì)反應(yīng)的化學(xué)方程式Br2/CCl4、H2、HBr、H2O寫出2-丁炔分別與等物質(zhì)的量下面物質(zhì)反應(yīng)的化學(xué)方程式Br2/CCl4、H2、HBr第2題中反應(yīng)后的產(chǎn)物還能與Br2/CCl4、H2、HBr反應(yīng)嗎？設(shè)計(jì)意圖：通過類比遷移思考上述問題,既能讓學(xué)生用符號來表征2,3-二甲基-2-丁烯及2-丁炔的加成反應(yīng),又能引導(dǎo)學(xué)生得出“烯烴、炔烴的化學(xué)性質(zhì)取決于分子中的碳碳雙鍵、碳碳叁鍵〞即結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)的化學(xué)核心觀念。同時,學(xué)生也能通過上述問題認(rèn)識到碳碳雙鍵與叁鍵在加成反應(yīng)時的不同變化?！就卣顾伎肌勘┡cHBr反應(yīng)生成的產(chǎn)物可能是什么？將CH2=CH-CH=CH2與Br2反應(yīng)可能生成的產(chǎn)物是什么？設(shè)計(jì)意圖：將對稱的2,3-二甲基-2-丁烯分子遷移為不對稱的丙烯分子及含2個碳碳雙鍵的烯烴分子,能使問題的診斷功能得以強(qiáng)化,使學(xué)科核心素養(yǎng)得以發(fā)展。【類比遷移】乙烯、乙炔均能使酸性高錳酸鉀溶液褪色,其它烯烴、炔烴能嗎？為什么？請閱讀教材,認(rèn)識不同結(jié)構(gòu)的烯烴、炔烴與酸性高錳酸鉀溶液反應(yīng)后的產(chǎn)物有何變化？設(shè)計(jì)意圖：引導(dǎo)學(xué)生能從有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)出發(fā)分析預(yù)測物質(zhì)的性質(zhì),并能認(rèn)識烯烴、炔烴與酸性高錳酸鉀溶液反應(yīng)后的產(chǎn)物與官能團(tuán)結(jié)構(gòu)上的差異有關(guān)?！驹\斷訓(xùn)練】寫出3,3-二甲基環(huán)戊烯（如右圖）與下列物質(zhì)反應(yīng)的產(chǎn)

溴水氫氣氯化氫水加聚反應(yīng)酸性高錳酸鉀溶液設(shè)計(jì)意圖：診斷學(xué)生對烯烴化學(xué)性質(zhì)的掌握情況及學(xué)生核心素養(yǎng)的達(dá)成情況。三、課后總結(jié)與反思三、課后總結(jié)與反思在化學(xué)課堂中實(shí)施基于化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)培養(yǎng)的教學(xué),進(jìn)而促進(jìn)學(xué)生核心素養(yǎng)的發(fā)展,是高中化學(xué)課程的重要目標(biāo)。在化學(xué)課堂中落實(shí)發(fā)展學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的任務(wù)時,首先必須理解化學(xué)課程目標(biāo),知道某課時或某單元教學(xué)內(nèi)容能進(jìn)行哪些維度化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng),然后設(shè)