培养学科思维，生成化学素养
许姝梅
摘要：自《普通高中课程标准》（2017年版）推出后，在化学课堂上培养学生“五个维度”的学科核心素养和落实“一核四层四翼”的高考评价体系已经成为高中化学教师的核心工作。文章以“饮食中的有机化合物——乙醇”作业设计为案例，探究与思考了培养学生学科核心素养的作业。
关键词：高中化学 作业设计 学科思维 化学素养
一、作业设计目标的确立
中国制酒历史悠久，品种繁多，名酒荟萃，中国的“酒文化”源远流长，享誉中外。那么，如何让学生从化学学科的视角来分析、解决生活中的问题，真正掌握乙醇的物理性质、化学性质及其用途呢？笔者认为，合理的作业设计助于提升学生的学习质量。针对《饮食中的有机化合物——乙醇》这节课的作业设计，笔者尝试从“记忆类”“理解类”“迁移类”和“建构类”这四类作业着手，以学习物质性质的一般顺序（物理性质、结构、化学性质）为主线设计作业，旨在让学生从基础开始，到化学性质的迁移应用，层层深入，真正实现化学学科核心素养落地。
二、作业设计思路分析
高中化学作业应该是教师精心设计后，送给学生的一份礼物。学生在学习新课后，通过作业中提供的情境、问题，对本节课知识进行梳理、加深理解并应用的过程，目的是真正理解和掌握基础知识，并利用这些知识来分析和解决问题，同时形成化学学科素养。在重视学生核心素养培养的背景下，设计符合学生认知水平和素养发展的作业，是笔者设计《饮食中的有机化合物——乙醇》课时作业的理论依据。
（一）融合传统文化，探究学科本质
2014年，教育部发布《完善中华优秀传统文化教育指导纲要》，明确提出要将中华优秀传统文化引入今后的课程和教材体系，加入中考和高考升学考试，化学、数学等学科的教学环节应渗透中华优秀传统文化的相关内容。为了让学生在化学学科中感受中国传统文化，笔者安排了如下课时作业：
作业1：“古诗有云：‘明月楼高休独倚，酒入愁肠，化作相思泪’‘白日放歌须纵酒，青春作伴好还乡’……酒，自古以来受到广大民众的喜爱，自称是“酒中仙”的人也不在少数，那么，酒的主要成分是什么呢？化学式是什么呢？”本题把中华传统文化融入化学教学环节，让化学课堂充满文化气息，提高了学生在化学课堂中的参与度，也强调了作业的知识记忆的功能，考查了学生对课本知识的掌握情况。
作业2：“日常生活中，我们遇见过各种各样的酒，你能不能根据这些酒的状态分析乙醇的物理性质呢？请概括乙醇的物理性。”在日常生活中，酒的品种多种多样，如具有客家特色的米酒、白酒，葡萄酒……本题从生活入手，让学生根据生活中可以接触的各种酒的颜色、状态、气味等概括乙醇的物理性质，建立学习物质物理性质的思维模型，生成模型认知核心素養。
作业3：“请分析乙醇在水中和有机溶剂中的溶解情况，回答下列问题：①请根据碘单质的性质，判断实验室中能不能用乙醇萃取碘水中的碘单质？请说明理由。②我们能用四氯化碳溶液来鉴别乙醇和苯吗？如果可以，有哪些现象？如果不能，该选用什么物质来鉴别它们？”本题从已有知识“萃取原理及其萃取剂的选择”出发，结合乙醇的溶解性，考查学生是否真正理解了相关概念，把握住了本质，也引导学生温故而知新，尝试搭建知识网络。
（二）深化学科观念，建立平衡思想与探究意识
化学是在研究物质的组成、结构、性质、转化及其应用的一门学科，为了帮助学生更加深入了解化学学科的特征，笔者引导学生从乙醇的分子结构出发，借助在课堂上进行的探究实验和观察的实验现象，写出化学反应的方程式，学会分析乙醇在反应中的断键情况，深入分析乙醇中的羟基和水中羟基的活性，让学生在对水和乙醇的结构的探究过程中，体会“结构决定性质，性质反映结构”的平衡思想和“科学探究与创新意识”核心素养。设计习题如下：
作业4：“请分别写出乙烷和乙醇分子的结构式，并观察有何异同？”
作业5：“请根据乙醇分子中原子的成键情况，回答下列问题：①写出金属钠和水反应的化学方程式，并描述现象。②金属钠和乙醇反应时，断裂的化学键为______ （填上述序号）。③乙醇在空气中燃烧时，断裂的化学键为 _______（填上述序号）。④请根据金属钠与水、金属钠与乙醇反应的不同现象，分析水和乙醇中羟基的活性。⑤当乙醇与氧气反应（Cu做催化剂）时，______键断裂（选做：大家试着思考，醇的催化氧化的条件是什么？）。”
作业6：“实验室常用酒精灯进行加热，请问该如何检验乙醇燃烧的产物？请写出实验步骤，并计算：9.2克乙醇在空气中完全燃烧，消耗标况下的氧气____升。”
笔者认为，在“宏观辨识与微观探析”这一核心素养的培养过程中，教师可以引导学生基于碳原子的成键特点认识乙醇的结构特征，构建物质的结构观，并通过结构观认识物质的性质。
因为羟基（-OH）是乙醇的官能团，决定了乙醇的化学性质，因此笔者强调学生对乙醇分子式、结构式及化学方程式的书写，目的是让学生意识到物质结构的重要性，体会“结构决定性质，性质反映结构”的学科观念，培养学生的平衡思想。
（三）创设真实情境，培养科学态度与社会责任
为了让学生具有安全意识和合理、正确利用化学物质的科学态度，更加直观地体会到化学知识与社会发展、生命安全之间的紧密联系，培养学生强烈的社会责任感，笔者设计以下作业：
作业7：“为了大家的生命安全，上杭交警经常在北环路、高速出口设卡检验机动车驾驶员是否酒驾。传统的酒精检测仪的反应原理为：3CH3CH2OH+K2Cr2O7（橙红色）+4H2SO4→3CH3CHO+Cr2（SO4）3（绿色）+K2SO4+7H2O。交通警察根据机动车驾驶员呼出气体是否让检测仪变色及其颜色变化程度，来判断机动车驾驶员是否酒驾或醉驾。请根据氧化还原反应的相关知识判断，该反应的还原剂为___________;氧化剂为__________;乙醇具有_________（填“氧化性”或“还原性”）。若有1摩尔电子发生转移，则需要K2Cr2O7的物质的量为_________。”
作业8：“甲醇（结构简式为CH3OH），用途非常广泛，是基础的有机化工原料和优质燃料。因为甲醇有剧毒，所以拒绝把甲醇添加到食用酒中。请回答下列问题：①甲醇的官能团名称为__________;②请参考乙醇发生化学反应的断键情况，尝试写出甲醇与金属钠反应、甲醇发生催化氧化的化学方程式。”
笔者想通过作业7，培养学生的社会责任感，正确认识“喝酒不开车，开车不喝酒”的社会行为准则，并利用所学的氧化还原反应知识解决生活实际问题;通过作业8对甲醇的用途和毒性的描述，引导学生对化学物质的“功”与“过”进行客观、合理的评价，而不是谈化学色变。同时，也让学生从官能团的类别，准确判断甲醇的化学性质，培养学生的知识迁移与应用的能力，希望学生能从有机化合物结构及其性质的角度对有关能源、材料、饮食、健康、环境等时实际问题进行分析、讨论和评价，能妥善保存、合理使用有机化学品，真正实现化学学科核心素养的养成。
（四）关注生活中的化学知识
酒精（乙醇）几乎是每个中国家庭必备的一种有机化合物，因此在本节课的作业设计过程，笔者始终围绕乙醇在日常生活中的用途展开，让学生感受到：美好生活，化学创造。为此，笔者安排如下练习：
作业9：“人们常戴的银手镯、银项链，家里的银器等用过一段时间后经常会变黑，通过本节课的学习，你知道可以用什么方法解决？”
在上述作业中，笔者以真实的生活情境，以问题为导向，引导学生用所学知识解释生活现象，解决实际问题，感受化学的魅力，形成化学学科的价值观。
（五）关注学生综合素养的建构
作业10：“感受客家米酒酿造的传统工艺，同学组成探究小组，准备材料、学习酿造过程与动手实践，记录步骤与实验现象（反应条件的控制：温度、pH、催化劑等），米酒的蒸馏、成品的展示、客家米酒酿造的经验介绍交流及改进。”
此类习题涉及的知识综合程度更高，解答的难度要求总体更大。因此，笔者让学生自主选择是否完成本题作业。不可否认，此类作业对提高高中学生解决实际问题的能力，提升高中有机化学的教学质量，发展学生的学科核心素养具有重要的引导意义。
三、作业的时间及评价
从作业的目标追求看，知识记忆与知识理解两个方面的作业更注重发挥它们对学生课堂学习知识的巩固、深化等方面的作用;而知识迁移和思维观念建构两个方面的作业，则在知识巩固和深化基础上，更强调知识的发展、提升等方面的价值。从发展学生学科素养的角度看，后两者更重要。
为了避免学生因为作业量过大，而无法保质保量完成，笔者把上述作业（作业10除外）以预习作业和课堂作业的形式穿插进行，既体现了作业的功能价值，又让学生真正参与课堂。作业10属于综合素养的培养过程，最有利于发展学科核心素养，但是完成这道题所需的时间比较多，对学生能力要求比较高，让学生选择性参与，结果两个教学班级中，只有三位学生有兴趣参与，他们在整个作业的实践过程中，全程自己安排工作任务，找资料、准备材料，记录现象和数据，最后带到学校与全班同学一起分享、品尝成品，并且以校级小课题研究的形式展示作品，上交学校教研室保管。
四、结语
一个优秀的化学教师可以通过一项作业，让学生理解化学知识、解释生活生产中的化学问题，感受化学的无限魅力。而课时作业应该是达到上述目标的有效方法之一，教师可以灵活、合理安排多层次、多样化的作业，来提升学生的化学思维逻辑，让学科素养真实落地。
参考文献：
[1]杨小江.学科核心素养视角下的高中化学教学策略[J].课程教育研究，2019（44）.
[2]谭琼念.基于发展核心素养的高中化学作业创新设计与评价[J].高中数理化，2019（10）.
[3]周玲玲.基于化学核心素养的活动化作业的设计策略[J].化学教与学，2019（5）.
（作者单位：福建省上杭县第五中学）
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