基于化学核心素养发展化学学科能力的教学实践
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作者:柯桂玲
摘要：文章尝试以学生推论预测和模型认知活动为手段实施乙炔的教学，通过自主阅读整理推导乙炔的结构特点和化学性质，发展学生的应用实践能力;通过模型认知——自由拼接乙炔与氢气、溴分子、溴化氢分子加成产物的活动突破乙炔加成反应与乙烯的异同，发展学生的迁移创新能力;最后通过实验验证乙炔的化学性质，学生在活动中深入领会“结构决定性质，性质反映结构”的有机物学习思路，教学效果良好。
关键词：化学核心素养;学科能力;教学实践
一、教学主题内容及教学现状分析
（一）教学主题内容
本节课是人教版化学选修5第二章《烃和卤代烃》第一节细旨肪烃》第2课时教学内容《炔烃》，教学的重点是研究以乙炔为代表的炔烃的结构特点与化学性质，教学的难点是以乙炔的加成反應为学习载体，形成有机化合物学习的一般认知思路。
（二）教学现状分析
近年来对“乙炔”的教学研究，主要体现在以下三个方面。
一是对乙炔制备和性质实验的教学改进。关于试剂的改进主要是用饱和硫酸铜、无水乙醇等代替饱和食盐水以减缓反应的剧烈程度，关于装置的改进主要是用针筒、青霉素瓶、塑料滴管等生活医用材料使装置微型化，关于实验教学的改进主要是利用乙炔的实验教学价值，把复杂的实验分解为简单的构成要素，通过除去乙炔气体中杂质的各种方法的设计，培养学生解决问题的能力，利用乙炔气体的收集方法的探索，培养学生解决问题的创新意识。
二是对乙炔教学方法的尝试创新。郭飞红以实验和球棍模型探究相结合实施“乙炔”教学，以小组合作游戏等方式调动学生的积极性，引领学生在探索、体验中发现并理解有机化学宏观现象背后对应的微观本质和规律，渗透有机物学习的一般程序和思维方法。曹友良等以集体备课为背景进行同课异构，介绍了不同教师关于乙炔的教学，利用学生已有知识，自主预习炔烃概念，提高自主学习能力，课内探究乙炔的实验室制法和化学性质，丰富感性认识，促进意义建构，课后精选习题，强化理解，了解学生认识的疑点与差异。
三是基于化学核心素养的有机化合物主题的教学教研。化学学科核心素养包括“宏观辨识与微观探析”“变化观念与平衡思想”“证据推理与模型认知”“科学探究与创新意识”“学科态度与社会责任”五个方面。周冬冬等提出在有机化合物的学习中，重点发展学生的化学学科素养是“宏观辨识与微观探析”，同时也承担“变化观念与平衡思想”“模型认知与证据推理”“实验探究与创新意识”“科学态度与社会责任”的素养发展功能。宏微结合素养发展的核心是发展学生基于官能团和化学键认识方式发展层级，认识有机化合物和解决有机化学问题。
二、教学思想与创新点
（一）乙炔的学情分析
高二学生一般都知道“结构决定性质”的有机物学习方法，在化学必修2已经系统学习了烷烃和烯烃，并通过实验理解并掌握了乙烯的化学性质。乙炔作为跟乙烯相似的不饱和烃，其学习方法应该是通过对比迁移，学生通过对比乙炔和乙烯的结构相似之处，能够推理出乙炔的氧化和加成等化学性质。因此，本节乙炔的教学教师可以利用学生已经形成的认知，帮助学生学习乙炔的化学性质，形成应用实践能力。
本节课知识目标是乙炔的化学性质和实验室制法，学生通过自主阅读课本，自主整理出乙炔的制法和主要性质，因此教学时重点应该放在解决乙炔特殊的结构决定了它与乙烯不同的地方，如让学生明白乙炔与乙烯都能发生加成反应，但乙炔在结构上比乙烯多一个不饱和度，能够发生两次加成，因此可以通过控制条件分步进行。为突出这一重点，本节课通过创设问题情境设计了分小组拼接球棍模型的学生活动，在问题冲突中突破乙炔加成反应的微观变化，形成迁移创新能力。
（二）教学思想与创新点——证据推理与模型认知
1.自主阅读推论预测乙炔的主要性质，形成应用实践能力
本节课设计环节一，学生通过自主阅读课本，在学习理解能力上，能够从官能团的角度联系到乙炔与乙烯结构上都含有不饱和键，从而推测出乙炔能够像乙烯一样被酸性高锰酸钾溶液氧化，能够与溴和氯化氢等发生加成反应等。在教学活动中，学生自主思考，小组讨论，教师指导学生解决疑惑，帮助学生形成应用实践能力。
2.创设情境进行模型认知，在问题冲突中突破乙炔加成反应的微观变化，形成迁移创新能力
在教学中，充分利用学生已有的有机化合物性质的知识（乙烯的性质），创设问题情境——乙炔的加成反应与乙烯有何异同？设计教学活动——球棍模型拼接乙炔的加成反应。课前将球棍模型材料分成13个小组，装在13个信封里，每个小组相同的是乙炔分子的球棍模型，但不同的是各个小组的加成物质种类和数量是随机分配的，共有6种加成情境，分别是乙炔与一个或两个氢气分子、一个或两个溴分子、一个或两个溴化氢分子进行加成反应。其中加成物质数量的不同突破了乙炔碳碳三键比碳碳双键多一个键，能发生两次加成的不同。而乙炔与两个溴化氢分子的加成产物，第一次加成生成溴乙烯之后再跟第二个溴化氢分子加成时，可能生成1，2一二溴乙烷或1，1一二溴乙烷，学生对多种加成产物冲突形成讨论，突破乙炔加成的微观变化，丰富了课堂的形式，更有助于学生形成迁移和创新能力。
（三）教学目标
1.自主阅读推论预测乙炔的主要性质，形成应用实践能力。2.通过球棍模型拼接乙炔的分子结构，乙炔与氢气、溴分子、溴化氢的加成产物，掌握乙炔碳碳三键的加成特点，深入领会“结构决定性质，性质反映结构”的有机物学习思路，形成迁移创新能力。3.通过实验制备乙炔并验证乙炔的性质，形成宏观辨识与微观探析的核心素养。4.通过自主阅读脂肪烃的来源及其应用，体验有机化学在实践中的应用，增强社会责任感。
三、教学实施及问题解决
学生在学习“乙炔”之前，在必修2已经学完了甲烷和乙烯，学生对有机化合物的学习模式“结构分析一性质检验与探究一用途”已经比较熟悉，从内容上乙炔的结构和性质与乙烯相似，如果按照这一模式授课，难以调动学生的学习兴趣和积极性，也难以体现学生的主体地位。本节课尝试采用以下教学思路，一是考虑到学生已经学习过乙烯，乙炔的学习处于学生的最近发展区，决定通过乙炔和乙烯结构的相似性这一证据，推理出其结构的相似性;二是考虑到碳碳三键与碳碳双键多一个键，要突出其与乙烯的不同，决定以模型拼接突破这一性质差，这样设计有助于学生形成实践应用和创新迁移的学科能力。实施过程中，以“乙炔的性质与乙烯有何异同”为问题贯穿课的始终，设计学生活动，帮助学生形成化学学科关键能力。 （一）自主阅读推论预测乙炔的主要性质——证据推理（见表1）
学生通过阅读、小组讨论和拼接乙炔的分子结构模型，从官能团的角度联系到乙炔与乙烯结构上都含有不饱和键，从而推测出乙炔能够像乙烯一样被酸性高锰酸钾溶液氧化，能够与溴和氯化氢等发生加成反應等，形成乙炔的性质总结，学习过程积极性高，教师指导学生解决疑惑，帮助学生形成应用实践能力。
（二）创设情境突破乙炔加成反应与乙烯的不同——模型认知，迁移创新
教师引导学生，乙炔和乙烯都能发生加成反应，它们的加成方式有何不同点？（见表2）
利用球棍模型拼接乙炔的加成产物，由乙烯直接迁移到乙炔学习，两者的相同点符合学生的认知能力，有利于发展学生的推论预测能力;通过模型拼接，从微观的角度学习乙炔碳碳三键与双键的不同点，尤其是第二次加成时可能得到的产物不同，帮助学生在产物冲突中更加直观地认识到碳碳三键加成产物的多样性，既丰富了课堂的形式，提高了学生的积极性，更有助于学生形成迁移和创新能力。
（三）实验制备乙炔并验证乙炔的性质——简单设计能力（见表3）
课堂归纳：1.乙炔结构特点：含有碳碳三键的直线型分子。2.具有类似烯烃的化学性质：氧化反应、加成反应、加聚反应。3.深化基于化学键和官能团认识有机物的一般思路，学会从有机物分子结构的分析模型，形成实践应用和迁移创新的关键能力。
四、教学效果与反思
（一）问题情境贯穿始终，充分发挥学生的主体作用
本节课以“乙炔的加成反应与乙烯有何异同”为主题贯穿始终，创设问题情境，给学生提供了充分的自主学习机会，包括自主阅读初步整理乙炔的主要性质，动手拼接球棍模型，小组讨论乙炔的加成产物的多样性，深化了结构决定性质的有机物学习思路，课堂气氛活跃，教学效果良好。
（二）由注重知识的传授转变为学科能力的培养
学科知识是形成学科能力和核心素养的基础，以“乙炔”为代表物，将炔烃的性质知识通过各项活动转化为学科的关键能力，学生的认识方式也由被动学习转变为主动探究。基于核心素养培养学生有机化合物主题学科能力的教学是一个不断持续的过程，需要我们整体规划，研究并明确有机化合物主题学科素养和关键能力的功能和价值，精准且有梯度地设计各教学环节和活动，才能真正发展学生的核心素养和关键能力。
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