真實(shí)問(wèn)題情境下學(xué)生化學(xué)核心素養(yǎng)的培養(yǎng)

劉斌

摘要：文章基于新冠疫情期間一則安全提示進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)，引導(dǎo)學(xué)生深入認(rèn)識(shí)乙醇與次氯酸鈉的相關(guān)性質(zhì)，在此過(guò)程中培養(yǎng)學(xué)生利用化學(xué)原理解決實(shí)際問(wèn)題的能力及批判性思維能力，提升學(xué)生的化學(xué)核心素養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：新冠肺炎;次氯酸鈉;核心素養(yǎng)

文章編號(hào)：1008-0546（2020）10-0088-03

中圖分類號(hào)：G632.41

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

doi： 10.3969/j.issn.1008-0546.2020.10.023

一、設(shè)計(jì)背景

化學(xué)學(xué)科的核心素養(yǎng)是指學(xué)生通過(guò)學(xué)習(xí)化學(xué)學(xué)科的知識(shí)與技能、思想與方法，養(yǎng)成重要的觀念、關(guān)鍵的能力與必備的品格，是化學(xué)學(xué)科育人價(jià)值的集中體現(xiàn)?！镀胀ǜ咧谢瘜W(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》指出：化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)包括“宏觀辨識(shí)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”“實(shí)驗(yàn)探究與創(chuàng)新意識(shí)”“科學(xué)精神與社會(huì)責(zé)任”五個(gè)方面，涵蓋化學(xué)學(xué)科觀念、學(xué)科思維、學(xué)科實(shí)踐以及學(xué)科價(jià)值四個(gè)方面。

真實(shí)問(wèn)題來(lái)源于真實(shí)世界，是與科技和社會(huì)相關(guān)的、能真實(shí)反映化學(xué)學(xué)科特點(diǎn)和獨(dú)特價(jià)值的問(wèn)題，強(qiáng)調(diào)情境性。真實(shí)問(wèn)題的解決可以使學(xué)生養(yǎng)成在面臨與化學(xué)有關(guān)問(wèn)題的挑戰(zhàn)時(shí)，能從化學(xué)的視角去思考問(wèn)題，做出更理智、更科學(xué)的判斷與決策。

化學(xué)核心素養(yǎng)的培養(yǎng)與發(fā)展離不開(kāi)基于真實(shí)問(wèn)題情境的學(xué)習(xí)。這就要求化學(xué)教師在教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)將教學(xué)目標(biāo)、內(nèi)容、方法和學(xué)習(xí)任務(wù)融合在特定的情境中，讓學(xué)生在真實(shí)問(wèn)題的解決過(guò)程中理解學(xué)習(xí)內(nèi)容，建構(gòu)知識(shí)、技能體系，發(fā)展學(xué)科核心素養(yǎng)。

二、設(shè)計(jì)思路

2020年新春伊始，一場(chǎng)突如其來(lái)的新冠病毒感染的肺炎疫情席卷全國(guó)各地。在這次抗擊新冠病毒肺炎的戰(zhàn)斗中，我們看到化學(xué)無(wú)處不在：對(duì)冠狀病毒的認(rèn)識(shí)、治療、預(yù)防，醫(yī)療用品的制造、日常消毒，無(wú)不體現(xiàn)化學(xué)的地位與作用。但是，通過(guò)此次疫情，我們也看到：普通大眾的化學(xué)知識(shí)還比較欠缺，對(duì)化學(xué)的理解和認(rèn)識(shí)還不夠，疫情爆發(fā)以來(lái)網(wǎng)上流傳的與化學(xué)有關(guān)的謠言給公眾造成了極大的困擾和恐慌。

新冠疫情爆發(fā)后，學(xué)校響應(yīng)國(guó)家號(hào)召，開(kāi)展了“停課不停學(xué)”教學(xué)活動(dòng)，廣大教師利用線上教學(xué)，幫助學(xué)生復(fù)習(xí)和鞏固舊知，并在此過(guò)程中提升學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)。就化學(xué)學(xué)科而言，結(jié)合此次疫情中出現(xiàn)的與化學(xué)有關(guān)的真實(shí)問(wèn)題情境，幫助學(xué)生加強(qiáng)對(duì)化學(xué)的理解和認(rèn)識(shí)，是一件非常有意義的事。為此，筆者基于新冠疫情期間網(wǎng)絡(luò)流傳的一則安全提示進(jìn)行了一些嘗試。

三、教學(xué)過(guò)程

【環(huán)節(jié)一】展示情境，提出問(wèn)題

新冠疫情爆發(fā)后，殺菌消毒成為一項(xiàng)非常重要的工作，如何做好殺菌消毒工作，各種媒體都給出了很多建議和安全提示，以下是一則見(jiàn)諸網(wǎng)絡(luò)等新聞媒體并聲稱是衛(wèi)健委發(fā)布的安全提示：

1.各單位或者家庭在儲(chǔ)存酒精、84消毒液時(shí)，無(wú)論量多量少，切記不要二者混儲(chǔ)，必須分開(kāi)儲(chǔ)存。

2.84消毒液和酒精不可混合使用，混合后可能產(chǎn)生氯氣，氯氣是劇毒氣體，人體吸人后易感染呼吸道和肺部，導(dǎo)致支氣管炎和肺水腫，吸入量過(guò)大導(dǎo)致心臟驟停。

3.請(qǐng)保管和使用人員切實(shí)加強(qiáng)管理和使用，確保安全！

【問(wèn)題設(shè)計(jì)】請(qǐng)結(jié)合這條安全提示思考以下問(wèn)題：

1.你所知道的消毒劑相互之間不能混用的信息有哪些？

2.酒精和84消毒液分別應(yīng)該如何存儲(chǔ)？為什么？

3.這則安全提示認(rèn)為酒精和84消毒液不能混儲(chǔ)、混用的原因是什么？

4.基于氧化還原反應(yīng)的原理，推測(cè)84消毒液和酒精混合使用，是否可能會(huì)產(chǎn)生氯氣？說(shuō)明推測(cè)的依據(jù)。

【設(shè)計(jì)意圖】展示情境，吸引學(xué)生的注意力，調(diào)動(dòng)學(xué)生思考的積極性。通過(guò)對(duì)教師所設(shè)計(jì)的三個(gè)問(wèn)題的思考，達(dá)到以下目的：（1）加強(qiáng)對(duì)學(xué)生的安全教育;（2）復(fù)習(xí)鞏固酒精、次氯酸鈉等物質(zhì)的物理、化學(xué)性質(zhì);（3）培養(yǎng)學(xué)生從材料中提取信息的能力;（4）從化學(xué)反應(yīng)原理的角度分析化學(xué)反應(yīng)發(fā)生的可能性，提升學(xué)生利用化學(xué)原理解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

【環(huán)節(jié)二】提供信息，初步判斷

教師提供以下信息作為支撐，引導(dǎo)學(xué)生初步判斷這條安全提示的科學(xué)性：

信息一：84消毒液的有效成分是次氯酸鈉（NaCl0），溶液呈堿性。

信息二：通過(guò)查閱大學(xué)有機(jī)化學(xué)教材，可得以下信息：C2H50H+NaClO→NaCl+CH3CHO+H2O，CH3CHO在堿性條件下可以進(jìn)一步與NaClO發(fā)生鹵仿反應(yīng)，生成CHCl3（氯仿），CHCl3在光照條件下得到COCl2（光氣），光氣是一種劇毒氣體。

【問(wèn)題設(shè)計(jì)】結(jié)合所給信息思考以下問(wèn)題：

1.從84消毒液所含成分來(lái)看，84消毒液和酒精混合會(huì)不會(huì)逸出氯氣？為什么？

2.84消毒液和酒精混合帶來(lái)的危害主要是什么？

【設(shè)計(jì)意圖】通過(guò)討論問(wèn)題l，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到氣體從溶液中選出受到所處的酸堿環(huán)境的影響;問(wèn)題2則是讓學(xué)生通過(guò)信息二獲取到新知識(shí)，認(rèn)識(shí)到次氯酸鈉和酒精混合從理論上來(lái)說(shuō)確實(shí)能夠產(chǎn)生對(duì)人體有害的氣體。

【環(huán)節(jié)三】實(shí)驗(yàn)支撐，深化認(rèn)識(shí)

環(huán)節(jié)一和環(huán)節(jié)二的討論與分析都是基于書(shū)本上的原理及相關(guān)信息?；瘜W(xué)反應(yīng)發(fā)生的過(guò)程是非常復(fù)雜的，受眾多因素的制約，有機(jī)反應(yīng)更是如此，實(shí)際情況到底怎樣呢？為此筆者提供了一些實(shí)驗(yàn)信息。

實(shí)驗(yàn)信息1：提供筆者將84消毒液與乙醇混合的家庭實(shí)驗(yàn)視頻（實(shí)驗(yàn)顯示：84消毒液和乙醇混合的過(guò)程放熱，混合后有氣泡產(chǎn)生）。 實(shí)驗(yàn)信息2：提供發(fā)表于2015年《澳大利亞法醫(yī)科學(xué)雜志》的一篇題為《DNA污染最小化——尋找一種有效的清洗方法》論文中的部分內(nèi)容。

（1）將1%的NaClO溶液噴在實(shí)驗(yàn)設(shè)備表面，等待5分鐘，擦干后再用70%的乙醇擦拭，不論是光滑亦或粗糙表面上的DNA、唾液等實(shí)驗(yàn)殘留物均可除去。安全測(cè)試顯示次氯酸鈉和乙醇混合能夠產(chǎn)生達(dá)到甚至超過(guò)安全濃度的氯氣。

（2）氣相色譜一質(zhì)譜聯(lián)用儀分析表明當(dāng)1%的次氯酸鹽和乙醇在密封環(huán)境室溫條件下混合時(shí)會(huì)產(chǎn)生高濃度的氯仿。待次氯酸鹽干燥以后再擦酒精，就檢測(cè)不到氯仿了。

【問(wèn)題設(shè)計(jì)】結(jié)合提供的實(shí)驗(yàn)材料，思考下列問(wèn)題

1.結(jié)合實(shí)驗(yàn)視頻進(jìn)一步思考，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中酒精和84消毒液混合后產(chǎn)生的氣體一定是信息二所說(shuō)的氯仿或者光氣嗎？還有哪些可能？試分析原理。

2.從所提供的《澳大利亞法醫(yī)科學(xué)雜志》的這篇論文的研究?jī)?nèi)容中你能得到哪些結(jié)論？

3.結(jié)合所提供的《澳大利亞法醫(yī)科學(xué)雜志》論文的研究結(jié)果，對(duì)于衛(wèi)健委的“84消毒液和酒精不可混合使用，混合后可能產(chǎn)生氯氣”安全提示你有怎樣的認(rèn)識(shí)？

【設(shè)計(jì)意圖】通過(guò)問(wèn)題l的討論，進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生從理論上思考產(chǎn)生氣體的各種可能性及其原因，在此過(guò)程中讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到化學(xué)反應(yīng)過(guò)程的復(fù)雜性;通過(guò)問(wèn)題2的討論進(jìn)一步讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到化學(xué)反應(yīng)的復(fù)雜性，受各種因素（如濃度）的制約;通過(guò)問(wèn)題3的討論讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到理論不等于實(shí)際，理論轉(zhuǎn)化為實(shí)際需要考慮“條件”。

【環(huán)節(jié)四】反思總結(jié)，認(rèn)識(shí)提升

【問(wèn)題設(shè)計(jì)】反思以上討論交流的整個(gè)過(guò)程，回答下列問(wèn)題：

1.媒體上流傳的這條安全提示有沒(méi)有價(jià)值？?jī)r(jià)值在哪兒？ 2.通過(guò)以上對(duì)這條安全提示的深入分析，你有哪些認(rèn)識(shí)和感想？

【設(shè)計(jì)意圖】通過(guò)對(duì)問(wèn)題l的分析，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到84消毒液和酒精混合后即便產(chǎn)生的氯氣、氯仿、光氣等物質(zhì)的量不多，但是這條安全提示提醒人們?cè)跉⒕镜倪^(guò)程中不要將二者混合使用還是有可取之處的，至少混合使用會(huì)降低殺菌消毒的效果，進(jìn)而讓學(xué)生學(xué)會(huì)辯證地看問(wèn)題。通過(guò)對(duì)問(wèn)題2的思考，讓學(xué)生進(jìn)一步形成以下觀念：

1.化學(xué)反應(yīng)是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，反應(yīng)物到產(chǎn)物絕不是簡(jiǎn)單的一蹴而就的。

2.化學(xué)反應(yīng)的發(fā)生受各種因素的制約，條件不同，產(chǎn)物可能不一樣，而要了解這其中的秘密，唯有通過(guò)探索與實(shí)驗(yàn)。

3.作為高中生，對(duì)于生活中的一些現(xiàn)象要有自己的判斷，根據(jù)所學(xué)知識(shí)作科學(xué)、合理的判斷，不能人云亦云。

四、結(jié)語(yǔ)

約翰·杜威在他的《民主主義與教育》一書(shū)中說(shuō)：教育不能脫離現(xiàn)實(shí)環(huán)境，不能孤立地、抽象地訓(xùn)練學(xué)習(xí)者的思維力。學(xué)生的學(xué)習(xí)行為應(yīng)在真實(shí)問(wèn)題解決中發(fā)生。解決問(wèn)題的能力是學(xué)生面向未來(lái)應(yīng)該具備的關(guān)鍵能力之一，也是重要的學(xué)科核心素養(yǎng)。學(xué)生能否應(yīng)對(duì)和解決陌生的、復(fù)雜的、開(kāi)放性的真實(shí)問(wèn)題情境，包括在不同化學(xué)情境下發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，是檢驗(yàn)其核心素養(yǎng)水平的重要方面。

本節(jié)課以對(duì)此次抗擊新冠病毒疫情的過(guò)程出現(xiàn)的一則安全提示的辨析為問(wèn)題情境，從理論和實(shí)驗(yàn)兩個(gè)層面，通過(guò)一系列問(wèn)題的解決使學(xué)生保持對(duì)物質(zhì)及其變化的好奇和探究欲望，培養(yǎng)積極探索科學(xué)問(wèn)題的熱情和解決生活中的化學(xué)問(wèn)題的能力，突出化學(xué)科學(xué)對(duì)提高人類生活質(zhì)量和促進(jìn)人類社會(huì)發(fā)展的價(jià)值。

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