張學彤：化學教學聯系化工案例的實踐與思考
時間：2022-09-29 來源：
化學教學聯系化工案例的實踐與思考
眉山冠城七中實驗學校 張學彤
當前教育改革已經取得了顯著成果，對教學方式和教學內容創新與深化研究也在持續進行。教學方式從純理論教學向應用實踐教學轉變，并且越來越受重視。在化學教學中聯系化工生產實際案例就是其中具有代表性的轉變之一，在中高考試題擬定中也將化學聯系化工生產實際作為重要的取材目標。
一、化工生產案例結合中學化學課堂教學的意義
如此進行教學的原因是化工的生產能夠將中學化學課程相關知識與學生的生活實際進行必要聯系。學生對化學的知識在化工生產中的應用并不了解，但是在生活中卻隨處都可見。化工生產的產品應用到了人們生活中的方方面面，也構成了學生多方面的生活用品，因此，學生會對這些化工產品的生產過程以及生產原理產生好奇心，從而激發求知欲望。化工生產的實際案例實際上是對化學知識在化工生產中的應用和知識構建的過程，在這些化工生產過程中學生可以清晰的看到化學元素的融合、反應、變化、應用、成型等化學反應現象。分析過程中學生能夠對化學知識以及化學元素的反應條件進行深刻觀察和理解，并且針對其中的一些化工生產實際的使用條件和人們對化學的應用智慧都能夠進行直觀的分析，還能夠在化工生產的實際操作工程中清晰的看到化學知識的巨大價值，產生學習化學、應用化學的興趣，并能夠意識到化學知識的重要作用。最后通過學生對化工生產的觀察和分析以及實際問題的解決，使學生樹立科研精神，培養科研素質。
二、學生的科學實驗思維和化工生產思維的區別
化工生產主要是對化學科學實驗成果的承載，一切化工生產都要經過科學的實驗之后才能進行有效的實施。化學實驗是化學科學與化工生產之間的聯系，屬于獨立的科學實踐活動，是對化學科學理論的體現形式和重要的認識方法，物質的本質和變化的規律都是通過化學實驗來進行認識和研究的。其核心內容不僅是實現化學成果的重要方法，也是對化學知識研究的實驗性的驗證，還為化學分支學科的建立和發展奠定基礎。
而化工生產是將生產原理、生產方法、生產成本、生產設備、生產組織、生產質量以及生產能效等條件進行科學性和綜合分析與實施。從學術方面來講，化學實驗和化工生產的區別在于實驗性質和實現性質。
在學科學習中，化學實驗與化工生產是兩種思維的代表，即：科學實驗思維和化工生產思維。學生在傳統的化學課程中所進行的科學實驗是對學生化學知識的認識過程和驗證過程，學生需要通過化學實驗的要求、實驗的進程以及實驗的方法去認識化學物質的形態、變化和規律，主要的目的是讓學生認識化學物質和為什么會發生化學變化，也就是化學科學實驗思維。其主要思維是將學生的注意力和關注點放在化學實驗的目標、化學物質變化的原理、實驗的設備儀器、實驗的主要操作流程上。化學實驗和化工生產在以下方面也有區別。其一是化學實驗反映的性質表現為學生對完成的化學實驗目標是可以多樣的，化學物質的變化與新物質的產生只是其一，而化工生產的目的則只有一個，就是要產生固定的化學物質，否則視為不合格；其二是學生進行化學實驗應用的化學物質是質量和純度非常高的實驗試劑，不需要大量的生產以及投入成本的計算，所以化學實驗的科學實驗思維不會給學生制定生產質量和生產成本的要求，學生如果養成這種思維定式的習慣會帶到以后的化工生產的實際工作當中去。區別之三是學生進行的科學實驗、化學物質反應的操作和認識具有局限性，而且化學實驗室的科學條件較高，對于化學實驗的條件滿足具有很高的標準，儀器、設備、化學物質質量都較高，利于科學實驗的完成。而化工生產的條件相對比較統一，并且都為預先設定。
三、加強學生科學實驗思維向化工生產思維轉變的課程分析與案例
要想加強學生的化工生產思維方式的培養，首先要將處于中學化學學習階段的學生進行化學科學實驗思維與化工生產思維的模型建設，并針對其中的相同點和不同點進行研究分析，作出針對性的教學措施。
首先，要從學生對化學物質的全面認識入手，讓學生通過化工生產的實際案例認識化學實驗試劑和化工原料之間的區別。其次要讓學生注重化學物質反應的操作控制，使學生充分意識到化學物質的轉變可以通過操作控制反應條件來進行，并且化學的反應條件可以做到有效的創新和優化，促使化學技術不斷提升，并有效提高化學物質的變化質量與新物質的產生質量。第三，要增強學生的環境保護意識，要保證在化工生產中能夠做到化工原料循環再利用、有效節約能源資源以及優化生產技術。第四，要使學生具備有效控制成本意識，在保證生產質量和工作效率的基礎上將生產成本控制在一定的范圍內，并應用到生產的每一個部分。最后，需要培養學生發現問題、思考問題并解決問題的能力，根據生產過程中的情況進行多方面的考慮并最終找到問題的答案。
目前，在中學化學學科中引入案例分析已經在廣泛推廣，中考試題中已經將案例分析作為一項重要的題型進行設置。案例分析的試題中會將化工原料、化工生產質量、化工生產步驟流程、化工生產技術等內容結合題目進行試題的設計，學生可以根據題目所給出的內容以及所學習到的知識進行試題解析并作出答案。大多數案例分析試題難度設定在中等難度，實際上這些題目對學生而言已經具備了一些化工生產的思維方式。例如，題目要求學生根據試題給出的條件書寫化學方程式，并根據化學方程式得出反應物及生成物結論，且要對反應物及生成物進行分析，有無污染物生成，生成的物質可否再利用等，甚至一些題目要求學生對化工生產技術的優勢和不足進行闡述。
根據中考試題的設計理念，中學化學教學就需要培養學生的化工生產思維。以化學課程中“碳酸鈉的化工生產分析”為例，教學的設計思路如下：
第一，將學生進行模擬生產分組，并針對碳酸鈉化工生產步驟進行設計。教師將碳酸鈉的作用以及其外在的形態進行展示，并講述化工生產碳酸鈉的主要目的。第二，引導學生自主思考并總結出問題，針對問題進行分析。最后以小組合作的形式進行生產步驟的設計和生產總結，課程最后再進行課題總結匯報和研究成果展示。
在中學化學教學課堂中聯系化工生產實踐，從內容上來講是在課堂教學中添加了一些化工生產的實際案例展示，并在實踐過程建立了教學情境，提高了學生學習化學的興趣和熱情。實際上這一教學內容的增加，為學生帶來了哪些好處和具體的轉變，需要結合實際的教學效果來進行分析和研究。化學知識本身具有極強的科研性和應用性，課堂上的授課不僅僅是將化學知識傳授給學生，還要對學生思維的建立和轉變進行重點關注。通過一些具有代表性的案例分析和活動，讓學生建立與掌握化工生產思維的要點，將教學內容與實際的應用進行對比印證，使學生能夠從化學的實驗思想向化工生產思維進行有效轉變，并將其正確的建立和對待。
（作者系眉山冠城七中實驗學校教師，該文于2019年5月在《教育科學》發表）
