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化學(xué)教學(xué)聯(lián)系化工案例的實踐與思考

眉山冠城七中實驗學(xué)校  張學(xué)彤

當(dāng)前教育改革已經(jīng)取得了顯著成果，對教學(xué)方式和教學(xué)內(nèi)容創(chuàng)新與深化研究也在持續(xù)進行。教學(xué)方式從純理論教學(xué)向應(yīng)用實踐教學(xué)轉(zhuǎn)變，并且越來越受重視。在化學(xué)教學(xué)中聯(lián)系化工生產(chǎn)實際案例就是其中具有代表性的轉(zhuǎn)變之一，在中高考試題擬定中也將化學(xué)聯(lián)系化工生產(chǎn)實際作為重要的取材目標(biāo)。

一、化工生產(chǎn)案例結(jié)合中學(xué)化學(xué)課堂教學(xué)的意義

如此進行教學(xué)的原因是化工的生產(chǎn)能夠?qū)⒅袑W(xué)化學(xué)課程相關(guān)知識與學(xué)生的生活實際進行必要聯(lián)系。學(xué)生對化學(xué)的知識在化工生產(chǎn)中的應(yīng)用并不了解，但是在生活中卻隨處都可見。化工生產(chǎn)的產(chǎn)品應(yīng)用到了人們生活中的方方面面，也構(gòu)成了學(xué)生多方面的生活用品，因此，學(xué)生會對這些化工產(chǎn)品的生產(chǎn)過程以及生產(chǎn)原理產(chǎn)生好奇心，從而激發(fā)求知欲望?；どa(chǎn)的實際案例實際上是對化學(xué)知識在化工生產(chǎn)中的應(yīng)用和知識構(gòu)建的過程，在這些化工生產(chǎn)過程中學(xué)生可以清晰的看到化學(xué)元素的融合、反應(yīng)、變化、應(yīng)用、成型等化學(xué)反應(yīng)現(xiàn)象。分析過程中學(xué)生能夠?qū)瘜W(xué)知識以及化學(xué)元素的反應(yīng)條件進行深刻觀察和理解，并且針對其中的一些化工生產(chǎn)實際的使用條件和人們對化學(xué)的應(yīng)用智慧都能夠進行直觀的分析，還能夠在化工生產(chǎn)的實際操作工程中清晰的看到化學(xué)知識的巨大價值，產(chǎn)生學(xué)習(xí)化學(xué)、應(yīng)用化學(xué)的興趣，并能夠意識到化學(xué)知識的重要作用。最后通過學(xué)生對化工生產(chǎn)的觀察和分析以及實際問題的解決，使學(xué)生樹立科研精神，培養(yǎng)科研素質(zhì)。

二、學(xué)生的科學(xué)實驗思維和化工生產(chǎn)思維的區(qū)別

化工生產(chǎn)主要是對化學(xué)科學(xué)實驗成果的承載，一切化工生產(chǎn)都要經(jīng)過科學(xué)的實驗之后才能進行有效的實施?；瘜W(xué)實驗是化學(xué)科學(xué)與化工生產(chǎn)之間的聯(lián)系，屬于獨立的科學(xué)實踐活動，是對化學(xué)科學(xué)理論的體現(xiàn)形式和重要的認識方法，物質(zhì)的本質(zhì)和變化的規(guī)律都是通過化學(xué)實驗來進行認識和研究的。其核心內(nèi)容不僅是實現(xiàn)化學(xué)成果的重要方法，也是對化學(xué)知識研究的實驗性的驗證，還為化學(xué)分支學(xué)科的建立和發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

而化工生產(chǎn)是將生產(chǎn)原理、生產(chǎn)方法、生產(chǎn)成本、生產(chǎn)設(shè)備、生產(chǎn)組織、生產(chǎn)質(zhì)量以及生產(chǎn)能效等條件進行科學(xué)性和綜合分析與實施。從學(xué)術(shù)方面來講，化學(xué)實驗和化工生產(chǎn)的區(qū)別在于實驗性質(zhì)和實現(xiàn)性質(zhì)。

在學(xué)科學(xué)習(xí)中，化學(xué)實驗與化工生產(chǎn)是兩種思維的代表，即：科學(xué)實驗思維和化工生產(chǎn)思維。學(xué)生在傳統(tǒng)的化學(xué)課程中所進行的科學(xué)實驗是對學(xué)生化學(xué)知識的認識過程和驗證過程，學(xué)生需要通過化學(xué)實驗的要求、實驗的進程以及實驗的方法去認識化學(xué)物質(zhì)的形態(tài)、變化和規(guī)律，主要的目的是讓學(xué)生認識化學(xué)物質(zhì)和為什么會發(fā)生化學(xué)變化，也就是化學(xué)科學(xué)實驗思維。其主要思維是將學(xué)生的注意力和關(guān)注點放在化學(xué)實驗的目標(biāo)、化學(xué)物質(zhì)變化的原理、實驗的設(shè)備儀器、實驗的主要操作流程上?；瘜W(xué)實驗和化工生產(chǎn)在以下方面也有區(qū)別。其一是化學(xué)實驗反映的性質(zhì)表現(xiàn)為學(xué)生對完成的化學(xué)實驗?zāi)繕?biāo)是可以多樣的，化學(xué)物質(zhì)的變化與新物質(zhì)的產(chǎn)生只是其一，而化工生產(chǎn)的目的則只有一個，就是要產(chǎn)生固定的化學(xué)物質(zhì)，否則視為不合格；其二是學(xué)生進行化學(xué)實驗應(yīng)用的化學(xué)物質(zhì)是質(zhì)量和純度非常高的實驗試劑，不需要大量的生產(chǎn)以及投入成本的計算，所以化學(xué)實驗的科學(xué)實驗思維不會給學(xué)生制定生產(chǎn)質(zhì)量和生產(chǎn)成本的要求，學(xué)生如果養(yǎng)成這種思維定式的習(xí)慣會帶到以后的化工生產(chǎn)的實際工作當(dāng)中去。區(qū)別之三是學(xué)生進行的科學(xué)實驗、化學(xué)物質(zhì)反應(yīng)的操作和認識具有局限性，而且化學(xué)實驗室的科學(xué)條件較高，對于化學(xué)實驗的條件滿足具有很高的標(biāo)準，儀器、設(shè)備、化學(xué)物質(zhì)質(zhì)量都較高，利于科學(xué)實驗的完成。而化工生產(chǎn)的條件相對比較統(tǒng)一，并且都為預(yù)先設(shè)定。

三、加強學(xué)生科學(xué)實驗思維向化工生產(chǎn)思維轉(zhuǎn)變的課程分析與案例

要想加強學(xué)生的化工生產(chǎn)思維方式的培養(yǎng)，首先要將處于中學(xué)化學(xué)學(xué)習(xí)階段的學(xué)生進行化學(xué)科學(xué)實驗思維與化工生產(chǎn)思維的模型建設(shè)，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(xué)措施。

首先，要從學(xué)生對化學(xué)物質(zhì)的全面認識入手，讓學(xué)生通過化工生產(chǎn)的實際案例認識化學(xué)實驗試劑和化工原料之間的區(qū)別。其次要讓學(xué)生注重化學(xué)物質(zhì)反應(yīng)的操作控制，使學(xué)生充分意識到化學(xué)物質(zhì)的轉(zhuǎn)變可以通過操作控制反應(yīng)條件來進行，并且化學(xué)的反應(yīng)條件可以做到有效的創(chuàng)新和優(yōu)化，促使化學(xué)技術(shù)不斷提升，并有效提高化學(xué)物質(zhì)的變化質(zhì)量與新物質(zhì)的產(chǎn)生質(zhì)量。第三，要增強學(xué)生的環(huán)境保護意識，要保證在化工生產(chǎn)中能夠做到化工原料循環(huán)再利用、有效節(jié)約能源資源以及優(yōu)化生產(chǎn)技術(shù)。第四，要使學(xué)生具備有效控制成本意識，在保證生產(chǎn)質(zhì)量和工作效率的基礎(chǔ)上將生產(chǎn)成本控制在一定的范圍內(nèi)，并應(yīng)用到生產(chǎn)的每一個部分。最后，需要培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、思考問題并解決問題的能力，根據(jù)生產(chǎn)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(xué)化學(xué)學(xué)科中引入案例分析已經(jīng)在廣泛推廣，中考試題中已經(jīng)將案例分析作為一項重要的題型進行設(shè)置。案例分析的試題中會將化工原料、化工生產(chǎn)質(zhì)量、化工生產(chǎn)步驟流程、化工生產(chǎn)技術(shù)等內(nèi)容結(jié)合題目進行試題的設(shè)計，學(xué)生可以根據(jù)題目所給出的內(nèi)容以及所學(xué)習(xí)到的知識進行試題解析并作出答案。大多數(shù)案例分析試題難度設(shè)定在中等難度，實際上這些題目對學(xué)生而言已經(jīng)具備了一些化工生產(chǎn)的思維方式。例如，題目要求學(xué)生根據(jù)試題給出的條件書寫化學(xué)方程式，并根據(jù)化學(xué)方程式得出反應(yīng)物及生成物結(jié)論，且要對反應(yīng)物及生成物進行分析，有無污染物生成，生成的物質(zhì)可否再利用等，甚至一些題目要求學(xué)生對化工生產(chǎn)技術(shù)的優(yōu)勢和不足進行闡述。

根據(jù)中考試題的設(shè)計理念，中學(xué)化學(xué)教學(xué)就需要培養(yǎng)學(xué)生的化工生產(chǎn)思維。以化學(xué)課程中“碳酸鈉的化工生產(chǎn)分析”為例，教學(xué)的設(shè)計思路如下：

第一，將學(xué)生進行模擬生產(chǎn)分組，并針對碳酸鈉化工生產(chǎn)步驟進行設(shè)計。教師將碳酸鈉的作用以及其外在的形態(tài)進行展示，并講述化工生產(chǎn)碳酸鈉的主要目的。第二，引導(dǎo)學(xué)生自主思考并總結(jié)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(chǎn)步驟的設(shè)計和生產(chǎn)總結(jié)，課程最后再進行課題總結(jié)匯報和研究成果展示。

在中學(xué)化學(xué)教學(xué)課堂中聯(lián)系化工生產(chǎn)實踐，從內(nèi)容上來講是在課堂教學(xué)中添加了一些化工生產(chǎn)的實際案例展示，并在實踐過程建立了教學(xué)情境，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣和熱情。實際上這一教學(xué)內(nèi)容的增加，為學(xué)生帶來了哪些好處和具體的轉(zhuǎn)變，需要結(jié)合實際的教學(xué)效果來進行分析和研究?；瘜W(xué)知識本身具有極強的科研性和應(yīng)用性，課堂上的授課不僅僅是將化學(xué)知識傳授給學(xué)生，還要對學(xué)生思維的建立和轉(zhuǎn)變進行重點關(guān)注。通過一些具有代表性的案例分析和活動，讓學(xué)生建立與掌握化工生產(chǎn)思維的要點，將教學(xué)內(nèi)容與實際的應(yīng)用進行對比印證，使學(xué)生能夠從化學(xué)的實驗思想向化工生產(chǎn)思維進行有效轉(zhuǎn)變，并將其正確的建立和對待。

（作者系眉山冠城七中實驗學(xué)校教師，該文于2019年5月在《教育科學(xué)》發(fā)表）