“功能高分子材料”的化学教学的案例分析

　价值，作为哲学术语，在时空领域里，表示事物能够满足人的某种需要的供求关系，或人赋予物有用性的社会存在。教育是达成人生最高目标、实现人生最高价值的基础工程，价值追求是学科教学活动的重要内驱力，也就是说化学教学价值是我们进行化学教学活动的内驱力，是化学理论与实践教学的基础。
　　一、化学教学价值
　　新课程改革使所有的教育活动要围绕体现学生主动认知、健康发展的核心价值而进行。化学教育价值在于其能够奠定学生的科学素养基础，形成基本的化学观念，提供化学学科独特的认识物质世界的视角与完善“结构决定性质、性质反映结构”等化学思维结构。但是，在传统的化学教学领域中，大部分教师对化学教学价值的认识还停留在“传递化学知识”上，部分教师虽然已经关注到学生技能与技巧的发展，但大多为点缀。在教学实践中，教师奉行的价值观与理想中的教学价值观并不一致，相去甚远。因此，我们要想转变教学价值观，就要在化学教学实践中不断摸索、发展与完善。
　　二、“功能高分子材料”的化学教学价值
　　“功能高分子材料”是人教版高中化学选修5第五章第三节的内容，是高中“有机化学”的最后一节内容。在传统教学中，我们会把这节课当作科普内容介绍给学生或安排学生自学。然而，经过深入分析教材，我们就会发现，这节容易被忽视的课，从各个方面都蕴含着可实现的化学教学价值。功能高分子材料与学生的生产生活实际、高科技材料发展有着紧密的关系，能够深层次地体现“结构决定性质”的化学思维结构，运用宏观与微观视角解决本节教学相关问题，能让学生体验有机化学原理在解决实际问题中的重要作用。如何才能在教学实践中实现化学的教学价值，我结合“功能高分子材料”的教学实例，将具体分析如何在新课程改革的教学实践中实现化学教学价值。
　　1.奠定科学素养基础，形成基本的化学观念
　　形成超越课堂的持久价值和迁移价值是化学学科具有强大生命力的体现。《高中化学新课程标准》强调从知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观等三个维度着手培养学生的科学素养，在此基础上形成基本的化学观念，使之成为认识物质世界、做出相关判断的出发点与基本依据。这意味着化学教学不仅要提供给学生基本的化学知识、技能和方法，更重要的是要让学生从化学视角去认识科学、技术、社会和生活，了解化学制品对人类的影响，形成如微粒观、元素观、分类观、结构决定性质等基本的化学观念，懂得运用化学知识去治理环境污染，合理地开发和利用化学资源，在面临与化学有关的社会问题的挑战时，做出更理智、更科学的决策。
　　围绕“奠定科学素养基础、形成基本的化学观念”这一教学价值，我在“功能高分子材料”的教学过程中突出教学素材的选取和化学观念的合理运用。
　　在引入环节，我展示了功能高分子材料在各个领域的广泛应用，从新材料的实际应用出发，让学生了解功能高分子材料，引导学生关注高科技产品与生产生活的紧密联系。随后，我会问同学们这样一个问题：在沙漠治理和抗旱保水的过程中，我们需要一种高吸水性材料，如何获得？这就将学生置身于解决实际问题的环境中，面对与化学有关的社会问题的挑战，引导学生去探求化学知识的实际应用价值，引发他们进行创新性思考。
　　为了解决这个问题，我让同学们说说生活中常见的吸水性物质有哪些？之后，我会从他们都熟知的物质——棉花入手，分析其性质和结构特点，引发学生有针对性的思考和研究，从而在明确其结构特点与性质关系的基础上，对棉花的结构按需进行改造，合成能够解决沙漠问题的高吸水性材料——聚丙烯酸钠。所有的教学环节都在培养当学生面临与化学有关问题的挑战时有运用化学研究的一般思路做出科学决策的能力。
　　在我们完成探究高吸水性材料的性质之后，我又以尿不湿为例拓展高吸水性材料的重要应用，从应用和结构的角度比较聚丙烯酸钠与聚丙烯酰胺性质的异同，培养学生从化学视角分析生活中常见物质结构和性质的异同，巩固学生已有的基本认识和观念，培养学生观察、对比和分析等科研能力。
　　这部分教学材料的选取始终突出化学的教学价值，围绕奠定学生化学科学素养基础的要求，将化学课堂教学与学生生活体验、高新科技发展紧密联系在一起，将各种素材在有机合成思想的指导下合理安排，落实官能团性质、有机合成思路等化学知识，帮助学生主动建立并巩固化学观念，引发学生对化学与社会、科技的主动关注与思考，尝试运用化学知识解决现实世界的问题。
　　2.提供化学学科独特的认识物质世界的视角
　　微观结构与宏观性质的关系是认识客观世界的一个思想方法，是化学不同于其他学科的最具特征的思维方式。化学的基本特点是在分子水平上研究物质的结构、组成、性质和变化，在微观层面揭示事物一般的、本质的与深层次的特征与联系，因此，化学能帮助学生从宏观与微观视角认识物质及其运动，使他们的认识得以升华。
　　“功能高分子材料”一课的教学实践源于学生的生活经验，我们可以从宏观层面研究天然吸水性材料——棉花的宏观性质和外部特征，探究棉花具有一定吸水性和保水能力的原因。在这个过程中，学生能够在问题的驱动下主动地分析棉花纤维素分子的功能基团和分子骨架，自觉从微观层面研究分子物质的组成。结合素材分析微观结构，我们会进一步思考并讨论如何通过改变结构，增强棉花的吸水能力和保水能力，进而获得强吸水性和强保水能力的高吸水性材料，从微观分析进入到宏观观察，进而探究聚丙烯酸钠的性质和特征。
　　3.完善“结构决定性质、性质反映结构”的化学思维结构
　　化学研究既重视观察与操作，又突出化学思维，从实现化学教学价值的角度看，建立并完善“结构决定性质、性质反映结构”的化学思维结构是化学教学的一个核心任务。化学教学需要唤起学生主动进行科学探索的意识，更要优化学生的科学思维结构。
　　“功能高分子材料”一课通过改造和修饰功能基或分子骨架， 合成所需要的功能高分子，将“结构决定性质”的体现从静态结论转变为动态过程，让学生从被动地接受转变为主动运用化学观念。从完善“结构决定性质、性质反映结构”的化学思维结构视角出发，我们通过对高吸水性树脂的合成分析，遵循材料科技发展的路径，从天然材料中得到启发，通过引入功能基团和改造分子骨架，得到高性能材料，从结构角度认识性质，进行结构优化，实现性能优化，最终形成合成功能高分子材料的一般思路。例如，我会从学生熟知的天然吸水性材料——棉花开始，探究它的吸水性和保水性，分析哪些分子结构特点会影响棉花的性质，认识纤维素分子的分子骨架和功能基团与棉花吸水性、保水性的关系。因为棉花的性质特点不能满足沙漠治理的需要，如何在了解棉花的结构后合成高吸水性材料？我会让学生从纤维素分子的结构入手，改造分子结构，通过对分子骨架的改造和功能基团的修饰，设计出合成高吸水性材料的路线，合成聚丙烯酸钠，通过实验验证其性质，反映物质结构与性质的关系。
　　化学课程把形成学生主动、健康发展的意识与能力作为其实施的核心价值，因此，我们要在化学教学活动中，选取教学素材、设计探究活动、安排教学程序，完成化学教学的真正任务，实现化学教学的价值。
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　　（作者单位：北京市回民学校） 本文由第一论文网摘自《中国教师》2014年第7期，版权归原作者和期刊所有。