化学教学联系化工案例的实践与思考

眉山冠城七中实验学校  张学彤

当前教育改革已经取得了显著成果，对教学方式和教学内容创新与深化研究也在持续进行。教学方式从纯理论教学向应用实践教学转变，并且越来越受重视。在化学教学中联系化工生产实际案例就是其中具有代表性的转变之一，在中高考试题拟定中也将化学联系化工生产实际作为重要的取材目标。

一、化工生产案例结合中学化学课堂教学的意义

如此进行教学的原因是化工的生产能够将中学化学课程相关知识与学生的生活实际进行必要联系。学生对化学的知识在化工生产中的应用并不了解，但是在生活中却随处都可见。化工生产的产品应用到了人们生活中的方方面面，也构成了学生多方面的生活用品，因此，学生会对这些化工产品的生产过程以及生产原理产生好奇心，从而激发求知欲望。化工生产的实际案例实际上是对化学知识在化工生产中的应用和知识构建的过程，在这些化工生产过程中学生可以清晰的看到化学元素的融合、反应、变化、应用、成型等化学反应现象。分析过程中学生能够对化学知识以及化学元素的反应条件进行深刻观察和理解，并且针对其中的一些化工生产实际的使用条件和人们对化学的应用智慧都能够进行直观的分析，还能够在化工生产的实际操作工程中清晰的看到化学知识的巨大价值，产生学习化学、应用化学的兴趣，并能够意识到化学知识的重要作用。最后通过学生对化工生产的观察和分析以及实际问题的解决，使学生树立科研精神，培养科研素质。

二、学生的科学实验思维和化工生产思维的区别

化工生产主要是对化学科学实验成果的承载，一切化工生产都要经过科学的实验之后才能进行有效的实施。化学实验是化学科学与化工生产之间的联系，属于独立的科学实践活动，是对化学科学理论的体现形式和重要的认识方法，物质的本质和变化的规律都是通过化学实验来进行认识和研究的。其核心内容不仅是实现化学成果的重要方法，也是对化学知识研究的实验性的验证，还为化学分支学科的建立和发展奠定基础。

而化工生产是将生产原理、生产方法、生产成本、生产设备、生产组织、生产质量以及生产能效等条件进行科学性和综合分析与实施。从学术方面来讲，化学实验和化工生产的区别在于实验性质和实现性质。

在学科学习中，化学实验与化工生产是两种思维的代表，即：科学实验思维和化工生产思维。学生在传统的化学课程中所进行的科学实验是对学生化学知识的认识过程和验证过程，学生需要通过化学实验的要求、实验的进程以及实验的方法去认识化学物质的形态、变化和规律，主要的目的是让学生认识化学物质和为什么会发生化学变化，也就是化学科学实验思维。其主要思维是将学生的注意力和关注点放在化学实验的目标、化学物质变化的原理、实验的设备仪器、实验的主要操作流程上。化学实验和化工生产在以下方面也有区别。其一是化学实验反映的性质表现为学生对完成的化学实验目标是可以多样的，化学物质的变化与新物质的产生只是其一，而化工生产的目的则只有一个，就是要产生固定的化学物质，否则视为不合格；其二是学生进行化学实验应用的化学物质是质量和纯度非常高的实验试剂，不需要大量的生产以及投入成本的计算，所以化学实验的科学实验思维不会给学生制定生产质量和生产成本的要求，学生如果养成这种思维定式的习惯会带到以后的化工生产的实际工作当中去。区别之三是学生进行的科学实验、化学物质反应的操作和认识具有局限性，而且化学实验室的科学条件较高，对于化学实验的条件满足具有很高的标准，仪器、设备、化学物质质量都较高，利于科学实验的完成。而化工生产的条件相对比较统一，并且都为预先设定。

三、加强学生科学实验思维向化工生产思维转变的课程分析与案例

要想加强学生的化工生产思维方式的培养，首先要将处于中学化学学习阶段的学生进行化学科学实验思维与化工生产思维的模型建设，并针对其中的相同点和不同点进行研究分析，作出针对性的教学措施。

首先，要从学生对化学物质的全面认识入手，让学生通过化工生产的实际案例认识化学实验试剂和化工原料之间的区别。其次要让学生注重化学物质反应的操作控制，使学生充分意识到化学物质的转变可以通过操作控制反应条件来进行，并且化学的反应条件可以做到有效的创新和优化，促使化学技术不断提升，并有效提高化学物质的变化质量与新物质的产生质量。第三，要增强学生的环境保护意识，要保证在化工生产中能够做到化工原料循环再利用、有效节约能源资源以及优化生产技术。第四，要使学生具备有效控制成本意识，在保证生产质量和工作效率的基础上将生产成本控制在一定的范围内，并应用到生产的每一个部分。最后，需要培养学生发现问题、思考问题并解决问题的能力，根据生产过程中的情况进行多方面的考虑并最终找到问题的答案。

目前，在中学化学学科中引入案例分析已经在广泛推广，中考试题中已经将案例分析作为一项重要的题型进行设置。案例分析的试题中会将化工原料、化工生产质量、化工生产步骤流程、化工生产技术等内容结合题目进行试题的设计，学生可以根据题目所给出的内容以及所学习到的知识进行试题解析并作出答案。大多数案例分析试题难度设定在中等难度，实际上这些题目对学生而言已经具备了一些化工生产的思维方式。例如，题目要求学生根据试题给出的条件书写化学方程式，并根据化学方程式得出反应物及生成物结论，且要对反应物及生成物进行分析，有无污染物生成，生成的物质可否再利用等，甚至一些题目要求学生对化工生产技术的优势和不足进行阐述。

根据中考试题的设计理念，中学化学教学就需要培养学生的化工生产思维。以化学课程中“碳酸钠的化工生产分析”为例，教学的设计思路如下：

第一，将学生进行模拟生产分组，并针对碳酸钠化工生产步骤进行设计。教师将碳酸钠的作用以及其外在的形态进行展示，并讲述化工生产碳酸钠的主要目的。第二，引导学生自主思考并总结出问题，针对问题进行分析。最后以小组合作的形式进行生产步骤的设计和生产总结，课程最后再进行课题总结汇报和研究成果展示。

在中学化学教学课堂中联系化工生产实践，从内容上来讲是在课堂教学中添加了一些化工生产的实际案例展示，并在实践过程建立了教学情境，提高了学生学习化学的兴趣和热情。实际上这一教学内容的增加，为学生带来了哪些好处和具体的转变，需要结合实际的教学效果来进行分析和研究。化学知识本身具有极强的科研性和应用性，课堂上的授课不仅仅是将化学知识传授给学生，还要对学生思维的建立和转变进行重点关注。通过一些具有代表性的案例分析和活动，让学生建立与掌握化工生产思维的要点，将教学内容与实际的应用进行对比印证，使学生能够从化学的实验思想向化工生产思维进行有效转变，并将其正确的建立和对待。

（作者系眉山冠城七中实验学校教师，该文于2019年5月在《教育科学》发表）