专题导言：全面推进中学化学课堂教学向核心素养取向转型，整体提高中学化学教育教学质量，需要充分发挥教研智慧和教研力量。自2023年9月起，湖南省教育科学研究院化学教研员黄恭福老师主持开展了湖南省首届基础教育教学改革研究项目“基于核心素养发展的中学化学‘IT-双向驱动’课堂教学实践研究”（项目编号：Y20230711），项目组在全省遴选了近30所实验学校，积极探索大概念建构和大任务解决的课堂教学范式，研究形成的中学化学“IT-双向驱动”课堂教学范式注重探究实践和科学思维培养，努力展现主题式、项目式学习和跨学科实践活动等新型教与学方式，帮助学生实现从解答试题到解决实际问题的有效转变。项目研究始终坚持目标导向和问题导向，将研究活动与学校教研组活动、日常教学有机融合，研究教学中的“真问题”“具体问题”“关键问题”。研究秉持了“教-研-训”一体，将“教学问题”转化为“研究课题”，进而提炼为“教师培训主题”，且“问题—课题—主题”的循环中不断积累和传播教学实践智慧；研究形成了“基于情境、问题导向、深度思维、高度参与”的核心素养导向的课堂教学特色；研究坚持了成果提炼与过程管理相结合，常态开展教学案例、教学反思与论文征集，督促教师将研究与教学、反思与提炼有效融合。截至目前，教改实验学校提交研究成果300余篇（节），初步达成了各项研究目标。为进一步推广应用研究成果，项目组结合化学学科具体内容、不同课型以及不同学段特点等遴选了10余篇论文及案例结为专题，分批发表，供中学化学教师学习借鉴和批评改进。
人教版选择性必修三《有机化学基础》介绍了有机物、官能团等众多化学用语和化学概念，知识体量大且缺乏知识关联的纽带，学生在初接触时常常会陷入知识脱节、找不到规律的窘境。大概念是表层学习向深度学习转化的一个抓手
［1］，以“结构决定性质”大概念为统摄，教学内容围绕大概念展开，教学活动聚焦大概念建构与应用，有助于学生将有机化学知识结构化，而这种结构化策略正是实现知识向素养转化的关键。
1 单元整体设计思路
1.1 单元学习主题分析
（1） 单元学习主题名称及设计背景。
近年来，《舌尖上的中国》《发现中国：美食之旅》等美食文化纪录片进入大众视野，引起广泛讨论和共鸣。民以食为天，为宣扬家乡优秀的非物质文化遗产，唤醒学生的乡土文化认同感，本课以“寻味望城靖港香干，溯源化学物质醛类”这一真实情境贯穿整个课堂，引导学生在探索家乡传统美食所含的醛类物质时，思考知识背后的化学本质。基于课程标准的要求，结合教学内容的内在逻辑关系，在本单元的大概念“结构决定性质”的统摄下，引导学生从微观视角（化学键和官能团）认识醛的性质，并联系醇、羧酸等其他有机物建立有机物转化的认识思路，为后续有机合成路线的设计搭建基本的认知模型。
（3） 真实情境说明。
本课题主要内容是“探寻望城传统美食靖港香干的制作工艺，了解其中蕴含的化学知识”。靖港香干是长沙市望城区靖港镇的传统名小吃，此前被电视台和多家媒体采访报道，其精湛的制作工艺是长沙市的非物质文化遗产。靖港香干的制作过程涉及原料和辅料的选用，其中包含了醛等有机物。该情境素材的选取充分激发了学生的兴趣，贴合生活，富有人文气息。
1.2 单元学习目标分析
（1） 能从物质类别和官能团视角认识醛类有机物的结构特点并能够列举代表物，如醛类物质包括甲醛、乙醛、葡萄糖（多羟基醛）等。
（2） 能从化学键极性判断可能的断键部位，预测醛类的化学性质，并能在结构分析和实验事实的基础上书写相关反应的化学方程式，发展“结构决定性质”大概念。
（3） 通过醇、醛、羧酸之间的相互转化，加深对有机反应中氧化反应和还原反应的理解，初步构建烃的含氧衍生物间的转化关系。
（4） 实验探究醛的银镜反应及与新制氢氧化铜的反应，基于实验事实准确描述现象，解释现象，培养良好的证据意识。
（5） 通过肉桂醛的合成、食品工业中美拉德反应等例子的引入，体会化学对人类生产生活的重要意义，培养科学态度和社会责任。
1.3 规划单元学习主题
2 单元课时设计（第1课时）
2.1 教学目标
（1） 分析醛基中原子的成键情况，从官能团角度认识醛类的结构特点。
（2） 利用电负性判断共价键极性，从化学键角度说明和预测醛类物质的性质。
（3） 理解醛的性质与醛基结构的关系，从微观机理角度认识醛的还原反应和亲核加成反应。
（4） 了解醛类在生产生活中的实际应用，从化学与社会角度认识常见的醛类物质。
2.2 教学重难点
（1） 重点：从化学键、官能团角度认识醛的化学性质。
（2） 难点：醛的亲核加成反应。
2.3 教学思路。
3 教学过程
3.1 环节一：情境引入，提出问题
师：（展示视频：靖港香干的制作过程）美食承载着童年的记忆，说到望城的传统美食，映入眼帘的一定是靖港香干。视频中提到靖港香干的卤水是制作工艺的精髓。卤料的配方包括食盐、桂皮、八角、红糖等。所谓佳肴必然是色香俱全，那么靖港香干的香从何处来呢？
生:卤水中添加了香料，香味肯定是从香料中来。
师:老师查阅了资料：桂皮、八角这两种香料中分别含有肉桂醛和茴香醛，请思考讨论这类物质的结构特点。
设计意图：以本地家喻户晓的美食靖港香干制作视频导入素材，结合学生的生活经验和常识，引导学生对其中的醛类物质的微观结构进行思考和探究。
3.2 环节二：基于结构，认识性质
师：提出问题1：配制卤水时，桂皮等香料的使用体现了醛的什么物理性质？
生：思考、讨论：“飘香十里”与挥发性有关，“加水浸泡”与溶解性有关。
师：醛都能溶于水吗？
生：动手实验：比较乙醛和肉桂醛的溶解度差异。得出结论：低级醛可与水混溶，高级醛微溶或不溶于水。
师：补充常见醛类物质的熔沸点数据表。
生：“烧火熬煮”与熔沸点有关，总结醛类的熔沸点递变规律。
师：提出问题2：观察桂皮中肉桂醛的结构，你能从官能团视角认识醛吗？
学生完成学案。
师：提出问题3：观察桂皮中肉桂醛的结构，你能从化学键视角预测其性质吗？
学生提出猜想：①醛基存在不饱和的碳氧双键，可以类比烯烃断掉其中的π键，发生加成反应。②醛基存在极性共价键碳氢键，可以类比醇的氧化也是断掉了C-H σ键，发生氧化反应。
师：总结归纳学生提出的猜想，给予实时评价。
设计意图：引导学生从有机物的结构（共价键极性）认识其性质，并且能够结合之前所学的烯烃、醇等内容类比迁移、提出猜想，既能加深学生对已有知识的巩固，又能对新物质的学习形成一定的认知规律，促进知识关联的结构化，充分彰显了大概念“结构决定性质”。
3.3 环节三：符号表征，建构模型
师：正如同学们提到的烯烃加成，你们觉得可以用什么试剂进行醛的加成反应？
生：可以用氢气。
符号表征：醛与H2反应。
师：从官能团看，我们发现醛基变成了羟基；从化学式看，我们发现物质的氢原子增加了。为了帮助同学们更好地认识有机化学中的反应规律，我们一般将得氢失氧的反应叫作“还原反应”。
师：我们再观察一下醛基中的碳氧双键，碳氧双键是极性键，而极性键中的两个键合原子，一个呈正电性，一个呈负电性
[2]。你认为谁显正电性，谁显负电性？
生：C电负性小，显正电性；O电负性大，显负电性。
师：氢气是一种非极性试剂，加成时没有趋向性。如果现在给大家提供一种极性试剂HCN，你认为它如何与醛发生加成反应？
生：极性试剂中原子间电负性存在差异，使得极性试剂中某些原子（或原子团）显正电性或负电性。根据电性规则（正负相吸）与醛基发生加成反应。
符号表征：醛与HCN反应。
师：像这样带负电荷的或带有未共用电子对的试剂（亲核试剂）进攻醛基中带部分正电荷的碳原子而发生的加成反应，称之“亲核加成反应”
[3]。
学生完成学案，构建亲核加成反应模型。
学生完成练习，互评。
师：现提供以下实验用品（乙醛、40%饱和亚硫酸氢钠），你能通过实验验证醛的亲核加成反应吗？
学生根据实验用品设计实验方案，动手操作并观察记录。
师：在此实验中，谁是亲核试剂？现象是什么？
生：饱和亚硫酸氢钠是极性的亲核试剂，现象是有白色沉淀生成。
设计意图：帮助学生补充有机反应中的还原、亲核加成等概念，完善学生的知识体系，并且引导学生从电负性的视角深刻地认识醛的化学性质和断键成键机理，为后续环节利用醛的构性关系解决工业生产中的实际问题作好铺垫。同时，增加实验环节使学生对亲核加成反应具有宏观认识。
3.4 环节四：关联情境，分析合成
师：提出问题4：桂皮中的肉桂醛也可以工业合成，你能分析其制备原理吗？提示：从乙醛的结构分析，思考醛基给邻位碳上的氢（α-H）带来的影响。
学生联系旧知，思考讨论，回答问题。
师：本题中涉及的加成反应叫作羟醛缩合反应，从断键机理上看这是一种特殊的亲核加成反应。
学生作好归纳总结。
师：本节课探究了靖港香干的香从何处来，其色从何处来呢？请课后交流讨论、查阅资料，了解“食品工业中的美拉德反应”并实地考察靖港香干的制作工艺。
设计意图：引入肉桂醛的工业合成这一素材，使学生在具体情境中运用化学知识解决问题。为今后有机合成路线的设计打好基础。最后，总结本课内容，布置实践活动作业，延续课堂教学任务。
4 教学反思
4.1 依托真实情境发展学生的核心素养
素养需要在特定的情境中才能表现出来。在教学过程中创设真实情境能够激发学生学习的兴趣，通过驱动性问题“靖港香干的香从何处来，色从何处来”设置悬念，借助层层递进的问题链将真实情境中的实际问题转化为化学学科问题，引导学生从化学键/官能团、物质类别的视角认识有机化合物的组成、结构、性质和转化关系。同时联系实际生产生活，引入肉桂醛的合成路线、食品工业中的美拉德反应等，通过思考交流、实验探究让学生在“做中学”“用中学”“创中学”，促进学生的深度学习，让每一位学生的化学学科核心素养都有不同程度的进阶发展。
4.2 依托学科大概念深挖教材隐性内容
化学教材是化学课程的物化形态与文本素材，在教学过程中要以学科大概念统领，深挖教材隐性内容（化学学科核心素养），突出教学重点，突破教学难点。本课的核心难点在于“醛的亲核加成反应”，应利用电负性判断共价键极性，从化学键角度说明和预测醛类物质的性质，从微观机理角度认识醛的还原反应和亲核加成反应，理解醛的性质与醛基结构的关系。同时，在本章节的基础上发掘教材其他章节隐含的关联素材，例如，在选择性必修三第三章第五节的“资料卡片”中提到羟醛缩合反应，第五章第二节的“实验5-1”中提到苯酚和甲醛反应。这些都属于醛的亲核加成反应，在课中以习题的形式作为拓展内容，提升学生运用大概念“结构决定性质”分析、解决真实问题的能力。
4.3 依托化学课堂发挥学科育人功能
化学学科育人价值包括学科社会价值、学科本质价值和学科人文价值等。在教学过程中以“靖港香干”一境到底，手艺人秉承初心传承着老味道，向学生弘扬了劳动人民勤劳肯干的美德，激发了学生对家乡传统美食文化的认同，传递化学学科的人文价值；在靖港香干的制作过程中，通过揭秘“香从何处来”“色从何处来”背后的化学知识以及肉桂醛的现代工业合成，认识到化学对创造更多物质财富和精神财富、满足人民日益增长的美好生活需要有重大贡献
［4］，这是化学学科本质价值的体现；最后，第二课时衍生出食品安全问题，让学生课后自主探究，关注社会问题，认识合理使用化学品的重要意义，强化社会责任意识，发挥化学学科的社会价值。
湖南省首届基础教育教学改革研究项目“基于核心素养发展的中学化学‘IT-双向驱动’课堂教学实践研究”(Y20230711)
京公网安备11010202008535号
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