高中化学课程思政教学案例
作者: 王静课程思政在高中化学有机化合物分离提纯教学中具有明确目标。旨在培养学生严谨的科学态度,使其在实验操作和知识学习中追求精准与规范。同时,增强学生的社会责任意识,让他们明白化学知识对社会发展和环境保护的重要性。引导学生树立正确的价值观,学会用科学知识服务社会、造福人类。通过课程思政的融入,能促进学生全面发展,使其不仅掌握专业知识,还具备良好的品德和社会责任感,成为有担当、有素养的新时代人才。
一、教学内容中的思政元素挖掘
(1)实验操作中的严谨态度。在有机化合物分离提纯实验里,操作规范、精准是培养严谨科学态度的基石。每一个步骤都需严格遵循标准,稍有偏差就可能影响结果的准确性。例如,在蒸馏操作时,若温度计位置不准确,会导致收集到的馏分不纯;萃取过程中,振荡和放气操作不当,可能引发分液漏斗内压力过大而炸裂。这些不严谨操作不仅会浪费实验资源,还可能带来安全隐患。因此,严格规范实验操作,能让学生养成严谨细致的习惯,为今后的科学研究奠定坚实基础。
(2)绿色化学理念渗透。绿色化学在有机化合物分离提纯中有着显著体现。在实际操作中,优先选用环保试剂,避免使用有毒有害的化学物质,从源头上减少污染。同时,优化实验流程,提高原料利用率,降低废弃物的产生。比如,采用水相反应代替有机溶剂反应,既减少了有机溶剂的挥发和污染,又降低了成本。通过这些实践,能让学生深刻认识到化学与环境的紧密联系,培养他们的环保意识,使他们在未来的学习和工作中,自觉践行绿色化学理念。
(3)化学史中的爱国精神。化学史上,我国化学家在有机化合物研究领域作出了卓越贡献。黄鸣龙先生改良的“黄鸣龙还原法”,为有机合成提供了简便有效的方法,在国际上得到广泛应用。邢其毅先生在多肽合成和天然产物全合成方面取得了重要成果,推动了我国有机化学的发展。他们凭借坚韧不拔的毅力和爱国情怀,在艰苦的条件下取得了辉煌成就。讲述这些化学家的事迹,能激发学生的爱国热情,让他们明白个人的成长与国家的发展紧密相连,激励他们为实现中华民族的伟大复兴而努力学习。
二、思政融入教学的实施策略
(1)课堂教学环节设计。在课堂教学各环节可巧妙融入思政元素。导入时,用环境污染案例引出绿色化学理念;知识讲解中,穿插化学家爱国事迹激发学生责任感;实验操作里,强调规范操作培养严谨态度。通过这些方式,让思政教育自然融入化学教学。
(2)课后拓展活动安排。课后可开展丰富的思政相关活动。组织学生调研有机化合物分离提纯技术的环保应用,了解其对社会的贡献;举办化学史知识竞赛,加深学生对化学家爱国精神的认识;鼓励学生撰写环保化学小论文,增强其社会责任感。
三、课堂教学主要过程
(一)情景导入
屠呦呦与青蒿素的故事。(提前指定一位学生搜集关于“屠呦呦与青蒿素的故事”相关信息,向全班同学简单介绍屠呦呦发现与提取青蒿素的过程,以及她凭此获得2015年诺贝尔生理学或医学奖的重大意义,给学生传递一些必要的价值观教育和科学研究方法指导)。
(二)任务一
系统认识有机物研究的一般步骤与方法。(板书)分离、提纯→确定实验式→确定分子式→确定分子结构。(物质分离提纯的原则介绍:不增加新的杂质,不减少被提纯物质,被提纯物质与杂质易分离,被提纯物质易复原)。问题讨论:屠呦呦对植物黄花蒿进行处理并分离提纯其有效成分青蒿素,大致经历了哪些步骤?每个步骤的目的和应用的分离原理是什么呢?可能需要哪些仪器呢?(剪碎、研磨——学生1上前选择仪器并说明此步骤目的)(教师评价)。(加入溶剂乙醚——学生2尝试解释此步骤目的和原理;教师追问——为什么不用水?)(注:后续展开原理学习)。(过滤——学生3上前选择仪器并组装,说明此步骤的目的、过滤的原理和适用范围)(复习过滤的操作和适用情况)。(从乙醚溶液中分离、提纯青蒿素——方法?原理?)
(三)任务二
探究分离、提纯物质的常用方法。
(1)(学生活动1):除了过滤可以用来分离固液混合物之外,屠呦呦将黄花蒿研磨后加入乙醚这一操作为固-液萃取,自行阅读P14,解决以下问题:①萃取的分类及对应的原理是什么?液-液萃取:利用待分离组分在互不相溶的溶剂中的溶解度不同,将其从一种溶剂转移到萃取原理另一种溶剂的过程。固-液萃取:用溶剂从固体物质中溶解出待分离组分的过程。②液-液萃取的适用条件是什么?液-液萃取适用条件:待分离组分在两种互不相容的溶剂中的溶解度不同。③萃取剂的选择遵循哪些原则?萃取剂要求:待分离组分在此溶剂中溶解度大②萃取剂不与待分离组分、原溶剂反应③萃取剂与原溶剂互不相溶,常用的萃取剂举例:乙醚、乙酸乙酯、二氯甲烷。④实验装置包含哪些仪器?(P14图1-8)。⑤具体如何操作?(以用CCl4萃取碘水中的I2为例)(教师演示)(提示学生观察操作、现象,并解释现象产生原因)。
(2)(学生活动2):上述萃取结束后如何分离水和I2的CCl4溶液?具体如何操作?用到哪些仪器?(教师演示)。①分液适用范围:互不相容的液体混合物。②分液主要仪器:分液漏斗、烧杯。③操作注意事项:下层溶液从下口放出,上层溶液从上口倒出。
(3)(学生活动3)因为青蒿素不耐高温,所以屠呦呦从乙醚溶液中分离出青蒿素的方法是减压蒸馏,自行阅读P13,解决以下问题:①蒸馏的原理是什么?蒸馏原理:利用互溶的液态混合物中各组分的沸点不同而进行分离。②适用条件有哪些?待分离组分的热稳定性较高;待分离组分与杂质沸点相差较大。③实验装置包含哪些仪器?(P13图1-7)(拓展——冷凝管种类及应用情况简介)。④需要注意哪些方面细节?
(4)(学生活动4)除了上述常用的分离提纯物质的方法之外,重结晶法也是一种常用的分离提纯物质的方法,自行阅读P14,解决以下问题:①重结晶法的原理是什么?重结晶原理:利用被提纯物质与杂质在同一溶剂中的溶解度不同而将杂质除去。②适用范围一般是哪种情况?提纯固体物质。③溶剂的选择原则是什么?杂质在此溶剂中溶解度很小或者很大,易于除去;被提纯物质在此溶剂中的溶解度受温度影响较大(溶解度不一定大)。④实验操作有哪些步骤?(P14探究“重结晶法提纯苯甲酸”)(解决P15“讨论”部分问题)
(5)(学生活动5)屠呦呦通过对青蒿素的乙醚溶液进行减压蒸馏后得到青蒿素粗品,然后再对粗品进行色谱法处理分离出青蒿素纯品,请同学们阅读P16的“科学技术社会”部分,简单了解色谱法的原理和应用。