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摘 要:本文通过新冠肺炎疫情下研制的药品、消毒剂使用引发的思考、病毒的来源与绿色化学的关系以及疫情下的杰出人物给我们的启发引导学生学会整理信息获取化学知识和用化学知识解决问题的能力,使学生形成一些必备的品格和关键的能力,培养学生的化学核心素养。
关键词:新冠肺炎;化学学科;核心素养
2020年1月一场感染数万人的新型冠状病毒引发的肺炎袭来,引发全国上下陷入担忧恐慌,我们不得不把自己隔离在家,过了一个足不出户的春节。隔离在家的日子,我们“停课不停学”,作为一名化学教育工作者,在疫情当下,应当思考如何从化学学科的角度引导学生学会敬畏生命与自然,学会从一些关于新冠肺炎疫情的网络信息、新闻信息中通过自己对信息的整理获取化学知识和用化学知识解决问题的能力,使学生形成一些必备的品格和关键的能力,培养学生的化学核心素养。
一、治疗新冠肺炎药品中的宏观辨析与微观探析
新冠肺炎的可怕之处在于传播快,没有特效药可以治疗,但是医学专家也努力尽快地探索一些可以用来抑制新冠肺炎的药品。疫情爆发一个月后,中国工程院院士李兰娟团队发表的最新研究成果显示,根据初步测试,在体外细胞试验中显示,阿比多(朵)尔、达芦那韦能有效抑制新型冠状病毒。在“停课不停学”号召下,可以引导学生做以下几点作业:
1、通过网络搜索了解阿比多(朵)尔、达芦那韦的结构式、分子式,写出其所含官能团的名称及其所属的有机物类别,通过官能团预测该药物的性质,写出对应的化学方程式。
2、利用网络查阅阿比多(朵)尔、达芦那韦的合成路线的相关文献,通过阿比多(朵)尔、达芦那韦的合成路线中各反应物结构式,写出其分子式,命名其简单的反应物。
3、利用阿比多(朵)尔、达芦那韦的合成路线,结合近几年全国I卷的有机化学选做题的考查形式和特点,设计一道有机合成模拟题。
设计意图:通过层次不同的作业设计,引导学生从不同角度对新冠肺炎的药品进行分类;从微观层面认识新冠肺炎药品的组成、结构、性质和可能的反应,形成“结构决定性质”的观念,使学生能从宏观和微观相结合的视角分析问题与解决问题,较好地促进学生“宏观辨识与微观探析”化学核心素养地发展。
二、新冠肺炎中消毒剂使用的证据推理与模型认知
病毒给人民带来恐惧,市面上的消毒剂很快被抢售一空。然而,又出现了新的问题,这些消毒剂使用不当,可能会带来危险。例如:酒精与洁厕灵不能混合使用,酒精与84消毒液不要混合使用,为什么呢?我在微信群对学生做了以下引导:
[学习任务1]为什么酒精与洁厕灵不能混合?请大家通过网络搜索文献、文章等方式寻找证据。
[学生1]熊孩子用洁厕灵“自制” 氯气,造成1人死亡3人中毒。
[学生2]制备消毒液,怎样才能不毒死我们自己?为什么消毒剂不能混合?
[学生3]洁厕剂有三种,你用对了吗?
[学生4]最直接的解释是相关方程式:2HCl +NaClO==NaCl+H2O+ Cl2↑
[学习任务2]请大家从氧化还原的角度分析2HCl +NaClO==NaCl+H2O+ Cl2↑
这个反应。
[学生1]氧化剂是NaClO,还原剂是HCl。
[学生2]氧化产物和还原产物都是Cl2,是一个归中反应。
[学生3]2mol的HCl与1mol的NaClO反应转移1mol的电子。
[学习任务3]通过以上证据推理与模型认知,大家认为醋与84消毒也可以不可以混合?
[学生1]84消毒液中的主要成分是NaClO、NaCl,而醋是酸性的,有可能反应产生氯气。
[学生2]方程式是2CH3COOH +NaClO+NaCl==2CH3COONa+H2O+ Cl2↑
[学习任务4]以此类推,酒精能不能与84消毒液混合?
[学生1]没有酸性物质存在,应该可以混合。
[学生2]根据化学选修五上的实验,酒精能使高锰酸钾溶液褪色,说明酒精有比较强的还原性,而84消毒液的有效成分次氯酸钠具有强氧化性,当酒精和84消毒液混合的时候,酒精会被次氯酸钠氧化为乙醛甚至乙酸,当乙酸较多时反应环境为酸性,在酸性条件下,84消毒液中的ClO-和Cl-会发生氧化还原反应而生成氯气。
[学生3]我查阅了资料,酒精与84消毒液是不能混合的,可能的原理有:
1、乙酸与ClO-继续发生反应,生成甲酸和氯仿;
2、甲酸继续被ClO-氧化为二氧化碳;
3、氯仿可能被ClO-氧化为光气COCl2;
以上反应中可能出现的有毒物质包括氯气、乙醛、氯仿、光气。
[学生4]我们期待开学后能进行实验验证。
设计意图:通过在消毒剂混合使用的问题培养学生的证据意识,现在便捷的网络条件,只要教师精心引导,学生用心去挖掘,是不难获取知识的;学生通过分析相关方程式强化了氧化还原反应的认知模型,从而能在学习任务3和学习任务4中对知识进行了迁移和深度迁移。
三、新冠肺炎中感受到的科学态度与社会责任
1、新冠肺炎的起因与绿色化学
追寻新冠肺炎的起因,据推测是因人类吃了野生动物蝙蝠引起。是人类的一些恶劣行为,破坏了自然界的平衡,导致人类自食恶果,这又引发了大家对“绿色化学”的思考。可以引导学生做以下培养核心素养的作业:
(1)通过网络搜索了解人类为什么不能吃蝙蝠?还有那些大疫情的爆发跟吃野生动物有关?
(2)結合绿色化学,分析分类与自然应该如何相处?请结合本次疫情,写一篇倡议书。
设计意图:通过作业引导使学生能对与化学有关的社会热点问题作出正确的价值判断,增强绿色化、保护环境的可持续发展意识,培养学生的科学态度与社会责任感。
2、新冠肺炎的逆行者与社会责任
时势造英雄,在新冠肺炎这个“白色恐怖”背景下,我们看到了许多既有国士的担当又有战士的勇猛的英雄,他们是逆行者——医护工作人员,其中最耀眼的英雄要数钟南山。是什么让他们在危难面前如此勇敢?是强烈的社会责任感。我引导学生进行了以下人生思考:
(1)阅读钟南山的有关历史,对“科学只能实事求是,不能明哲保身”这句话写一段评论。
(2)只有科学和实干才能救国,你对自己的学习生涯和职业生涯有何规划?
设计意图:通过英雄人物的精神引导,培养学生崇尚科学真理,不迷信书本和权威,敢于质疑和探索的精神,这也正是化学核心素养的体现。
参考文献
[1]中华人民共和国教育部.普通高中化学课程标准(2017年版)[S].北京:人民教育出版社,2018.
关键词:新冠肺炎;化学学科;核心素养
2020年1月一场感染数万人的新型冠状病毒引发的肺炎袭来,引发全国上下陷入担忧恐慌,我们不得不把自己隔离在家,过了一个足不出户的春节。隔离在家的日子,我们“停课不停学”,作为一名化学教育工作者,在疫情当下,应当思考如何从化学学科的角度引导学生学会敬畏生命与自然,学会从一些关于新冠肺炎疫情的网络信息、新闻信息中通过自己对信息的整理获取化学知识和用化学知识解决问题的能力,使学生形成一些必备的品格和关键的能力,培养学生的化学核心素养。
一、治疗新冠肺炎药品中的宏观辨析与微观探析
新冠肺炎的可怕之处在于传播快,没有特效药可以治疗,但是医学专家也努力尽快地探索一些可以用来抑制新冠肺炎的药品。疫情爆发一个月后,中国工程院院士李兰娟团队发表的最新研究成果显示,根据初步测试,在体外细胞试验中显示,阿比多(朵)尔、达芦那韦能有效抑制新型冠状病毒。在“停课不停学”号召下,可以引导学生做以下几点作业:
1、通过网络搜索了解阿比多(朵)尔、达芦那韦的结构式、分子式,写出其所含官能团的名称及其所属的有机物类别,通过官能团预测该药物的性质,写出对应的化学方程式。
2、利用网络查阅阿比多(朵)尔、达芦那韦的合成路线的相关文献,通过阿比多(朵)尔、达芦那韦的合成路线中各反应物结构式,写出其分子式,命名其简单的反应物。
3、利用阿比多(朵)尔、达芦那韦的合成路线,结合近几年全国I卷的有机化学选做题的考查形式和特点,设计一道有机合成模拟题。
设计意图:通过层次不同的作业设计,引导学生从不同角度对新冠肺炎的药品进行分类;从微观层面认识新冠肺炎药品的组成、结构、性质和可能的反应,形成“结构决定性质”的观念,使学生能从宏观和微观相结合的视角分析问题与解决问题,较好地促进学生“宏观辨识与微观探析”化学核心素养地发展。
二、新冠肺炎中消毒剂使用的证据推理与模型认知
病毒给人民带来恐惧,市面上的消毒剂很快被抢售一空。然而,又出现了新的问题,这些消毒剂使用不当,可能会带来危险。例如:酒精与洁厕灵不能混合使用,酒精与84消毒液不要混合使用,为什么呢?我在微信群对学生做了以下引导:
[学习任务1]为什么酒精与洁厕灵不能混合?请大家通过网络搜索文献、文章等方式寻找证据。
[学生1]熊孩子用洁厕灵“自制” 氯气,造成1人死亡3人中毒。
[学生2]制备消毒液,怎样才能不毒死我们自己?为什么消毒剂不能混合?
[学生3]洁厕剂有三种,你用对了吗?
[学生4]最直接的解释是相关方程式:2HCl +NaClO==NaCl+H2O+ Cl2↑
[学习任务2]请大家从氧化还原的角度分析2HCl +NaClO==NaCl+H2O+ Cl2↑
这个反应。
[学生1]氧化剂是NaClO,还原剂是HCl。
[学生2]氧化产物和还原产物都是Cl2,是一个归中反应。
[学生3]2mol的HCl与1mol的NaClO反应转移1mol的电子。
[学习任务3]通过以上证据推理与模型认知,大家认为醋与84消毒也可以不可以混合?
[学生1]84消毒液中的主要成分是NaClO、NaCl,而醋是酸性的,有可能反应产生氯气。
[学生2]方程式是2CH3COOH +NaClO+NaCl==2CH3COONa+H2O+ Cl2↑
[学习任务4]以此类推,酒精能不能与84消毒液混合?
[学生1]没有酸性物质存在,应该可以混合。
[学生2]根据化学选修五上的实验,酒精能使高锰酸钾溶液褪色,说明酒精有比较强的还原性,而84消毒液的有效成分次氯酸钠具有强氧化性,当酒精和84消毒液混合的时候,酒精会被次氯酸钠氧化为乙醛甚至乙酸,当乙酸较多时反应环境为酸性,在酸性条件下,84消毒液中的ClO-和Cl-会发生氧化还原反应而生成氯气。
[学生3]我查阅了资料,酒精与84消毒液是不能混合的,可能的原理有:
1、乙酸与ClO-继续发生反应,生成甲酸和氯仿;
2、甲酸继续被ClO-氧化为二氧化碳;
3、氯仿可能被ClO-氧化为光气COCl2;
以上反应中可能出现的有毒物质包括氯气、乙醛、氯仿、光气。
[学生4]我们期待开学后能进行实验验证。
设计意图:通过在消毒剂混合使用的问题培养学生的证据意识,现在便捷的网络条件,只要教师精心引导,学生用心去挖掘,是不难获取知识的;学生通过分析相关方程式强化了氧化还原反应的认知模型,从而能在学习任务3和学习任务4中对知识进行了迁移和深度迁移。
三、新冠肺炎中感受到的科学态度与社会责任
1、新冠肺炎的起因与绿色化学
追寻新冠肺炎的起因,据推测是因人类吃了野生动物蝙蝠引起。是人类的一些恶劣行为,破坏了自然界的平衡,导致人类自食恶果,这又引发了大家对“绿色化学”的思考。可以引导学生做以下培养核心素养的作业:
(1)通过网络搜索了解人类为什么不能吃蝙蝠?还有那些大疫情的爆发跟吃野生动物有关?
(2)結合绿色化学,分析分类与自然应该如何相处?请结合本次疫情,写一篇倡议书。
设计意图:通过作业引导使学生能对与化学有关的社会热点问题作出正确的价值判断,增强绿色化、保护环境的可持续发展意识,培养学生的科学态度与社会责任感。
2、新冠肺炎的逆行者与社会责任
时势造英雄,在新冠肺炎这个“白色恐怖”背景下,我们看到了许多既有国士的担当又有战士的勇猛的英雄,他们是逆行者——医护工作人员,其中最耀眼的英雄要数钟南山。是什么让他们在危难面前如此勇敢?是强烈的社会责任感。我引导学生进行了以下人生思考:
(1)阅读钟南山的有关历史,对“科学只能实事求是,不能明哲保身”这句话写一段评论。
(2)只有科学和实干才能救国,你对自己的学习生涯和职业生涯有何规划?
设计意图:通过英雄人物的精神引导,培养学生崇尚科学真理,不迷信书本和权威,敢于质疑和探索的精神,这也正是化学核心素养的体现。
参考文献
[1]中华人民共和国教育部.普通高中化学课程标准(2017年版)[S].北京:人民教育出版社,2018.