课程思政与高中化学教学同行的实践探索——以“互助合作的配合物”为例

刘 洁

(广东省佛山市高明区第一中学)

1.问题的提出

继2012年党的十八大提出“把立德树人作为教育的根本任务”后,习近平总书记于2016年提出“使各类课程与思想政治理论课同向同行,形成协同效应”,2022年党的二十大提出的教育方针更加明确教育“为国选才、为党育人”的重要作用。课程思政就是以课程为载体,以课堂教学为渠道,将思想政治教育融入课堂教学中,教师不仅仅局限于课本知识的传授,还要在思想上引领学生,教会学生为人处事之道,培养学生的团队协作精神,从而帮助学生树立正确积极的世界观、人生观和价值观,并将其延续到今后的学习、工作、生活中,真正成为适应社会发展和人类进步需要的合格人才。

2.教学理念与设计

本文以人教版(2019)普通高中化学选择性必修2《物质结构与性质》第三章第四节第一课时——互助合作的配合物为例,充分挖掘教学内容中的思政元素进行教学设计,选择合适的教学策略在教学过程中渗透思政教育,发挥化学学科的育人价值,实现课程思政与化学教学同行,落实立德树人的根本任务。

图1 “互助合作的配合物”的教学框架

2.1 找准化学知识与思政元素的切入点

普通高中化学课程标准(2017年版2020年修订)(以下简称“新课标”)对本节课的要求是“知道配位键的特点,认识简单配位化合物的成键特征,了解配合物在生物、化学等领域的广泛应用,能运用配位键解释配合物的某些典型性质”。配位键又称“电子对给予—接受”键,其特点是一方提供孤电子对,另一方提供空轨道,互助合作产生相互作用力,形成更稳定的状态。前面课堂中学习共价键的时候也遇到过这种合作,但普通的共价键的特点是需要几个电子就拿出几个电子,拿出电子共用是为了得到,相比之下,配位键的合作就更显得伟大、无私了。

由于社会环境和家庭环境的影响,当代学生缺乏互助合作意识,本文选择从配位键的互助合作特点出发渗透思政教育,引导学生感知、探究微粒间的互助合作,并在日常生活、目前学习、日后工作中发扬这种互助合作的精神。

2.2 选择合适的教学策略渗透思政教育

本节课的教学重难点是“知道配位键的特点并能分析简单配位化合物的成键特征”,而配位键概念抽象、配合物复杂陌生,使得课堂教学难度较大,故课堂教学中,教师应设计丰富多样的学习活动,充分调动学生的学习积极性,选择合适的教学策略,有效渗透“培养互助合作精神”的思政教育目标。

本节课的思政教育目标是引导学生感知、体验并学会互助合作,故课堂选择了小组积分评优的竞争机制,通过任务驱动将小组互助合作贯穿于全部学生活动,如:实验感知配位键、实验探究配位键、表格梳理认识配合物。这些课堂活动均需要学生之间进行合理地分工合作,小组才能快速且高质量地完成每一项任务,在课堂结束时赢得最高积分和奖励。

3.教学实施过程

3.1 新课引入

观看自制小视频《配位键的故事》,由铵根离子的形成过程了解配位键。

设计意图:通过介绍我们熟悉的微粒中存在的特殊相互作用,引出配位键的概念,提出互助合作精神,降低学生对配位键知识的陌生感。

3.2 课堂探索

任务一:感知配位键

【思考】认识了配位键后,请学生思考下面的问题。

1.初中阶段,如何检验产物中的水?有什么现象?

2.为什么无水CuSO4是白色的,而CuSO4·5H2O和CuSO4溶液都是蓝色的呢?

3.是什么样的作用力让Cu2+与H2O结合在一起的呢?请用结构式表示出来。

【师生互动】小组代表发言,回答正确为小组积1分。

1.无水硫酸铜 白色粉末变蓝;

2.除了有Cu2+还有H2O,[Cu(H2O)4]2+是蓝色的;

设计意图:通过学生已掌握的初中知识,引出蓝色离子[Cu(H2O)4]2+,引导学生感知配位键的存在,感受微粒间的互助合作,并运用配位键知识解释真实且熟悉的化学问题。小组代表回答问题且正确,为小组积1分,利用小组竞争机制充分调动学生的课堂参与度。

任务二:探究配位键

通过两个实验来进一步探究配位键,小组合作完成实验探究,分工建议:每小组6人,2人负责实验操作,2人记录实验现象,2人整理讨论结果。

【实验探究1】

实验操作取4 mL 0.1 mol/L CuSO4溶液于试管中,滴加几滴氨水,出现难溶物后,继续加入氨水,观察实验现象;再加入8 mL 95%乙醇(极性较小的溶剂),观察实验现象现象蓝色溶液出现蓝色沉淀后,继续加入氨水,;再加入8 mL 95%乙醇(极性较小的溶剂), 解释用离子方程式描述实验现象结论

【师生互动】小组代表发言,回答正确为小组积1分。

实验现象:蓝色沉淀溶解,产生深蓝色溶液,有深蓝色晶体析出。

【小组讨论1】

1.继续加氨水,溶液变为深蓝色,深蓝色是哪种离子?利用平衡移动原理解释,为什么蓝色沉淀会溶解?

回到家，楚墨已经做好了晚饭。油焖大虾、蜜汁苦瓜、海带排骨、莴笋木耳、紫菜鸡蛋汤，一瓶红葡萄酒摆在餐桌一角。念蓉问他：“忙了多长时间？”楚墨说：“一个下午。”念蓉说：“今天不是咱俩的生日吧？”楚墨在围裙上擦擦手，说：“都是你喜欢的菜。知道你昨晚没有睡好，烧几道好菜给亲爱的补补。”

2.加入乙醇(极性较小的溶剂)后为什么会有深蓝色晶体析出?

3.写出离子方程式,并从结构角度推测Cu2+、NH3间的配位键与Cu2+、H2O间的配位键的强弱大小?

【师生互动】小组代表发言,回答正确为小组积1分。

1.受到四水合铜离子的启发,猜测深蓝色是四氨合铜离子的颜色;利用平衡移动原理,

[Cu(NH3)4]2+

Cu2+与NH3以配位键结合,Cu2+浓度降低,平衡向着Cu(OH)2沉淀溶解的方向进行;

实验探究1结论:配位键强度有大有小,配位键越强配合物越稳定。

【实验探究2】

实验操作①向盛有少量蒸馏水的试管中滴加2滴FeCl3溶液,然后再滴加2滴KSCN溶液,观察实验现象;②向盛有少量蒸馏水的试管中滴加2滴K3[Fe(CN)6]溶液,然后再滴加2滴KSCN溶液,观察实验现象现象① ;② 解释用离子方程式描述实验现象结论

【师生互动】小组代表发言,回答正确为小组积1分。

实验现象:①溶液出现血红色 ②溶液无明显变化。

【小组讨论2】

1.在必修内容中KSCN溶液有什么重要作用?

2.为什么两个试管中现象不同?能不能用离子方程式表示?

3.为什么都含有三价铁的三种离子(Fe3+、[Fe(CN)6]3-、[Fe(SCN)n]3-n),颜色不同?

【师生互动】小组代表发言,回答正确为小组积1分。

1.KSCN溶液用来检验Fe3+;

3.三种离子的颜色不同,说明三种离子都含有三价的铁但是性质不同。

实验探究2结论:形成配位键的配离子与简单离子的性质不同。

设计意图:通过分组实验观察宏观现象,然后小组讨论探寻微观本质并交流分享,深入认识配位键。实验探究1蓝色溶液[Cu(H2O)4]2+最终变为深蓝色溶液[Cu(NH3)4]2+可得出结论:配位键与配位原子的电负性有关,配位键越强物质越稳定;实验探究2中Fe3+遇到KSCN溶液出现血红色而[Fe(CN)6]3-没有血红色,且三种离子的颜色各不相同,说明由于配位键的存在,配离子与简单离子的性质不相同。学生在分工合作的模式下完成实验探究,既学习了配位键知识又体验了互助合作,课堂教学既完成了教学目标又达到了思政教育的目的。

任务三:识别配合物

【思考】配位键和配位化合物有没有什么关系?有配位键的化合物就是配合物吗?配合物是不是一定有配位键?

配合物:________离子或原子(称为中心离子或原子)与某些分子或离子(称为配体或配位体)以________结合形成的化合物称为配位化合物,简称配合物。

【师生互动】金属 配位键

【小组讨论3】按要求填写下列表格,已知:CN-的电子式为[∶C⋮⋮N∶]-;CO的电子式为∶C⋮⋮O∶,填写完表格后,请你们从表格中发现有关配合物组成的规律?并试着设计出一个常见配合物的组成模型?

配合物配离子中心离子(原子)配体配位原子配位数[Ag(NH3)2]OH(NH4)2[PtCl6]Na3[AlF6]K3[Fe(CN)6]Ni(CO)4[Co(NH3)5Cl]Cl2

【师生互动】每组选出一份优秀学案进行投影,正确率前三的小组各积1分;小组代表发言,回答正确为小组积1分。

配合物配离子中心离子(原子)配体配位原子配位数[Ag(NH3)2]OH[Ag(NH3)2]+Ag+NH3N2(NH4)2[PtCl6][PtCl6]2-Pt4+Cl-Cl6Na3[AlF6][AlF6]3-Al3+F-F6K3[Fe(CN)6][Fe(CN)6]3-Fe3+CN-C6Ni(CO)4无NiCOC4[Co(NH3)5Cl]Cl2[Co(NH3)5Cl]2+Co3+NH3、Cl-N、Cl6

小组分享配合物组成的规律:

1.配离子中心可以是金属离子也可以是原子,过渡元素居多;

2.配体可以是离子也可以是分子,可以是一种也可以是多种;

3.常见的配位数是2、4、6,一价金属是2、二价金属是4、三价金属是6。

常见配合物的组成模型:[金属离子或原子(配体分子或离子)配位数]其他离子

设计意图:本次讨论时间紧任务重,必须采用互助合作的方式才能在规定时间内按要求完成任务,如果先组内分工,然后再针对有困难的进行讨论,最后合并,即可拿出最优学案为小组加分。学生在体验互助合作的学习活动中,完成对配合物的认识,也进一步体会到互助合作的重要性。

3.3 课堂小结

配位键定义电子对给予—接受键形成条件一方提供孤电子对,另一方提供空轨道表示式与其他共价键一样,用“—”表示特点一种特殊的共价键,具有方向性和饱和性,与其他共价键的键参数相同配合物配合物一定含有配位键,含有配位键的不一定是配合物,配位键越强配合物越稳定

【拓展延伸】

(叶绿素)

(血红素)

配合物在自然界普遍存在,在医药科学、化学催化、新型分子材料领域均有着广泛应用。

设计意图:回顾梳理本节课知识点,了解学生在本节课中互助合作的感受,并引导学生将互助合作精神延续到课外。

4.教学反思

课程思政是一种新型教学理念,化学教师要具有较强的思政教育意识,肩负起立德树人的教育重任。教师在研究新课标的基础上结合实际教学内容挖掘思政元素,切勿本末倒置;教学设计要将思政元素充分融入课堂,在完成教学任务的同时落实思政教育,切勿牵强附会。通过本节课的学习,学生在教学内容中感知微粒间的互助合作精神,在课堂教学活动中体验团队的互助合作,在小组竞争机制的激励下培养自身的互助合作意识,并能将互助合作精神延续至课外乃至未来。

课程思政是落实立德树人根本任务的重要途径,课程思政与化学教学同行,使学生在认识化学、应用化学的同时,形成良好的思想道德品质并树立积极正确的世界观、人生观和价值观,才能为国家培养适应现代生活和未来发展需要的合格人才。