[摘 要]分析了將化工生產(chǎn)實際融入高中化學教學的必要性，認為聯(lián)系化工生產(chǎn)實際不僅僅是在教學中加入化工生產(chǎn)知識，更重要的是轉(zhuǎn)變學生的思維方式，提出了在高中化學教學中要注重培養(yǎng)學生的化工生產(chǎn)思維，對化工生產(chǎn)思維的內(nèi)涵、特征以及在高中化學教學中融入化工生產(chǎn)思維的意義進行了論述，并以“從鋁土礦中提取鋁”為教學案例進行了設(shè)計與實踐分析。

　　[關(guān)鍵詞]化工生產(chǎn)思維;化學教學;鋁土礦;案例設(shè)計

　　化工生產(chǎn)是化學知識服務(wù)于人類、服務(wù)于社會的一種重要形式，掌握化工生產(chǎn)知識，形成化工生產(chǎn)思維，是科學素養(yǎng)的要求，也是未來公民必須具備的能力。在中學化學教學中聯(lián)系化工生產(chǎn)實際越來越受到重視，涉及到化工實際的題型如流程題已成為高考化學的一類必考題型，在 2017 年教育部印發(fā)的《普通高中化學課程標準》中也提到，要求學生具有“綠色化學”觀念和可持續(xù)發(fā)展意識，培養(yǎng)學生的科學態(tài)度和社會責任，使其能對化學有關(guān)的社會熱點問題做出正確的價值判斷等。顯然，當今社會對于培養(yǎng)學生完整的化工生產(chǎn)思維的要求越來越高。

　　1 化工生產(chǎn)思維的內(nèi)涵及特征

　　化工生產(chǎn)思維是以化學知識及工程學知識為基礎(chǔ)，集成多學科知識，衡量多方面因素對一項化工生產(chǎn)目標進行設(shè)計、實施、評價、優(yōu)化等一系列過程中所運用到的思維方式。其特征如下： (1)化工生產(chǎn)思維是實踐性的思維[1]，是將化學知識與工程學知識有機結(jié)合、將理論知識轉(zhuǎn)化為實際生產(chǎn)的一種應(yīng)用型思維方式，這有助于將我們習得的化學、化工知識更好地實現(xiàn)其價值。 (2)化工生產(chǎn)思維是集成性、發(fā)散性的思維，在處理化工生產(chǎn)問題時會涉及到包括廠址選擇時的地理學知識、能量轉(zhuǎn)換及有效利用的物理學知識、三廢治理與排放的地理學、環(huán)境學知識，也包括規(guī)劃某一項目效益所運用到的經(jīng)濟學知識等。 (3)化工生產(chǎn)思維強調(diào)工程觀及工程道德[2]，當今社會所面臨環(huán)境問題、能源問題、食品安全問題、健康問題等都與化學息息相關(guān)。顯然，化學工業(yè)生產(chǎn)涉及到了社會發(fā)展及公民生活的各個領(lǐng)域，這就要求未來公民們都具有優(yōu)良的化學工程品德。

　　2 高中化學教學中融入化工生產(chǎn)思維的意義

　　(1)更好地理解和掌握化學知識，實現(xiàn)知識的建構(gòu)。將化工生產(chǎn)思維滲透進高中化學的教學中，讓學生的化學知識與化工生產(chǎn)實際進行對比、分析，總結(jié)二者的異同，使學生的認知結(jié)構(gòu)在“平衡——不平衡——新的平衡”的循環(huán)中得到不斷的豐富、提高和發(fā)展，以更好的鞏固化學知識、認識化工生產(chǎn)實際。 (2)彰顯化學知識的價值，學以致用。在傳統(tǒng)的化學教學中基本遠離生活，用單純的框架體系支撐知識，常常為了應(yīng)付考試而把化學知識剝離出來以訓練學生的解題能力，造成教學內(nèi)容枯燥，同時脫離現(xiàn)實的教學會使學生對較為抽象的化學理論望而卻步。將化學與化工知識結(jié)合，學生逐步形成化工生產(chǎn)思維，懂得將所學知識應(yīng)用到實際的生產(chǎn)生活中，并感受這些知識是如何被科學家們巧妙應(yīng)用的。為此，可以更好地完成培養(yǎng)學生“情感態(tài)度與價值觀”的教學目標。 (3)正視化學、正確處理社會生產(chǎn)生活中的化學問題。當今社會公眾和媒體往往過分強調(diào)化學的負面形象和危險影響，卻忽視了化學、化工對人類社會做出的巨大貢獻，這會造成學生排斥化學，同樣也無法妥善處理生活中的化學問題。化工生產(chǎn)不是亂排亂放污染空氣，而是“綠色化學”，是合理處理“三廢”，是針對環(huán)境問題提出新的脫硫、脫硝方案等。化工生產(chǎn)思維讓學生在遇到新問題時能辨別出是哪方面出了問題，如何解決問題，做出正確的判斷，甚至想出解決的方案，而不是盲目的排斥化學或排斥某一項技術(shù)。 (4)培養(yǎng)“科學精神與社會責任”方面的化學核心素養(yǎng)。化學核心素養(yǎng)中“科學精神與社會責任”體現(xiàn)對化學的態(tài)度維度，具有化工生產(chǎn)思維的學生能更好地形成嚴謹求學的科學探索精神和終身學習的能力，他們更容易透過書本的化學知識考慮到生產(chǎn)實際情況，將理論運用于實踐，不再“紙上談兵”，具備可持續(xù)發(fā)展意識和綠色化學觀念[3]。化工生產(chǎn)思維的培養(yǎng)不是簡單的說教，而須在平時教學中有意識地滲透，做到潤物無聲、潛移默化。

　　3 高中化學教學中融入化工生產(chǎn)思維的案例設(shè)計與分析

　　鑒于課程標準對化工知識的要求逐漸提高，涉及到化學工藝流程的題型應(yīng)運而生，化工流程圖題是一類極具特色和前景的高考新題型，多為化工實際生產(chǎn)中所采用的真實的工藝流程。這類題對于學生而言相對陌生，難度較大，能夠更好地檢測學生的綜合分析推理能力，對學生的綜合素質(zhì)提出了較高的要求。為更好地培養(yǎng)學生的化工生產(chǎn)思維能力，在教學過程中，引導學生利用已學知識進行對比、拓展、衍生，通過自主設(shè)計工藝流程，與現(xiàn)實生產(chǎn)工藝進行比較，評價優(yōu)劣，進行適當?shù)恼{(diào)整和改進以完善設(shè)計，不斷優(yōu)化得到最終工藝流程，同樣也可以加深學生對知識的印象，更好地進行有效學習。現(xiàn)以蘇教版必修一專題 3 中“從鋁土礦中提取鋁”為例進行教學實踐，在學習本節(jié)內(nèi)容之前學生已經(jīng)學習了“溴碘的提取”、 “鎂的提取及應(yīng)用”，具備了一定的工藝流程思維模式，掌握了一定的鋁及其化合物的一些化學反應(yīng)原理。主要教學過程如下：

　　3.1 教學環(huán)節(jié)一：分組合作設(shè)計從鋁土礦中提取鋁的工藝流程在本環(huán)節(jié)中，教師首先展示鋁元素的主要來源及鋁土礦中的主要成分，提出本節(jié)課任務(wù)：從鋁土礦中提取鋁。學生先自己思考，再以小組形式進行討論，每個小組總結(jié)出最后的流程。

　　3.2 教學環(huán)節(jié)二：根據(jù)資料卡，修改設(shè)計方案

　　學生根據(jù)表 1 資料卡的內(nèi)容，總結(jié)出自己在設(shè)計流程時所忽略的問題和不足之處，并加以改正，再次得到新的流程圖，可基本得到與實際生產(chǎn)過程一致的工藝流程。此環(huán)節(jié)中引導學生自主發(fā)現(xiàn)問題、分析問題并解決問題，學生會強烈地意識到當化學問題至于現(xiàn)實生產(chǎn)中所需要考慮的不再僅僅是反應(yīng)原理上的可行性，而是需要真正地設(shè)身處地地綜合考慮各方面影響因素。此環(huán)節(jié)設(shè)計的意圖主要有：一方面是培養(yǎng)學生的自學能力，能夠敢于否定自己，勇于創(chuàng)新，逐步養(yǎng)成自主解決問題的能力;另一方面是讓學生真正體驗化學和化工生產(chǎn)實際的差異，體驗化學工程師的思維，初步形成化工生產(chǎn)思維。

　　3.3 教學環(huán)節(jié)三：對比實際生產(chǎn)工藝流程

　　在此環(huán)節(jié)中，學生通過觀察圖 2 的工藝流程，提出疑問：為什么電解熔融 Al2O3 時要加入冰晶石(Na3AlF6)?并提出假設(shè)：(1) 用作催化劑;(2)降低 Al2O3 熔點;(3)增強 Al2O3導電性。教師給出解釋：由于 Al2O3 的熔點(2054 ℃)很高，直接加熱使其熔化需要大量的能量。為了降低成本和簡化工序得到鋁單質(zhì)，科學家通過近一百年的努力，終于在 1886 年美國化學家霍爾發(fā)現(xiàn)向 Al2O3 中加入冰晶石可以使氧化鋁熔融溫度降低，以冰晶石作為助熔劑，從而大大減少了冶煉過程的能量消耗[4]。

　　4 結(jié)語

　　在實際教學過程中，要將化工生產(chǎn)思維切實融入高中化學教學，對于教師的要求相對較高，教師要掌握的不僅僅是局限于教材上的知識點，在進行教學設(shè)計時還要了解化工熱點問題，緊扣化工生產(chǎn)實際實施教學。但由于很多化學教師自身對化工生產(chǎn)思維的不重視，所以在課堂教學中化工生產(chǎn)思維的培養(yǎng)往往被忽略。本文的教學案例給出了一個很好的實踐取向，在教學中教師有意識地引導學生將問題轉(zhuǎn)向化工生產(chǎn)實際考慮，學生逐步轉(zhuǎn)變思維方式，逐步形成完整的化工生產(chǎn)思維。

　　參考文獻

　　[1]李文安.工程思維在化學教學中的應(yīng)用[J].化工高等教育，2007(01)： 53-55.

　　[2]樂一樂.高中必修化學教材中的“化工思維”分析[D].東北師范大學， 2013.

　　[3]中華人民共和國教育部制定.普通高中化學課程標準(2017 年版)[S].北京：人民教育出版社，2018.

　　[4]張文杰，馮潔.追求有價值和意義的化學教學情懷——以“從鋁土礦中提取鋁”教學為例[J].實驗教學與儀器，2018，35(09)：17-19.

　　[5]王欽忠，高明.淺議中學化學教學聯(lián)系化工案例的思考與實踐[J].化學教學，2018(02)：25-29.

　　《高中化學教學中融入化工生產(chǎn)思維的探究與實踐》來源：《廣東化工》，作者：鈕舒靜，胡小兵。