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

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

　　化工生產(chǎn)是化學(xué)知識(shí)服務(wù)于人類、服務(wù)于社會(huì)的一種重要形式，掌握化工生產(chǎn)知識(shí)，形成化工生產(chǎn)思維，是科學(xué)素養(yǎng)的要求，也是未來(lái)公民必須具備的能力。在中學(xué)化學(xué)教學(xué)中聯(lián)系化工生產(chǎn)實(shí)際越來(lái)越受到重視，涉及到化工實(shí)際的題型如流程題已成為高考化學(xué)的一類必考題型，在 2017 年教育部印發(fā)的《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》中也提到，要求學(xué)生具有“綠色化學(xué)”觀念和可持續(xù)發(fā)展意識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度和社會(huì)責(zé)任，使其能對(duì)化學(xué)有關(guān)的社會(huì)熱點(diǎn)問(wèn)題做出正確的價(jià)值判斷等。顯然，當(dāng)今社會(huì)對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生完整的化工生產(chǎn)思維的要求越來(lái)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(xué)知識(shí)及工程學(xué)知識(shí)為基礎(chǔ)，集成多學(xué)科知識(shí)，衡量多方面因素對(duì)一項(xiàng)化工生產(chǎn)目標(biāo)進(jìn)行設(shè)計(jì)、實(shí)施、評(píng)價(jià)、優(yōu)化等一系列過(guò)程中所運(yùn)用到的思維方式。其特征如下： (1)化工生產(chǎn)思維是實(shí)踐性的思維[1]，是將化學(xué)知識(shí)與工程學(xué)知識(shí)有機(jī)結(jié)合、將理論知識(shí)轉(zhuǎn)化為實(shí)際生產(chǎn)的一種應(yīng)用型思維方式，這有助于將我們習(xí)得的化學(xué)、化工知識(shí)更好地實(shí)現(xiàn)其價(jià)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(wèn)題時(shí)會(huì)涉及到包括廠址選擇時(shí)的地理學(xué)知識(shí)、能量轉(zhuǎn)換及有效利用的物理學(xué)知識(shí)、三廢治理與排放的地理學(xué)、環(huán)境學(xué)知識(shí)，也包括規(guī)劃某一項(xiàng)目效益所運(yùn)用到的經(jīng)濟(jì)學(xué)知識(shí)等。 (3)化工生產(chǎn)思維強(qiáng)調(diào)工程觀及工程道德[2]，當(dāng)今社會(huì)所面臨環(huán)境問(wèn)題、能源問(wèn)題、食品安全問(wèn)題、健康問(wèn)題等都與化學(xué)息息相關(guān)。顯然，化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)涉及到了社會(huì)發(fā)展及公民生活的各個(gè)領(lǐng)域，這就要求未來(lái)公民們都具有優(yōu)良的化學(xué)工程品德。

　　2 高中化學(xué)教學(xué)中融入化工生產(chǎn)思維的意義

　　(1)更好地理解和掌握化學(xué)知識(shí)，實(shí)現(xiàn)知識(shí)的建構(gòu)。將化工生產(chǎn)思維滲透進(jìn)高中化學(xué)的教學(xué)中，讓學(xué)生的化學(xué)知識(shí)與化工生產(chǎn)實(shí)際進(jìn)行對(duì)比、分析，總結(jié)二者的異同，使學(xué)生的認(rèn)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(xué)知識(shí)、認(rèn)識(shí)化工生產(chǎn)實(shí)際。 (2)彰顯化學(xué)知識(shí)的價(jià)值，學(xué)以致用。在傳統(tǒng)的化學(xué)教學(xué)中基本遠(yuǎn)離生活，用單純的框架體系支撐知識(shí)，常常為了應(yīng)付考試而把化學(xué)知識(shí)剝離出來(lái)以訓(xùn)練學(xué)生的解題能力，造成教學(xué)內(nèi)容枯燥，同時(shí)脫離現(xiàn)實(shí)的教學(xué)會(huì)使學(xué)生對(duì)較為抽象的化學(xué)理論望而卻步。將化學(xué)與化工知識(shí)結(jié)合，學(xué)生逐步形成化工生產(chǎn)思維，懂得將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際的生產(chǎn)生活中，并感受這些知識(shí)是如何被科學(xué)家們巧妙應(yīng)用的。為此，可以更好地完成培養(yǎng)學(xué)生“情感態(tài)度與價(jià)值觀”的教學(xué)目標(biāo)。 (3)正視化學(xué)、正確處理社會(huì)生產(chǎn)生活中的化學(xué)問(wèn)題。當(dāng)今社會(huì)公眾和媒體往往過(guò)分強(qiáng)調(diào)化學(xué)的負(fù)面形象和危險(xiǎn)影響，卻忽視了化學(xué)、化工對(duì)人類社會(huì)做出的巨大貢獻(xiàn)，這會(huì)造成學(xué)生排斥化學(xué)，同樣也無(wú)法妥善處理生活中的化學(xué)問(wèn)題。化工生產(chǎn)不是亂排亂放污染空氣，而是“綠色化學(xué)”，是合理處理“三廢”，是針對(duì)環(huán)境問(wèn)題提出新的脫硫、脫硝方案等。化工生產(chǎn)思維讓學(xué)生在遇到新問(wèn)題時(shí)能辨別出是哪方面出了問(wèn)題，如何解決問(wèn)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(xué)或排斥某一項(xiàng)技術(shù)。 (4)培養(yǎng)“科學(xué)精神與社會(huì)責(zé)任”方面的化學(xué)核心素養(yǎng)。化學(xué)核心素養(yǎng)中“科學(xué)精神與社會(huì)責(zé)任”體現(xiàn)對(duì)化學(xué)的態(tài)度維度，具有化工生產(chǎn)思維的學(xué)生能更好地形成嚴(yán)謹(jǐn)求學(xué)的科學(xué)探索精神和終身學(xué)習(xí)的能力，他們更容易透過(guò)書(shū)本的化學(xué)知識(shí)考慮到生產(chǎn)實(shí)際情況，將理論運(yùn)用于實(shí)踐，不再“紙上談兵”，具備可持續(xù)發(fā)展意識(shí)和綠色化學(xué)觀念[3]。化工生產(chǎn)思維的培養(yǎng)不是簡(jiǎn)單的說(shuō)教，而須在平時(shí)教學(xué)中有意識(shí)地滲透，做到潤(rùn)物無(wú)聲、潛移默化。

　　3 高中化學(xué)教學(xué)中融入化工生產(chǎn)思維的案例設(shè)計(jì)與分析

　　鑒于課程標(biāo)準(zhǔn)對(duì)化工知識(shí)的要求逐漸提高，涉及到化學(xué)工藝流程的題型應(yīng)運(yùn)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(shí)際生產(chǎn)中所采用的真實(shí)的工藝流程。這類題對(duì)于學(xué)生而言相對(duì)陌生，難度較大，能夠更好地檢測(cè)學(xué)生的綜合分析推理能力，對(duì)學(xué)生的綜合素質(zhì)提出了較高的要求。為更好地培養(yǎng)學(xué)生的化工生產(chǎn)思維能力，在教學(xué)過(guò)程中，引導(dǎo)學(xué)生利用已學(xué)知識(shí)進(jìn)行對(duì)比、拓展、衍生，通過(guò)自主設(shè)計(jì)工藝流程，與現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)工藝進(jìn)行比較，評(píng)價(jià)優(yōu)劣，進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整和改進(jìn)以完善設(shè)計(jì)，不斷優(yōu)化得到最終工藝流程，同樣也可以加深學(xué)生對(duì)知識(shí)的印象，更好地進(jìn)行有效學(xué)習(xí)。現(xiàn)以蘇教版必修一專題 3 中“從鋁土礦中提取鋁”為例進(jìn)行教學(xué)實(shí)踐，在學(xué)習(xí)本節(jié)內(nèi)容之前學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)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(xué)反應(yīng)原理。主要教學(xué)過(guò)程如下：

　　3.1 教學(xué)環(huán)節(jié)一：分組合作設(shè)計(jì)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(lái)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(xué)生先自己思考，再以小組形式進(jìn)行討論，每個(gè)小組總結(jié)出最后的流程。

　　3.2 教學(xué)環(huán)節(jié)二：根據(jù)資料卡，修改設(shè)計(jì)方案

　　學(xué)生根據(jù)表 1 資料卡的內(nèi)容，總結(jié)出自己在設(shè)計(jì)流程時(shí)所忽略的問(wèn)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(shí)際生產(chǎn)過(guò)程一致的工藝流程。此環(huán)節(jié)中引導(dǎo)學(xué)生自主發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題并解決問(wèn)題，學(xué)生會(huì)強(qiáng)烈地意識(shí)到當(dāng)化學(xué)問(wèn)題至于現(xiàn)實(shí)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(jì)的意圖主要有：一方面是培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)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(wèn)題的能力;另一方面是讓學(xué)生真正體驗(yàn)化學(xué)和化工生產(chǎn)實(shí)際的差異，體驗(yàn)化學(xué)工程師的思維，初步形成化工生產(chǎn)思維。

　　3.3 教學(xué)環(huán)節(jié)三：對(duì)比實(shí)際生產(chǎn)工藝流程

　　在此環(huán)節(jié)中，學(xué)生通過(guò)觀察圖 2 的工藝流程，提出疑問(wèn)：為什么電解熔融 Al2O3 時(shí)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(diǎn);(3)增強(qiáng) Al2O3導(dǎo)電性。教師給出解釋：由于 Al2O3 的熔點(diǎn)(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(jiǎn)化工序得到鋁單質(zhì)，科學(xué)家通過(guò)近一百年的努力，終于在 1886 年美國(guó)化學(xué)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(guò)程的能量消耗[4]。

　　4 結(jié)語(yǔ)

　　在實(shí)際教學(xué)過(guò)程中，要將化工生產(chǎn)思維切實(shí)融入高中化學(xué)教學(xué)，對(duì)于教師的要求相對(duì)較高，教師要掌握的不僅僅是局限于教材上的知識(shí)點(diǎn)，在進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)還要了解化工熱點(diǎn)問(wèn)題，緊扣化工生產(chǎn)實(shí)際實(shí)施教學(xué)。但由于很多化學(xué)教師自身對(duì)化工生產(chǎn)思維的不重視，所以在課堂教學(xué)中化工生產(chǎn)思維的培養(yǎng)往往被忽略。本文的教學(xué)案例給出了一個(gè)很好的實(shí)踐取向，在教學(xué)中教師有意識(shí)地引導(dǎo)學(xué)生將問(wèn)題轉(zhuǎn)向化工生產(chǎn)實(shí)際考慮，學(xué)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(xiàn)

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　　《高中化學(xué)教學(xué)中融入化工生產(chǎn)思維的探究與實(shí)踐》來(lái)源：《廣東化工》，作者：鈕舒靜，胡小兵。