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化工情境素材的开发和应用

摘要：?以“染织工业中的酸和碱”为例，探讨如何开发和应用化工情境素材，提出筛选化工情境素材的思路方法，梳理将化工情境素材转化为有价值的教学情境的加工流程，总结了开发和应用化工情境素材的注意事项。

关键词：初中化学；化工情境素材；染织工业；酸和碱

1?问题提出

《义务教育化学课程标准（2022年版）》（以下称“新课标”）指出，教师要大力开展核心素养导向教学，通过创设真实、生动、直观且富有启迪性的学习情境，激发学生的化学学习兴趣，引发学生的思考，帮助学生建构大概念和核心概念，促进学生核心素养的发展［1］。新课标在五个学习主题下，共列出96点情境素材建议，并鼓励教师创造性地设计和开发新的情境素材。化工情境作为化学学科典型的真实情境，承载着化学学科知识的应用、实验操作技能的实践［2］，化学学科的性质决定了化学教学要重视化工情境的再现与深化，使学生熟悉工业生产背景与流程，养成应用化学知识辨析、解释真实复杂问题的习惯，促进学生工程思维的形成和综合实践、创新能力的提高［3］。在中国知网上以“初中化学+情境+化工”为关键词进行相关主题的检索，有45条结果，其中34篇来自硕士或博士论文数据库。可见，初中一线教师对化工情境素材的开发和使用率较低，究其原因可能是因为初中教师对化工生产实际接触较少，知识储备不够。如何找到适宜教学的化工情境素材并将其加工成有价值的教学情境，是教师面临的一大难题。

“常见的酸和碱”是初中化学学习的重点、难点，也是学生认识物质的性质、探讨物质化学变化规律的基础。在新课标中有关酸碱的要求为：以盐酸、硫酸、氢氧化钠和氢氧化钙为例，通过实验探究认识酸、碱的主要性质和用途；知道酸碱性对人体健康和农作物生长的影响［4］。通过对酸、碱性质的学习可以为盐类性质的学习打下知识基础，完善无机物之间的关系网络。探究酸碱性质的思维方法，可以为探索盐的性质提供学法指导。在初中化学沪教版（2021版）教材中涉及常见酸、碱应用的表述有：盐酸常用于金属表面除锈、制药等。硫酸常用于制化肥、农药、火药、染料、冶炼金属、精炼石油和金属表面除锈。烧碱常用于制人造丝、造纸、炼油、纺织、印染与橡胶工业。熟石灰常用于建筑业、改良酸性土壤和配制农药波尔多液［5］。硫酸和氢氧化钠的用途中都提到了染织，因此，研究以“染织工业中的酸和碱”为例，将碎片化的酸碱盐知识串联起来，在复习酸碱相关知识的同时，增强学生对工艺生产全貌、成本利润考量、环评机制等方面的感受，同时给出化工情境素材具体的开发策略和应用思路。

2?化工情境素材的开发策略

2.1?化工情境素材的选取

选取化工情境素材时，要充分考虑素材内容、形式、真实性和难度。情境内容要有助于教学目标的达成，涵盖教学知识点。呈现形式能体现概念间的逻辑关系和顺序，体现知识结构。既要体现真实生产流程也要兼顾素材难度，应与学生已有的知识和经验建立起联系，引起学生的兴趣和共鸣，体现化学的实际应用价值。想要从纷繁的化工产品、复杂的生产流程中高效地选择合适的情境素材，要求教师平时对化学发展史有所了解，阅读积累化学家的生平事迹和研究，熟悉常见化工产品的用途，生活中多关注社会热点及业内必威体育精装版研究成果。具体可从以下三个方向筛选。

（1）从传统化工工艺切入挖掘化工情境。例如中国传统造纸工艺将竹子放入“徨”桶内与石灰一道蒸煮，用石灰的碱性除脂；古代纺织工艺，酸和碱被用来处理纤维，使其质感柔软和耐用。非遗染色技艺——草木染也利用各种酸碱性媒染剂，来调节织物色彩。这些古法化学工艺都可作为酸碱学习的情境素材；以“史”为“境”能传承和弘扬民族文化，但值得提醒的是中国古代化学史料深涩难懂，需要教师进行提炼和解释。

（2）从化工产品用途切入挖掘化工情境。酸和碱是重要的化工原料，常用于生产各种化学品，比如制备硫酸亚铁。农业上，铁肥可调节土壤的酸碱度，促使葉绿素形成；医药上，硫酸亚铁是常用补铁剂，此外，硫酸亚铁还可对印染污水进行脱色处理，因此在复习阶段，我们可从硫酸亚铁产品出发探讨其制备工艺，复习酸碱盐的性质。再如硫酸常用于石油精炼、冶炼金属，烧碱在造纸、纺织工业的应用，以及氢氧化铁用作颜料等，都是很好的化工情境切入点。

（3）从社会热点问题切入挖掘化工情境。当今时代，人类面临生态环境、卫生医疗、能源资源等危机。环境方面可选取如碳中和、烟气脱硫脱氮、废金属回收和水资源处理及循环利用工艺；能源方面可以选取围绕氢能等绿色新能源的开发与应用工艺；在疫情常态化下的医疗卫生用品生产工艺等等。以社会热点问题为化工情境能让学生体会化学是推动人类社会可持续发展的重要力量，培养学生面对陌生、不确定性挑战的勇气和理性思维。

2.2?化工情境素材的加工

新课标中提出试题命制时改编原始素材为问题情境的加工流程，试题情境素材加工注重的是问题的设计和