时间：2022-06-18 16:55:00
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇高中化学工艺流程总结，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
关键词：化学工艺流程图题；习题解析；教学策略；中学化学教学
文章编号：1005–6629（2013）8–0064–04 中图分类号：G633.8 文献标识码：B
化学知识在工业生产和生活实际中，有着广泛的应用。在高考命题中为了体现化学学科知识的实用性，试题有时会以流程图的形式出现。这类习题往往以真实的化学工业生产过程为命题素材，体现能力立意的高考命题指导思想。工艺流程图题能够综合考查学生的基础知识及应用解决实际问题的能力[1]。解答这类习题需要学生既要熟知工业生产的基本反应原理，同时要能对流程图中所给出的关键信息进行解读，理解有关的反应原理，对学生的能力要求较高。特别是江苏高考试题Ⅱ卷中有2道大题都是以真实的化学工艺流程图呈现出来，给考生答题带来了不小的压力。研究化学工艺流程图题的命题特点，并有针对性地采用适当的应对策略，已是摆在广大师生面前的课题。李新勇、刘全明等人对江苏高考试题进行评价，指出流程图的结构、特点和分类，孙国虎、王滋曼等结合命题趋势，尝试从命题的角度分析流程图，许国霞等分析了无机流程图的常见解法。结合教学实践，本文试图分析工艺流程图题的命题特点，提出分析的方法和技巧，给出教学建议，从而提高课堂教学质量。
1 认识化学工艺流程图题的命题特点
课程标准明确指出高中化学要使学生能够运用所学知识解释生产、生活中的化学现象，解决与化学有关的一些实际问题[2]。化学工艺流程图题由于它更能体现生产实际，得到命题专家的青睐而逐渐成为一种流行的题型。化工流程图题就是对化工生产过程进行概括和抽象，将主要操作步骤或物质转化用框图和箭头连接起来，并以文字、表格或图像补充相关的信息，然后根据流程中涉及的中学化学知识进行设问，从而构成与化工生产紧密联系的试题。从考查内容上看，工艺流程图题以原料到产物转化为线索背景，以物质性质和物质的转化为考点；从呈现方式上看，流程图其基本结构包括题头、题干和题尾三个部分，其核心部分是用框图、箭头和文字等形式将操作或物质转换或反应设备等主要生产工艺流程表示出来；从设问形式上看，流程图比较新颖并且隐含的知识量较大，往往把化学理论、实验设计、基本操作和元素化合物知识与流程融合在一起，问题设问对学生的能力要求明显高于单一的图表题，因而在教学中学生普遍反映化学工艺流程图题较难解答[3]。针对这种情况，教学中要引导学生抓住命题特点，建立分析框架，总结出流程图分析的一般思路，从而弄清和完成命题者的设问要求。
2 解析化学工艺流程图题的方法和技巧
流程图题包含的信息量比较大，需要在分析时理清解决问题的基本框架，避免“只见树木不见森林”和“眉毛胡子一把抓”的现象。在面对大信息量的流程图题时，要抓住流程图的关键词语，准确解读其化学含义，同时要抽象出问题分析的本质特征，建立起信息分析的基本模型，即构建分析框架。
2.1 建立流程图题的分析框架
通过抽象、简化、假设、归纳等处理过程后，可以将某类实际问题用具体方式表达、建立起分析框架，然后用类比的方法对具体问题进行处理，找出解题的方法和思路。结合流程图的命题特点，可以建立流程图题的分析框架如下（图1）：
从上图可以看出，化学工艺流程图题从结构上看是由三个部分组成，这三个部分都能提供不同的化学信息。在解题时可以先全面认识流程图的基本结构，明确题中关键词的基本含义，进而理解由多个化学反应组成的实验流程。教师在对这类习题进行归纳提炼时，可以从流程图题呈现方式、化学规律和知识及解题方法进行剖析，提升学生对流程图的整体认识，培养学生的思维品质。
2.2 理解流程图中常用的关键词
工艺流程图题中给出部分文字信息，是流程图中化学反应的关键提示信息，可能是具体物质，可能是实验操作。对这些信息要进行仔细解读，特别是表示相应的化学实验操作的文字信息。因为这些操作目的是使相关的物质发生相应的物理或化学变化。表1列出了流程图题中常见的有关实验操作的关键词[4]。
2.3 利用流程图解题的常用方法
在解答流程图题时，由于题干中大都是教材中没有出现过的物质，学生容易被陌生情景和专业术语吓倒，甚至造成很多学生放弃解答。其实，很多设问都是各自独立，无连带效应的，一个问题解决不了不会影响下一个问题的解决。而且每题中都有与流程图无关的问题，可以直接根据已有的知识去完成。尽管流程图题有不同的解题方法，在教学中首尾分析法是最常用的解题方法。它是指在了解工艺流程试题的题干结构后，对比分析流程示意图中的初始原料与目标产品，从对比分析中找出原料与产品之间的关系，如纯度、浓度、成分等不同的变化。这样就需要弄清生产流程过程中原料转化为产品的基本原理和除杂分离提纯产品的化工工艺，然后结合题设的问题回答相关的化学原理或化学操作内容。
3 典型例题解析
从2012年高考试题中有关流程图试题来看，工艺流程图题常常以元素化合物知识为依托，以反应原理、实验操作为考点，以物质制备为主要实验目的。现以2012年部分高考试题为例，分析其命题特点，剖析其解题的思维过程。
例题1 （2012·广东）难溶性杂卤石（K2SO4·MgSO4·2CaSO4·2H2O）属于“呆矿”，在水中存在如下平衡：
K2SO4·MgSO4·2CaSO4·2H2O（s） 2Ca2++2K++ Mg2++4SO4
为能充分利用钾资源，用饱和Ca（OH）2溶液浸杂卤石制备硫酸钾，工艺流程（见图2）如下：
（1）滤渣的主要成分有 和 以及未溶杂卤石。
（2）用化学平衡移动原理解释Ca（OH）2溶液能溶解杂卤石浸出K+的原因： 。
（3）“除杂”环节中，先加入 溶液，经搅拌等操作后，过滤，再加入 溶液调滤液pH至中性。
分析：此题是以杂卤石为原料经过一系列物理、化学反应制取硫酸钾的工艺流程图题。从呈现方式来看，试题是以物质转化的操作为主线的原料转化工艺流程图。题中溶浸操作是用Ca（OH）2溶液与杂卤石进行充分反应，加入Ca（OH）2实际上包含Ca2+和OH-，Ca2+可以与杂卤石中SO4 2-反应，OH-可以与Mg2+反应，生成Mg（OH）2、CaSO4两种沉淀然后进行过滤操作。在剩下的滤液中需要加入一种物质除去Ca（OH）2，根据首尾分析法的原理，加入的物质可以与Ca（OH）2发生反应，同时根据此题的实验目的是制取硫酸钾，这种加入的物质必须为钾盐，分析应该是K2CO3。滤液中剩余的是硫酸钾溶液，进行蒸发浓缩得到固体硫酸钾。
答案：（1）根据题目给出的可逆溶解平衡，加Ca（OH）2后，Mg2+变成Mg（OH）2。硫酸钙是微溶物，因此滤渣成分是Mg（OH）2 、CaSO4和未溶杂卤石；（2）根据勒夏特列原理，加入Ca（OH）2后，Mg2+不断沉淀，硫酸钙也析出，平衡正向移动，因此浸出K+；（3）为了使生成的K2SO4纯净，要除去加入的过量Ca（OH）2，因此加入K2CO3，最后用H2SO4除去过量的K2CO3并调节溶液的pH。
例题2 （2012·江苏）废弃物的综合利用既有利于节约资源，又有利于保护环境。实验室利用废旧电池的铜帽（Cu、Zn 总含量约为99%）回收Cu并制备ZnO的部分实验过程如下（见图3）：
（1）①铜帽溶解时加入H2O2 的目的是
（用化学方程式表示）。②铜帽溶解完全后，需将溶液
中过量的H2O2除去。除去H2O2的简便方法是
。
（2）已知pH>11 时Zn（OH）2 能溶于NaOH溶液生成[Zn（OH）4]2-。表2列出了几种离子生成氢氧化物沉淀的pH（开始沉淀的pH 按金属离子浓度为1.0 mol·L-1计算）。
实验中可选用的试剂：30% H2O2、1.0 mol·L-1 HNO3、1.0 mol·L-1 NaOH。由除去铜的滤液制备ZnO 的实验步骤依次为：① ；② ；③过滤；④ ；⑤过滤、洗涤、干燥；⑥900℃煅烧。
分析：此题是以废旧电池为原料经过综合利用回收铜并制备氧化锌的工艺流程图题。从呈现方式来看，试题是以物质转化的操作为主线的原料转化工艺流程图。（1）电池铜帽溶解在稀H2SO4和H2O2 中，说明单质铜可以转化为可溶于水的二价铜离子。根据电子守恒可知H2O2被还原为H2O。（2）此题的实验目的是制备ZnO，可以分析出步骤⑥是Zn（OH）2固体受热分解，步骤⑤应该是Zn（OH）2从溶液中析出，且不会有其他固体杂质析出。流程图中制备的原料是除去铜之后的滤液，其中含有Fe3+、Fe2+和Zn2+。①②两步应把Fe3+、Fe2+转化为沉淀，同时保持Zn2+不会沉淀。根据题目给出的离子生成沉淀所需pH的信息，可以得知应先将Fe2+氧化为Fe3+，然后调节pH使Fe3+全部沉淀，过滤后使Zn2+转化为沉淀。
答案：（1）①Cu+H2O2+H2SO4=CuSO4+2H2O；②加热（至沸）
（2）①向滤液中加入适量30% H2O2，使其充分反应；②滴加1.0 mol·L-1NaOH，调节溶液pH 约为5（或3.2≤pH
4 化学工艺流程图题的教学策略
要想准确、顺利地解答好工艺流程图题，一方面要掌握物质的性质及其相互转化规律，掌握除杂、分离提纯物质等基本化学实验技能；另一方面要应用行之有效的解题方法，提升分析工艺流程图题的能力。
4.1 注意对流程图题的整体解读
在教学中，有的学生拿到流程图后，立即对题中的所有关键词一个一个地进行解读，希望能挖掘出深刻的含义。其实通过对流程图结构进行分析可以知道，命题者对流程图题的信息是通过不同的结构部分给出的。教学中教师要训练学生从整体上把握命题者的意图，通过阅读题头，了解流程图以外的文字描述、表格信息、后续设问中的提示性信息，进而明确生产目的——制备什么物质，找到制备物质时所需的原料及所含杂质，提取出所给的相关信息——物质反应的化学方程式、物质稳定性、物质溶解性等。然后对比分析生产流程示意图中的第一种物质原材料与最后一种物质产品，从对比分析中找出原料与产品之间的关系，弄清生产流程过程中原料转化为产品的过程中依次进行的反应。在解读时要注意从整体上把握命题者的目的和意图，不要拘泥于一个小问题的疑问，应把握题目的主线，对整个流程形成完整、系统的理解。
4.2 注意基础知识和常用方法的归纳掌握
掌握常见问题的分析思路和方法，有利于化工流程题的解答。如在很多的工艺流程题中，经常标出温度、浓度等外界条件，对外界条件的分析主要从对反应速率和平衡转化率的影响两个角度入手。反应速率应从反应物接触面积、接触机会、温度、反应物浓度、催化剂等方面思考，同时要结合试题的实际情境和物质的性质。若为不同状态物质之间的反应，则会有接触面的问题，而增大接触面的具体措施又各不相同，如固体可以用粉碎的方法、液体可以用喷洒的方法等。温度措施在运用时须确保反应物或生成物的性质保持稳定，加热一般是加快反应速率或加速固体溶解；降温是防止某物质在高温时溶解，也可能是适当降低反应速率或使化学平衡向着放热方向移动等；控制一定的温度可能是防止某物质在高温时分解、挥发（如Br2）或发生副反应，也可能是使催化剂活性达到最高。
很多学生解答工艺流程图题时感到困难，这与学生平时基础知识未掌握好、方法不灵活有一定关系，同时这与工艺流程图题信息量较大，学生解读困难也不无关系。教学中，教师要结合各地的命题趋势，有针对性地解读和训练，帮助学生建立流程图题分析的一般框架结构，从而达到掌握流程图题的目的。
参考文献：
[1]李新勇.江苏省高考化学流程题的评析[J].化学教学，2012，（7）：53.
[2]中华人民共和国教育部制定.普通高中化学课程标准（实验）[S].北京：人民教育出版社，2003：9.
关键词：学生说题；高中化学；习题教学
一、问题的提出
在高中化学课堂教学过程中，为了巩固课堂教学效果，往往少不了“习题教学”这个环节，而迫于目前的应试压力，尤其在高三化学总复习阶段的课堂教学中，“习题教学”更加频繁。据观察，在“习题教学”环节中，许多教师仍在扮演“教学保姆”角色，为了让学生得到答案，教师仍比较喜欢滔滔不决地讲解这题如何如何解，并在黑板上挥汗淋漓地认真板演解题步骤。
其实，“习题教学”环节中，不仅要告诉学生“是什么”，而且更要多问学生“为什么”；不仅要告诉学生“怎么做”，而且更要多问学生“怎么想”。新课程改革呼唤“学生成为学习的主人”，学生的思维活动才是最主要的，为走出“习题教学”低效的困境，笔者大胆尝试让学生“说题”，并得到不小收获。
二、“说题”的实践
美国教育学家布鲁巴克曾经说过：“最精湛的教学艺术，遵循的最高准则就是让学生提问题。”如果一位高中化学教师在“习题教学”时，总是把解题过程和方法讲得清清楚楚、明明白白，听起来感觉良好，貌似天衣无缝，教学经验十足，但长此以往，教师缺乏对学生思维活动的关注，只是教师“单方面的行动”，会严重遏制学生的思考，也就不知道学生“在想什么”“需要什么”，对教学过程中师生间的互动不利，“习题教学”的效果也就可想而知了。相反，如果在“习题教学”中尝试让学生参与“说题”，那就能“以题引路”让课堂动起来，即让学生说出自己对化学习题的认识和理解；说出题目的条件、结论和涉及的化学知识（包括化学概念、物质性质、反应原理、相关实验等）；说出跟之前学过的哪一类问题相似和区别之处；说出涉及的化学观念（如，物质分类观、物质转化观、元素守恒观等）；说出自己解题时“是怎么想的”“为什么要这样想”；说出自己解题后的体会和收获等等。
下面举例阐述“习题教学”过程中学生进行“说题”的活动过程。
例：将下图所示实验装置的K闭合，下列判断正确的是
（ ）
■
A.电极上发生还原反应
B.电子沿ZnabCu路径流动
C.片刻后甲池中c（SO42-）增大
D.片刻后可观察到滤纸b点变红色
接下来是学生“说题”的情景再现：
学生甲：从图中很容易看出，甲乙组成的是含盐桥的原电池，Zn比较活泼是负极，Cu比较不活泼是正极，因此电子从负极流向正极，认为B选项是正确的。持这种观点的同学还不少，其实B选项貌似正确，部分学生忽视了a，b之间不是导线而是电解质溶液，由此被迷惑了，ab这一环节是在溶液中导电，是离子导电，电子并没沿此路径流动。
学生乙：因为Zn片作负极，表面带正电荷，所以SO42-流向甲池，该部分学生说对一些但不全面，忽视了盐桥的作用。氢离子放电，溶液中氢氧根暂时剩余，显碱性变红色。
学生丙：因为Cu片表面带负电荷，所以b点是阴极，氢离子放电，溶液中氢氧根暂时剩余，显碱性变红色。该部分学生未真正弄清电解池的阴阳极，导致错误判断。
总结起来，学生“说题”大致分三个阶段：一是无序“说题”或自由“说题”；二是有序“说题”；三是整合“说题”。
一开始让学生自由“说题”，当然也允许先以写的形式，此时许多学生往往感觉无从说起，或者你一言我一语说不到点上，或者三言两语又不知所云，或者只是读了一遍题目而已，或者在观望等待等等，此时需要教师的引导和点拨，引导学生“说题”上路。
第二是有序“说题”阶段，首先要剖析全题，说清关键要素，理清题中的内在联系（原电池和电解池），说出题干和选项的关系，特别是要找到题眼；然后可让一个一个学生分别说，或者先有几个同学说，后面说的同学进行补充完善，或者说出不同观点，进行争辩。图中关键要分清哪个是原电池和哪个是电解池，确定原电池甲乙的正负极，才能判断出a、b哪个是阴阳极，然后才能顺藤摸瓜。
第三是整合“说题”阶段，根据一些同学的“说题”情况，把有序“说题”有效整合，理出解题思路，即图中分两种装置，上半部分是电解池，下半部分是原电池，甲池中Zn片是负极，乙池中Cu片是正极，因此a、b分别是阴阳极，此时的整合，还需深入每个考查的要点上，才能正确解题。纵观本题，该题是考查学生的电化学知识，装置图设计有些复杂，B选项干扰作用明显，设问巧妙。
由此看到，“习题教学”时不能简单地告诉学生答案，一定要分析答案是“怎么来的”，不能直接告诉学生解题的思路，而要引导学生分析思路是“怎样形成的”，要把提升学生能力作为“习题教学”的核心，让学生“说题”无疑是一种不错的尝试。因为若干年后，学生当年所学的知识可能大部分会忘记，留下来的只是解决问题的方法和能力，而这要比那些空洞的知识有用得多。
三、“说题”的体会
1.让学生“说题”，学生能真正成为学习的主人
“习题教学”中解题思路的形成，归根到底还要通过学生本人的思维活动，而非外界强加给予。学生要说，势必要先思考分析，这样也就促进了学生的思维活动。比起传统“习题教学”中“我讲你听”“我问你答”“我写你抄”，这种“填鸭式”教学效果会好得多。
2.让学生“说题”方式应灵活多样
“习题教学”重在帮助学生深入理解和运用所学知识，培养学生分析问题和解决问题的能力，“说题”形式不拘一格，可以是“课内说题”，也可以是“课外说题”；可以是“个人说题”，也可以是“小组说题”；可以是“即兴说题”，也可以是“有充分准备的说题”。关键是通过引导学生“说题”，促进学生学习化学时的“思维活动”，营造学习化学的良好氛围。
3.让学生“说题”坚持不懈，由浅入深，激发乐趣
“习题教学”不应只局限于“老师拼命地讲解解题技巧”，而应该大力推动学生的思维活动，在学生“说题”的初始阶段，允许其“结巴”，不流畅。教师可以先选择一些有代表性的“小题”让学生“说题”，慢慢上路了，大一点“小综合题”，最后到“大题”（综合题），如化学工艺流程图题、有机推断题等。课后，同学之间可以互相聆听、切磋“说题”技法，坚持练习，由浅入深，体会“说题”、解题的乐趣。
总之，在“习题教学”中，教师适当地引导和点拨是“必须的”，更多的是应把思考的空间还给学生，教师大可不必担心哪一点没讲到而搞“一言堂”，转变教育观念，优化“习题教学”形式，尝试让学生“说题”，让学生真正成为学习的主人，从而提高“习题教学”的实效。
参考文献：
关键词：高中；新课改；化学教学
新课标改革下的化学教学是建立在信息科学、能源科学、生命科学、材料科学基础之上，并加以衍生。而绿色化学的提出和应用将在一定条件下贯彻到化学教材。显而易见，绿色化学相关基础知识的导入已是大势所趋，其相关思想和概念也会逐渐以一定的形式呈现在化学课堂上。绿色化学本质在于有效处理或回收生产生活中的原料，使其本身具有的高危害性能大大缩水后，再加以二次处理掉。
一、引入绿色意识
1.绿色意识的提出
化学一直以来都是高中理科学习的重中之重。化学在给人类带来利益的同时，也带来了一些毁灭性的环境、生活方式、健康影响。化学知识的应用以及相关产品的生产在一定程度上都与人类生活紧密相连，同时也把握着国家及社会发展的命脉。但由于过度的开发、资源缺乏以及生产技术不合格等多方面因素的发生，使得全球环境污染越来越严重，这将在一定程度上损害到人类自身生命财产的安全。根据最新环境数据显示，全球目前关注的十大问题都或多或少和化学有关。其实，早在1990年初，美国就已颁布条例来执行环境污染预防及防范工作，其最有效的措施即是避免有害或有毒物质的产生与排放，通过在提升生产工艺、减少消耗能源和加大材料使用率层面着手，全面实行全国范围内的节能减排工作。此方案的颁布曾引起了全球学术界的一致拥护，也将“绿色化学”这一概念引入人类生产生活舞台，从而促使化学界为人类生存环境的保护和发展承担一定的责任，也使得各个领域的发展以“绿色化学”为基础。
2.展开绿色化学本质研究
自从绿色化学提出到发展以来，绿色化学已经流行于全球化学研究中，受到了相当高的重视。绿色化学从本质上来讲是具有低污染或无污染性、高效性的，其整个设计及研究的进行都不会给环境造成影响，并且从经济和技术的角度上来看也在化学生产中具有可行性和实效性的。化学学习一直以来都是人类生活所必需接触的，也是常识。所以绿色观念的导入必定对人类整个社会发展起到积极的作用。绿色化学主要具有“5R”规则，从使得其从根本上杜绝污染发生。而“5R”规则主要为：一是重新利用，即对于一些在化学反应进行过程中实际不发生反应或不参与的物质可以进行重复使用，这一类物质主要指载体、催化剂。这类媒介物质的重复使用将在很大程度上使得生产成本降低，同时也不会造成环境问题。二是减少用量，即在实验正常开展的过程中，减少一定试剂或溶液的用量，而不造成实验结果或现象观察的影响，这不仅起到节约资源，还有降低污染的作用。三是循环再生，即为了节约能源和资源、降低污染，从而对废弃物进行循环再生，这就要化学生产工艺技术应创新化和改革化。四是杜绝危险试剂的使用，即从根本上杜绝一些无法回收利用且有害物质的使用。五是重复应用，即将化学反应过程中为参加的原料或产生的副代物进行回收利用。这五大规则共同的特性在于都能通过一定的方式将绿色理念融入化学生产中，从根本上实现零污染，从而构建“原子性”经济模式，尽量做到每个原子或分子在化学生产中全面有效化。
二、绿色教学理念的合理应用
1.化学核心剖析
教师在进行化学备课准备时，应在熟识教材内容的同时，归纳总结，提纲挈领，用点、线、面的形式构建出化学知识体系，从而有计划地进行绿色意识的培养和引入。新课改体制下的化学教材，已经吸纳了多方面的有关环境保护的内容，如，温室效应、“三废”排放、酸雨、大气污染、重金属中毒、光污染以及白色塑料污染等，使教师在进行化学知识的教学中，也能更加与人类生活联系，从而体现出绿色化学未来前景的广泛性和必然性。
2.联系化工应该突出环保理念
在高中化学教学过程中，教师应着重绿色意识的培养，最大程度地做到其理念融入化学学习中，并发挥着巨大的影响作用。这就需求教师在保证化学正常进行的同时，尽可能地根据某一目标产物或反应物的特性来寻求更加有效或适用的替代物，从而凸显出绿色工艺在化工实践中的优势所在。比如，教师在介绍氯气物理和化学性质时，对比发现双氧水也具有相同的漂白功效。用双氧水来替代氯气便能在一定程度上遏制含氯物质的产生，从而形成“环境友好型”化学。除此以外，根据绿色意识全新化，我们也能在其他方面得以很好地体现绿色化学的魅力所在。
（1）最小化实验进展。在满足一定化学实验内容的同时，教师最好实现化学实验开展的最小化。这就需要教师重新进行探索研究，从而设计出新的实验内容，尽可能地降低试剂或溶液的使用量。比如，教师可以采用小型仪器设备进行实验。最小化实验应将实验用量控制在常规用量基础上的十分之一，甚至高达千分之一，从而大范围地降低实验过程中水资源的浪费以及空气污染，使得环境得以改善。同时，最小化实验不仅具有降低污染、节约资源、简单易行等优势，也指引了化学学科向绿色环保方面发展。比如，教师在进行氯气性质实验检验操作时，通过将实验环境置于稀硫酸和漂白液下，在一定程度上就能减少氯气的产生，从而使得实验现象更加明显的同时，环境也未受到大范围污染。
（2）规范操作。化学实验在一定程度上具有严格的操作步骤与注意事项。对于试剂的称取以及产物的处理都有一定的限制与标准，学生在进行实验操作时要严格在教师的指导下进行，不可随心所欲，马虎为之。一旦出现事故，将会给生存环境和师生生命安全造成危险，那时就不单单是能源或试剂浪费的问题了。例如，学生在开展化学实验时，必须按照“三废”处理标准来处理化学反应的产物，达到高标准排放目标。同时，教师加强学生进行规范化操作，也能在一定程度上培养和锻炼学生绿色意识和安全意识。
（3）试剂无害无毒或者低毒低害。化学实验的开展不仅仅是为了学生得以具体、生动、形象的观察实验现象，从而更深入地了解实验原理，而是更注重于学生获取基础知识以及进行科学研究能力和兴趣的培养。教师在设计实验反应或步骤时，尽量采用污染较少或无污染的催化剂和试剂。比如，可以用FeCl3取代稀硝酸洗涤银镜反应过后的试管，利用直馏汽油取代苯做相关萃取实验。
（4）处理严格化。根据“三废”形式多样化，教师在对实验操作中产生的“三废”进行方法多样化处理，以确保其处理结果符合实验室规定标准。教师在开展化学实验时，应以身作则地引领学生根据不同的方式进行废渣和废液的处理，从而具有一定规划性地将溶液回收到不同的收集器内，再根据试剂自身独有的性质来进行不同程度的处理，如燃烧、分解、回收、中和、循环利用、吸收等方式，尽量选择最优化方案。
（5）现代化技术全真模拟实验。有些实验操作中所存在有害成分的物质多，或易爆、易燃，不仅会给环境带来一定的污染，也会危害到师生的生命安全及身体健康。
然而，在这类实验与化学绿色意识相悖的情形下，教师就应采用现代化技术进行全真化模拟。教师通过科技进行化学工艺流程、实验设备、实验原理方面上的仿真，使得学生生动形象地感受实验的本质与目的，从而加强学生掌握和理解化学基础知识的能力，同时也在一定程度上降低了处理“三废”污染物的成本。
三、加强绿色理念在实践方面的延伸程度
1.教师在绿色化学教学中，不应只限于教材内容上的学习和巩固，应更加看重实践过程中绿色意识的应用，从而通过自身学习来自主运用所学知识进行生活现象问题的解答
学生要在一定程度上实现这一目的，这就需要自身通过社会实践，从而走出教材、走近实际、发现生活。对于教师而言，教师可以采用研究性教学方式提升学生的自主创新能力。普遍的研究性学习都是学生在教师的指导下，让学生从实验现象中发现问题、分析问题，从而得出结论。实际上，化学课本包含一大部分的化学课题，如资源开发、可持续化、工农业等方面都与化学研究息息相关。这就集中体现在资源及能源在应用、循环、优化过程中的治理方面。另一方面，学生在进行研究性学习时，应始终参与“提出问题―分析问题―解决问题”整个过程中，这样才能以实验操作者和决定者的角色进行合理的设计与构建，从而完成好奇、疑虑、推断、惊喜一系列情绪的波动，体会到自身进行抽象、分析、概括、综合、运用、解决过程的复杂情感，使得学生不仅感受到化学实验兴趣所在，还得到了实验操作能力的加强。同时，研究性学习主要着手于实际的参与和合作，在建立师生良好关系的同时，使得学生动手能力及技能得以提高，从而培养了学生的团队合作素养。
2.进行绿色化学实践，树立正确的绿化意识
教师可以通过邀请相关学术性质的专家来进行绿化知识的讲解和宣传，从而以化学期刊或化学竞赛的形式来加强学生的绿色意识。与此同时，学生自主研究身边相关的污染现象，如造纸废水、生活垃圾等方面，根据其来源、性质和结果来探讨合理的处理方案，从而加深学生对相关理念知识学习的印象，使得学生学习兴趣得以激发，并锻炼学生一定的实际操作能力，进一步深化绿化理念在高中化学中的应用。
3.绿化意识教学评估及展望。
（1）绿化意识教学评估。①培养学生学习绿色化学的积极性。绿化教学可以在一定程度上引发学生的学习热情。例如，教师在传授酸雨相关理论时，可以与发电厂联系起来；在讲水泥相关知识时，就会联想到水泥性能等方面问题。②提高学生自身学习水平。绿化意识教学的基础在于学生态度的端正化，也在于学生动手能力的实践化。学生应提高自身知识水平，而不仅仅满足于课本内容。③加强学生自主创新能力以及写作训练。绿化意识教学偏重于相关化学理论知识的总结和实际应用。这就要求教师在教学过程中，应积极鼓舞学生进行小论文、调查报告及心得的撰写，从而在一定程度上训练学生专业论文的阐述能力。④构建学生绿化意识。学生经过绿化意识培养，可以在了解污染引起一系列不利现象发生的基础上，感受到进行环境保护的急切性。随着学生环保意识的加强，学生就会自主地加入到环保实践中，以身作则。
（2）绿化意识教学展望。绿色化学逐渐发展起来，必定有其魅力所在。它不仅仅是门学科知识，更具有自身研究价值、指导价值和战略价值。然而，化学教学一直以来都是基础教育的重要部分，也是学生综合素质培养的体现。尽管绿色化学无法替代基础教学，但其在基本技能、基本知识以及人类发展中占据着主导地位。这就要求教师具有较高的教育水平。首先，教师应从根本上转变教学观念，不再只注重于升学率的高低，而应加强学生的综合素质。同时，教师也应加深自身对实践知识的认知能力，从而时刻关注本领域阶段新技术和新理论的出现，做到跨领域教学。
绿色化学将是全球化学未来发展的趋势所在，也将成为我们人类与自然和平统一、协调发展的保障。然而，新课改下的中学教学以人为本，着重于学生综合素质的锻炼与培养。特别是对于化学新形势下绿色意识的渗入，使学生必须端正自身的学习态度，从而加强其自身绿化意识的培养。这对于学生来讲，成为一名合格的新时代的新秀，将对中国经济可持续发展起到至关重要的作用。
参考文献：
【关键词】高中化学 基于设计的学习 教学策略
【中图分类号】G 【文献标识码】A
【文章编号】0450-9889（2015）12B-0057-03
一、问题的提出
化学是一门以实验为基础的科学，这意味着化学知识来源于实验设计、实施、观察与推理;化学又是一门实用的富有创造性的科学，人类的生命、生长、生计、生活、生产都离不开化学。人类依存的自然世界和人工制品世界说到底是化学物质，而化学知识是促进这两个世界协同发展的重要基础。基于这样的认识，近10近来的化学基础教育课程与教学改革着眼于让学生在真实的现象、事实和问题情境中学习化学，并运用化学知识解决实际问题，即实验问题与生产实际问题相结合，实验室与社会实践相结合。要使学生具备这种能力和素养，一种有效的教学方法就是让学生在“做中学”，即在参与各类化学设计中学习。
这种思想不仅体现在课程标准对日常教学的要求上，而且还体现在各类考试命题的导向之中。例如，2015年高考化学试题全国2卷第28，36，38题，均为基于实验与工业设计的问题探析，广西考生的考试数据如下：
第28题为必考题，考查二氧化氯（ClO2）生产工艺流程及实验室检验方法。平均分3.7033，难度0.2469，标准差2.8711，区分度0.3271。
第36题为《化学与技术》选考题，考查用异丙苯氧化法生产苯酚和丙酮的工艺流程。选答的考生人数为24570，占考生总数的16%。平均分5.7914，难度0.3861，标准差2.8292，区分度0.2554。
第38题为《有机化学基础》选考题，考查聚戊二酸丙二醇酯（PPG）合成路线的相关分析。选答的考生人数为53071，占考生总数的35%。平均分3.8896，难度0.2593，标准差3.1016，区分度0.3255。
从考试数据可看出：（1）学生在实验与工业相结合的问题情境中，运用化学知识解决问题的能力总体偏弱;（2）选考《化学与技术》的考生得分率高，而且这些考生往往来自二、三类普通学校，这表明基于化学工业设计、化学实验室设计的化学学习，其难度并不是高不可攀，关键在于我们是否集中精力，聚焦于基于化学设计的学习。（3）有机化学合成路线解析是传统意义上的难题，原因之一是学生亲历实验与工艺设计的经验基础比较薄弱。
再从现行的中学化学课程来看，课程所安排的化学实验，多是演示实验和验证实验，极少有创新实验，更没有设计实验，学生没有接受创新与设计的学习、训练的机会，没有经历创新与设计的实践体验，这是学生解决此类问题能力缺失的重要原因。
基于上述理论与事实，笔者认为，在化学教学实践中，应当重视基于设计学习的教学实践，探寻相应的教学策略，提升学生解决实验与工业生产相结合的情境中的问题的能力。
二、设计学习的理论基础
基于设计的学习（design-based learning，以下简称设计学习），最早由美国加州州立理工大学多林・尼尔森（Doreen Nelson）教授提出。设计学习是学生为解决问题而设计产品和方案的过程，在这个过程中学生主动学习学科内容、分析问题、建立标准、探索问题、最终创造性地解决问题。设计学习能够较好地促使学生把学习和现实生活联系起来，从而获得直接的经验和知识。用自己的亲身体验来掌握科学和社会知识，并从中体会到学习的乐趣和重要性，与他人一起分享自己的知识、学习经历及对生活的感悟。学生创作作品的过程不仅是他们建构自己知识的过程和解决问题的过程，而且也是学生将多门学科知识进行整合的过程，是培养学生的设计能力、合作能力、问题解决能力以及创新能力的过程。通过设计学习，学生学会在设计中进行学习，学会全面思维，学会依据设计作品表达自己的思想，最终优化课堂教学结构，提高学习效率，优化教学效果。
J.L.Kolodner等人构建了“基于设计的学习循环模型”（如图1所示），为教学设计与实施者提供了有实际意义的实践路径：
图1 基于设计的学习循环模型
在该模型中，“需要做……”是工作目标，指向即将开发的设计作品;“需要知道……”是新知学习，指向已有知识的回顾、新知识的理解与内化，以及新技能、新方法、新经验的获得。设计作品的开发过程是一个“设计―展示―解释―反思―再设计……”的螺旋式的进步过程。新知学习的过程是阅读、调查、观察、实验、验证假设、形成确定性结论等过程，这是一个自主的、探究的学习过程。这一模型体现“知做合一，知行并进，知做耦合”的教育思想，在同一教学中，既让学生的实践能力得到提升，又让学生体会到所学知识的实用价值。
例如，在“化学变化”概念教学中，通过交流与讨论，学生基本认同化学变化就是我们日常所说的“变质”“变味”“蜕变”等现象，并确立了判断化学变化的标准是“看看是否有新的物质生成”。因此，接下来的学习任务应进入基于设计的学习：设计实验说明以下过程是否发生了化学变化――醋中加糖、醋中加草木灰、醋加氢氧化钠、醋中加盐。在设计学习中，学生对化学变化的本质更为深入地了解，还查阅相关知识，找到可以判断物质变化的“指示剂”，同时也感受到化学的实证思想、化学实验设计的趣味性和挑战性。
三、基于设计的化学教学策略
（一）明确导向
每堂课都有需要完成的教学任务，因此就有与之相应要达成的教学目标，因此能有效完成课堂教学目标是课堂的基本要求。基于设计的化学学习，固然要在一定程度上尊重学生的自主性，设计一定的任务让学生亲身参与，从而促进化学知识在生活实践中的应用。但过于宽泛、杂乱的“设计任务”使学生的实际操作存在一定的不可预测性，结果使得教师变成“无头苍蝇”，教学偏离预设目标，最终失去设计学习的意义。因此设计学习的“设计”应具有导向性，这就要求教师在备课时需查阅有关的化学实验、化学实践资料，确立与知识目标相匹配的“设计任务”。如学习HClO的漂白性时，可以让学生设计探究HClO加入紫色石蕊试液的实验，让学生通过观察实验产生的现象来理解和掌握相关知识。如果仅仅是为了观察现象，那么在设计时将Cl2通入紫色石蕊试液，也能得到明显的效果，但很多同学会产生疑问，到底是Cl2还是HClO具有漂泊作用。这样就会使得整个课堂的负荷增加，教学主题也由探究HClO转变为探究Cl2。最终因为设计任务导向不够明确，不能及时完成教学任务。在设计学习中，教师要对整个教学任务有宏观把控，对课堂活动要有一定的经验性的预测，并在此基础上平衡学生的主体性和教师的主导性，提升“设计任务”的导向作用和针对性，从而提高教学效率。
（二）系统规划
教学实践虽然具有灵活多变的特点，但每节课都是相对完整的体系，有着明确的教学目标、教学方法、教学活动等，因此设计学习也要与之相吻合，而不是简单地将一个或者几个设计任务生硬拼接。与之相反，教师要在整合学生特点、教学任务、教学情境等因素的基础上进行系统规划，使得整个设计学习成为有机统一的整体并更好地服务于化学教学。在系统的设计任务驱动下，学生积极参与，从而获得全面发展。在化学教学中具体体现为由单一设计、局部设计到整体设计。如实验装置设计，应充分考虑反应、收集、尾气处理等细节，强调学生对化学知识的宏观把握;由简单设计到复杂设计，如溶液中离子检验，通过缜密的论证、推敲，设计严谨的检验步骤，促进学生更高的思维能力发展;由模仿设计到独创设计，如从实验装置的改进过渡到实验方法的改进，培养学生的创新能力;由课内设计到课外设计，如用化学知识解决生活实际中的问题，提升学生对化学知识的应用能力;由必修课渗透到选修课，如从化学理论延伸到化学史的发展，拓宽学生的学科知识视野。要想做好这些系统性的规划，教师应在课前调查学生兴趣、知识水平等，并根据调查结果分析并找出学生亟待解决的问题，进而有针对性地设计任务，让学生参与，在参与中再设计。
（三）营造文化
各类设计探究活动，其目的是让学生参与并有所提高，而不是为了设计而设计，否则将导致结果只保留了空壳和形式，失去真正意义。因此设计要在科学的框架下，不断丰富，鼓励学生积极广泛参与，形成一种学生喜闻乐见的教学形式，才能获得预期效果，实现设计学习的目的。要让学生积极参与，对于中学生而言，最重要的是兴趣，因此课堂教学要营造设计文化氛围。具体可以从两方面着手，一方面，教师在教学过程中尽量设置科学合理的设计任务，让学生积极参与，并定期给学生留下探究问题，让其用所学知识设计解决方案。在这样长期的训练中，学生逐渐适应，设计能力有所提升，从而获得更多的兴趣和信心。另一方面，为了强化学生的化学设计学习能力，学校可以设置化学知识设计大赛等活动，加强设计成果展示交流活动的组织，以竞赛的强度和力度促进学生发展。在举行竞赛活动时，班级通过黑板报、海报等形式积极宣传，教师在课堂鼓励学生将自己的设计作品投稿参赛，形成竞赛氛围。特别是基础较差的学生，要消除他们内心的怯怵与不自信感，提倡小组合作，通过互帮互助、互补互促、以强带弱，让基础较差的学生有勇气参与。通过教师潜移默化的影响和化学设计竞赛活动的强化，可有效营造设计学习文化，让学生在富有趣味性、挑战性和创造性的设计活动中主动学习，有所收获并增强自信心。
（四）检测反馈
任何实践活动，只有及时反馈并总结活动取得的成效和不足，才能便于后面有针对性地改正、提高，才能更有效地突显活动的成效。化学设计作为化学知识的实践应用活动，同样需要及时有效地反馈。如何反馈？可以通过当面谈话、问卷调查等获取反馈信息。面对数量大、情况复杂的中学生而言，最直接可行的方法就是进行检测。具体方法是教师将学生设计作品转化为能力测试题，让学生重新回顾自己的设计作品。例如化学实验装置设计，原理是否科学、药品使用是否恰当、操作步骤是否可行和实验过程是否安全等。让学生进行自我检查以发现新的问题，然后总结改进，使自己的化学知识有一个新的飞跃;或者将师生设计过程中遇到的问题转化为测试题，利用生成性资源，有效调动学生兴趣，在发现问题―解决问题―发现新问题―再解决问题的循环中螺旋上升;或者邀请经验丰富的教师、专家、技术工人构建开放设计实验能力测试活动，通过多元、开发的测试，及时掌握各个层次学生的学习状况。（下转第66页）（上接第58页）通过多种渠道检测以后，教师应针对反馈信息及时汇总、整理、总结，从而调整教学重点、进度、深度等，并根据反馈结果设置有针对性的设计任务。这样也就能便于有计划、有针对性地安排下一次的设计学习任务，为随后的检测、指导提供依据，从而提升设计学习的价值。
在设计中学习化学，事实上已经在中学化学教学实践中普遍存在并频繁使用，但我们却较少对之进行理论研究和经验提炼。设计学习涉及的主要内容为化学实验与工业设计。本文所举例子主要为实验设计，而工业设计主要为工业模型设计。除此之外，还涉及其他领域的设计，如化学学习进程设计（学习计划）、化学调查研究设计等。在后续研究中，我们将进一步实施案例研究和准实验研究，探寻有利于提高学生化学学习成效的教学法。
【参考文献】
[1]R・布里斯罗（美）.化学的昨天、今天和明天：一门中心的、实用的和创造性的科学[M].北京：科学出版社，1998.
[2]Seel.N，Dijkstra.S.Curriculum，Plans，and Processes in Instructional Design：Inernational Perspectivers.Lawrence Erlbaum Associates，Inc.，Publishers.2004
