基于核心素養(yǎng)下焰色反應(yīng)的教學(xué)流程設(shè)計(jì)

余玲莉

摘 要 高中化學(xué)中“核心素養(yǎng)”是化學(xué)學(xué)科最具有學(xué)科本質(zhì)的素養(yǎng)。培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)，不僅能促使學(xué)生對(duì)化學(xué)理論知識(shí)的掌握，還能夠提高學(xué)生綜合實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?。焰色反?yīng)是化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)培養(yǎng)的典型載體，因此，合理有效的開發(fā)焰色反應(yīng)的教學(xué)設(shè)計(jì)，對(duì)整個(gè)高中化學(xué)教學(xué)及學(xué)生化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)的培養(yǎng)具有重要意義。

關(guān)鍵詞 化學(xué)學(xué)科；核心素養(yǎng)；焰色反應(yīng)；教學(xué)設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：G632 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1002-7661（2018）25-0249-01

核心素養(yǎng)中的學(xué)科素養(yǎng)，是指在不同情境之下處理復(fù)雜任務(wù)，具有扎實(shí)的學(xué)科觀念和寬闊的學(xué)科視野，體現(xiàn)出內(nèi)化的實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神。本文以焰色反應(yīng)的教學(xué)為例，嘗試解釋化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)的培養(yǎng)。

一、闡述焰色反應(yīng)機(jī)理，幫助學(xué)生理解焰色反應(yīng)實(shí)質(zhì)

火焰中金屬元素的物理化學(xué)歷程是很復(fù)雜的，一般認(rèn)為，試液霧粒在火焰中有如圖1所示的復(fù)雜的反應(yīng)歷程。

二、以鈉元素為例，展示3s1電子躍遷情況，幫助學(xué)生從數(shù)據(jù)解決問(wèn)題

由表1可以看到，鈉元素的3s—3p躍遷對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)處于可見光黃色區(qū)域，因此鈉元素的焰色反應(yīng)為黃色。對(duì)鉀元素的焰色反應(yīng)原理也進(jìn)行了類似鈉元素焰色反應(yīng)的研究，具體情況見表2。

三、對(duì)實(shí)驗(yàn)操作和藥品進(jìn)行分析，引導(dǎo)學(xué)生分析問(wèn)題

實(shí)驗(yàn)中使用到的有鉑絲、鹽酸、待測(cè)液。提出疑問(wèn)：（1）為什么可以用鉑絲這種金屬物質(zhì)蘸取，有沒(méi)有顏色掩蓋的可能？（2）鹽酸的作用？引發(fā)學(xué)生思考鉑絲的焰色反應(yīng)如何，為何選取的是鉑絲作為蘸取材料，以及對(duì)鹽酸的作用感興趣，學(xué)會(huì)對(duì)比和應(yīng)用。

四、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)不足之處，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，提出問(wèn)題

鉀的焰色反應(yīng)現(xiàn)象不明顯，甚至認(rèn)為直接透過(guò)藍(lán)色鈷玻璃也可觀察到紫色，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果有質(zhì)疑。值此之際，最是引導(dǎo)學(xué)生去解決問(wèn)題和實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新的過(guò)程。分析現(xiàn)象不明顯的原因是什么，以及如何不使用藍(lán)色鈷玻璃來(lái)觀察？

得出原因：酒精燈燃燒的火焰就是黃色，而黃色就會(huì)掩蓋紫色；其次，本身的溶液中鉀離子的含量低，導(dǎo)致現(xiàn)象很快消失。

五、實(shí)驗(yàn)改進(jìn)和創(chuàng)新，引導(dǎo)學(xué)生解決問(wèn)題，進(jìn)行創(chuàng)新與實(shí)踐

解決問(wèn)題：（1）酒精燈火焰為黃色是燈芯含有鈉元素，如果不用燈芯燃燒，就可以排除其中的干擾，也就可以不需要藍(lán)色鈷玻璃的輔助觀察；（2）溶液中離子濃度相對(duì)較低，可以替換成固體粉末。

實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新：（1）用固體酒精燃燒，固體酒精要選擇瓊脂固體酒精（無(wú)干擾，無(wú)污染），自行制備，然后放置于鋁易拉罐中點(diǎn)燃，再把待測(cè)物固體粉末噴灑到火焰中，觀察現(xiàn)象；（2）用待測(cè)物的溶液與酒精按一定比例混合，然后置于鐵坩堝中再進(jìn)行點(diǎn)燃，觀察現(xiàn)象。

通過(guò)以上方法可以不用藍(lán)色鈷玻璃就可觀察到鉀的紫紅色，也可以很簡(jiǎn)便的觀察其他元素的焰色反應(yīng)。

六、焰色反應(yīng)的應(yīng)用，自制煙花，鼓勵(lì)學(xué)生學(xué)以致用

通過(guò)改進(jìn)實(shí)驗(yàn)，可以觀察單一元素的焰色反應(yīng)，那如果把物質(zhì)混合，就可以得到不同的火焰顏色，以此猜想，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

Cu+s1 Cu+Na s1+K Na+K K+Cu

七、介紹焰色反應(yīng)的史實(shí)和煙花的制作，培養(yǎng)學(xué)生的人文與環(huán)保意識(shí)

了解化學(xué)史實(shí)，同時(shí)感受化學(xué)的利與弊，培養(yǎng)環(huán)境保護(hù)意識(shí)，提升化學(xué)素養(yǎng)。

基于上述的設(shè)計(jì)，融入了核心素養(yǎng)中，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪壿嬎季S，綠色化學(xué)思想，能從微觀的角度認(rèn)識(shí)化學(xué)，并且實(shí)驗(yàn)一定的跨學(xué)科綜合創(chuàng)新培養(yǎng)。當(dāng)然，設(shè)計(jì)中還存在不足與不全面的地方，今后進(jìn)一步探究。

本文系《核心素養(yǎng)視野下高中化學(xué)高效課堂的實(shí)踐探究》階段性成果。

參考文獻(xiàn)：

[1]羅鵬，謝巧兵，顧緒平.化學(xué)教育，2015，36（9）：61.