利用現(xiàn)代化教學(xué)手段培養(yǎng)高中生化學(xué)核心素養(yǎng)*—以化學(xué)必修1《金屬鈉的性質(zhì)與應(yīng)用》章節(jié)教學(xué)為例

一、問題的提出

2013年，教育部啟動(dòng)了普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)的修訂工作，凝練了學(xué)科核心素養(yǎng)。高中化學(xué)核心素養(yǎng)是學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)的重要組成部分，是高中生通過化學(xué)課程學(xué)習(xí)所獲得的，在知識(shí)與技能、過程與方法、態(tài)度情感與價(jià)值觀等方面的綜合品質(zhì)和關(guān)鍵能力?；瘜W(xué)核心素養(yǎng)包括“宏觀辨識(shí)與微觀探析”“變化觀念與平衡思想”“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)”和“科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任”五方面。

現(xiàn)代化教學(xué)手段是利用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)制作的、儲(chǔ)存和傳遞教學(xué)信息的工具和媒體。隨著科學(xué)技術(shù)日新月異的發(fā)展，新的教學(xué)手段不斷出現(xiàn)，需要教師不斷地學(xué)習(xí)與應(yīng)用，基于培養(yǎng)高中化學(xué)核心素養(yǎng)，合理利用現(xiàn)代化教學(xué)手段。本文是對(duì)上述內(nèi)容的一種探索。

二、基于化學(xué)核心素養(yǎng)的教學(xué)內(nèi)容分析

鈉是一種典型的金屬元素，是普通高中教學(xué)要求中重要元素化合物知識(shí)之一，也是高中階段學(xué)習(xí)的第一種金屬元素，學(xué)習(xí)本節(jié)內(nèi)容對(duì)其他金屬元素的學(xué)習(xí)具有指導(dǎo)性作用；本節(jié)內(nèi)容安排在氧化還原反應(yīng)之后，可對(duì)氧化還原反應(yīng)的知識(shí)做進(jìn)一步鞏固；同時(shí)也為之后的元素化合物和物質(zhì)結(jié)構(gòu)等知識(shí)的學(xué)習(xí)提供了一定的認(rèn)知基礎(chǔ)。

高一學(xué)生在初中學(xué)過了金屬活動(dòng)性順序，知道鈉是活潑的金屬；同時(shí)，也能夠畫出鈉的原子結(jié)構(gòu)示意圖，并有初步推測(cè)鈉原子在化學(xué)反應(yīng)中變化的能力；此外，通過初中元素化合物知識(shí)的學(xué)習(xí)和實(shí)驗(yàn)技能的培養(yǎng)，他們已經(jīng)具有一定的實(shí)驗(yàn)觀察、記錄和總結(jié)能力。

筆者對(duì)《金屬納的性質(zhì)與應(yīng)用》章節(jié)的學(xué)科核心素養(yǎng)做了分析(見表1)。

表1 《金屬鈉的性質(zhì)與應(yīng)用》章節(jié)化學(xué)核心素養(yǎng)分析

三、發(fā)展學(xué)生化學(xué)核心素養(yǎng)的教學(xué)片段

1.金屬鈉的性質(zhì)

【引入】為什么鈉在自然界中只能以化合態(tài)存在？金屬鈉的性質(zhì)是不是很活潑呢？下面我們共同研究金屬鈉的性質(zhì)。

【實(shí)驗(yàn)1】學(xué)生觀察保存在煤油中的鈉，聞其中液體的氣味，推測(cè)保存鈉的液體是什么？

【實(shí)驗(yàn)2和實(shí)驗(yàn)3】教師采用便攜式實(shí)物投影裝置輔助展示演示實(shí)驗(yàn)。

【實(shí)驗(yàn)2】(1)用鑷子從煤油中取出鈉，用濾紙吸干表面的煤油，用小刀切割鈉；(2)將其放置在空氣中，觀察鈉的切面的變化。

【實(shí)驗(yàn)3】將一小塊鈉放在坩堝上加熱。

【實(shí)驗(yàn)4】(1)向一只盛有約80毫升水的小燒杯中滴加幾滴酚酞溶液；(2)將一小塊鈉投入到該燒杯中。

【學(xué)生】觀察記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并分析實(shí)驗(yàn)結(jié)論。(1)觀察鈉切面的顏色和光澤及切面的顏色變化；(2)觀察鈉塊在坩堝中加熱時(shí)的變化，燃燒火焰的顏色和生成產(chǎn)物的顏色等現(xiàn)象；(3)觀察水中滴入酚酞后是否有變化；(4)觀察鈉投入水中后的變化；(5)觀察鈉塊與水反應(yīng)后溶液顏色的變化。

【指導(dǎo)】指導(dǎo)學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的方法，引導(dǎo)學(xué)生討論記錄觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

【學(xué)生】觀察討論并記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象(見表2)。

表2

【展示】展示部分學(xué)生記錄，總結(jié)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

【問題解決】引導(dǎo)學(xué)生分析并參與解決：(1)我們通常研究物質(zhì)的哪些物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)？(2)各個(gè)實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象分別體現(xiàn)出了金屬鈉具有怎樣的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)？

【學(xué)生】回憶初中學(xué)習(xí)元素化合物的方法與經(jīng)驗(yàn)，相互交流討論。

【展示】展示部分學(xué)生的總結(jié)成果，師生共同交流，總結(jié)各個(gè)實(shí)驗(yàn)的結(jié)論。

【學(xué)生】觀看其他學(xué)生的結(jié)論并得表3所示結(jié)論。

表3

【學(xué)生】根據(jù)反應(yīng)前后的質(zhì)量守恒以及反應(yīng)現(xiàn)象推斷出鈉與水生成氫氧化鈉與氫氣，完成鈉在空氣常溫下的氧化、鈉在空氣中燃燒和鈉與水反應(yīng)的化學(xué)方程式。

【思考與討論】上述反應(yīng)中鈉元素化合價(jià)如何變化？鈉在反應(yīng)中表現(xiàn)什么性質(zhì)？

【學(xué)生】標(biāo)出上述3個(gè)反應(yīng)前后鈉元素的化合價(jià)，并分析。得出：在以上反應(yīng)中鈉元素化合價(jià)的升高，金屬鈉表現(xiàn)出還原性。

本環(huán)節(jié)利用便攜式實(shí)物投影裝置與教師演示實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的手段，讓學(xué)生學(xué)習(xí)由反應(yīng)現(xiàn)象推理物質(zhì)性質(zhì)(物理性質(zhì)與化學(xué)性質(zhì))的認(rèn)知元素化合物知識(shí)的基本方法，通過金屬鈉的有關(guān)實(shí)驗(yàn)初步學(xué)會(huì)運(yùn)用以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的實(shí)證研究方法，化學(xué)實(shí)驗(yàn)是研究和學(xué)習(xí)物質(zhì)及其變化的基本方法，是科學(xué)探究的一種重要途徑。化學(xué)實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)可以增強(qiáng)學(xué)生合作探究意識(shí)，使他們養(yǎng)成獨(dú)立思考、敢于質(zhì)疑和勇于創(chuàng)新的精神。

使用便攜式實(shí)物投影儀，教師有效地、清晰地展示出了實(shí)驗(yàn)操作過程與實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，有助于學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，如金屬鈉在空氣的氧化過程、過氧化鈉的顏色、鈉在加熱或與水反應(yīng)時(shí)熔化的現(xiàn)象等，這樣更有利于學(xué)生對(duì)金屬鈉性質(zhì)的觀察與推理，從而讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到化學(xué)科學(xué)研究需要實(shí)證與推理。

2.金屬鈉的制備與應(yīng)用

【引入】由剛才的學(xué)習(xí)可知金屬鈉有強(qiáng)還原性，那么如何制備金屬鈉，而金屬鈉又有哪些用途呢？

【微視頻展示】播放課前制作的微視頻，該視頻涉及的內(nèi)容有：(1)1807年英國(guó)化學(xué)家漢弗萊·戴維首次在實(shí)驗(yàn)室中制得金屬鈉(電解碳酸鈉)的事跡介紹(強(qiáng)調(diào)戴維在制得金屬鈉的時(shí)候還沒有人類掌握金屬鈉的性質(zhì))；(2)現(xiàn)代工業(yè)上電解熔融的氯化鈉制備金屬鈉。

【思考與討論】(1)化學(xué)家戴維在制得金屬鈉時(shí)面對(duì)了怎樣的困難與危險(xiǎn)？(2)現(xiàn)代金屬鈉如何制備？

【學(xué)生】了解鈉的制備的歷史，體會(huì)科學(xué)家探索自然所付出的艱辛與風(fēng)險(xiǎn)，書寫電解熔融氯化鈉制備金屬鈉的化學(xué)方程式(提示前面提到的鈉與氯氣的反應(yīng))。

【微視頻展示】播放課前制作的微視頻，該視頻涉及的內(nèi)容有：(1)金屬鈉在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用；(2)相關(guān)應(yīng)用給人們生產(chǎn)生活帶來的便利。

【思考與討論】(1)金屬鈉在生產(chǎn)生活中有哪些應(yīng)用？(2)上述的應(yīng)用分別利用了鈉的那些性質(zhì)？

【學(xué)生】了解鈉的主要用途，認(rèn)識(shí)到物質(zhì)的性質(zhì)決定了它的用途。

本環(huán)節(jié)利用微視頻等手段，使學(xué)生了解金屬鈉的制備與應(yīng)用，通過科學(xué)家們對(duì)金屬鈉制備相關(guān)化學(xué)史的教學(xué)，學(xué)生體會(huì)科學(xué)家探索自然所付出的艱辛與風(fēng)險(xiǎn)。通過金屬鈉在生產(chǎn)生活中不同用途的知識(shí)教授，學(xué)生認(rèn)識(shí)到物質(zhì)性質(zhì)對(duì)物質(zhì)用途的決定作用，感受到化學(xué)學(xué)科對(duì)生產(chǎn)發(fā)展與生活改善的重要作用。通過金屬鈉制取到現(xiàn)代金屬鈉的應(yīng)用這一過程的學(xué)習(xí)，學(xué)生了解到了相關(guān)化學(xué)科學(xué)的發(fā)展歷程及其趨勢(shì)。

微視頻可以將相關(guān)知識(shí)形象化，在短短的幾分鐘內(nèi)通過視覺、聽覺等途徑，學(xué)生獲得較教師講述更豐富的信息，也符合新時(shí)代學(xué)生接受信息的習(xí)慣，在心理和情感上加深他們對(duì)化學(xué)科學(xué)促使人類社會(huì)進(jìn)步的認(rèn)知。

四、結(jié)語

教學(xué)手段必須與教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)對(duì)象相適應(yīng)，面對(duì)不同的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)對(duì)象，選擇相應(yīng)的教學(xué)手段。新科技的出現(xiàn)在很大程度上改變了學(xué)生的生活環(huán)境，進(jìn)而影響著學(xué)生的認(rèn)知、情感及行為，學(xué)生在現(xiàn)代信息技術(shù)環(huán)境下獲取信息的認(rèn)知過程及學(xué)習(xí)行為也發(fā)生了變化。面對(duì)這種變化，教師需要結(jié)合化學(xué)學(xué)科自身的特點(diǎn)，對(duì)于高中化學(xué)不同的教學(xué)內(nèi)容采用不同的現(xiàn)代教學(xué)手段，基于不同的核心素養(yǎng)目標(biāo)進(jìn)行有效的教學(xué)。