用真實問題情境引領化學課堂教學
——以“金屬鈉的性質和應用”教學為例

顧麗萍

（江蘇省蘇州市吳中區(qū)東山中學，江蘇蘇州 215107）

引 言

教育部《關于全面深化課程改革落實立德樹人根本任務的意見》指出：課程改革面臨新挑戰(zhàn)，教育部要研究制訂各學科的核心素養(yǎng)體系，要從學生已有的生活經(jīng)驗出發(fā)，切實發(fā)展學生的學科核心素養(yǎng)，幫助學生形成適應社會和個人發(fā)展需要的必備品格和關鍵能力。

一、真實問題情境的提出

《普通高中化學課程標準（2017年版）》指出：教師應重視開展“素養(yǎng)為本”的教學，明確提出倡導真實問題情境的創(chuàng)設，開展以化學實驗為主的多種探究活動。重視教學內(nèi)容的結構化設計，激發(fā)學生學習化學的興趣，促進學生學習方式的轉變，從而培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和實踐能力。

課程標準中倡導的“真實問題情境”是什么？情境由反映真實生活的材料組成，使學生直面生活和學習，以培養(yǎng)學生解決實際中“真”問題的能力。真實是來源于生活或工業(yè)生產(chǎn)實際，情境本身是一個問題或一系列能引起學生思考的問題（問題串），在問題解決過程中學生能經(jīng)歷深度學習。有無問題情境、問題情境的綜合復雜程度及熟悉陌生程度等，均與學生核心素養(yǎng)的能力表現(xiàn)水平有重要關系。

二、真實問題情境的實施

課程標準中所提供的情境素材絕不是在新課引入時為激發(fā)學生興趣而隨意選擇的?；瘜W課堂的情境素材既要有核心素養(yǎng)的培養(yǎng)功能，又要有實踐意義。在情境資源的使用中，教師要關注如何將情境中提出的問題解決貫徹到整個課堂中，讓學生經(jīng)歷一個完整的問題研究和解決過程[1]。鑒于此，在化學課堂教學中應追求“一境到底”，即用真實存在的問題或問題串設計情境展開教學，讓學生在不斷解決問題的過程中培養(yǎng)核心素養(yǎng)，即真實問題情境能夠貫穿化學課堂的始終。

三、巧用真實問題情境進行“鈉”的教學

（一）優(yōu)質課評比中巧用各種真實情境實施教學

“金屬鈉的性質”教學中，可供選擇的情境有很多。2016年江蘇省高中化學優(yōu)質課比賽的課題就是“金屬鈉的性質與應用”，參賽教師從不同的角度出發(fā)，采用以下情境開展“金屬鈉”的教學。（1）利用最新科技前沿：科研小組利用鈉、鉀高溫消融治腫瘤。（2）利用航空航天相關信息：航天金屬鈦合金中的金屬鈦是如何制備的？維持航天員生命所需的氧氣除了地面自帶一部分外，還有一部分通過化學反應制得。你想知道怎樣制的嗎？（3）利用賽課當?shù)鼐坝^：以優(yōu)質課比賽地點常州武進的夜景圖片引出高壓鈉燈。（4）介紹工業(yè)上金屬鈉的包裝。（5）新聞引入：由金屬鈉倉庫著火說起。（6）引用“曾青得鐵化為銅”，提問“曾青得鈉化為什么呢”？（7）利用化學史：戴維電解熔融的苛性鈉……這是人類首次制得鈉！

在優(yōu)質課評比中，選手從不同角度選擇了真實情境，非常新穎，能跟科技前沿、航空航天、鈉的保存、鈉的發(fā)現(xiàn)史等學生不熟悉的信息聯(lián)系，激起學生的學習興趣。很多情境都能巧妙地引出問題（串），而只有真實問題情境才能激發(fā)學生持續(xù)學習的興趣。學生在情境中不斷生發(fā)問題、解決問題。這個過程能使學生改變“接受式”學習方式，能不斷調動學生的思維，從而培養(yǎng)他們的創(chuàng)新精神和實踐能力。

（二）以金屬的實驗室保存為情境實施教學

2019年9月，筆者要上一節(jié)“金屬鈉的性質和應用”的公開課。筆者此前接受過培訓，深知真實問題情境對課堂教學的重要性，好的情境能帶出引發(fā)學生不斷深入思考的問題串，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維能力。所以在備課過程中，筆者首先尋找情境。網(wǎng)上有關金屬鈉的新聞很多，因課題較簡單，加上2016年省評優(yōu)課已有9 節(jié)示范課，怎樣才能上出新意呢？網(wǎng)絡、超市、廚房……筆者最終才找到實驗室。

筆者從觀察鎂、鋁、銅的實驗室保存方法引入：鎂條、鋁片、銅絲都裝在塑料袋中，而鈉浸沒在某種無色透明的液體中。筆者請學生猜測：鈉為什么要浸沒在無色液體中？學生能想到隔絕空氣。這說明鈉性質活潑，要與氧氣反應。但是，鋁和鎂性質也活潑，也要跟氧氣反應，為什么鋁和鎂不用隔絕空氣保存呢？這時，筆者繼續(xù)提問：同為金屬，應該都有金屬光澤，但是四種金屬中只有銅絲有金屬光澤，那么鋁和鎂為什么沒有金屬光澤呢？學生知道，鋁和鎂會形成氧化膜，所以失去光澤。如何才能看見鋁和鎂的真面目？學生回答：砂紙打磨。金屬鈉若僅與氧氣反應形成氧化膜，能不能通過打磨除去呢？那又何必保存在無色液體中呢？可見鈉與鎂、鋁相比，有其獨特之處。這是第一個疑問。

第二個疑問：無色液體是什么？是不是水呢？通過聞氣味可知，無色液體有特殊氣味，不是水。那是什么呢？筆者請更多學生聞無色液體的氣味。筆者向學生介紹：煤油跟甲烷都是只含有碳、氫兩種元素的有機物，它們屬于同一類物質。

第三個疑問：為什么鈉用煤油保存而不是用水保存呢？帶著對鈉性質的好奇心，學生開啟學習鈉的歷程。

通過從煤油中取出鈉，用小刀切開，學生體驗到鈉質軟。切開的鈉表面呈銀白色，有金屬光澤，且切面很快變暗。學生明白鈉性質活潑，在空氣中很快就會變質。將吸干煤油的綠豆般大小的鈉粒投入小燒杯中的水，出現(xiàn)了令學生目不暇接的現(xiàn)象。反應結束后，筆者請學生滴入幾滴酚酞試液。

此時，筆者提問：如果將銅、鋁、鎂投入冷水中，會有現(xiàn)象嗎?學生立即將一段銅絲、一塊打磨的鋁片和打磨的鎂條分別投入冷水中?？梢?，鈉之所以浸沒在煤油中，一是隔絕空氣，二是隔絕水。鈉質軟且有腐蝕性，打磨除去氧化膜的方法行不通。銅、鋁、鎂、鈉同為金屬，都有金屬的通性（物理性質），這是其一。但不同金屬之間也存在著很大的差異，這體現(xiàn)在（化學性質）金屬活動性順序表（與酸反應置換出氫氣的難易程度，排在前面的金屬單質能把排在后面的金屬離子從溶液置換出來）中，也體現(xiàn)在與氧氣、水的反應中。鈉在金屬活動性順序表中排在四種金屬（鈉、鎂、鋁、銅）的最前面，它能把溶液中的其他三種金屬離子中置換出來嗎？學生設計實驗，如將鈉投入硫酸銅溶液中，觀察現(xiàn)象。學生會發(fā)現(xiàn)，鈉投入硫酸銅溶液中，先與水反應生成氫氧化鈉，再發(fā)生氫氧化鈉和硫酸銅的反應?？梢?，在水環(huán)境中，金屬鈉不可能把金屬離子置換。那么要用鈉置換其他金屬，必須在無水環(huán)境中，如熔融狀態(tài)下。由此引出金屬鈉的用途：在高溫條件下，用金屬鈉從鈦、鋯、鈮、鉭的氯化物中置換出金屬單質。

結 語

高中化學內(nèi)容與生活實際、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、環(huán)境保護關系密切。在教學設計過程中，教師要做到處處用心，定能找到適合的真實問題情境[2]。若高中生的化學學習都是在真實問題情境中進行，那么在面對陌生問題時，學生一定能將自己通過實踐培養(yǎng)的拆解問題、調用角度的能力應用在問題解決上，進而使核心素養(yǎng)的培養(yǎng)真正落實在學生的生活中。學生只有在面對真實、復雜的問題時，才能自主調用認識角度，利用高度結構化、觀念化的知識解決問題，從而具備高水平的核心素養(yǎng)。