基于學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)的教學(xué)設(shè)計(jì)

張曉紅

[摘 要]

以金屬材料的發(fā)展為例，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到化學(xué)在促進(jìn)社會(huì)發(fā)展中的重要作用，從而進(jìn)一步體會(huì)科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)之間的相互關(guān)系。幫助學(xué)生設(shè)計(jì)探究實(shí)驗(yàn)方案，讓學(xué)生體驗(yàn)科學(xué)探究過程，培養(yǎng)學(xué)生敢于質(zhì)疑、理性思維、勇于探索、合作交流等核心素養(yǎng)。

[關(guān)鍵詞]

發(fā)展核心素養(yǎng)；金屬材料；實(shí)驗(yàn)探究

“中國學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)”是指“學(xué)生應(yīng)具備的，能夠適應(yīng)終身發(fā)展和社會(huì)發(fā)展需要的必備品格和關(guān)鍵能力”，具體圍繞“全面發(fā)展的人”，分“文化基礎(chǔ)、自主發(fā)展、社會(huì)參與”3個(gè)一級(jí)要素和“人文底蘊(yùn)、科學(xué)精神、學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)、健康生活、責(zé)任擔(dān)當(dāng)、實(shí)踐創(chuàng)新”6個(gè)二級(jí)要素。[1] 普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（征求意見稿）認(rèn)為：“高中化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)是學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)的重要組成部分，是高中生的綜合素質(zhì)的具體體現(xiàn)，反映了社會(huì)主義核心價(jià)值觀下化學(xué)學(xué)科育人的基本要求，全面展現(xiàn)了學(xué)生通過化學(xué)課程學(xué)習(xí)形成的關(guān)鍵能力和必備品格。”可見，培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)和發(fā)展核心素養(yǎng)是相輔相成的。所以，教師應(yīng)該在化學(xué)教學(xué)中將兩者融會(huì)貫通，在學(xué)生形成良好的學(xué)科素養(yǎng)的同時(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)展核心素養(yǎng)。本文以“用途廣泛的金屬材料”的教學(xué)為例展開探討。

一、教學(xué)設(shè)計(jì)基本思路

（一）教材分析

“用途廣泛的金屬材料”位于高中化學(xué)人教版必修1第三章《金屬及其化合物》第三節(jié)，是金屬單質(zhì)及其化合物的性質(zhì)學(xué)習(xí)結(jié)束后的一個(gè)重要延伸，要求學(xué)生明確合金的概念以及合金的性質(zhì)，了解常見合金的主要組成、性能和用途，學(xué)會(huì)正確選擇金屬材料。[2] 教材選取學(xué)生較為熟悉的銅合金和鐵合金為載體，意在把學(xué)科教學(xué)內(nèi)容與學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)有機(jī)結(jié)合起來，讓學(xué)生感悟科學(xué)知識(shí)和社會(huì)發(fā)展的互相影響。

（二）教學(xué)設(shè)計(jì)思路

首先，從學(xué)生熟悉的事物入手，通過圖片等影像資料的展示，讓學(xué)生充分感受到“化學(xué)源于生活，又服務(wù)于生活”，激發(fā)學(xué)生的愛國熱情和社會(huì)責(zé)任感。其次，以金屬材料的發(fā)展為例，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到化學(xué)在促進(jìn)社會(huì)發(fā)展中的重要作用，進(jìn)一步體會(huì)科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)之間的相互關(guān)系。[3] 再次，在教材前兩節(jié)教學(xué)內(nèi)容的支撐下，從生活中尋找教學(xué)素材，引導(dǎo)學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究易拉罐罐體合金成分，讓學(xué)生體驗(yàn)科學(xué)探究過程，培養(yǎng)學(xué)生理性思維、勇于探索、合作交流等核心素養(yǎng)。

二、教學(xué)過程設(shè)計(jì)及分析

活動(dòng)一：情境引入

[圖片展示]校園內(nèi)的標(biāo)志性建筑：日晷。

[師]有同學(xué)知道日晷的作用嗎？圖片中的日晷是用什么材料制作的？

[師]人類文明的發(fā)展和社會(huì)的進(jìn)步同金屬材料關(guān)系十分密切。繼石器時(shí)代之后出現(xiàn)的銅器時(shí)代、鐵器時(shí)代，均以金屬材料的應(yīng)用為其時(shí)代的顯著標(biāo)志。我們這節(jié)課學(xué)習(xí)的內(nèi)容就是“用途廣泛的金屬材料”。

設(shè)計(jì)意圖：從學(xué)生熟悉的身邊環(huán)境引入主題，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，并通過日晷的原理的簡單介紹，提高學(xué)生的文化底蘊(yùn)。

活動(dòng)二：感悟金屬材料的發(fā)展史

[圖片展示]商代青銅器：司母戊鼎；春秋戰(zhàn)國鐵器：干將、莫邪；現(xiàn)代鋁制品等。

[師]地殼中元素含量前十位排序是：氧、硅、鋁、鐵、鈣、鈉、鉀、鎂、氫、鈦。元素含量鋁大于鐵，鐵大于銅，為什么人類使用金屬材料的先后順序卻是青銅器、鐵器，鋁制品更是100多年前才開始廣泛使用？

學(xué)生小組討論：與金屬活動(dòng)性有關(guān)。

[師]比較金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱關(guān)系與人類利用金屬的先后，可以發(fā)現(xiàn)金屬冶煉方法和水平的不同，導(dǎo)致人類使用金屬材料的不同，金屬活動(dòng)性越強(qiáng)，其冶煉程度越難，這部分內(nèi)容我們將在必修2中繼續(xù)學(xué)習(xí)。

設(shè)計(jì)意圖：一是通過古代金屬制品的介紹，加深學(xué)生對(duì)金屬材料發(fā)展史的了解，激發(fā)學(xué)生愛國熱情。二是通過人類使用金屬材料先后順序的分析，加強(qiáng)學(xué)生學(xué)會(huì)用所學(xué)知識(shí)分析、解決問題的意識(shí)，不僅知其然，而且知其所以然，讓學(xué)生正確認(rèn)識(shí)和理解學(xué)習(xí)的價(jià)值。

活動(dòng)三：認(rèn)識(shí)合金的定義和性質(zhì)

[師]請(qǐng)同學(xué)們列舉生活中的常見的金屬制品，它們分別屬于什么金屬材料？

學(xué)生小組討論：電線、鋼筋、鐵鍋、易拉罐、鋁合金門窗、汽車配件、飾品等；分別含有銅、鐵、鋁、金、銀等金屬。

[師]追問：性質(zhì)決定用途，請(qǐng)大家根據(jù)所學(xué)知識(shí)以及生活常識(shí)推測(cè)小組討論的金屬制品是利用了所用金屬材料的哪些性質(zhì)？

學(xué)生小組討論：導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、良好的延展性等。

[師]金屬材料包括純金屬與合金。合金是有兩種或兩種以上的金屬（或金屬跟非金屬）熔合而成具有金屬特性的物質(zhì)。請(qǐng)大家聯(lián)系剛剛討論的結(jié)果，進(jìn)一步推測(cè)它們?cè)谛再|(zhì)上有什么異同？純鋁能制作高壓鍋嗎？

學(xué)生小組討論：合金的用途更廣，比純金屬的性能更加多種多樣。

[師]合金硬度一般比它各成分金屬大，熔點(diǎn)一般比它的各成分金屬低，具有優(yōu)良的物理、化學(xué)、機(jī)械性能。一般根據(jù)合金中主要成分的金屬名稱分類，稱之為某某合金。

設(shè)計(jì)意圖：引導(dǎo)學(xué)生能自覺、有效地從日常生活中獲取、評(píng)估、鑒別、使用信息，培養(yǎng)學(xué)生的信息意識(shí)，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步拓寬學(xué)生的化學(xué)理論知識(shí)。

活動(dòng)四：實(shí)驗(yàn)探究易拉罐的成分

[師]展示可樂易拉罐。提問：易拉罐的材質(zhì)一般是鋁合金或者鐵合金，如何判斷老師手中的易拉罐是哪種合金？請(qǐng)同學(xué)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)。

[生]用磁鐵，能被吸引是鐵合金，否則是鋁合金。經(jīng)實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)不能被磁鐵吸引，所以這個(gè)易拉罐是鋁合金。

[師]請(qǐng)大家根據(jù)桌上給定的試劑和儀器設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，結(jié)合前面所學(xué)鋁、鐵等金屬的化學(xué)性質(zhì)，通過實(shí)驗(yàn)探究易拉罐的合金成分。

試劑：2mol/L NaOH溶液、6mol/L HCl溶液、1mol/L氨水、3% H2O2溶液、0.1 mol/L KSCN溶液；儀器和材料：試管、滴管、可樂易拉罐、砂紙、剪刀。endprint

學(xué)生討論實(shí)驗(yàn)方案，并分小組匯報(bào)，最終擬定方案：剪開易拉罐，砂紙打磨除表面涂層，剪碎后取少量于試管中，加6mol/L HCl溶液使合金充分溶解，得到的溶液分置于兩支試管，一支加入2mol/L NaOH溶液至過量，根據(jù)現(xiàn)象判斷是否合金是否含鋁；一支加3% H2O2溶液后加0.1 mol/L KSCN溶液，根據(jù)現(xiàn)象判斷合金是否含鐵。

[師生]學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，教師巡視指導(dǎo)。

學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)探究，得出結(jié)論：易拉罐的罐體合金材料含有單質(zhì)鋁，也含有少量鐵。

設(shè)計(jì)意圖：一是引導(dǎo)學(xué)生將學(xué)科知識(shí)活學(xué)活用，能夠根據(jù)探究目的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、完成實(shí)驗(yàn)，并對(duì)得到的實(shí)驗(yàn)信息進(jìn)行加工獲得結(jié)論，培養(yǎng)學(xué)生的理性思維、合作交流等科學(xué)探究能力；二是通過化學(xué)手段，揭示生活的奧秘，讓學(xué)生可以體會(huì)到化學(xué)與生活的緊密聯(lián)系，提高學(xué)生對(duì)生活的感知和理性的認(rèn)知。

活動(dòng)五：了解常見合金及其應(yīng)用

[師]播放視頻：銅合金的分類及應(yīng)用；展示圖片：各種鐵合金制品，介紹生鐵和鋼組成與性能上的差異；展示圖片：鈦合金、記憶合金等，展望金屬材料的前景。

[師]某家庭準(zhǔn)備裝修窗戶，可供選用的材料有：木材、鋼鐵、鋁合金、塑鋼。請(qǐng)分析選用哪種材料比較好？選擇材料時(shí)應(yīng)該考慮哪些因素？

[生]主要用途、外觀、價(jià)格、性質(zhì)、日常維護(hù)、對(duì)環(huán)境的要求等。

設(shè)計(jì)意圖：利用影像等資料，幫助學(xué)生了解常見合金的分類及應(yīng)用，認(rèn)識(shí)金屬材料與人類生活和社會(huì)發(fā)展的密切關(guān)系，提高學(xué)生的社會(huì)參與意識(shí)。

活動(dòng)六：總結(jié)歸納，課后拓展

[師]金屬材料的發(fā)展史是人類材料發(fā)展史中的重要組成部分，通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，我們知道了合金的定義、性質(zhì)及分類，學(xué)會(huì)通過實(shí)驗(yàn)探究常見合金成分一般方法。請(qǐng)大家課后根據(jù)本節(jié)課所學(xué)知識(shí)，選擇自己感興趣的有關(guān)合金的課題進(jìn)行調(diào)查研究，完成一篇小論文。

設(shè)計(jì)意圖：鞏固提升，并將課堂知識(shí)延伸至課外，拉近化學(xué)與生活的距離。

三、教學(xué)反思

從知識(shí)角度看，“用途廣泛的金屬材料”這一節(jié)的學(xué)科知識(shí)相對(duì)簡單、容量小，易于掌握，因此教師一般注重該章前兩節(jié)“金屬的化學(xué)性質(zhì)”、“幾種重要的金屬化合物”的教學(xué)，對(duì)這一節(jié)只做常識(shí)性介紹。筆者卻認(rèn)為這是一節(jié)能較好貫徹培養(yǎng)學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)的教學(xué)內(nèi)容，值得引起教師的重視。來自校園的日晷圖片瞬間點(diǎn)燃了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，金屬材料厚重的發(fā)展史讓學(xué)生感受到人類文明的進(jìn)步，而可樂易拉罐罐體的合金成分探究，更是成為這節(jié)課學(xué)生探討的熱點(diǎn)。通過本節(jié)課的教學(xué)，進(jìn)一步幫助學(xué)生明確化學(xué)學(xué)科學(xué)習(xí)的價(jià)值，體會(huì)科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)之間的相互關(guān)系，培養(yǎng)了學(xué)生理性思維、勇于探索、合作交流等核心素養(yǎng)。

總之，化學(xué)學(xué)科知識(shí)是課堂教學(xué)的載體，而培養(yǎng)學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)則是教學(xué)的靈魂。我們應(yīng)該精心進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)，選擇合適的課程資源、教學(xué)策略，從而促進(jìn)學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)的形成。

[參 考 文 獻(xiàn)]

[1]核心素養(yǎng)研究課題組.中國學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)[J].中國教育學(xué)刊，2016（10）.

[2]中華人民共和國教育部.普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（實(shí)驗(yàn)）[S].北京：人民教育出版社，2003.

[3]王瓊，秦浩正.基于人本主義課程觀視角的2011年版義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)解讀[J].化學(xué)教學(xué)，2015（12）.

（責(zé)任編輯：張華偉）endprint