《化學與生活》模塊教學中學生核心素養的培養

談素梅

摘要：結合具體的教學案例，探討在《化學與生活》模塊中如何培養學生的化學核心素養。

關鍵詞：化學與生活;核心素養;教學案例

文章編號：1008-0546（2019）02-0030-03 中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：B

一、問題的提出

化學新課程標準提出了培養學生的核心素養，我們教師更多地是研究如何在高一教學或高二選修化學的教學中培養學生的核心素養，其實對于高考沒有選修化學的學生而言，化學核心素養的培養也是不容忽視的，因為化學幾大核心素養對于“幫助學生形成未來發展所需的正確價值觀念、必備品格和關鍵能力”也是至關重要的。下面以“金屬的腐蝕和防護”一課為例，談談具體做法。

二、教學過程

1.在培養“科學態度和社會責任”中引入

【情境1】播放新聞視頻《發霉生銹的新車》：有一位顧客買的新車，放在4S店，當時是要求4S店的工作人員將車停在展廳，顧客過兩天再來提車，可4S店的工作人員卻將車露天停放，因為當時正是梅雨天，所以等顧客去提車時，發現新車的發動機已經發霉生銹了。顧客要求4S店給個說法。4S店工作人員只答應將生銹的部分擦干凈。理由是：“是鐵就會生銹。”

【問題1】你怎么看4S店工作人員給顧客的解釋“是鐵就會生銹”這句話？

【學生】發表自己的看法，最后得出結論：“是鐵就會生銹”這句話本身沒有錯，但不能作為借口。其它車并沒有發霉生銹，我們可以采取保護措施。

【情境2】投影資料：

【問題2】金屬腐蝕造成的危害是重大的，通過這節課的學習，我們來進一步了解金屬腐蝕知識，看能不能用我們所學知識解決一些問題？

設計意圖：我們每天都會接觸新聞，如何看待其中的觀點，學過化學的人應該要通過專業的化學知識進行判斷。在問題的討論中培養學生的科學態度。每年因為金屬腐蝕造成的損失以客觀的數據呈現出來，進一步激發學生的社會責任意識。

2.在“宏觀辮識與微觀探析”中推進學習

【情境3]展示圖片：生活中的金屬腐蝕現象

【問題3】生活中我們看到金屬被腐蝕后現象不一樣，那金屬被腐蝕的本質一樣嗎？

【學生】觀察圖片，發表自己對金屬腐蝕的看法：金屬的腐蝕本質都是指金屬發生變化了;金屬的腐蝕是金屬被氧化了;是金屬損耗了。

【追問1】那金屬被腐蝕過程中跟什么因素有關呢，我們再回到開頭看的那則新聞中，你知道消費者為什么要強調在梅雨天里把車停在展廳嗎？

【學生】停在露天，濕氣重，有水，會加速生銹。

【追問2】你知道為什么有水存在會加速鐵的生銹嗎？

【學生】一層水膜吸附在鐵的表面，水膜溶解空氣中的COz，Oz，一些鹽類等，形成了電解質溶液，與鐵、碳構成了原電池，加速了腐蝕的速度。

【小結】這種情況下發生的腐蝕我們稱為電化學腐蝕。影響因素有：水、電解質溶液。

設計意圖：金屬腐蝕從宏觀現象來看，是不同的，有的是紅色的繡，有的是變綠，有的是發黑。情境3引出的任務就是如何透過宏觀現象找出金屬腐蝕的微觀本質。再結合鐵被腐蝕構成原電池的微觀示意圖，更進一步從宏觀和微觀相結合的視角分析、解決實際問題。

3.在“變化觀念與平衡思想”、“證據推理與模型認知”中深化學習

【情境4】投影網絡帖子

【問題4】說到與水接觸比較多的家里的金屬制品，就是燒水壺了。我們能否幫網絡上求助的韓女士解決這一個問題。為什么加醋后水銹反而更多了？燒水壺未加醋酸前是如何生銹的？

【學生】討論分析，得出：加醋酸后電解質溶液中H⁺濃度增大了。未加醋之前電解質溶液中溶解的是O₂。

【小結】投影圖片

【追問1】兩種情況下，Fe轉化為什么？第一種情況下H^*轉化為什么？第二種情況下O₂轉化為什么？

【學生】Fe轉化為Fe²⁺，H陣專化為H₂;O₂轉化為OH^-。

【小結】投影圖片

【追問2】Fe在此過程中作哪一極？

【學生】鐵失去電子，是電子流出的一極，作負極。

【小結】第一種情況是析出了氫氣，故稱為析氫腐蝕。第二種情況是吸收了氧氣，故稱為吸氧腐蝕。分別寫出析氫腐蝕和吸氧腐蝕的正負極反應和總反應。

【學生】書寫電極反應及總反應。

【追問3】我們知道了酸性條件下，鐵會腐蝕得更嚴重。除水壺中水銹，加醋不行，能否加鹽？

【學生】加鹽不行，電解質濃度大，會加快腐蝕。

【模擬實驗】金屬在海水中腐蝕：“暖寶寶”中成分有Fe、碳、食鹽。我們加些水即可。

【學生】分組實驗：（1）取兩藥匙暖寶寶中的粉末置于具支管中，加約為試管1/3體積的水，迅速塞緊試管口的塞子。振蕩試管。（2）將與具支試管相連的導管放入小燒杯中，靜置，觀察導管內液柱的變化。

【追問4】通過實驗我們又進一步感受了鐵的吸氧腐蝕。那我們回到網絡上韓女士求助的問題，鐵壺燒水后如何防銹？

【學生】擦干、蓋子蓋好、不用時涂上一層油（隔絕水、空氣）。

【追問5】家里的鐵鍋不用時也可以利用剛剛大家說的方法來防銹。說到鐵鍋，有個現象就是會越用越薄，你知道原因嗎？

【學生】是因為Fe與02直接發生反應。金屬也可以和接觸到的物質直接發生反應。這種腐蝕稱為化學腐蝕。

【追問6】家用燃氣灶中心部分和放在南極差不多90年的未生銹的鐵罐。你知道為什么兩者差別那么大嗎？

【學生】溫度不同。溫度還是影響金屬腐蝕的主要因素。

【追問7】剛才是從外界影響因素考慮防銹措施，我們還可以建議韓女士換一個燒水壺，換什么材質的？

【學生】不銹鋼的。

【小結】影響金屬腐蝕的因素有外因和內因。

設計意圖：“用鐵壺燒水怎樣才能不生銹”這一真實的任務情境驅動知識的深化，由吸氧腐蝕到析氫腐蝕，由家用燃氣灶與南極的鐵罐對比，讓學生建立一種變化的觀念，“化學變化需要一定條件，并遵循一定的規律，金屬所處的環境不同，所發生的腐蝕類型不同，腐蝕速率也不同。”“加酸除水銹反而銹更多了”是因為氫離子濃度增大引起的嗎，需要進行證據的推理，從原電池的正極發生反應的物質分析，到對比兩種情況下腐蝕的微觀示意圖，再到電極反應式的書寫，“運用模型解釋了化學現象，揭示了現象的本質和規律”。除水壺中水銹加鹽不行，提出可能的假設后，分組實驗的設計和操作完成了證實。

4.在激發“科學探究與創新意識”中結束學習

【情境5】鏈接網頁：中國科學院重點實驗室：金屬腐蝕與防護研究實驗室。

【小結】今天我們為水壺防銹支招，希望有一天我們可以攻克更高領域的金屬防護問題。以后能有同學成為這方面研究的院士、專家。

設計意圖：最后的金屬腐蝕防護的前景展望，中科院的重點實驗室、各高校的金屬腐蝕與防護專業的開設介紹都激發著學生在金屬防腐課題中進行思考。高中沒有選修化學的學生有可能大學會學與化學相關的專業，因此本節課最后“科學探究與創新意識”的滲透也許在不久的將來就會體現出來。

三、教學后思考

“倡導真實問題情境的創設，重視教學內容的結構化設計，激發學生的學習興趣，開展素養為本的教學”，在本節課中得到了充分地體現。只要我們用心設計，深刻挖掘真實的情境素材，《化學與生活》模塊的教學也可以很好地培養學生的核心素養，而這對于非化學選修班的學生來說是終身受益的。

參考文獻

[1]中華人民共和國教育部制定.普通高中化學課程標準（2017年版）[M].北京：人民教育出版社，2018