基于發展學生核心素養的教學設計

李瑤

【摘要】從發展學生化學學科核心素養的角度對“金屬的化學性質”主題進行了教學設計，創設真實情境，采用問題驅動的方法，通過合作、探究促進學生參與學習，發展學生學科核心素養。

【關鍵詞】化學學科核心素養;探究實驗;金屬的化學性質

【基金項目】2018年度廣西研究生教育創新計劃項目（項目編號XYCSZ2018069）。

一、問題的提出

《中國學生發展核心素養》認為核心素養是“學生應具備的，能夠適應終身發展和社會發展需要的必備品格和關鍵能力”[1]。針對“金屬的化學性質”這一主題已有一些教學研究。如邱激揚基于“翻轉課堂”的理念進行了教學設計;鈕建芳分析了該主題教學時的注意事項。還有許多一線教師對該主題進行了教學設計，但這些教學設計中主要還是注重知識的理解和技能的獲得?；谝陨峡紤]，本文以“金屬的化學性質”為例，研究了“基于發展學科核心素養的教學設計”。

二、教材分析——挖掘學科核心素養

分析“金屬的化學性質”這一主題的內容適合發展的核心素養如表1所示。

三、教學過程

（一）環節一：境脈創設，“苗銀”非銀

PPT：旅游景點處熱銷的“苗銀”飾品。

教師：同學們節假日出去旅游或者逛小飾品店的時候應該都有看到這種銀白色的小飾品，它們因為物美價廉所以很受消費者喜歡，可是這些“苗銀”飾品是不是純銀？

學生A：我買過！戴了沒多久就掉色了，里面是紅色的，應該是銅，只有表面是銀吧。

學生B：不太可能是純銀，銀的不可能這么便宜，應該只有表面是銀。

資料卡片：“苗銀”的成分。

教師：市面上所售賣的“苗銀”飾品其主要成分為銅，通過熱鍍錫或電鍍鎳、銀等方式使飾品表面具有金屬銀的顏色及光澤，根據其成分一般分為三類：以黃銅（銅鋅合金）為主的“苗銀”、以白銅（銅鎳合金）為主的“苗銀”、以紅銅（銅單質）為主的“苗銀”。

實物展示：“苗銀”掛墜。

教師：如何證明這個“苗銀”掛墜不是純銀所造？

學生：用“排水法”算出體積，再稱出重量，計算出密度后與銀比較。

學生實驗：做實驗，計算，證明“苗銀”掛墜不是純銀。

教師：為什么商家可以通過鍍錫、鎳的方式使這些飾品能和真正的銀飾真假難分呢？

學生：錫、鎳也是銀白色的金屬，和銀相似。

教師：為什么我們戴過一段時間后又能很快察覺這些飾品不是銀飾呢？

學生：因為銀不容易氧化、變色。

教師：如何依據這一點來對金屬進行分類？

學生：一類金屬化學性質活潑;一類金屬化學性質不活潑。

教師：如何看待“苗銀”飾品涌占市場的現象？

學生討論：感覺這樣有點欺詐嫌疑;銀制品貴學生買不起，用“苗銀”飾品替代挺好的;如果這種“苗銀”沒那么容易掉色就好了。

設計意圖：本節課以近年來市場上大量涌現的“苗銀”飾品作為引入，引發學生生活共鳴。通過設計實驗判斷“苗銀是否為純銀”和討論“商家仿造銀飾品成功的原因”引發學生對市場這一現象深入思考，診斷學生對金屬的物理通性的理解、掌握水平并發展學生以下核心素養：素養3，依據證據推出合理的結論;素養4，設計簡單實驗方法，依據現象做出解釋;素養5，能夠對與化學有關的社會熱點現象做出正確的價值判斷。

（二）環節二：實驗探究，金屬活動性順序排一排

教師：怎么比較金屬的化學活潑性？

學生討論：在金屬的狀態、實驗條件相同的情況下對比實驗現象，實驗現象越劇烈，金屬越活潑。

教師：每個小組的實驗桌上放了四瓶金屬絲：鎂、鋁、鐵、銅。分小組設計實驗方案，比較四種金屬的化學活潑性。

小組實驗：用坩堝鉗分別夾取纏繞了火柴的四種金屬絲在酒精燈上點燃，在火柴即將燃盡時慢慢插入瓶底鋪有沙子的氧氣瓶中。

小組發言：描述實驗現象。得出結論，化學活潑性：鎂>鋁>鐵>銅。

教師：如何用別的實驗來驗證結論？金屬還有可能和什么物質反應？

學生：酸。

視頻：酸雨對金屬材料的危害。

教師：分小組設計實驗，探究這四種金屬與稀硫酸反應，記錄實驗現象。

小組實驗：往四根試管中倒入適量稀硫酸，分別放入四種金屬絲，觀察現象。

小組結論：描述現象。結論：兩次實驗結論一致。

PPT：金屬活動性順序表。

教師：推測生成的氣體種類。并用所學的方法驗證猜想，完成化學方程式。觀察這幾個化學方程式，從物質所屬類別的角度來看你能發現什么特點？

小組討論：得出置換反應的定義、特點。

教師：如何讓金屬離子重新變為可利用的金屬材料？

設計意圖：“苗銀”飾品易被氧化讓學生意識到金屬化學活潑性有差異，自然引入對金屬化學活潑性的探究。引導學生依據實驗現象事實下結論，緊扣證據推理這一核心素養。通過設計實驗驗證結論，突出科學探究的嚴謹性，發展學生科學探究素養。觀看酸雨視頻，引發學生關注金屬資源開發和回收的社會熱點問題。

（三）環節三：資源開發，金屬單質的獲得

教師：金屬活動性順序中排在氫前面的金屬能夠將非氧化性酸中的氫元素以氫氣的形式置換出來，根據這個特點可以用金屬單質A把金屬B從它的鹽溶液中置換出來嗎？需要什么條件呢？

學生1：猜想1：可以，條件是金屬活動性順序中A排在B前面。

學生2：猜想2：可以，條件是金屬活動性順序中A排在氫前面且B排在氫后面。

學生3：猜想3：可以，條件是金屬活動性順序中A、B都排在氫前面且A排在B前面。

學生4：猜想4：可以，條件是金屬活動性順序中A、B都排在氫后面且A排在B前面。

學生5：猜想5：不可以。

教師：實驗桌上提供了鋁、鐵、銅、銀四種金屬絲和FeSO4溶液、CuSO4溶液、AgNO3溶液，各小組討論設計實驗方案，合作論證猜想。

小組實驗：將四種金屬分別插入三種溶液中，觀察、記錄實驗現象。

小組發言：描述實驗現象。證明，猜想1正確。

教師：現在這里有一瓶金屬鈉和一瓶CuSO4溶液，請一位同學上來實驗，用金屬鈉制取金屬銅。

學生實驗：切下一小塊黃豆大小的鈉，用鑷子夾取放入CuSO4溶液中。

教師：為什么沒有置換出銅？

學生：可能還有一些條件剛才沒考慮到？

教師：解釋略。

教師：這種獲得金屬單質的方法早在漢代已經開始使用，比如著名的濕法煉銅。

資料卡片：濕法煉銅的過程。

教師：總結出從金屬礦物中獲得金屬單質的一般提煉步驟。思考如何對水中的金屬資源進行回收？

小組討論：資源開發：煅燒-酸浸-除雜-置換。資源回收：富集-除雜-置換。

總結：今天這節課的課題來源于我們真實的生活，最后也回歸生活。本節課留給同學們的課后問題有兩個。第一，設計實驗方案，檢驗老師買的“苗銀”掛墜是哪一種“苗銀”？第二，既然鋁的化學性質比鐵活潑，為什么我們在生活中很少看到鋁制品被腐蝕呢？

設計意圖：本環節運用了探究式教學法，啟發學生對置換反應的應用進行合理猜想，再引導學生設計實驗論證猜想，鞏固證據推理素養。其次，通過設計實驗結論沖突引發學生思維沖突，借此培養學生嚴謹的科學探究精神，讓學生提取從金屬礦物中提取金屬單質的關鍵步驟，培養學生的信息素養。最后布置的課后任務與課題的引入做到了良好的首尾呼應，使學生真正做到學以致用。

【參考文獻】

[1]余文森.核心素養的教學意義及其培育[J].今日教育，2016（03）：11-14.