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，教育部要研究制訂各學科的核心素養體系，要從學生已有的生活經驗出發，切實發展學生的學科核心素養，幫助學生形成適應社會和個人發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“素養為本”的教學，明確提出倡導真實問題情境的創設，開展以化學實驗為主的多種探究活動。重視教學內容的結構化設計，激發學生學習化學的興趣，促進學生學習方式的轉變，從而培養學生的創新精神和實踐能力。

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，以培養學生解決實際中“真”問題的能力。真實是來源于生活或工業生產實際，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，均與學生核心素養的能力表現水平有重要關系。

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學生興趣而隨意選擇的。化學課堂的情境素材既要有核心素養的培養功能，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核心素養，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，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）利用賽課當地景觀：以優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、鈉的發現史等學生不熟悉的信息聯系，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學生持續學習的興趣。學生在情境中不斷生發問題、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，從而培養他們的創新精神和實踐能力。

（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“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學生不斷深入思考的問題串，培養學生的創新思維能力。所以在備課過程中，筆者首先尋找情境。網上有關金屬鈉的新聞很多，因課題較簡單，加上2016年省評優課已有9 節示范課，怎樣才能上出新意呢？網絡、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，出現了令學生目不暇接的現象。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。可見，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，觀察現象。學生會發現，鈉投入硫酸銅溶液中，先與水反應生成氫氧化鈉，再發生氫氧化鈉和硫酸銅的反應。可見，在水環境中，金屬鈉不可能把金屬離子置換。那么要用鈉置換其他金屬，必須在無水環境中，如熔融狀態下。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

高中化學內容與生活實際、工農業生產、環境保護關系密切。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，進而使核心素養的培養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。