基于核心素養(yǎng)的“教學設計”
——以鈉與溶液反應復習課為例

胡世豐 張 雨

(1.廣東省珠海市廣東實驗中學金灣學校 519090;2.廣東省開平市第一中學 529367)

一、問題的提出

《2017年版普通高中課程標準》從化學觀和思維模式對學科思維進行闡述，確定證據(jù)推理與模型認知是化學核心素養(yǎng)的思維核心，如何利用化學學科特點來孕育學生的核心素養(yǎng)和培養(yǎng)其理性思維是教學的重點？高三一輪復習教師培養(yǎng)學生的化學素養(yǎng)，教師得基于對整個高中化學教材的理解和把握，結(jié)合學情以及自己的理解創(chuàng)造性的使用高中教材.

發(fā)展心理學家皮亞杰的圖式理論認為：思維間接性是以原有化學知識為媒介(模型)來認識(類比)客觀事物，借助已有的知識和經(jīng)驗理解或把握那些沒有感知過的事，預見和推知化學反應現(xiàn)象和原理；思維的概括性就是把同一類化學知識的共同特征和本質(zhì)特征抽取出來加以概括，形成化學反應原理模型.認知規(guī)律受維果斯基的最近發(fā)展區(qū)理論影響.因此高三復習重點在于創(chuàng)設情境，創(chuàng)設情境有利于學生理解和掌握化學的基本原理和模型；通過引導學生觀察實驗現(xiàn)象，提高學生的實證意識和邏輯思維；培養(yǎng)學生運用科學的思維方式認識事物、解決問題、指導行為等素養(yǎng).

二、課前設想

在化學教學情景的創(chuàng)設中，勞頓認為要根據(jù)對學生已有知識的了解作為基礎(chǔ)，設計出有針對性、有效性的教學設計.創(chuàng)設情境能幫助學生有效地整合、同化所學內(nèi)容，形成知識體系.讓學生運用已有知識在閱讀、比較、分析、討論的基礎(chǔ)上解決化學問題，在此基礎(chǔ)上培養(yǎng)學生的化學學科素養(yǎng),提升高三學生解決實際問題的能力.其次，泰勒的目標模式認為在高三的教學中，教師要深入研究高考試題及命題趨勢，通過師生雙邊活動，將學生的問題分解成小問題、小專題，化解知識難點逐個突破.以上理論也為本節(jié)課提供了三條線索：一是知識線，二是能力線，三是認知能力.可以構(gòu)建出以下的教學設計思路如圖1.

圖1

三、課堂教學過程與設計意圖

課堂活動1.引入：聯(lián)系舊知,創(chuàng)設情境.西漢時期記載的“曾青得鐵，則化為銅”，描述的化學反應是什么?該反應能發(fā)生是因為鐵比銅的什么性質(zhì)強？那么我們在高一學習過一種金屬性很強的物質(zhì)，把它丟到水里可以劇烈反應，該物質(zhì)是什么？它與水反應的現(xiàn)象如何描述？這些現(xiàn)象分別對應了它的哪些性質(zhì)？能否寫出相應的化學方程式？

圖2

[學生活動]回顧必修1教材，根據(jù)圖2回憶實驗現(xiàn)象并完成學案.

[師生活動]請各學習小組代表對鈉與水反應實驗現(xiàn)象進行匯總，對學生的表現(xiàn)進行鼓勵和評價，請學生代表根據(jù)表1在黑板上寫出簡要的現(xiàn)象跟本質(zhì).

表1 鈉與水反應的現(xiàn)象及其對應的本質(zhì)原因

[師生活動]大家宏觀上的現(xiàn)象描述的很好，化學方程式也寫的很好.那是否能夠利用實驗現(xiàn)象、質(zhì)量守恒和氧化還原分析產(chǎn)物是如何確定的？

設計意圖：通過傳統(tǒng)文化，由熟悉的鐵衍生到鈉性質(zhì)的復習，從宏觀辨識遷移到微觀探析.依據(jù)學生對鈉與水反應的了解及化學反應原理的理解程度,講學評一體化提升學生思考分析的能力,并捕捉學生思維中的不足,引導學生發(fā)散思維將化學反應原理與元素化合物的知識相結(jié)合,讓學生充分認識到元素化合物反應現(xiàn)象實際上就是化學原理的應用.

課堂活動2.根據(jù)金屬的活潑性順序表，鐵可以將硫酸銅溶液中的銅離子置換出來生成銅.那么將鈉投入硫酸銅溶液是得到單質(zhì)銅了嗎？為什么沒有得到單質(zhì)銅呢？在微觀上反應如何進行？哪些實驗現(xiàn)象可以證明你的結(jié)論呢？

[教師活動]啟發(fā)學生從得失電子守恒、質(zhì)量守恒的角度分析產(chǎn)物.強調(diào)觀察實驗重點現(xiàn)象,猜測原因，討論實驗設計方案.實驗探究前思考：要從哪些方面進行描述，才能全面準確描述現(xiàn)象？可以借鑒哪個實驗？

[學生活動]引導各小組討論，綜合得出描述實驗現(xiàn)象從“視覺、聽覺、嗅覺、味覺、膚覺”等角度進行觀察.利用鈉與水反應的現(xiàn)象：浮、熔、游、響、紅作為模板進行有序的描述實驗現(xiàn)象.匯集整理得出將鈉投入硫酸銅溶液中的現(xiàn)象：浮、熔、游、爆、藍：爆鳴聲，有藍色沉淀生成.

[學生活動]鈉的密度比水小,所以Na漂浮在水上,先和水接觸,置換出氫氣，溶液中氫氧根離子濃度增大，與Cu2+結(jié)合生成藍色絮狀沉淀氫氧化銅，并使得氫氧化銅的沉淀溶解平衡一直向沉淀方向移動.

設計意圖：鈉與硫酸銅溶液反應的現(xiàn)象明顯知識內(nèi)涵豐富.通過對實驗現(xiàn)象的觀察、描述和分析，培養(yǎng)學生的證據(jù)推理能力，能基于證據(jù)對物質(zhì)變化提出可能的假設，通過分析推理加以證實或證偽，能基于實驗設計與結(jié)果分析，對實驗進行評價，培養(yǎng)學生的學科素養(yǎng).利用集中思維引導學生將化學反應原理與元素化合物的知識相結(jié)合,讓學生充分認識到元素化合物反應現(xiàn)象實際上就是化學原理的應用.

課堂活動3.鈉與醇反應回顧必修2教材，請學生代表根據(jù)圖2描述鈉與乙醇反應實驗現(xiàn)象并用化學方程式表示.

[師生活動]模仿鈉與水反應現(xiàn)象答題模板回憶總結(jié)出：

鈉沉到試管底部，緩慢冒泡.并完成反應方程式：

CH3CH2OH + Na→；通式：ROH + Na→.

[教師活動]總結(jié)現(xiàn)象：沉到乙醇底部、冒泡.

追問：與鈉反應，醇和鈉哪個反應更劇烈？說明理由.

[學生活動]回憶實驗現(xiàn)象得出鈉與乙醇反應速率慢，類比鈉與硫酸銅溶液反應分析思路，可知是乙醇中的氫離子濃度比水的少，濃度小使反應速率變慢.

[師生活動]乙醇能電離出氫離子嗎？提示乙醇是屬于非電解質(zhì)，但是絕對不電離的物質(zhì)是不存在的，說明乙醇電離能力比說小.利用反應原理中電離度知識可知，電離度越大電離氫離子的越容易，即對應酸的酸性越強，而等濃度溶液中，氫離子濃度越大與鈉反應越劇烈：醋酸>碳酸>水>乙醇.

[學生活動]完成化學方程式：H2O+CH3CH2ONa→.另一小組代表用鹽類的水解進行分析，越弱越水解：酸性越弱，對應酸根離子結(jié)合溶液中的氫離子能力越強，即“搶親(H+)”能力越強.也就是我們常說的強酸制弱酸.

課堂活動4.有沒有比乙醇還難電離出氫離子的物質(zhì)？哪些物質(zhì)不與鈉反應，可以跟鈉共存？如何保存鈉？

[師生活動]將鈉用煤油油封，煤油來源于石油，主要成分是烷烴，說明烷烴的氫與鈉不反應，由此可知烷烴的氫比乙醇更難電離.

設計意圖：創(chuàng)設問題情景，將知識線索回歸到生活化學情境中，激發(fā)學生的求知欲.培養(yǎng)發(fā)散思維和集中思維相結(jié)合的思維方式，呈現(xiàn)創(chuàng)造性思維活動的全過程，過程發(fā)散結(jié)果集中抽象概括，提升學生的判斷能力.

課堂活動5.根據(jù)本節(jié)課的分析方法，利用邏輯推導完成下列實驗習題.

(1)設計實驗證明：丙三醇分子中有三個羥基.

(2)現(xiàn)象和化學反應方程式：鈉與飽和石灰水，鈉與飽和氯化銨溶液.

設計意圖：講學評一體化檢測學生，引導小組描述、比較、分類、發(fā)散思維、集中思維得出結(jié)論.培養(yǎng)學生由典例到一般的歸納與遷移能力，練習定性定量分析物質(zhì)的科學方法.