余玲莉
摘 要 高中化學(xué)中“核心素養(yǎng)”是化學(xué)學(xué)科最具有學(xué)科本質(zhì)的素養(yǎng)。培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)學(xué)科素養(yǎng),不僅能促使學(xué)生對(duì)化學(xué)理論知識(shí)的掌握,還能夠提高學(xué)生綜合實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?。焰色反?yīng)是化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)培養(yǎng)的典型載體,因此,合理有效的開發(fā)焰色反應(yīng)的教學(xué)設(shè)計(jì),對(duì)整個(gè)高中化學(xué)教學(xué)及學(xué)生化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)的培養(yǎng)具有重要意義。
關(guān)鍵詞 化學(xué)學(xué)科;核心素養(yǎng);焰色反應(yīng);教學(xué)設(shè)計(jì)
中圖分類號(hào):G632 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1002-7661(2018)25-0249-01
核心素養(yǎng)中的學(xué)科素養(yǎng),是指在不同情境之下處理復(fù)雜任務(wù),具有扎實(shí)的學(xué)科觀念和寬闊的學(xué)科視野,體現(xiàn)出內(nèi)化的實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神。本文以焰色反應(yīng)的教學(xué)為例,嘗試解釋化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)的培養(yǎng)。
一、闡述焰色反應(yīng)機(jī)理,幫助學(xué)生理解焰色反應(yīng)實(shí)質(zhì)
火焰中金屬元素的物理化學(xué)歷程是很復(fù)雜的,一般認(rèn)為,試液霧粒在火焰中有如圖1所示的復(fù)雜的反應(yīng)歷程。
二、以鈉元素為例,展示3s1電子躍遷情況,幫助學(xué)生從數(shù)據(jù)解決問(wèn)題
由表1可以看到,鈉元素的3s—3p躍遷對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)處于可見光黃色區(qū)域,因此鈉元素的焰色反應(yīng)為黃色。對(duì)鉀元素的焰色反應(yīng)原理也進(jìn)行了類似鈉元素焰色反應(yīng)的研究,具體情況見表2。
三、對(duì)實(shí)驗(yàn)操作和藥品進(jìn)行分析,引導(dǎo)學(xué)生分析問(wèn)題
實(shí)驗(yàn)中使用到的有鉑絲、鹽酸、待測(cè)液。提出疑問(wèn):(1)為什么可以用鉑絲這種金屬物質(zhì)蘸取,有沒(méi)有顏色掩蓋的可能?(2)鹽酸的作用?引發(fā)學(xué)生思考鉑絲的焰色反應(yīng)如何,為何選取的是鉑絲作為蘸取材料,以及對(duì)鹽酸的作用感興趣,學(xué)會(huì)對(duì)比和應(yīng)用。
四、進(jìn)行實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)不足之處,引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,提出問(wèn)題
鉀的焰色反應(yīng)現(xiàn)象不明顯,甚至認(rèn)為直接透過(guò)藍(lán)色鈷玻璃也可觀察到紫色,對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果有質(zhì)疑。值此之際,最是引導(dǎo)學(xué)生去解決問(wèn)題和實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新的過(guò)程。分析現(xiàn)象不明顯的原因是什么,以及如何不使用藍(lán)色鈷玻璃來(lái)觀察?
得出原因:酒精燈燃燒的火焰就是黃色,而黃色就會(huì)掩蓋紫色;其次,本身的溶液中鉀離子的含量低,導(dǎo)致現(xiàn)象很快消失。
五、實(shí)驗(yàn)改進(jìn)和創(chuàng)新,引導(dǎo)學(xué)生解決問(wèn)題,進(jìn)行創(chuàng)新與實(shí)踐
解決問(wèn)題:(1)酒精燈火焰為黃色是燈芯含有鈉元素,如果不用燈芯燃燒,就可以排除其中的干擾,也就可以不需要藍(lán)色鈷玻璃的輔助觀察;(2)溶液中離子濃度相對(duì)較低,可以替換成固體粉末。
實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新:(1)用固體酒精燃燒,固體酒精要選擇瓊脂固體酒精(無(wú)干擾,無(wú)污染),自行制備,然后放置于鋁易拉罐中點(diǎn)燃,再把待測(cè)物固體粉末噴灑到火焰中,觀察現(xiàn)象;(2)用待測(cè)物的溶液與酒精按一定比例混合,然后置于鐵坩堝中再進(jìn)行點(diǎn)燃,觀察現(xiàn)象。
通過(guò)以上方法可以不用藍(lán)色鈷玻璃就可觀察到鉀的紫紅色,也可以很簡(jiǎn)便的觀察其他元素的焰色反應(yīng)。
六、焰色反應(yīng)的應(yīng)用,自制煙花,鼓勵(lì)學(xué)生學(xué)以致用
通過(guò)改進(jìn)實(shí)驗(yàn),可以觀察單一元素的焰色反應(yīng),那如果把物質(zhì)混合,就可以得到不同的火焰顏色,以此猜想,進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
Cu+s1 Cu+Na s1+K Na+K K+Cu
七、介紹焰色反應(yīng)的史實(shí)和煙花的制作,培養(yǎng)學(xué)生的人文與環(huán)保意識(shí)
了解化學(xué)史實(shí),同時(shí)感受化學(xué)的利與弊,培養(yǎng)環(huán)境保護(hù)意識(shí),提升化學(xué)素養(yǎng)。
基于上述的設(shè)計(jì),融入了核心素養(yǎng)中,培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪壿嬎季S,綠色化學(xué)思想,能從微觀的角度認(rèn)識(shí)化學(xué),并且實(shí)驗(yàn)一定的跨學(xué)科綜合創(chuàng)新培養(yǎng)。當(dāng)然,設(shè)計(jì)中還存在不足與不全面的地方,今后進(jìn)一步探究。
本文系《核心素養(yǎng)視野下高中化學(xué)高效課堂的實(shí)踐探究》階段性成果。
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[1]羅鵬,謝巧兵,顧緒平.化學(xué)教育,2015,36(9):61.