顧麗萍
(江蘇省蘇州市吳中區(qū)東山中學,江蘇蘇州 215107)
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(zhàn),教育部要研究制訂各學科的核心素養(yǎng)體系,要從學生已有的生活經(jīng)驗出發(fā),切實發(fā)展學生的學科核心素養(yǎng),幫助學生形成適應社會和個人發(fā)展需要的必備品格和關鍵能力。
《普通高中化學課程標準(2017年版)》指出:教師應重視開展“素養(yǎng)為本”的教學,明確提出倡導真實問題情境的創(chuàng)設,開展以化學實驗為主的多種探究活動。重視教學內(nèi)容的結構化設計,激發(fā)學生學習化學的興趣,促進學生學習方式的轉變,從而培養(yǎng)學生的創(chuàng)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(yǎng)學生解決實際中“真”問題的能力。真實是來源于生活或工業(yè)生產(chǎn)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(jīng)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(yǎng)的能力表現(xiàn)水平有重要關系。
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(fā)學生興趣而隨意選擇的?;瘜W課堂的情境素材既要有核心素養(yǎng)的培養(yǎng)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(jīng)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(yǎng)核心素養(yǎng),即真實問題情境能夠貫穿化學課堂的始終。
“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(yōu)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(fā),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?shù)鼐坝^:以優(yōu)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(yè)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(yōu)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(fā)現(xiàn)史等學生不熟悉的信息聯(lián)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(fā)學生持續(xù)學習的興趣。學生在情境中不斷生發(fā)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(yǎng)他們的創(chuàng)新精神和實踐能力。
2019年9月,筆者要上一節(jié)“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(fā)學生不斷深入思考的問題串,培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維能力。所以在備課過程中,筆者首先尋找情境。網(wǎng)上有關金屬鈉的新聞很多,因課題較簡單,加上2016年省評優(yōu)課已有9 節(jié)示范課,怎樣才能上出新意呢?網(wǎng)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(xù)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(xiàn)了令學生目不暇接的現(xiàn)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(xiàn)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??梢?,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(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)象。學生會發(fā)現(xiàn),鈉投入硫酸銅溶液中,先與水反應生成氫氧化鈉,再發(fā)生氫氧化鈉和硫酸銅的反應??梢?,在水環(huán)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(huán)境中,如熔融狀態(tài)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。
高中化學內(nèi)容與生活實際、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、環(huán)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(yǎng)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(yǎng)的培養(yǎng)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(yǎng)。