基于核心素養(yǎng)的“教學(xué)設(shè)計(jì)”
——以鈉與溶液反應(yīng)復(fù)習(xí)課為例

胡世豐 張 雨

(1.廣東省珠海市廣東實(shí)驗(yàn)中學(xué)金灣學(xué)校 519090;2.廣東省開平市第一中學(xué) 529367)

一、問題的提出

《2017年版普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)》從化學(xué)觀和思維模式對(duì)學(xué)科思維進(jìn)行闡述，確定證據(jù)推理與模型認(rèn)知是化學(xué)核心素養(yǎng)的思維核心，如何利用化學(xué)學(xué)科特點(diǎn)來孕育學(xué)生的核心素養(yǎng)和培養(yǎng)其理性思維是教學(xué)的重點(diǎn)？高三一輪復(fù)習(xí)教師培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)素養(yǎng)，教師得基于對(duì)整個(gè)高中化學(xué)教材的理解和把握，結(jié)合學(xué)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(xué)家皮亞杰的圖式理論認(rèn)為：思維間接性是以原有化學(xué)知識(shí)為媒介(模型)來認(rèn)識(shí)(類比)客觀事物，借助已有的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)理解或把握那些沒有感知過的事，預(yù)見和推知化學(xué)反應(yīng)現(xiàn)象和原理；思維的概括性就是把同一類化學(xué)知識(shí)的共同特征和本質(zhì)特征抽取出來加以概括，形成化學(xué)反應(yīng)原理模型.認(rèn)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(fù)習(xí)重點(diǎn)在于創(chuàng)設(shè)情境，創(chuàng)設(shè)情境有利于學(xué)生理解和掌握化學(xué)的基本原理和模型；通過引導(dǎo)學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，提高學(xué)生的實(shí)證意識(shí)和邏輯思維；培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用科學(xué)的思維方式認(rèn)識(shí)事物、解決問題、指導(dǎo)行為等素養(yǎng).

二、課前設(shè)想

在化學(xué)教學(xué)情景的創(chuàng)設(shè)中，勞頓認(rèn)為要根據(jù)對(duì)學(xué)生已有知識(shí)的了解作為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)出有針對(duì)性、有效性的教學(xué)設(shè)計(jì).創(chuàng)設(shè)情境能幫助學(xué)生有效地整合、同化所學(xué)內(nèi)容，形成知識(shí)體系.讓學(xué)生運(yùn)用已有知識(shí)在閱讀、比較、分析、討論的基礎(chǔ)上解決化學(xué)問題，在此基礎(chǔ)上培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)學(xué)科素養(yǎng),提升高三學(xué)生解決實(shí)際問題的能力.其次，泰勒的目標(biāo)模式認(rèn)為在高三的教學(xué)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(dòng)，將學(xué)生的問題分解成小問題、小專題，化解知識(shí)難點(diǎn)逐個(gè)突破.以上理論也為本節(jié)課提供了三條線索：一是知識(shí)線，二是能力線，三是認(rèn)知能力.可以構(gòu)建出以下的教學(xué)設(shè)計(jì)思路如圖1.

圖1

三、課堂教學(xué)過程與設(shè)計(jì)意圖

課堂活動(dòng)1.引入：聯(lián)系舊知,創(chuàng)設(shè)情境.西漢時(shí)期記載的“曾青得鐵，則化為銅”，描述的化學(xué)反應(yīng)是什么?該反應(yīng)能發(fā)生是因?yàn)殍F比銅的什么性質(zhì)強(qiáng)？那么我們在高一學(xué)習(xí)過一種金屬性很強(qiáng)的物質(zhì)，把它丟到水里可以劇烈反應(yīng)，該物質(zhì)是什么？它與水反應(yīng)的現(xiàn)象如何描述？這些現(xiàn)象分別對(duì)應(yīng)了它的哪些性質(zhì)？能否寫出相應(yīng)的化學(xué)方程式？

圖2

[學(xué)生活動(dòng)]回顧必修1教材，根據(jù)圖2回憶實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并完成學(xué)案.

[師生活動(dòng)]請(qǐng)各學(xué)習(xí)小組代表對(duì)鈉與水反應(yīng)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行匯總，對(duì)學(xué)生的表現(xiàn)進(jìn)行鼓勵(lì)和評(píng)價(jià)，請(qǐng)學(xué)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(yīng)的現(xiàn)象及其對(duì)應(yīng)的本質(zhì)原因

[師生活動(dòng)]大家宏觀上的現(xiàn)象描述的很好，化學(xué)方程式也寫的很好.那是否能夠利用實(shí)驗(yàn)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(shè)計(jì)意圖：通過傳統(tǒng)文化，由熟悉的鐵衍生到鈉性質(zhì)的復(fù)習(xí)，從宏觀辨識(shí)遷移到微觀探析.依據(jù)學(xué)生對(duì)鈉與水反應(yīng)的了解及化學(xué)反應(yīng)原理的理解程度,講學(xué)評(píng)一體化提升學(xué)生思考分析的能力,并捕捉學(xué)生思維中的不足,引導(dǎo)學(xué)生發(fā)散思維將化學(xué)反應(yīng)原理與元素化合物的知識(shí)相結(jié)合,讓學(xué)生充分認(rèn)識(shí)到元素化合物反應(yīng)現(xiàn)象實(shí)際上就是化學(xué)原理的應(yīng)用.

課堂活動(dòng)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(yīng)如何進(jìn)行？哪些實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可以證明你的結(jié)論呢？

[教師活動(dòng)]啟發(fā)學(xué)生從得失電子守恒、質(zhì)量守恒的角度分析產(chǎn)物.強(qiáng)調(diào)觀察實(shí)驗(yàn)重點(diǎn)現(xiàn)象,猜測原因，討論實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案.實(shí)驗(yàn)探究前思考：要從哪些方面進(jìn)行描述，才能全面準(zhǔn)確描述現(xiàn)象？可以借鑒哪個(gè)實(shí)驗(yàn)？

[學(xué)生活動(dòng)]引導(dǎo)各小組討論，綜合得出描述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象從“視覺、聽覺、嗅覺、味覺、膚覺”等角度進(jìn)行觀察.利用鈉與水反應(yīng)的現(xiàn)象：浮、熔、游、響、紅作為模板進(jìn)行有序的描述實(shí)驗(yàn)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(lán)：爆鳴聲，有藍(lán)色沉淀生成.

[學(xué)生活動(dòng)]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(lán)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(dòng).

設(shè)計(jì)意圖：鈉與硫酸銅溶液反應(yīng)的現(xiàn)象明顯知識(shí)內(nèi)涵豐富.通過對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察、描述和分析，培養(yǎng)學(xué)生的證據(jù)推理能力，能基于證據(jù)對(duì)物質(zhì)變化提出可能的假設(shè)，通過分析推理加以證實(shí)或證偽，能基于實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與結(jié)果分析，對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行評(píng)價(jià)，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科素養(yǎng).利用集中思維引導(dǎo)學(xué)生將化學(xué)反應(yīng)原理與元素化合物的知識(shí)相結(jié)合,讓學(xué)生充分認(rèn)識(shí)到元素化合物反應(yīng)現(xiàn)象實(shí)際上就是化學(xué)原理的應(yīng)用.

課堂活動(dòng)3.鈉與醇反應(yīng)回顧必修2教材，請(qǐng)學(xué)生代表根據(jù)圖2描述鈉與乙醇反應(yīng)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并用化學(xué)方程式表示.

[師生活動(dòng)]模仿鈉與水反應(yīng)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(yīng)方程式：

CH3CH2OH + Na→；通式：ROH + Na→.

[教師活動(dòng)]總結(jié)現(xiàn)象：沉到乙醇底部、冒泡.

追問：與鈉反應(yīng)，醇和鈉哪個(gè)反應(yīng)更劇烈？說明理由.

[學(xué)生活動(dòng)]回憶實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象得出鈉與乙醇反應(yīng)速率慢，類比鈉與硫酸銅溶液反應(yīng)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(yīng)速率變慢.

[師生活動(dòng)]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(duì)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(yīng)原理中電離度知識(shí)可知，電離度越大電離氫離子的越容易，即對(duì)應(yīng)酸的酸性越強(qiáng)，而等濃度溶液中，氫離子濃度越大與鈉反應(yīng)越劇烈：醋酸>碳酸>水>乙醇.

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

課堂活動(dòng)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(yīng)，可以跟鈉共存？如何保存鈉？

[師生活動(dòng)]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(yīng)，由此可知烷烴的氫比乙醇更難電離.

設(shè)計(jì)意圖：創(chuàng)設(shè)問題情景，將知識(shí)線索回歸到生活化學(xué)情境中，激發(fā)學(xué)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(dòng)的全過程，過程發(fā)散結(jié)果集中抽象概括，提升學(xué)生的判斷能力.

課堂活動(dòng)5.根據(jù)本節(jié)課的分析方法，利用邏輯推導(dǎo)完成下列實(shí)驗(yàn)習(xí)題.

(1)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明：丙三醇分子中有三個(gè)羥基.

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

設(shè)計(jì)意圖：講學(xué)評(píng)一體化檢測學(xué)生，引導(dǎo)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(xué)生由典例到一般的歸納與遷移能力，練習(xí)定性定量分析物質(zhì)的科學(xué)方法.