利用“互聯(lián)網(wǎng)[+]”教學新模式提升化學學科核心素養(yǎng)

劉亞男

[摘?? 要]以《金屬的化學性質(zhì)》的教學為例，分析學生學習現(xiàn)狀，探索“互聯(lián)網(wǎng)+”時代背景下，利用信息技術(shù)實現(xiàn)教學目標的“創(chuàng)新融合”，引導學生依據(jù)物質(zhì)及其變化的信息進行證據(jù)推理，提升學生的化學學科核心素養(yǎng)。

[關(guān)鍵詞]互聯(lián)網(wǎng)+;信息化教學;化學學科核心素養(yǎng)

[中圖分類號]??? G633.8??????? [文獻標識碼]??? A??????? [文章編號]??? 1674-6058（2021）02-0062-03

在“互聯(lián)網(wǎng)[+]”的時代背景下，結(jié)合計算機、多媒體技術(shù)等手段，對相關(guān)學科教學體系進行全面改革，使教學目標、教學內(nèi)容、教學方法和教學形式發(fā)生根本性的變化，以適應時代發(fā)展的需求，從而更好地實現(xiàn)課程目標，使學生在獲得具體的學科知識的同時，提高自主學習能力、協(xié)作能力和信息素養(yǎng)。

筆者以2018年江蘇省“領(lǐng)航杯”信息化教學能手大賽中《金屬的化學性質(zhì)》一課的教學為例，具體闡述如何利用“互聯(lián)網(wǎng)[+]”教學新模式提升學生的化學學科核心素養(yǎng)。

【教學流程及策略】

（信息化處理手段：自制視頻）

（信息化處理手段：利用希沃助手中的屏幕鏡像把演示實驗、分組實驗實時投屏，學生對實驗現(xiàn)象的準確把握是證據(jù)推理的關(guān)鍵，利用高清的實驗現(xiàn)象讓學生進行對比、交流討論，從而認識金屬的化學性質(zhì)及其活動性順序）

（信息化處理手段：通過溫度傳感器、氧氣傳感器等現(xiàn)代數(shù)字化實驗儀器生成動態(tài)的數(shù)據(jù)、圖表，使學生學會觀察對比、證據(jù)推理、分析歸納，形成從定性分析到定量分析的思維轉(zhuǎn)變）

【教學過程】

第一環(huán)節(jié)：創(chuàng)設情境，導入新課

欣賞視頻，配音講解南博三樣銅、金、鐵文物，引出金屬材料從古至今的廣泛應用。

師：這節(jié)課我們就來學習金屬的化學性質(zhì)。

設計意圖：從文物入手激起學生興趣，引發(fā)學生思考，激發(fā)學生求知的欲望。

第二環(huán)節(jié)：師生合作，共探新知

師：在前面的學習中，我們已經(jīng)學過了一些金屬的化學性質(zhì)。（圖片展示）

師：你能依據(jù)所學的知識總結(jié)出金屬能與什么物質(zhì)反應嗎？

生：金屬能與氧氣反應。

設計意圖：利用學過的知識引出金屬與氧氣反應的事實。

師：其他金屬是否也能與氧氣反應？我們來一起探究常見的金屬銅與金是否也能與氧氣反應。

活動探究一：銅、金與氧氣的反應（利用希沃助手的屏幕鏡像）。（見表1）

學生活動：觀察實驗，完成實驗報告。

師：請同學們根據(jù)實驗結(jié)論進行分析歸納。

學生活動：交流分析，得出結(jié)論“大多數(shù)金屬都能與氧氣發(fā)生反應，但反應的難易程度和劇烈程度不同”。

設計意圖：培養(yǎng)學生通過觀察、實驗等方法獲取信息的能力，讓學生能用文字語言和化學語言表達有關(guān)信息。

師：金屬還能與哪些物質(zhì)發(fā)生反應呢？下面請同學們分組合作完成實驗探究。

活動探究二：鎂條與鹽酸的反應（分組合作研究1）利用希沃助手的屏幕鏡像。

實驗操作：在裝有鎂片的小藥瓶中滴加1滴管稀鹽酸;將導管放入裝有洗滌劑的瓶蓋中;點燃瓶蓋或?qū)Ч芸谏系臍馀荩ㄈ鐖D1）。

學生活動：小組合作實驗，觀察實驗現(xiàn)象，分組匯報實驗結(jié)果。（見表2）

學生活動：觀察實驗現(xiàn)象，得出結(jié)論“鋅也能與稀硫酸發(fā)生反應”。

師：請同學們輕輕觸碰試管外壁，有沒有什么感覺？請與剛剛鎂條與鹽酸的反應進行對比。

學生活動：觸碰試管外壁，沒有感覺到熱量的改變。

設疑：不能感知的實驗現(xiàn)象是不是就不存在呢？我們可不可以借助一些定量數(shù)據(jù)的改變從而得出更為精確的結(jié)論呢？

學生：可用溫度計測量。

教師活動：對學生的回答予以肯定，同時介紹可以利用現(xiàn)代化的數(shù)字傳感器進行測量，如溫度傳感器（如圖2）。

設計意圖：讓學生逐步建立變化觀和能量觀。

師：我們最熟悉的鐵、銅是否也具有這樣的性質(zhì)呢？

活動探究四：金屬鐵、銅與稀硫酸的反應（分組合作探究2）（上傳實驗圖片，如圖3）

實驗操作：在兩孔穴中放入打磨過的大小相同的鐵、銅各一片，分別滴入1滴管相同濃度的稀硫酸。

學生活動：小組合作，觀察實驗現(xiàn)象并記錄。

教師活動：在巡視時提醒學生注意對酸的使用。

師：通過實驗研究，你們知道金屬可以和哪些物質(zhì)反應嗎？

生：金屬可以與鹽酸、稀硫酸反應。

設計意圖：培養(yǎng)學生的動手操作能力，讓學生體驗到“猜想—實驗—得出結(jié)論”是一種有效的學習策略。

師：從反應物和生成物的物質(zhì)類別的角度分析，這些反應有什么共同特點？

學生活動：分析物質(zhì)的類別得出置換反應的定義：單質(zhì)+化合物→ 另一種單質(zhì)+另一種化合物。

教師活動：展示微觀動畫，從微觀的角度分析置換反應的實質(zhì)。

設計意圖：讓學生在分析和歸納問題的基礎(chǔ)上了解置換反應的特點和概念;通過微觀動畫，讓學生建立宏微觀。

師：通過我們共同的探究發(fā)現(xiàn)：鎂、鋅、鐵能置換出鹽酸或稀硫酸中的氫，它們的金屬活動性比銅強。那還有沒有其他方法可以證明鐵的活動性比銅強呢？

師：西漢劉安所著的《淮南萬畢術(shù)》中就記載了“曾青得鐵則化為銅”濕法煉銅的原理：Fe+CuSO4=Cu+FeSO4。

師：這個反應屬于什么反應類型？

生：置換反應。

師：在這個反應中是誰置換出了誰？

生：鐵置換出銅。

師：那說明是強置換弱，還是弱置換強？

生：金屬活動性強的金屬可以將金屬活動性弱的金屬從它的化合物溶液中置換出來。

設計意圖：根據(jù)史實一步一步引導學生分析得出判斷金屬活動性的其他方法。

師：請同學們設計實驗判斷銅和銀的金屬活動性。

學生活動：設計多種方案，選出其中的銅和硝酸銀的反應進行驗證。

活動探究五：設計實驗判斷銅和銀的活動性[借助電子顯微鏡（如圖4）放大實驗現(xiàn)象]

設計意圖：讓學生深刻理解金屬活動性強的金屬可以將金屬活動性弱的金屬從它的化合物溶液中置換出來的結(jié)論。同時讓學生感受美麗化學在變化中呈現(xiàn)出來的動態(tài)美。

師：類似的實驗科學家做過多次，他們經(jīng)過去偽存真、分析歸納，得出了金屬活動性順序表（略）。

學生活動：小組討論，合作匯報。（在金屬活動性順序中，金屬的位置越靠前，它的活動性就越強;位于氫前面的金屬能置換出鹽酸、稀硫酸中的氫;前面的金屬能把后面的金屬從它們的化合物溶液中置換出來）

設計意圖：讓學生在觀察和分析問題的基礎(chǔ)上，了解金屬與金屬化合物溶液反應的特點，認識到金屬活動性順序的重要性。

第三環(huán)節(jié)：拓展提升

師：鋁在金屬活動性順序中排在鋅之前，說明它的活動性是比較強的，但是我們?nèi)粘Ｉ钪幸苍谑褂么罅康匿X制品，為什么呢？

教師活動：引導學生從鎂遷移到鋁，回憶學習鎂時是從什么現(xiàn)象中論證鎂的活潑性的。

生：鎂可以在空氣中劇烈燃燒。

師：那我們是不是可以用同樣的方法來驗證鋁的活潑性？

師（追問）：加熱前需要做何處理？

生：用砂紙打磨。

活動探究五：鋁與空氣中氧氣的反應（希沃助手的屏幕鏡像、氧氣傳感器）。

實驗操作：用鑷子夾住一小塊打磨過的鋁箔，在酒精燈外焰加熱。

學生活動：觀察實驗，描述現(xiàn)象。

師：鋁箔熔化了，但為什么不滴落呢？

資料卡片：打磨過的鋁箔在空氣中會很快生成新的氧化膜Al2O3， Al2O3的熔點高于Al的熔點，包裹在鋁的外面，因此熔化的液態(tài)鋁不會滴落下來。

師：那有沒有更直觀的現(xiàn)象來說明鋁是可以和空氣中的氧氣反應的呢？

師：有一種化學方法可以破壞這層氧化膜，即將鋁片浸入氯化汞（ HgCl2）溶液中，形成鋁汞齊（鋁汞合金），破壞鋁表面致密的氧化膜且防止其重新生成。氧化膜被破壞后，可以借助氧氣傳感器（如圖5）來測定鋁與空氣中氧氣的反應中氧氣含量的變化，通過形成的動態(tài)數(shù)據(jù)來具體分析。

由于 HgCl2有毒，不能在現(xiàn)場做實驗，所以教師事先錄好了實驗的微視頻，請學生觀看。

師：請同學們分析一下鋁片浸入氯化汞（ HgCl2）溶液中會發(fā)生怎樣的反應。

生：發(fā)生了置換反應：2Al+3HgCl2=3Hg+2AlCl3。

生（歸納總結(jié)）：鋁的表面容易生成一層致密的氧化鋁薄膜，從而阻止鋁進一步氧化，所以鋁具有很好的抗腐蝕性能。

設計意圖：通過氧氣傳感器等現(xiàn)代數(shù)字化實驗儀器生成動態(tài)的數(shù)據(jù)、圖表，有助于學生觀察對比、證據(jù)推理、分析歸納，形成從定性分析到定量分析的思維轉(zhuǎn)變。

第四環(huán)節(jié)：回歸情境

師：通過今天的學習，同學們知道了金屬的用途不僅與它們的物理性質(zhì)有關(guān)，還與它們的化學性質(zhì)有密切的關(guān)系。有的金屬例如金，化學性質(zhì)非常穩(wěn)定，所以文物金獸能保存到現(xiàn)在仍光亮如新，而文物鐵角鈄卻已銹跡斑斑。如何保護這些金屬文物和利用金屬資源，將是我們下一節(jié)所要學習的內(nèi)容。請同學們課后完成下列調(diào)查任務，任選其一。

課后調(diào)查：

（1）調(diào)查如何利用金屬資源以及金屬資源的保護措施。

（2）調(diào)查了解我國金屬冶煉的發(fā)展史。

設計意圖：回到生活中的金屬制品，首尾呼應，進一步讓學生鞏固金屬的化學性質(zhì)，同時為下一個課題《金屬資源的利用和保護》打好基礎(chǔ)。

【教學反思】

1.教學是過程與效果的統(tǒng)一

該教學流程緊湊，課程設計合理，教學目標順利實現(xiàn)。在整個教學過程中，借助預設的方案突破重難點，師生互動，小組合作，課堂成為學生的主陣地，學生討論分析、交流反饋的能力也得到了很好的鍛煉。

2.信息技術(shù)輔助化學教學

借助傳感器的實驗非常成功，對整個課堂的教學起到了至關(guān)重要的作用?，F(xiàn)代信息技術(shù)把需要觀察的重點內(nèi)容保留在一定時間跨度之內(nèi)，能夠讓學生更加集中注意力去仔細觀察，有利于強化視聽及其他感官的刺激，進一步加深學生印象，提高化學實驗教學效果。

3.課程節(jié)奏需要把控

賽課時，在時間的把握上還是欠缺了一些。如在電子顯微鏡放大反應這個環(huán)節(jié)，由于現(xiàn)象非常明顯，學生非常震撼，教師就多預留了一些時間，導致后面的氧氣傳感器的使用環(huán)節(jié)的視頻播放不得不采用快進，這在以后的比賽中還需要注意和調(diào)整。

（責任編輯 羅?? 艷）