于寶忠　崔利新　張國昶

摘要：學歷案是指教師在班級教學的背景下，為了便于學生自主或社會建構經驗，圍繞某一相對獨立的學習單位，對學生學習過程進行專業(yè)化預設的方案。深度學習是指學生基于教師預設的專業(yè)方案，經歷有指導、有挑戰(zhàn)、高投入、高認知的學習過程，進而獲得有意義的學習結果。學歷案為學生提供了專業(yè)化設計的深度學習的機會，也為核心素養(yǎng)教學的落地提供了具體路徑和方案。文章以“鈉”的主題教學為例，探討基于核心素養(yǎng)背景下，指向深度學習的高中化學學歷案設計。關鍵詞：核心素養(yǎng);深度學習;學歷案;鈉

文章編號：1008-0546（2019）01-0045-05 中圖分類號：G632.41 文獻標識碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2019.01.014

學習的本質是經驗在深度或廣度上的持續(xù)變化，即個體在原有經驗的基礎之上，通過自主建構或社會建構，進而形成新的經驗的過程。學歷案是指教師在班級教學的背景下，為了便于學生自主或社會建構經驗，圍繞某一相對獨立的學習單位，對學生學習過程進行專業(yè)化預設的方案。一份學歷案的基本要素包括學習主題及課時、學習目標、評價任務、學習過程（學法建議/課前預習/課中學習）、檢測與練習、學后反思等。深度學習是指學生基于教師預設的專業(yè)方案，經歷有指導、有挑戰(zhàn)、高投入、高認知的學習過程，進而獲得有意義的學習結果 [1]。深度學習具有理解學習、內容統(tǒng)整、自主建構、遷移運用等主要特征。實現深度學習是發(fā)展核心素養(yǎng)的必經之路。在當前核心素養(yǎng)教育的背景下，學歷案為學生提供了專業(yè)化設計的深度學習的機會，也為核心素養(yǎng)教學的落地提供了具體路徑和方案。本文以“鈉”的主題教學為例，探討基于核心素養(yǎng)背景下，指向深度學習的高中化學學歷案設計。

一、學習主題

鈉。人教版高中化學必修一第三章第一節(jié)（1課時）

【課標要求】

（1）體驗科學探究的過程，學習運用以實驗為基礎的實證研究方法。

（2）能夠獨立或與同學合作完成實驗，并能主動進行交流。

（3）根據生產、生活中的實例或通過實驗探究，了解鈉的主要性質。

（4）能從不同視角認識化學變化的多樣性，能運用對立統(tǒng)一思想和定性定量結合的方式揭示化學變化的本質特征。能對具體物質的性質和化學變化作出解釋或預測。

二、學習目標

（1）通過回憶、觀察，能描述Na的物理性質。

（2）通過Na與O2反應的探究實驗，了解外界條件對化學反應產生的影響，認識活潑金屬與O2發(fā)生反應的復雜性，能從Na的原子結構角度認識結構對性質的決定性作用。能熟練書寫Na與O2反應的化學方程式，并從電子轉移的角度認識反應的本質。

（3）通過Na與H2O反應的探究實驗，結合練習3～10，多角度認識Na與H2O反應的實質，認識鈉的活潑性。能描述Na與水反應的現象，并能解釋其原因。能熟練書寫Na與H2O反應的化學方程式、離子方程式，認識其中蘊含的定量關系。

（4）通過Na與CuSO4溶液反應的探究實驗，再認識鈉的活潑性，認識化學變化的多樣性。能分步或合并寫出Na與CuSO4溶液反應化學方程式。學習運用以實驗為基礎的實證研究方法，重視利用圖書或網絡查閱科研文獻解決疑難問題，學會合作與分享。

（5）能結合Na的性質解釋Na元素在自然界中的存在形態(tài)、Na的用途及保存方法，認識性質對物質存在、用途、制法及保存方法的決定作用。

三、評價任務

（1）完成實驗1、2，分析現象，填表2（檢測目標1）。

（2）分析實驗1、2現象，完成練習1、2（檢測目標2）。

（3）完成探究實驗3，分析現象，填表4，完成練習3～10（檢測目標3、5）。

（4）討論分析探究實驗4現象，完善表1（檢測目標4）。

（5）繪制Na的概念圖后，完成練習11～14（綜合檢測）。

四、學法建議

（1）金屬鈉是本章重點內容之一，是在初中初步認識金屬的基礎上，進一步深入系統(tǒng)學習金屬元素及其化合物的知識的開端，有承上啟下的作用。學習中要抓住兩條主線：明線是按照“金屬單質—氧化物—氫氧化物—鹽”順序系統(tǒng)有序進行，暗線是“結構決定性質，性質決定存在、用途、制法、保存”，后一條主線是學懂學通元素化合物知識的關鍵。記憶物質物理性質要從“色、態(tài)、味、點、度、毒”有序理解記憶，記憶金屬單質化學性質要從“與非金屬單質、與水、與酸、與堿、與鹽、與氧化物”等反應有序理解記憶。學完一個主題，要學習構建思維模型或思維導圖。

（2）本主題的重點是鈉的化學性質，難點是過氧化鈉的生成和鈉與水反應的實質，學習時要從離子反應、氧化還原反應、定量的視角進行深層次的再認識。同時，注意結合實際應用加深對鈉的性質的理解與掌握。

（3）化學是以實驗為基礎的自然科學，學習中注意運用以實驗為基礎的實證研究方法。實驗中態(tài)度要認真、嚴謹，學會獨立或與同學合作完成實驗，實驗操作要科學、規(guī)范，嚴格按照實驗規(guī)程操作，注意實驗安全。（金屬鈉的用量一定要嚴格按照實驗要求取用，用剩的鈉不能隨意拋棄。）

（4） 學歷案中的A組練習為合格標準，B組練習為較高要求，可根據需要選擇完成。

五、學習過程

1.課前準備

（1）回憶物質的分類方法，分類列出你所知道的含有鈉元素的物質的化學式。

（2）查閱初中教材，舉例說明金屬具有哪些共同的物理性質和各自的特性。

（3）類比初中學過的鎂、鋁、鋅、鐵和銅的一些化學性質，嘗試寫出Na的某些化學性質的化學方程式（完成表1）。

（4）閱讀人教版必修1 P38～42，思考鈉與初中學過的其他金屬有何異同。

設計說明：認識模型的建立是學習化學以及認識客觀世界的重要手段，是建立解決復雜化學問題的思維框架的基礎，也是化學核心素養(yǎng)的重要組成部分。從系統(tǒng)學習元素化合物伊始就努力讓學生建立元素化合物認識模型，并在學習的過程中不斷豐富完善，可以有效降低知識難度，減輕學生學習負擔，可以讓學生受益終身。

通過回憶分類，初步建立“金屬單質—氧化物—氫氧化物—鹽”有序研究模型，通過金屬物理性質復習，初步建立“色、態(tài)、味、點、度、毒”有序記憶模型，通過金屬化學性質復習，初步建立研究金屬化學性質的認識模型（重點）。同時，這種基于建構主義學習理論的運用，能夠幫助學生從原有的知識經驗中，主動建構新的知識經驗，并逐步系統(tǒng)化，從而引導學生走向“深度學習”，也體現了教師的學習幫助者的角色。

在Na與O2、與鹽溶液反應的自主建構中，診斷學生已有的知識容量，并針對學生可能出現的錯誤遷移（如鈉在水溶液中置換銅），引向本節(jié)課的重難點——Na2O2的生成及Na與水的反應。

課前閱讀教材，自主學習，減少課堂的低效、重復勞動，帶著問題進課堂，為深入學習做準備。

（1）Na的物理性質

探究實驗1：用鑷子從煤油中取出一小塊鈉，置于玻璃片上，用濾紙吸干表面的煤油后，用小刀切去一端的外皮（切下的外皮放回到原試劑瓶中），這時可以看到鈉的真面目。觀察鈉表面的光澤和顏色，新切開的鈉的表面在空氣中會發(fā)生怎樣的變化（填寫表3）？

探究實驗2：將這小塊鈉外皮全部切去，放在坩堝里，加熱，觀察現象（填寫表3）。

根據觀察，填寫表2（檢測目標1）。

■

（2）Na的原子結構與化學性質

①鈉的原子結構

寫出鈉的原子結構示意圖，并嘗試推測鈉的化學性質有哪些特點。

②鈉的化學性質

（1）鈉與氧氣的反應

練習1：寫出鈉在常溫下及加熱條件下與氧氣反應的化學方程式（檢測目標2）。

練習2：用單線橋法標出上面兩個反應過程中電子轉移的情況（從氧化還原角度再認識）（檢測目標2）。

設計說明：真實、具體的問題情境是學生化學學科核心素養(yǎng)形成和發(fā)展的重要平臺，為學生化學學科核心素養(yǎng)提供了真實的表現機會[2]。選取金屬鈉的發(fā)現和用途創(chuàng)設問題情境，使學生充分認識化學科學的價值?！昂暧^辨識與微觀探析”要求學生能從元素和原子、分子水平認識物質的組成、結構、性質和變化，形成“結構決定性質”的觀念。能從宏觀和微觀相結合的視角分析與解決實際問題[3]。通過觀察、辨識一定條件下金屬鈉的形態(tài)及變化的宏觀現象，借助已有的經驗分析，獲取正確的結論，能運用化學符號作正確的表達，有利于培養(yǎng)“宏觀辨識與微觀探析”素養(yǎng)。

（2）鈉與水的反應

探究實驗3：在大燒杯中加一些水，滴入幾滴酚酞溶液，用鑷子取一小塊鈉，擦干表面的煤油，切去氧化膜，切下綠豆大小的一塊，放入水中，觀察實驗現象（填寫表4）。

練習3：寫出鈉與水反應的化學方程式（檢測目標3）。

練習4：寫出鈉與水反應的離子方程式（從離子反應視角再認識）（檢測目標3）。

練習5：用單線橋法標出鈉與水反應的電子轉移情況（從氧化還原視角再認識）（檢測目標3）。

練習6：鈉保存在煤油中的原因是什么？鈉能否保存在汽油、CCl4及酒精中，為什么（從應用視角再認識）（檢測目標5）？

練習7：水是一種弱電解質，它能發(fā)生微弱的電離：H2O？葑H++OH-。有同學認為：鈉與水反應的本質是Na與H2O電離的OH-結合生成了NaOH。你是否同意這種觀點。如果不同意，你認為鈉與水反應的本質最有可能是什么（從微觀視角探析反應本質）（檢測目標3）？

練習8：如果將一小塊同樣大小的鈉分別投入到水和稀鹽酸中，你認為哪個更劇烈？為什么（檢測目標3）？

（3）鈉與鹽酸的反應

練習9：寫出鈉與鹽酸反應的化學方程式和離子方程式（檢測目標3）。

練習10：若將2mol Na分別投入到100mL水和100mL 1mol/L鹽酸中，生成H2的物質的量之比是多少（檢測目標3）？

（4）鈉與鹽溶液的反應

探究實驗4：在大燒杯中加入1mol/L CuSO4溶液，用鑷子取一小塊鈉，擦干表面的煤油，切去氧化膜，切下綠豆大小的一塊，放入大燒杯中，觀察實驗現象（填寫表5）。

材料二：水合物是金屬離子存在的最基本形式。水分子被中心離子吸引形成水化層。其中最主要的是水分子作為配位體與中心離子結合。如Cu2+離子和Fe3+離子的水合離子Cu（H2O）42+和Fe（H2O）63+。通常為了方便簡寫成Cu2+和Fe3+離子。

討論：為什么金屬Na沒有置換出CuSO4溶液中的銅？

觀看投影，討論交流學前準備3，訂正錯誤（檢測目標4）。

設計說明：教學、學習和評價是三位一體的關系，對基礎內容的學習以“評”促“教”，對于深入內容的學習也可以以“評”促“思”，從而在不知不覺中實現深度學習。

提供大學的研究成果，一方面加深學生對溶液中離子反應的認識，另一方面也希望培養(yǎng)學生查閱文獻解決疑難的素養(yǎng)，體現教師的學習幫助者的角色。

③鈉的用途、保存、鈉元素在自然界中的存在

繪制模型概念圖：

練習11：在燒杯中加水和煤油（密度：0.88g·cm-3）各50mL，將一小粒金屬鈉（密度：0.97g·cm-3）投入燒杯中，觀察到的現象可能是? ? ? ? ? （提示：鈉與煤油不反應）（綜合檢測）

A.鈉在水層中反應，并四處游動

B.鈉停留在煤油層中，不發(fā)生反應

C.鈉在煤油的液面上反應并四處游動

D.鈉在煤油與水的界面處反應并可能上、下跳動

練習12：將小塊鈉投入到FeCl3的稀溶液中，以下對有關現象的描述中最恰當的是? ? ? ? （綜合檢測）

A.鈉溶解;溶液里有黑色固體析出和無色氣體逸出

B.鈉與溶液劇烈反應;溶液里有紅褐色沉淀生成， 溶液的顏色變淺

C.鈉在溶液的表面上靜靜地消失;溶液里有紅褐色沉淀生成

D.鈉迅速消失;溶液里快速地冒出很多的氣泡，同時有紅褐色固體生成

*練習13（提升）：將一塊銀白色的金屬鈉放在空氣中會發(fā)生一系列的變化：表面迅速變暗→“出汗”→變成白色固體（粉末），下列有關敘述正確的是

（綜合檢測）

A.表面迅速變暗是因為鈉與空氣中的氧氣反應生成了過氧化鈉

B.“出汗”是因為生成的氫氧化鈉吸收空氣中的CO2在表面形成了溶液

C.最后變成碳酸鈉粉末

D.該過程的所有化學反應均為氧化還原反應

*練習14（提升）：將鈉、鎂、鋁各0.3mol分別放入100mL 1mol·L-1的鹽酸中，同溫同壓下產生的氣體體積比是? ? ? ? ? （綜合檢測）

A.1∶2∶3 B.6∶3∶2

C.3∶1∶1 D.1∶1∶1

3.課后檢測

A組（基礎鞏固學習）

1.取一小塊金屬鈉，放在燃燒匙里加熱，下列實驗現象描述正確的是（? ）

①金屬鈉熔化 ②在空氣中燃燒，放出黃色火花

③燃燒后得白色固體 ④燃燒時火焰為黃色 ⑤燃燒后生成淺黃色固體物質

A.②⑤ B.①②③

C.①④⑤ D.④⑤

2.下列關于金屬鈉的敘述錯誤的是（? ）

A.金屬鈉可以保存在煤油中

B.金屬鈉著火時，可用泡沫滅火器來滅火

C.金屬鈉的化學性質非?；顫?，鈉元素只能以化合態(tài)存在于自然界中

D.實驗時用剩的鈉塊應該放回原試劑瓶

3.將一小塊鈉放入下列溶液中，既能產生氣體又能生成白色沉淀的是（? ）

A.硝酸銅溶液 B.稀硫酸

C.氯化鈉溶液 D.氯化鎂溶液

4.將一小塊鈉投入含5mL飽和石灰水的試管里，不可能觀察到的現象是（? ）

A.鈉熔成小球并在液面上游動

B.有氣體生成

C.溶液底部有銀白色物質生成

D.溶液變渾濁

5.2.3g純凈金屬鈉在干燥空氣中被氧化后得到3.5g固體，由此可判斷其氧化產物是（? ）

A.只有Na2O B.只有Na2O2

C.Na2O和Na2O2 D.無法確定

6.有人設計了如圖所示的實驗裝置，目的是做鈉與水反應的實驗并驗證鈉與水反應的產物。

（1）該反應的離子方程式為：? ? ? ? ? ? ? ? 。

（2）將大頭針提起，鈉塊脫落，此時觀察到試管中的反應現象是什么？? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 。

（3）要驗證鈉與水反應的產物時，能否直接用火柴在細玻璃管處點燃？為什么？應該先怎么辦（具體操作）？? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?。

B組（拓展提升學習）

7.下列說法錯誤的是（? ）

A.鈉在空氣中燃燒時先熔化，再燃燒，最后所得產物是Na2O2

B.鎂因在空氣中形成了一薄層致密的氧化膜，保護了內層的鎂，故鎂不需要像鈉一樣的特殊保護

C.鋁制品在生活中非常普遍，是因為鋁不活潑

D.因為鐵在潮濕的空氣中生成的氧化物疏松，不能保護內層金屬，故鐵制品往往需涂保護層

8.下列關于金屬冶煉的說法不正確的是（? ）

A.電解熔融的NaCl制備Na

B.Fe和CuSO4溶液的反應可用于濕法煉銅

C.CO還原赤鐵礦（Fe2O3）可用于煉鐵

D.電解飽和NaCl溶液制備Na

9.在托盤天平的兩個盤上分別放置等質量的兩個燒杯，調節(jié)天平平衡，在兩個燒杯中分別放入等濃度、等質量的稀鹽酸，再分別加入23g鈉和24g鎂。充分反應后，下列說法正確的是（? ）

A.若鹽酸過量，則天平仍平衡

B.若鹽酸過量，則放鈉的一端輕

C.若鹽酸不足，則放Na的一端重

D.若鹽酸不足，則天平仍平衡

標出這兩個反應的電子轉移情況，并據此說出Na的一種重要用途。

11.鈉與H2在一定溫度下可反應生成一種叫氫化鈉（NaH）的白色化合物，該化合物在熔融狀態(tài)下可導電，取少量NaH放入水中，劇烈反應放出一種無色、無味的氣體，并形成一種堿性溶液。

（1）Na與H2反應的化學方程式為___________

______________，H2作________劑。

（2）NaH與水反應的化學方程式為__________

______________，NaH作_______劑。

12.某校學生課外活動小組為測定Na元素的相對原子質量，設計的裝置如圖所示，該裝置（包括水和干燥劑）的總質量為a g，從實驗室取出bg（不足量）鈉放入水中，塞緊瓶塞，完全反應后再稱量此裝置的總質量為cg。試回答：

（1）實驗室取用一小塊鈉，需要用到_________

_________。

（2）此干燥管的作用是___________________。

若此鈉塊有極少量被氧化，則測出的相對原子質量會比實際相對原子質量________（填“偏大”、“偏小”或“不變”，下同）。

（3）有甲同學建議在圖中干燥管上再連一同樣干燥管，其目的是____________，計算鈉的相對原子質量的表達式為________。

（4）有乙同學為避免由于行動不夠迅速產生偏差，

又建議在集氣瓶中再加入一定量煤油，其目的是___________________。

六、學后反思

本節(jié)內容學習中，你所獲得的核心知識有哪些？你覺得還有什么內容需要強化？需要老師提供哪些幫助？你還有什么好的經驗可以跟大家分享？

設計說明：圍繞化學核心素養(yǎng)的培養(yǎng)精心設計學歷案，以實驗為載體，激發(fā)學生探究的欲望，激發(fā)學生學習的主動性、創(chuàng)造性，為學生逐步搭建解決問題的“腳手架”，引導學生自主構建知識體系，促進學生深度學習，關注學生差異的存在，使每個學生都能不同程度地獲得成就感，從而真正提高課堂教學的有效性，提高學生的核心素養(yǎng)，實現“人本教育”。

參考文獻

[1] 尤小平.學歷案與深度學習[M].上海：華東師范大學出版社，2017：1-6

[2] 中華人民共和國教育部.普通高中化學課程標準（2017年版）[M].北京：人民教育出版社，2018：73-74

[3] 王云生.課堂轉型與學科核心素養(yǎng)培養(yǎng)[M].上海：上海教育出版社，2016：35-40