徐惠

摘要：從元素化合物知識(shí)的價(jià)值出發(fā)，以“鋁及鋁合金”教學(xué)為例分析素養(yǎng)為本的元素化合物知識(shí)教學(xué)的主題情境構(gòu)建、內(nèi)容組織，以及活動(dòng)實(shí)施的基本路徑方法，提煉素養(yǎng)為本的元素化合物主題情境教學(xué)的基本范式模型。

關(guān)鍵詞：元素化合物；主題情境；教學(xué)；新授課；鋁

文章編號(hào)：1008-0546（2021）12-0002-06中圖分類號(hào)：G632.41文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2021.12.001

*本文系江蘇教育科學(xué)規(guī)劃課題“基于真實(shí)問題的學(xué)生化學(xué)素養(yǎng)評(píng)價(jià)研究”（編號(hào)D/2016/02/24）及江蘇省教育科學(xué)“十三五”立項(xiàng)課題“化學(xué)教師對(duì)模型的認(rèn)識(shí)與應(yīng)用研究”（項(xiàng)目編號(hào)：D/2018/02/09）的階段性研究成果。

一、問題的提出

元素化合物知識(shí)約占中學(xué)化學(xué)教學(xué)內(nèi)容的60%，是構(gòu)成中學(xué)化學(xué)知識(shí)的基礎(chǔ)和骨架，因?yàn)樵鼗衔镏R(shí)的真實(shí)可感，與人們的日常生活密切相關(guān)，還被人稱為是“真正意義上的化學(xué)”。在中學(xué)學(xué)習(xí)元素化合物知識(shí)可以促進(jìn)學(xué)生的知識(shí)增長(zhǎng)量，構(gòu)建學(xué)生化學(xué)學(xué)科的知識(shí)體系[1]。然而，在素養(yǎng)為本的化學(xué)教學(xué)基本價(jià)值導(dǎo)向下，元素化合物知識(shí)的教學(xué)價(jià)值遠(yuǎn)非于此。元素化合物知識(shí)是化學(xué)與人類生活最密切聯(lián)系的部分，科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)、無(wú)不與元素化合物知識(shí)緊密相關(guān)，元素化合物知識(shí)的學(xué)習(xí)可以讓學(xué)生感受化學(xué)到化學(xué)學(xué)科的價(jià)值，是提升學(xué)生“科學(xué)精神與社會(huì)責(zé)任”維度核心素養(yǎng)的最好載體。元素化合物性質(zhì)背后的微觀結(jié)構(gòu)奧秘以及元素化合物相互轉(zhuǎn)化過程所蘊(yùn)藏的化學(xué)規(guī)律直接體現(xiàn)了化學(xué)學(xué)科“宏微觀結(jié)合”“變化與平衡”等的學(xué)科觀念，是培養(yǎng)學(xué)生“宏觀辨識(shí)與微觀探析”“變化觀念與平衡思想”維度核心素養(yǎng)的直接素材。而在教學(xué)中研究和揭示上述化學(xué)學(xué)科的“奧秘”及“規(guī)律”的過程所采取的探究手段以及所經(jīng)歷的探究以及推理過程則是培養(yǎng)學(xué)生“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)”維度核心素養(yǎng)的必由之路。

如何在教學(xué)中盡顯元素化合物知識(shí)在學(xué)生化學(xué)核心素養(yǎng)培養(yǎng)方面的如許價(jià)值？《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017版）》在其“教學(xué)與評(píng)價(jià)”中提出以素養(yǎng)為本的教學(xué)應(yīng)“注重真實(shí)問題情境的創(chuàng)設(shè)、注重認(rèn)識(shí)思路的結(jié)構(gòu)化和顯性化、注重基于‘學(xué)習(xí)任務(wù)’開展教學(xué)以及在教學(xué)中注重‘教學(xué)評(píng)的一體化”[2]。鄭長(zhǎng)龍等研究者認(rèn)為內(nèi)容（Content）、活動(dòng)（Activity）、策略（Strategy）、評(píng)價(jià)（Evaluation）、情境（Situation）是化學(xué)課堂的核心構(gòu)成5要素，將這5要素構(gòu)建整體系統(tǒng)、發(fā)揮系統(tǒng)作用才能實(shí)現(xiàn)素養(yǎng)為本的整體目標(biāo)（Target）。并提出了素養(yǎng)為本的課堂教學(xué)的CASES-T模型[3]。

無(wú)論是課程標(biāo)準(zhǔn)中所提的教學(xué)建議還是研究者提出的教學(xué)模型，素養(yǎng)為本的化學(xué)教學(xué)都十分強(qiáng)調(diào)教學(xué)情境的重要性。但元素化合物知識(shí)不同于其他知識(shí)，當(dāng)前元素化合物知識(shí)最大的教學(xué)難點(diǎn)在于其大多屬于事實(shí)性知識(shí)或陳述性知識(shí)，知識(shí)本身具有龐雜、瑣碎的特點(diǎn)，需要記憶的內(nèi)容較多[4]，且教材中更多重視元素化合物知識(shí)的應(yīng)用[5]，使得元素化合物知識(shí)在知識(shí)的結(jié)構(gòu)化方面以及知識(shí)呈現(xiàn)的邏輯性方面存在著一定不足，針對(duì)元素化合物知識(shí)的特點(diǎn)，該部分內(nèi)容教學(xué)的教學(xué)情境創(chuàng)設(shè)應(yīng)該做怎樣的調(diào)整，教學(xué)情境與教學(xué)活動(dòng)和教學(xué)評(píng)價(jià)方面又該如何整合才能更好地實(shí)現(xiàn)素養(yǎng)為本的教學(xué)目標(biāo)？本文擬以“鋁及鋁合金”一課的教學(xué)為例探討“主題情境式”教學(xué)在素養(yǎng)為本的元素化合物教學(xué)中的應(yīng)用，并嘗試提出素養(yǎng)為本的元素化合物主題情境教學(xué)的一般范式，以期對(duì)上述問題做出來(lái)自教學(xué)一線的實(shí)踐回應(yīng)，期待本研究能為教師開展相關(guān)教學(xué)提供一些有益的借鑒。

二、元素化合物教學(xué)中的主題情境構(gòu)建

元素化合物知識(shí)的學(xué)習(xí)內(nèi)容很豐富，從課程標(biāo)準(zhǔn)的“內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)”來(lái)看通常包括物質(zhì)的物理性質(zhì)、物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)及其物質(zhì)的應(yīng)用等陳述性知識(shí)，這些知識(shí)條目化，零散化。為使得這些有關(guān)元素化合物的知識(shí)都在一定的情境下學(xué)習(xí)，教學(xué)者通常需要?jiǎng)?chuàng)設(shè)多個(gè)情境。不經(jīng)整合的情境會(huì)使得即使關(guān)注了情境的創(chuàng)設(shè)，教學(xué)仍會(huì)呈現(xiàn)堆砌、散漫以及缺乏整體構(gòu)建的態(tài)勢(shì)，且情境和元素化合物知識(shí)混雜，還可能使得原本就顯龐雜和瑣碎的知識(shí)更顯混亂。所以在元素化合物知識(shí)教學(xué)中，情境創(chuàng)設(shè)應(yīng)不僅能將知識(shí)蘊(yùn)含其中，還能將知識(shí)的內(nèi)在邏輯，以及認(rèn)知知識(shí)的路徑方法清晰呈現(xiàn)。此時(shí)嘗試將多個(gè)小情境進(jìn)行綜合歸納并尋找多個(gè)小情境之間可能的共性點(diǎn)，最終構(gòu)劃出可以統(tǒng)領(lǐng)多個(gè)小情境的整體主題情境，就可以實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)。具體如圖1所示。

當(dāng)然，也可以一個(gè)分情境包含了多個(gè)知識(shí)點(diǎn)，但整個(gè)課程中的所選各個(gè)情境與所構(gòu)成的主題情境之間一定是有密切的關(guān)系的，可以是多個(gè)分情境圍繞主題的多個(gè)角度闡述如圖2（Ⅰ）所示，也可以是多個(gè)情境之間有著自己的發(fā)展關(guān)系或是時(shí)間先后順序或是邏輯推演順序如圖2（Ⅱ）所示?？梢姡ㄟ^主題情境的構(gòu)建，零散的元素化合物知識(shí)可以在一種發(fā)散或者推演的邏輯中建立知識(shí)之間的關(guān)聯(lián)，實(shí)現(xiàn)從零散到整體的整體建構(gòu)，在主題情境下的學(xué)習(xí)可以促進(jìn)學(xué)生知識(shí)的結(jié)構(gòu)化。

如“鋁與鋁合金”的教學(xué)，涉及鋁的物理性質(zhì)、鋁與氧氣反應(yīng)、鋁與酸反應(yīng)、鋁與堿反應(yīng)、鋁與金屬的置換等多個(gè)知識(shí)點(diǎn)。就可以構(gòu)建如圖3所示的主題情境。鋁的不同性質(zhì)，在不同的小情境中呈現(xiàn)，但這些情境被集中在與“美食”相關(guān)的生活化主題情境中，既切合了學(xué)生的認(rèn)知基礎(chǔ)，又激發(fā)了學(xué)生興趣。主題情境使得一節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容形成了具有連續(xù)性、邏輯性以及結(jié)構(gòu)性的整體。

三、元素化合物教學(xué)中的內(nèi)容組織

在素養(yǎng)為本的元素化合物教學(xué)中知識(shí)有兩重意義，一重是元素化合物知識(shí)本身，另一重是以元素化合物知識(shí)為載體所追尋的化學(xué)核心概念的構(gòu)建。這些核心概念包括“氧化還原、離子反應(yīng)、物質(zhì)的類別、元素的價(jià)態(tài)轉(zhuǎn)化、結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系”等。在教學(xué)中只有將單純的元素化合物知識(shí)與化學(xué)學(xué)科的大概念結(jié)構(gòu)化、功能化，所教授的元素化合物知識(shí)才有其素養(yǎng)價(jià)值[6]。在教學(xué)情境中將知識(shí)問題化，是實(shí)現(xiàn)上述目的的有效途徑。如在“鋁及鋁合金”的教學(xué)中每個(gè)教學(xué)情境中均可提煉出相關(guān)問題若干，從而實(shí)現(xiàn)在問題中激發(fā)學(xué)生的思維，提升知識(shí)的理解深度，促進(jìn)學(xué)生化學(xué)學(xué)科概念的建立，如圖4所示。

四、元素化合物教學(xué)中的活動(dòng)實(shí)施

在主題教學(xué)情境中整合教學(xué)內(nèi)容提煉出的數(shù)個(gè)核心教學(xué)問題形成了具有激發(fā)性和驅(qū)動(dòng)力的問題驅(qū)動(dòng)鏈。學(xué)生在問題的驅(qū)動(dòng)下，在教師的引導(dǎo)下高效有序地在自主、合作、探究等活動(dòng)中學(xué)習(xí)。這些活動(dòng)可以包括實(shí)驗(yàn)探究、觀察分析、分類表征、基于證據(jù)進(jìn)行推理、相互交流與分享等，在這一系列的教學(xué)活動(dòng)開展中，核心素養(yǎng)的培養(yǎng)也得以在課堂落地?！颁X及鋁合金”的教學(xué)中部分教學(xué)問題與教學(xué)活動(dòng)如下圖5所示，可見每一項(xiàng)教學(xué)活動(dòng)的推進(jìn)都是核心素養(yǎng)得以具體化的呈現(xiàn)。

五、“鋁及鋁合金”教學(xué)過程

【視頻播放】播放制作色香味俱佳的“錫紙（鋁箔）花甲”的視頻，在學(xué)生被視頻中美味食物制作方法吸引時(shí)，提出問題：“鋁”的哪些性質(zhì)使得人們?cè)谂腼兠朗硶r(shí)如此受厚愛它？導(dǎo)出本節(jié)課主題——帶著美食去“鋁”行。

【學(xué)生】通過視頻中，利用鋁箔彎曲制作鋁碗，在火上加熱，湯液快速沸騰等現(xiàn)象歸納鋁具有的物理性質(zhì)：銀白色、導(dǎo)熱導(dǎo)電性能好、密度小、質(zhì)地較軟延展性好。

【教師】在學(xué)生歸納出的鋁的物理性質(zhì)基礎(chǔ)上，提問從鋁的物理性質(zhì)出發(fā)，鋁在生活中可能具有哪些用途？

【學(xué)生】列舉生活中鋁制品的應(yīng)用：鋁盆、鋁鍋、易拉罐、燒烤紙、鋁導(dǎo)線、鋁合金材料等。

設(shè)計(jì)意圖：情境決定了學(xué)生學(xué)習(xí)的氛圍，也是學(xué)生化學(xué)素養(yǎng)發(fā)展的平臺(tái)。新課的開始，應(yīng)用新穎的情境引入，激發(fā)學(xué)生的興趣與學(xué)習(xí)的熱情。且一節(jié)課的主題情境是整節(jié)課的流程發(fā)展線索，盡早呈現(xiàn)的主題情境為整節(jié)課的整體的順利開展奠定基礎(chǔ)。

【教師】呈現(xiàn)金屬活動(dòng)周期表，提出問題：根據(jù)金屬活動(dòng)性順序表，我們知道鋁比鐵活潑，根據(jù)氧化還原反應(yīng)判斷方法，說(shuō)明鋁的還原性比鐵強(qiáng)，但是火鍋店除了不銹鋼鍋以外，卻更多使用鋁鍋而不是鐵鍋，為什么呢？展示生銹的鐵鍋和經(jīng)久耐用的鋁鍋。

【學(xué)生】提出鋁與空氣中的氧氣反應(yīng)生成致密的氧化膜

【教師】教師展示生銹的鐵鍋圖片，提出鐵鍋也生銹生成氧化膜，為什么會(huì)不一樣呢？

【學(xué)生】通過討論指出同樣都是氧化物，可能微觀結(jié)構(gòu)不一樣。

【教師】追問：如何證實(shí)你的猜想？

【學(xué)生】交流討論，提出可以收集氧化鋁和氧化鐵的微觀圖片。

【教師】贊賞學(xué)生的猜想，PPT呈現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)搜索的鐵銹顯微鏡照片及氧化鋁微觀結(jié)構(gòu)掃描圖片，如圖6、圖7所示。

【教師】微觀結(jié)構(gòu)表明氧化鐵具有疏松的結(jié)構(gòu)而氧化鋁卻整齊而致密，正是因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)的不同，使得氧化鐵和氧化鋁附著的鋁和鐵表現(xiàn)出了不一樣的性質(zhì)。

【教師】能不能通過簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)證明鋁表面有致密氧化膜存在呢？

【資料卡】氧化鋁熔點(diǎn)2000℃，鋁熔點(diǎn)600℃

【學(xué)生】用坩堝鉗夾住一小塊鋁箔，在酒精燈上加熱至熔化，輕輕晃動(dòng)，觀察鋁箔熔而不滴的現(xiàn)象。

【教師】通過上述的反應(yīng)我們知道鋁在空氣中能形成致密的氧化膜，根據(jù)鋁的這一性質(zhì)，人們常通過一定的方法來(lái)增加鋁表面氧化膜的厚度，以加強(qiáng)對(duì)鋁的保護(hù)。例如iphone手機(jī)的背部就在鋁合金的表面采用陽(yáng)極氧化處理后生成的氧化鋁膜，不僅具有很好的抗腐蝕能力，而且具有很高的硬度，不容易被尖銳的東西劃傷，因此可以不使用手機(jī)套。更為有趣的是，這種氧化鋁很容易著色，因此iphone不僅有銀色的，還有大家都非常喜歡的土豪金和女生非常喜歡的玫瑰金。吃火鍋、聚餐大家習(xí)慣拿出手機(jī)拍照發(fā)朋友圈，鋁可也是和你親密在一起的。

【過渡】鋁箔在空氣中不能燃燒，能不能說(shuō)明鋁就不能燃燒？

【學(xué)生】不能，應(yīng)該在氧氣中再試試。

【教師】增大鋁和氧氣的接觸面積，可以使鋁與氧氣充分接觸，充分接觸的方法除了可以采取增大氧氣濃度的方法外，還可以將鋁片換成鋁粉。

【演示實(shí)驗(yàn)】鋁粉在氧氣中燃燒。這是盛有二氧化錳的廣口瓶，加適量的雙氧水可產(chǎn)生氧氣，用棉花包裹鋁粉，點(diǎn)燃。

【教師】鋁粉在氧氣中劇烈燃燒，火星四射，發(fā)出耀眼白光，有白色固體Al2O3產(chǎn)生。

【應(yīng)用】軍事上利用鋁在氧氣中燃燒這個(gè)反應(yīng)來(lái)制造信號(hào)彈、燃燒彈，同樣鋁與氧氣的反應(yīng)，不一樣的條件就會(huì)生成不同聚集狀態(tài)的物質(zhì)，也會(huì)使得物質(zhì)具有不同的應(yīng)用。

設(shè)計(jì)意圖：通過基于情境素材的問題驅(qū)動(dòng)，使學(xué)生經(jīng)歷提出問題，收集證據(jù)，解決問題的過程，培養(yǎng)學(xué)生“科學(xué)探究和創(chuàng)新意識(shí)”“證據(jù)推理”“宏觀辨析和微觀探析”等素養(yǎng)；鋁氧化膜手機(jī)外殼的額外拓展與主題情境素材密切相關(guān)，可以拓展學(xué)生視野，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)于化學(xué)價(jià)值的理解，關(guān)有助于發(fā)展學(xué)生的“科學(xué)精神與社會(huì)責(zé)任”。

【過渡】雖說(shuō)鋁制品常用來(lái)制作炊具制作美食，但搜索購(gòu)物網(wǎng)站卻發(fā)現(xiàn)，家用調(diào)味盒，幾乎沒有“鋁”制的，用來(lái)烘焙、燒烤的鋁箔在說(shuō)明書上還標(biāo)有“長(zhǎng)期包裝堿性及酸性、腌制的食品可能變色或出現(xiàn)蜂孔”等字樣。這些又可能是什么原因呢？

【學(xué)生】通過周期表中鋁的位置，鋁所屬的物質(zhì)類別，以及調(diào)味品成分分析提出，可能是因?yàn)殇X與調(diào)味料中成分酸以及鹽反應(yīng)。

【教師】是否如此，能不能用實(shí)驗(yàn)證明？

【學(xué)生】在點(diǎn)滴板中完成鋁與稀鹽酸、濃硫酸、濃硝酸、CuSO4溶液的反應(yīng)。觀察現(xiàn)象，記錄并匯報(bào)（表1）。

【學(xué)生】匯報(bào)鋁與稀鹽酸、濃硫酸、濃硝酸、硫酸銅溶液反應(yīng)現(xiàn)象，書寫鋁與鹽酸以及硫酸銅溶液反應(yīng)方程式。

【教師】針對(duì)鋁與濃硫酸與濃硝酸反應(yīng)的異?，F(xiàn)象做出解釋：常溫下，鋁遇濃硝酸、濃硫酸時(shí)在表面生成致密的氧化膜而發(fā)生鈍化，從而阻止了內(nèi)部金屬進(jìn)一步發(fā)生反應(yīng)。鋁表面生成氧化膜，從鋁的價(jià)態(tài)上分析，化合價(jià)升高了，說(shuō)明鋁被濃硫酸氧化了。濃硫酸、濃硝酸都是常見的強(qiáng)氧化劑。

設(shè)計(jì)意圖：從金屬活動(dòng)性順序表等化學(xué)基本工具以及物質(zhì)類別角度思考物質(zhì)的性質(zhì)，提出猜想并通過實(shí)驗(yàn)加以證實(shí)是研究元素化合物性質(zhì)的一般思路，強(qiáng)調(diào)化學(xué)學(xué)科中的認(rèn)知思路方法，促進(jìn)學(xué)生模型認(rèn)知素養(yǎng)的發(fā)展。

【教師】利用合適的炊具烹制了合適的食物，一頓饕餮之后，難免經(jīng)歷清洗餐具的煩惱，食物殘?jiān)舳氯讼孪滤?，就?huì)引來(lái)一番麻煩，而市面上銷售的固體管道通常能在關(guān)鍵時(shí)候拯救我們。管道通里還有哪些成分？為什么管道通能夠通下水道呢？展示一盒管道通。

【資料卡】管道通使用說(shuō)明書如圖8

【教師】“管道通”內(nèi)有一袋白色固體顆粒。NaOH和一袋銀灰色鋁粉。下水管道堵塞時(shí)因?yàn)槠渲写嬖谟凸浮⒚l(fā)和殘?jiān)?，NaOH的強(qiáng)堿性能夠腐蝕油垢、毛發(fā)和殘?jiān)?，既然NaOH本身已經(jīng)能起到管道疏通的作用，為什么還要加鋁粉呢？

【學(xué)生】完成點(diǎn)滴板上鋁與氫氧化鈉反應(yīng)。

【教師】通過分組實(shí)驗(yàn)，大家觀察到：鋁不僅能與酸溶液反應(yīng)，也能與強(qiáng)堿溶液產(chǎn)生氣體。鋁與氫氧化鈉溶液、水反應(yīng)，可生成一種鈉鹽，叫偏鋁酸鈉。反應(yīng)中鋁元素由0價(jià)升高到+3價(jià)，那產(chǎn)生的是什么氣體呢？

【分組討論】鋁與氫氧化鈉溶液反應(yīng)產(chǎn)生的是什么氣體？

【歸納總結(jié)】從元素守恒看，氣體可能是氧氣或氫氣。從化合價(jià)看反應(yīng)中鋁元素的化合價(jià)升高了，必然有元素化合價(jià)降低，能降低的元素只能是氫元素，生成的是氫氣。是否如此，請(qǐng)觀察演示實(shí)驗(yàn)。

【演示實(shí)驗(yàn)】鋁與氫氧化鈉溶液反應(yīng)并檢測(cè)氫氣。

【教師】從元素守恒和化合價(jià)升降兩個(gè)角度分析反應(yīng)可能的產(chǎn)物，以及會(huì)用實(shí)驗(yàn)的方法加以驗(yàn)證。以此在體現(xiàn)科學(xué)探究要素的同時(shí)，使學(xué)生掌握理論、實(shí)驗(yàn)、理論和實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的科學(xué)探究方式，以及科學(xué)探究的基本方法。

【教師】請(qǐng)結(jié)合實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象解釋，為什么管道通能夠疏通下水道？

【學(xué)生】加入鋁粉，可以與氫氧化鈉反應(yīng)放出大量的熱，可以加快反應(yīng)速率。且此反應(yīng)產(chǎn)生大量的氣體，可以產(chǎn)生機(jī)械驅(qū)動(dòng)力。

設(shè)計(jì)意圖：從與主題相關(guān)的情境中引入鋁與氫氧化鈉的反應(yīng)，依舊是問題驅(qū)動(dòng)的探究實(shí)驗(yàn)，強(qiáng)化學(xué)生探究與科學(xué)創(chuàng)新素養(yǎng)的同時(shí)，引導(dǎo)學(xué)生從元素守恒和價(jià)態(tài)分析可能的反應(yīng)，這是對(duì)化學(xué)核心觀念的進(jìn)一步強(qiáng)化。學(xué)生對(duì)于管道通疏通下水道原理的闡釋，則是學(xué)以致用，可以提升學(xué)生對(duì)與化學(xué)價(jià)值的認(rèn)同。

【過渡】美食總是讓人垂涎，吃貨在追求美食的道路上一路向前，展示網(wǎng)絡(luò)流行的“吃貨眼中的中國(guó)”一圖，以及2020年中國(guó)鐵路網(wǎng)建設(shè)圖，四通八達(dá)的鐵路讓我們可以輕松到達(dá)全國(guó)各地吃上美食，你可知鐵路的建設(shè)，也和鋁密切相關(guān)呢。

【播放視頻】鐵路工人野外焊接鐵軌視頻

【提出問題】視頻中焊接鋼軌用到的那袋試劑是什么呢？就是鋁粉和氧化鐵的混合物。在焊接鐵軌時(shí)，人們常將鋁粉與氧化鐵的混合物點(diǎn)燃，由于反應(yīng)放出大量的熱，置換出的鐵以熔融態(tài)形式流出。讓熔融的鐵流入鐵軌的裂縫，冷卻后就將鐵軌牢牢地黏結(jié)在一起。

【演示實(shí)驗(yàn)】利用鋁熱反應(yīng)來(lái)焊接鐵釘。在沙里埋兩根鐵釘，將它們相互靠近，再向試管中加入鋁粉和氧化鐵的混合物，加一定量氯酸鉀，氯酸鉀高溫產(chǎn)生氧氣，助燃。插上鎂條，鎂條燃燒可以產(chǎn)生反應(yīng)需要的高溫。如圖9所示。

【教師】該反應(yīng)溫度高達(dá)3000℃，我們把這個(gè)反應(yīng)叫作鋁熱反應(yīng)，鐵在這個(gè)溫度下會(huì)“融化”。

設(shè)計(jì)意圖：鋁熱反應(yīng)的性質(zhì)是鋁獨(dú)特的一條性質(zhì)，如果未經(jīng)情境化的整合，或者實(shí)驗(yàn)情境的強(qiáng)化，就會(huì)成為學(xué)生記憶的一條知識(shí)點(diǎn)，借用吃貨地圖將該內(nèi)容整合進(jìn)整體教學(xué)情境，通過情境的內(nèi)在邏輯將原本零散的知識(shí)進(jìn)行整合是發(fā)揮主題情境構(gòu)建的優(yōu)勢(shì)，強(qiáng)化知識(shí)的結(jié)構(gòu)化。且該情境的選擇進(jìn)一步增強(qiáng)了學(xué)生對(duì)于化學(xué)價(jià)值的認(rèn)同，是“科學(xué)精神與社會(huì)責(zé)任”素養(yǎng)的進(jìn)一步強(qiáng)化。

【教師】整合板書（圖10），并小結(jié)：通過這節(jié)課的學(xué)習(xí)，我們知道鋁能與非金屬單質(zhì)、某些金屬氧化物、酸、堿、鹽發(fā)生反應(yīng)，其中鋁與非金屬單質(zhì)、酸、鹽的反應(yīng)是金屬一般具有的化學(xué)通性，而鋁與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)、鋁熱反應(yīng)則是鋁的化學(xué)特性。反應(yīng)中，鋁元素均由0價(jià)升高到+3價(jià)，體現(xiàn)了較強(qiáng)的還原性。這是由它的結(jié)構(gòu)決定的，鋁原子容易失去最外層3個(gè)電子，失去電子而表現(xiàn)出還原性。認(rèn)識(shí)物質(zhì)要由表及里深入探究，認(rèn)識(shí)一種物質(zhì)也要從通性和特性兩個(gè)方面了解。

【PPT呈現(xiàn)】美國(guó)北卡羅來(lái)納大學(xué)化學(xué)系教授Daniel Rabinovich語(yǔ)錄：“鋁這個(gè)曾經(jīng)被美國(guó)《國(guó)家地理》稱為“神奇金屬”的元素仍是科學(xué)家、工程師、甚至是藝術(shù)家和設(shè)計(jì)師的靈感來(lái)源。讓我們?cè)谙乱淮问褂娩X箔紙包裹三明治或者從易拉罐里喝碳酸飲料時(shí)，銘記它豐富多彩的化學(xué)、迷人的歷史和諸多的用途！”

設(shè)計(jì)意圖：通過總結(jié)歸納，使得研究元素化合物的思路方法外顯，回歸有關(guān)鋁的使用情境，進(jìn)一步強(qiáng)化學(xué)生對(duì)于學(xué)科價(jià)值的理解。

六、素養(yǎng)為本的元素化合物主題情境教學(xué)的課堂構(gòu)建模型

“鋁及鋁合金”一課的教學(xué)不難看出，精心創(chuàng)設(shè)的真實(shí)的主題情境可以統(tǒng)領(lǐng)零散的元素化合物知識(shí)，建立知識(shí)內(nèi)在的邏輯意義，追尋素養(yǎng)為本的元素化合物教學(xué)情境創(chuàng)設(shè)是不可或缺的環(huán)節(jié)，而情境的創(chuàng)設(shè)依賴于對(duì)核心知識(shí)本身以及知識(shí)所對(duì)應(yīng)的學(xué)科基本觀念的整合，也只有從情境中生成出具有驅(qū)動(dòng)力的教學(xué)問題才能對(duì)知識(shí)進(jìn)行有效闡述，而教學(xué)問題的解決依賴具體的教學(xué)活動(dòng)的實(shí)施，具有探究性、活動(dòng)性、合作性、創(chuàng)新性、實(shí)驗(yàn)性的教學(xué)活動(dòng)，是化學(xué)問題的解決的最佳途徑，教學(xué)活動(dòng)的實(shí)施本身就是核心素養(yǎng)落地的過程。所以鑒于此，素養(yǎng)為本的元素化合物教學(xué)課堂的構(gòu)建應(yīng)按照教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)情境、教學(xué)問題、教學(xué)活動(dòng)四大部分來(lái)建構(gòu)，具體構(gòu)建模型如圖11所示。

在上述的模型之下，可以搭建出素養(yǎng)為本的教學(xué)課堂的基本框架，但課堂是否真的高效，依賴于教師的對(duì)于教學(xué)內(nèi)容的理解程度，依賴于情境的新穎性、趣味性、真實(shí)性，也依賴于所提煉教學(xué)問題的系統(tǒng)性、層次性、啟發(fā)性、驅(qū)動(dòng)性，最終教學(xué)活動(dòng)的豐富性，探究性、實(shí)驗(yàn)性是決定化學(xué)核心素養(yǎng)的能否落地的關(guān)鍵。在情境中學(xué)，在問題中學(xué)，在探究中學(xué)，是素養(yǎng)為本的化學(xué)課堂的追求。

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