劉春春，邢 焰

(黔南民族師范學院化工學院，貴州 都勻 558000)

2017年《普通高中化學課程標準》(2020年修訂版)提出了化學學科核心素養(yǎng)，包括“宏觀辨識與微觀探析”“證據(jù)推理與模型認知”“變化觀念與平衡思想”“科學探究與創(chuàng)新意識”“科學精神與社會責任”五個維度[1]。之所以提出核心素養(yǎng)的問題，重要原因之一是解決“應試教育”導致的“有知識，無素養(yǎng)”的問題[2]。傳統(tǒng)的教學忽視學生的主體地位，教育只重視結(jié)果，完全的“唯分數(shù)論”，學習知識只是為了應付考試而不是實實在在的將知識遷移到有價值的地方，忽視學生創(chuàng)造力發(fā)展和抑制發(fā)散思維發(fā)展?；瘜W核心素養(yǎng)對培養(yǎng)學生關(guān)鍵能力，提高科學探究，形成正確價值觀念具有重要作用?；瘜W核心素養(yǎng)落實于化學教育中，毋庸置疑對教學優(yōu)化具有重要作用，做好教學設(shè)計是有效教學的前提和基礎(chǔ)，優(yōu)質(zhì)的教學設(shè)計是教師好教、學生好學、教好學生的重要橋梁?；诨瘜W學科核心素養(yǎng)進行教學設(shè)計可促使課程達到理想化效果。鈉作為重要金屬，對其研究必不可少，以“鈉及其化合物”為關(guān)鍵詞，中國知網(wǎng)有13篇文獻對其進行了研究，以“鈉及其化合物”“教學設(shè)計”為關(guān)鍵詞，僅有一篇研究，基于化學學科核心素養(yǎng)下“鈉及其化合物”的教學設(shè)計罕有涉及。為培養(yǎng)“有知識、有素質(zhì)”的合格人才，本文基于化學學科核心素養(yǎng)對鈉及其化合物進行教學設(shè)計探究。

1 基于化學核心素養(yǎng)下教學前分析

1.1 基于核心素養(yǎng)與“三序結(jié)合”教材分析

義務教育階段，學生對部分金屬通性及化學性質(zhì)有了初步了解，但未對某一金屬進行過系統(tǒng)性學習。普通高中階段中，“鈉及其化合物”在高中必修一第二章第一節(jié)，必修一第一章學習了物質(zhì)的分類和氧化還原反應。氧化還原反應是物質(zhì)化學性質(zhì)重要的認識角度和理論依據(jù)，將氧化還原反應放在鈉之前學習，為學生學習鈉的化學性質(zhì)奠定基礎(chǔ)，從三序角度來看符合學科知識邏輯順序。高一是初中向高中轉(zhuǎn)變的過渡，無論是知識的難度還是廣度，較初中而言，都有較大提高?；瘜W符號抽象性，實驗現(xiàn)象未知性和知識網(wǎng)絡復雜性，導致學生對學習化學產(chǎn)生抗拒心理。鈉的知識難度偏中，放在第二章位置，在第一章先學習簡單知識，有利于消除學生的懼怕心理，符合學生心理發(fā)展順序。關(guān)于“鈉及其化合物”的學習，按照先學習物理性質(zhì)到化學性質(zhì)再學習鈉的化合物，最后應用實踐的順序展開，由淺入深，從宏觀到微觀，從性質(zhì)決定應用的教學內(nèi)容編排，滿足學生認知發(fā)展順序。從核心素養(yǎng)角度看，教學內(nèi)容從宏觀角度探究微觀性質(zhì)，有利于培養(yǎng)學生宏觀辨識與微觀探析素養(yǎng)；教學過程涉及實驗探究，有效培養(yǎng)科學探究與創(chuàng)新意識、證據(jù)推理與模型認知素養(yǎng)；學習實際應用于生活，便于培養(yǎng)科學態(tài)度與社會責任核心素養(yǎng)。

1.2 基于核心素養(yǎng)的教學目標和評價目標

2017年版普通高中化學課程標準具有里程碑級的意義，主要在于其立于創(chuàng)新，基于理論，源于實踐，是近十幾年來化學基礎(chǔ)教育教學理論的最新研究方法論及成果體現(xiàn)，引領(lǐng)中國基礎(chǔ)化學教育的前進方向。與2003年課程標準相比，更加注重“教、學、評”一體化教學設(shè)計，提供了化學學科核心素養(yǎng)在課堂教學中“落地”的基本途徑和策略?；瘜W核心素養(yǎng)是對科學素養(yǎng)的深化和具體化，不僅反映了科學素養(yǎng)的運動和發(fā)展，更反映和體現(xiàn)了化學學科的本質(zhì)特征。通過將化學學科素養(yǎng)進行結(jié)構(gòu)化分析，可知化學學科素養(yǎng)可分為化學學科實踐、化學學科認識及化學科學應用，符合哲學認識論的一般過程(實踐-認識-再實踐)，更加清晰地表明化學核心素養(yǎng)的哲學內(nèi)涵[2]?；诤诵乃仞B(yǎng)哲學形成與發(fā)展及其表現(xiàn)規(guī)律，我們可通過確定化學課程教學內(nèi)容及教學活動來評測學生在不同階段的素養(yǎng)發(fā)展水平，因此，確定教學目標可充分發(fā)展學生的化學核心素養(yǎng)。教學目標是開展教學想要達到的預期效果。確立教學目標，是開展課堂教學的重要基礎(chǔ)，是驅(qū)動學生學習的重要環(huán)節(jié)，是提高教學效率的重要保障，是實現(xiàn)“教、學、評”一體化教學的重要依據(jù)。據(jù)此，“鈉及其化合物”課程教學目標如圖1所示。

圖1 “鈉及其化合物”課堂教學目標

基于化學學科核心素養(yǎng)的教學目標以課程育人為導向、課堂教學為主線、教學評價為依據(jù)，注重教學目標和評價目標一體化[3]?；瘜W日常學習評價和化學學業(yè)成就評價作為化學評價重要組成部分，依據(jù)學業(yè)質(zhì)量標準，充分發(fā)揮評價功能，促進學生發(fā)展關(guān)鍵之處，因此，教師應該重視使用多樣化評價體系診斷并完善學生核心素養(yǎng)水平，促進學生全面發(fā)展，培養(yǎng)自主創(chuàng)新能力，增強學生學習使命感和責任感。基于此，“鈉及其化合物”教學評價目標為：①通過實驗探究鈉及其化合物性質(zhì)的互動交流，探討現(xiàn)象原因，引導學生觀察分析，推導結(jié)論，診斷并發(fā)展學生實驗探究水平和推理水平。②通過引導對鈉的化合物總結(jié)，引導學生自主建構(gòu)價類二維圖，完善評價體系，形成師生之間、生生之間互評，診斷并發(fā)展學生認識發(fā)展水平。③通過創(chuàng)設(shè)饅頭制作的真實情境，培養(yǎng)學生自主創(chuàng)新意識，診斷并發(fā)展學生化學知識應用水平和解決實際問題水平。

1.3 教學重點與難點

1)教學重點：通過實驗探究掌握鈉的化學性質(zhì)；建立鈉的化合物之間轉(zhuǎn)化關(guān)系。

2)教學難點：掌握鈉的化學性質(zhì)；分析碳酸鈉和碳酸氫鈉性質(zhì)比較。

2 基于化學學科核心素養(yǎng)教學設(shè)計

2.1 教學思路

見圖2所示。

圖2 教學思路

2.2 基于化學學科核心素養(yǎng)下教學過程

2.2.1 宏微與實驗探究、小組合作相結(jié)合，探究鈉的性質(zhì)

[教師活動]展示鈉的儲存環(huán)境，引導學生觀察鈉的特點，以及學生親自體驗切割鈉過程中發(fā)生了什么變化。

[學生活動]

[教師]現(xiàn)在請同學將剛剛切下的鈉放入水中，觀察現(xiàn)象并請一位同學將觀察的現(xiàn)象寫在黑板上。

[學生板書]①鈉浮在水面上；②鈉逐漸變小且不斷游動；③發(fā)出響聲。

[教師]同學們觀察得很仔細，請同學們思考下為什么會出現(xiàn)這樣的現(xiàn)象呢。

[學生回答1]鈉浮在表面上是因為密度比水?。粫l(fā)出響聲是因為鈉和水發(fā)生劇烈反應。

[學生回答2]會游動是因為產(chǎn)生了氣體。

[過渡提問]為什么鈉和水會發(fā)生劇烈反應呢，產(chǎn)生的氣體是什么。請同學們結(jié)合之前所學過的知識思考。

[學生]根據(jù)之前所學過的原子結(jié)構(gòu)知識，鈉最外層只有一個電子，容易失去，其化學性質(zhì)較活潑，所以發(fā)生劇烈反應，也說明鈉具有很強的還原性；根據(jù)反應前后元素種類不變，生成的氣體是氫氣。

[教師總結(jié)]很好，從原子結(jié)構(gòu)分析鈉的活潑性，說明同學形成了較好的結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)的意識。

[教師]那么請一位同學向生成物溶液中滴加酚酞，觀察現(xiàn)象，闡明產(chǎn)生的物質(zhì)是什么。

[學生]溶液由無色變紅，說明生成的物質(zhì)是堿。

[教師]同學們的回答一針見血，那請同學們寫寫鈉和水反應的方程。

[教師]非常好，同學們回想下我們的鈉是怎樣儲存的，為什么呢，又會發(fā)生怎樣的反應呢。

[學生1]鈉是儲存在煤油中的，目的是為了隔絕氧氣。

[教師講解+播放視頻]常溫下鈉和氧氣生成氧化鈉，現(xiàn)在請同學們觀看視頻鈉和氧氣在燃燒情況下能否發(fā)生反應。如果可以，那生成物質(zhì)是什么。

[教師]同學們回答得非常好，根據(jù)第一章學習的物質(zhì)的分類，我們知道氧化鈉和過氧化鈉都屬于金屬氧化物，氧化鈉和水能生成堿。那么過氧化鈉和水反應嗎，二氧化碳呢。

[實驗探索]學生分為兩組進行實驗探究，A組學生將水滴入放有過氧化鈉固體的試管中，立即將帶火星的木條放在試管口，觀察現(xiàn)象；B組學生探究過氧化鈉和二氧化碳能否發(fā)生反應。觀察現(xiàn)象并寫出反應方程式。

[教師]很好，我們之前學習酸能和堿生成鹽和水，那么氫氧化鈉和酸生成什么呢？

[學生回答]氯化鈉和水。

[教師評價]根據(jù)以上知識學習和實驗探究，可以看出同學們知識儲備很豐富，實驗探究能力和證據(jù)推理能力也較強，下面有請一位同學將今天的知識從物理性質(zhì)和化學性質(zhì)兩方面進行梳理。

[學生板書設(shè)計]

設(shè)計意圖：通過實物展示(鈉)，對學生的視覺感官產(chǎn)生沖突，引導學生從宏觀層面對鈉的物理性質(zhì)進行初步總結(jié)；通過實驗探究，小組合作學習，從微觀角度揭示其化學性質(zhì)，有利于培養(yǎng)學生宏觀辨識與微觀探析素養(yǎng)；通過演示實驗到學生動手操作，讓學生感知化學實驗的樂趣，推動學生自主設(shè)計實驗能力，培養(yǎng)學生科學探究與創(chuàng)新意識。學生自己透過現(xiàn)象看本質(zhì)，通過現(xiàn)象推原理，發(fā)展了學生證據(jù)推理與模型認知能力，診斷并發(fā)展了學生實驗探究能力和推理水平。

2.2.2 梳理知識，建構(gòu)鈉及其化合物價類二維圖

[實驗探究]探究碳酸鈉和碳酸氫鈉的熱穩(wěn)定性，并且思考兩者間是否可以相互轉(zhuǎn)化。

[演示實驗]直接加熱大小試管，大試管中盛放碳酸鈉，小試管中盛放碳酸氫鈉，將其試管通入澄清石灰水中，觀察現(xiàn)象。

[學生回答]發(fā)現(xiàn)澄清石灰水變渾濁，裝有碳酸氫鈉的試管很快發(fā)生分解。

[教師提問]石灰水變渾濁說明生成了什么物質(zhì)？請用化學方程式表達。

[教師總結(jié)]根據(jù)碳酸氫鈉穩(wěn)定分解生成的物質(zhì)來看，碳酸氫鈉可以和碳酸鈉相互轉(zhuǎn)化嗎？

[教師活動]回答的非常好，請同學們梳理前面所做實驗歸納鈉的化合物。

[學生活動]以上實驗中所涉及的鈉的化合物有：過氧化鈉、氧化鈉、碳酸鈉、碳酸氫鈉以及氫氧化鈉和氯化鈉。

[教師講解]根據(jù)鈉及其化合物建立價類二維圖，首先畫出橫縱坐標，橫坐標是類別(包括單質(zhì)、氧化物、酸/堿、鹽等)，縱坐標是化合價，請同學們討論并畫出鈉及其化合物價類二維圖。

[學生作業(yè)]鈉及其化合物價類二維圖如圖3所示。

圖3 鈉及其化合物價類二維圖

設(shè)計意圖：通過引導學生建立價類二維圖，培養(yǎng)學生證據(jù)推理與模型認知素養(yǎng)，幫助學生形成建立價類二維圖意識，診斷并發(fā)展學生知識總結(jié)能力。

2.2.3 創(chuàng)設(shè)真實情境，感知化學價值

“化學源于生活，學習化學應用于生活”，創(chuàng)設(shè)真實情境，讓學生感受化學在生活中的價值。

[播放視頻]播放某饅頭鋪子制作饅頭的過程。

[教師提問]通過以上視頻，同學們觀察到所吃的包子需要幾個環(huán)節(jié)？

[學生回答]涉及材料準備、和面、發(fā)酵、捏成型、上鍋蒸、出鍋等幾方面。

[教師]同學們觀察很仔細，那么請同學們思考下發(fā)酵過程中有使用到我們的什么化學物質(zhì)呢？

[實物展示]展現(xiàn)一袋自發(fā)面粉和一袋普通面粉，請同學們觀察兩袋面粉組成成分有何不同？

[學生回答]自發(fā)面粉里有碳酸氫鈉成分，普通面粉里沒有。

[教師評價+總結(jié)]同學觀察很仔細，那么我們就可以知道在發(fā)酵的過程中又加入碳酸氫鈉，俗名小蘇打，作為發(fā)酵作用。

[作業(yè)布置]請同學們下去自己動手制作饅頭，對比加入碳酸氫鈉和不加對饅頭有何影響。并思考潛水運動員常戴的氧氣面罩和我們學習的鈉的化合物有沒有關(guān)系呢？治療胃酸我們用的是什么呢？查閱資料，自主學習。

設(shè)計意圖：從學生熟悉的領(lǐng)域進行教學，感受化學在生活中的價值，培養(yǎng)學生的科學探究與創(chuàng)新意識。將理論知識應用與實踐中，是教學的目的之一，布置任務讓學生實際操作，有助于學生的深度學習。讓學生查閱資料學習鈉的化合物在生活中的作用，培養(yǎng)學生自主探索能力，診斷學生查閱資料的水平。

2.2.4 化學史引入，培養(yǎng)科學精神

在高中教材中，雖然侯氏制堿法在鈉及其化合物后面作為化學史事學習，但是它對我們高中階段的學習具有重要意義，是學習的重要內(nèi)容。侯氏制堿法所用原料為食鹽、氨氣、二氧化碳，其中氨氣和二氧化碳來自合成氨[4]。其反應原理中涉及了高溫煅燒、過濾、降溫結(jié)晶等步驟，為之后學習工藝流程打下基礎(chǔ)。

[視頻播放]侯氏制堿法反應原理。

[教師提問]通過觀看視頻，請同學們說說在此過程中都發(fā)生了什么反應？

[學生回答]氨氣與氯化銨、二氧化碳、水反應生成碳酸氫鈉以及碳酸氫鈉分解的反應。

[教師提問]那反應過程中所產(chǎn)生的二氧化碳怎么處理呢？

[學生回答]二氧化碳大量排放會產(chǎn)生溫室效應，我們應該對二氧化碳進行循環(huán)利用。

[教師評價+任務布置]同學們都很有環(huán)境保護意識，像侯德榜這樣的偉人化學界還有很多，同學們下去查閱資料進行學習了解。

設(shè)計意圖：化學史引入是教學的重要資源，對化學知識的源來進行了解，有助于培養(yǎng)學生的科學精神。侯德榜制堿法中從學生對有毒物質(zhì)的處理，很好的體現(xiàn)學生較強的社會責任。

3 教學總結(jié)與建議

本文基于化學學科核心素養(yǎng)進行教學，主要采用實物觀察，實物分析，實驗探究，視頻播放，小組合作，討論研究等方法進行的。圍繞教學目標和教學思路展開，通過實物展示引導學習物理性質(zhì)，實驗探究揭示化學性質(zhì)，培養(yǎng)學生宏觀辨識與微觀探析素養(yǎng)，診斷并發(fā)展學生問題解決能力和推理能力。有趣的化學實驗和貼近生活的任務，進一步提升學生化學興趣，科學探究精神。

3.1 講授法與自主探索、合作學習相結(jié)合

傳統(tǒng)課堂實施強調(diào)接受學習、死記硬背、機械記憶。教育改革以來，改變了傳統(tǒng)的課程實施方式，講授法與自主探索、合作學習相結(jié)合，充分發(fā)揮學生的主體性。通過教師向?qū)W生講授知識，引導學生自主總結(jié)，形成知識網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)。由于學生處于初升高階段，無論是化學知識掌握、心理發(fā)展程度以及化學學科核心素養(yǎng)意識都還處于不成熟階段，所以需要教師的講授，并不能單純的自主探索。

3.2 創(chuàng)設(shè)生活中真實情境，培養(yǎng)學生學習興趣

通過創(chuàng)設(shè)真實情境，從學生熟悉的領(lǐng)域攝入，揭示化學的社會價值。以饅頭制作中需要的發(fā)酵粉引入化學物質(zhì)，讓學生體驗化學的神奇，加強面對某物質(zhì)時聯(lián)系化學的意識，不僅激發(fā)學生的化學學習興趣，而且培養(yǎng)學生自主探究和應用知識解決問題的能力。