基于发展化学学科核心素养的教学设计实录 ——“金属钠的性质和应用”

发表时间:2020/4/14   来源:《教育学文摘》2020年2期   作者:娄丽萍
[导读] 发展学生化学学科核心素养是当前化学教育的核心任务
        摘要:发展学生化学学科核心素养是当前化学教育的核心任务。笔者以“金属钠的性质和应用”为例,着重从“宏观辨识与微观探析” “科学探究与创新意识”、“科学态度与社会责任”3个方面设计并开展了一堂发展学生化学学科核心素养的课。
关键词:化学核心素养;教学设计;宏微结合;科学探究
   
        一、前言
        高中化学学科核心素养是高中学生发展核心素养的重要组成部分,是学生综合素质的具体体现,反映了社会主义核心价值观下化学学科育人的基本要求,全面展现了化学课程学习对学生未来发展的重要价值。[1]
        笔者以“金属钠的性质和应用”为例,着重从核心素养中的“宏观辨识与微观探析” “科学探究与创新意识”、“科学态度与社会责任”3个方面设计并开展了一堂发展学生化学学科核心素养的课。
        二、教学设计
        (一)教学目标
        知识与技能:了解钠的物理性质和保存方法,掌握钠的化学性质。
        过程与方法:通过思考交流、实验观察、科学探究等,培养学生学会发现问题、分析问题、解决问题。形成学习元素化合物知识的一般方法。
        情感态度与价值观:通过奇妙的化学实验的操作(如钠的切割)和精彩的化学实验现象(如钠与水反应)感受化学世界的美妙变化,提高学习化学的兴趣,增强学生的科学素养和勇于探索的科学精神。[2]
        (二)教学重、难点
        教学重点:从钠的原子结构特征认识钠的化学性质。
        教学难点:对钠与水实验现象的观察、分析、描述和归纳。
        (三)学情分析
        高一年级学生已经在初中学过金属活动性顺序,知道钠是活泼的金属,另外,高一的学生具有一定的实验操作技能,然而观察能力和表达能力存在不足,对实验现象描述不清;但他们思维活跃,有强烈的好奇心,因此本堂课注重实验探究,让学生体验探究的乐趣。
        三、教学过程
        (一)创设情景,激发兴趣
       
       
       
       
       
       
       
       
【学习任务1】:根据钠的秘密档案,学生分小组讨论,预测出钠具有什么样的性质和用途?
        学生预测:钠是银白色、很活泼的金属,可以与氧气、水反应。
        【设计意图】:以钠的拟人化档案引入新课,犹如一个故事的开篇,而金属钠就是故事里的主人公,引人入胜。学生表现出对金属钠很强的兴趣和求知欲。
        【过渡1】:钠到底是一种怎样的金属?让我们一起走进钠的世界。
        (二)科学探究,宏微结合,推进新课
        【探究实验1】 钠的取用
        教师指导:用镊子从煤油中取出一块钠,擦干煤油,然后用小刀切开,同学们注意观察钠及被切开后在空气中的变化。
        学生按照实验要求进行实验( 注意实验的安全性、规范操作性指导)
        【学习任务2】:请同学完成实验并报告你所观察到的实验现象。
        生:钠在煤油中是灰白色的,可以用小刀切开,切开后是银白色,但很快就变成灰白色了。
        推测性质;钠可能与空气中的氧气反应了。
        【过渡2】:如果我们切一小块钠,在空气中加热,又会怎样呢?我们一起来试试看,请同学注意安全的同时认真观察在加热过程中钠的变化。
        【探究实验2】 钠在空气中加热
        生:钠在坩埚里受热后先熔化成小球,与氧气剧烈反应,发出黄色火焰,得到淡黄色固体。
        师:这淡黄色固体是钠的另外一种氧化物--- Na2O2
        学习任务3:写出钠在不同条件下与氧气反应的两个化学方程式。

        【学习任务3】:从微观角度分析钠的原子结构:
        钠最外层只有一个电子,很容易失去这个电子,达到最外层8个电子的稳定结构。所以,钠是一种很活泼的金属元素,单质具有很强的还原性。所以很容易跟氧气等非金属单质反应,甚至能与水反应。
        【设计意图】:学生通过自主实验探究,观察到钠的宏观现象,结合钠的微观结构,形成“结构决定性质”的化学观念,能从宏观和微观相结合的视角分析与解决钠的相关知识。
        【探究实验3】钠与水的反应
        【学习任务4】:学生分小组实验,观察实验现象,分析结论并填写实验报告

        引导学生根据化合价升降理论分析得出:产生的气体是氢气。从而得出:
化学方程式:2Na + 2H2O = 2NaOH + H2↑
        【新闻素材】 2015年8月17日下午天津港爆炸现场,一位中国核生化救援部队的士兵向记者透露,事发当晚,距离起火源点100多米的消防队发现火情,在不知道仓库内部储存货物种类的情况下,驱动消防车前往灭火,一车水用完之后返回取水,也就在这时,爆炸发生。原因基本确认是因仓库内存放的数百公斤金属钠遇到水后引发爆炸,但截至目前,爆炸前着火原因仍不明。[2]
        【思考】金属钠着火后如何灭火?——干砂覆灭
        【设计意图】:通过一个真实情境的插入,让学生体会到化学是一门适宜生存的学科。学生能深切体会到,要学好化学,提高自身的安全意识,并具有严谨求实的科学态度。体现了“科学态度与社会责任”的核心素养。
        (三)问题延伸,知识提升
        【学习任务5】:写出钠与盐酸反应的化学方程式
        2Na + 2HCl = 2NaCl + H2↑
        【思考交流】:如果将一小块金属钠投到硫酸铜溶液中,会出现什么现象?为什么?
        学生实验后得出,有氢气和氢氧化铜沉淀产生,证明钠先与水反应,产生的氢氧化钠再与硫酸铜反应。
        (四)随堂练习,巩固提高

        四、教学反思
??本堂课从钠的拟人化档案引入新课,激发学生兴趣和求知欲。并采用贴近生活的情境素材,层层设置问题,培养学生分析问题、解决问题的能力。之后,让学生通过小组实验,观察实验现象,探究实验本质。通过对钠的原子结构的分析,学生可以预测钠具有强的还原性。初步建立了从物质类别和化合价角度去分析理解物质的化学性质,形成“结构决定性质”的观念,能从宏观和微观相结合的视角分析与解决实际问题。
参考文献:
[1]中华人民共和国教育部.普通高中化学课程标准[M].人民教育出版社,2018年1月
[2] 张瑞超,简少国,杨晓蓉,鱼春萌.金属钠性质教学设计[N].西安交通大学附属中学,2019年9月
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