利用现代化教学手段培养高中生化学核心素养*—以化学必修1《金属钠的性质与应用》章节教学为例

一、问题的提出

2013年，教育部启动了普通高中课程标准的修订工作，凝练了学科核心素养。高中化学核心素养是学生发展核心素养的重要组成部分，是高中生通过化学课程学习所获得的，在知识与技能、过程与方法、态度情感与价值观等方面的综合品质和关键能力。化学核心素养包括“宏观辨识与微观探析”“变化观念与平衡思想”“证据推理与模型认知”“科学探究与创新意识”和“科学态度与社会责任”五方面。

现代化教学手段是利用现代科学技术制作的、储存和传递教学信息的工具和媒体。随着科学技术日新月异的发展，新的教学手段不断出现，需要教师不断地学习与应用，基于培养高中化学核心素养，合理利用现代化教学手段。本文是对上述内容的一种探索。

二、基于化学核心素养的教学内容分析

钠是一种典型的金属元素，是普通高中教学要求中重要元素化合物知识之一，也是高中阶段学习的第一种金属元素，学习本节内容对其他金属元素的学习具有指导性作用；本节内容安排在氧化还原反应之后，可对氧化还原反应的知识做进一步巩固；同时也为之后的元素化合物和物质结构等知识的学习提供了一定的认知基础。

高一学生在初中学过了金属活动性顺序，知道钠是活泼的金属；同时，也能够画出钠的原子结构示意图，并有初步推测钠原子在化学反应中变化的能力；此外，通过初中元素化合物知识的学习和实验技能的培养，他们已经具有一定的实验观察、记录和总结能力。

笔者对《金属纳的性质与应用》章节的学科核心素养做了分析(见表1)。

表1 《金属钠的性质与应用》章节化学核心素养分析

三、发展学生化学核心素养的教学片段

1.金属钠的性质

【引入】为什么钠在自然界中只能以化合态存在？金属钠的性质是不是很活泼呢？下面我们共同研究金属钠的性质。

【实验1】学生观察保存在煤油中的钠，闻其中液体的气味，推测保存钠的液体是什么？

【实验2和实验3】教师采用便携式实物投影装置辅助展示演示实验。

【实验2】(1)用镊子从煤油中取出钠，用滤纸吸干表面的煤油，用小刀切割钠；(2)将其放置在空气中，观察钠的切面的变化。

【实验3】将一小块钠放在坩埚上加热。

【实验4】(1)向一只盛有约80毫升水的小烧杯中滴加几滴酚酞溶液；(2)将一小块钠投入到该烧杯中。

【学生】观察记录实验现象并分析实验结论。(1)观察钠切面的颜色和光泽及切面的颜色变化；(2)观察钠块在坩埚中加热时的变化，燃烧火焰的颜色和生成产物的颜色等现象；(3)观察水中滴入酚酞后是否有变化；(4)观察钠投入水中后的变化；(5)观察钠块与水反应后溶液颜色的变化。

【指导】指导学生观察实验现象的方法，引导学生讨论记录观察到的实验现象。

【学生】观察讨论并记录实验现象(见表2)。

表2

【展示】展示部分学生记录，总结实验现象。

【问题解决】引导学生分析并参与解决：(1)我们通常研究物质的哪些物理性质和化学性质？(2)各个实验的现象分别体现出了金属钠具有怎样的物理性质和化学性质？

【学生】回忆初中学习元素化合物的方法与经验，相互交流讨论。

【展示】展示部分学生的总结成果，师生共同交流，总结各个实验的结论。

【学生】观看其他学生的结论并得表3所示结论。

表3

【学生】根据反应前后的质量守恒以及反应现象推断出钠与水生成氢氧化钠与氢气，完成钠在空气常温下的氧化、钠在空气中燃烧和钠与水反应的化学方程式。

【思考与讨论】上述反应中钠元素化合价如何变化？钠在反应中表现什么性质？

【学生】标出上述3个反应前后钠元素的化合价，并分析。得出：在以上反应中钠元素化合价的升高，金属钠表现出还原性。

本环节利用便携式实物投影装置与教师演示实验相结合的手段，让学生学习由反应现象推理物质性质(物理性质与化学性质)的认知元素化合物知识的基本方法，通过金属钠的有关实验初步学会运用以实验为基础的实证研究方法，化学实验是研究和学习物质及其变化的基本方法，是科学探究的一种重要途径。化学实验探究活动可以增强学生合作探究意识，使他们养成独立思考、敢于质疑和勇于创新的精神。

使用便携式实物投影仪，教师有效地、清晰地展示出了实验操作过程与实验现象，有助于学生观察实验现象，如金属钠在空气的氧化过程、过氧化钠的颜色、钠在加热或与水反应时熔化的现象等，这样更有利于学生对金属钠性质的观察与推理，从而让学生认识到化学科学研究需要实证与推理。

2.金属钠的制备与应用

【引入】由刚才的学习可知金属钠有强还原性，那么如何制备金属钠，而金属钠又有哪些用途呢？

【微视频展示】播放课前制作的微视频，该视频涉及的内容有：(1)1807年英国化学家汉弗莱·戴维首次在实验室中制得金属钠(电解碳酸钠)的事迹介绍(强调戴维在制得金属钠的时候还没有人类掌握金属钠的性质)；(2)现代工业上电解熔融的氯化钠制备金属钠。

【思考与讨论】(1)化学家戴维在制得金属钠时面对了怎样的困难与危险？(2)现代金属钠如何制备？

【学生】了解钠的制备的历史，体会科学家探索自然所付出的艰辛与风险，书写电解熔融氯化钠制备金属钠的化学方程式(提示前面提到的钠与氯气的反应)。

【微视频展示】播放课前制作的微视频，该视频涉及的内容有：(1)金属钠在生产生活中的应用；(2)相关应用给人们生产生活带来的便利。

【思考与讨论】(1)金属钠在生产生活中有哪些应用？(2)上述的应用分别利用了钠的那些性质？

【学生】了解钠的主要用途，认识到物质的性质决定了它的用途。

本环节利用微视频等手段，使学生了解金属钠的制备与应用，通过科学家们对金属钠制备相关化学史的教学，学生体会科学家探索自然所付出的艰辛与风险。通过金属钠在生产生活中不同用途的知识教授，学生认识到物质性质对物质用途的决定作用，感受到化学学科对生产发展与生活改善的重要作用。通过金属钠制取到现代金属钠的应用这一过程的学习，学生了解到了相关化学科学的发展历程及其趋势。

微视频可以将相关知识形象化，在短短的几分钟内通过视觉、听觉等途径，学生获得较教师讲述更丰富的信息，也符合新时代学生接受信息的习惯，在心理和情感上加深他们对化学科学促使人类社会进步的认知。

四、结语

教学手段必须与教学内容、教学对象相适应，面对不同的教学内容和教学对象，选择相应的教学手段。新科技的出现在很大程度上改变了学生的生活环境，进而影响着学生的认知、情感及行为，学生在现代信息技术环境下获取信息的认知过程及学习行为也发生了变化。面对这种变化，教师需要结合化学学科自身的特点，对于高中化学不同的教学内容采用不同的现代教学手段，基于不同的核心素养目标进行有效的教学。