化学学科核心素养理念下“钠与水的反应”教学设计与实施

高玉韩 查干莲花 照格申白乙

[摘 要] 2017版高中化学课程标准提出了“发展学生化学学科核心素养”的要求。因此，在化学课堂教学中，教师应全面贯彻“化学学科核心素养”的课程理念。通过化学学科核心素养理念下“钠与水的反应”这节课的教学设计与实施，尝试在一节课的教学中如何贯彻培养学生5个方面化学学科核心素养的思想。具体教学用“金属引发的爆炸”为真实情景引入，通过准确表达钠与水反应的宏观现象，解释此反应的微观本质，进一步理解“结构决定性质”的化学观念，用化学方程式将化学反应准确书写下来，并让学生用所学知识解决生活中的实际问题，从而达到培养学生化学学科核心素养的目的。

[关键词] 化学学科;核心素养;教学设计

[作者简介] 高玉韩，内蒙古民族大学化学化工学院教师。

[中图分类号] G642.0    [文献标识码] A    [文章编号] 1674-9324（2020）19-0202-03    [收稿日期] 2020-02-04

“所谓化学学科核心素养是指学生通过化学学科学习而逐步形成的正确价值观念、必备品格和关键能力”[1]，具体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、科学精神与社会责任等5个方面。在化学学科教学中学生化学学科核心素养的发展是一个持续的过程，是通过具体的一节一节的化学课堂教学来实现的。因此，基于核心素养的化学教学目标源于化学学科核心素养、教学内容基于真实的情景问题、教学过程要有利于素养的养成，使得每一节化学课的教学设计对于学生化学学科核心素养发展就显得尤为突出和重要[2]。文章试图以“钠与水的反应”这节课的教学设计与实施为例，用“金属引发的爆炸”为真实情景新课引入，通过准确表达钠与水反应的宏观现象，解释此反应的微观本质，进一步理解“结构决定性质”的化学观念，用化学方程式将化学反应准确书写下来，并让学生用所学知识解决生活中的实际问题，从而达到培养学生化学学科核心素养的目的。

一、基于化学学科核心素养的课时教学目标的确定

按照化学新课程标准提出的化学学科核心素养目标要求，课时教学目标的确定要体现化学学科核心素养，以学生现有经验为起点，以学生需要达到的素养目标为终点，进行教学目标的制定[3]。按照5个化学学科核心素养确定“钠与水的反应”这一节课教学目标，具体如下：（1）在宏观辨识与微观探析方面，通过钠与水反应实验的观察，学会准确描述实验的宏观现象，并从钠的微观结构分析其活泼性，进一步理解“结构决定性质”的化学基本原理。（2）在变化观念与平衡思想方面，通过钠与水反应的反应物与生成物状态和性质的分析，解释钠在化学反应过程中的微观结构与变化，从电子得失与成键角度确立化学科学中的变化观念。（3）在证据推理和模型认知方面，以所收集到的实验现象为证据，推导出此化学反应的微观本质，形成“从现象到本质”的科学研究的一般思维方法，通过化学反应方程式的准确、规范书写，学习化学物质及变化的符号表征方法，学习用化学符号这一特殊模型方法准确表述化学变化的基本技能。（4）在科学探究与创新意识方面，通过钠与水的反应实验探究，学习与领会“问题—收集证据—科学抽象—得出结论—应用”这一科学探究的一般过程和“感性认识到理性认识，从理性认识到实践”的人类认识的一般过程，形成化学学科研究的思想和方法。（5）在科学精神与社会责任方面，通過钠遇到雨水后发生爆炸的新闻事件，分析和探究事故发生的原因，养成关心社会问题的意识和用化学知识解释相关化学问题的习惯。

二、基于化学学科核心素养的课时教学设计

课时教学目标要以化学核心素养为基础和依据，而课时教学设计应以化学核心素养为核心。在每节课中，化学学科的5个具体核心素养是相辅相成的，同时也有各自的侧重点。“宏观辨识与微观探析”“变化观念与平衡思想”及“证据推理和模型认知”主要要求学生形成化学学科的思想和方法，属于化学科学认识范畴;科学探究与创新意识从实践层面激励学生勇于创新，属于化学科学实践范畴;科学态度与社会责任进一步揭示了化学学科的更高层次的价值追求，属于化学科学价值范畴或化学科学应用范畴[4]。新课程倡导“素养为本”的课堂教学，应设置真实而且有价值的问题情境、具有实验探究、联系生活等;促使学生化学学科核心素养的发展和形成。以素养为本的“钠与水的反应”这一节课教学设计的基本思路见下图。

在现实的一节课教学中，很难同时实现培养所有5个方面化学学科核心的目标，化学课程标准也没有如此硬性要求。在本节课的教学设计中，拟达到培养学生5个核心素养目标，这是本教学设计的一种尝试，如何贯彻在一节课的教学中培养学生5个方面化学学科核心素养的思想，首先在引入环节中，以热点新闻引课，提出问题，引出钠元素的活泼性，以培养证据推理和模型认知、科学态度与社会责任的目标。其次在实验探究环节中，学生以小组为单位做探究性实验，观察钠与水反应的实验现象，分析实验现象的原因，以培养宏观辨识与微观探析、变化观念与平衡思想的目标。再次在进一步探究环节中，从理论和实验两个方面验证实验产物。理论方面，用氧化还原反应验证反应产生的气体，以培养学生证据推理与模型认知的目标;用实验探究检验产生的气体，以培养证据推理与模型认知、科学探究与创新意识的目标。在最后环节中，用所学新知识解决实际问题，课后查阅钠的用途，以培养学生科学态度与社会责任的目标。

三、基于化学学科核心素养的课堂教学过程

（一）新课引入

【教学过程】教师播放《沈阳市一家厂房存放的200公斤金属钠爆炸》的新闻热点，创设教学情境，提出问题，引发学生从观看的视频中思考及回答教师的问题。引起爆炸的物质是什么？为什么金属会引发爆炸？能从金属钠的结构知道钠是非常活泼的金属。因为钠的最外层只有一个电子，很容易失去，所以有强氧化性，因此钠的化学性质非常活泼，能够和大量无机物、大部分非金属单质发生反应。学生回答是：金属钠引发的爆炸是因为遇上了雨水的缘故。

【教学意图】基于核心素养，教学设计要突出来源于真实而富有意义的情景问题。本节课以新闻热点导入，结合多媒体，开阔视野，明确学习内容，激发学生学习兴趣，感受到本节课所研究内容的价值。学生了解到有些金属也可以引发爆炸，再通过分析可以知道钠的活泼性，以培养学生宏观辨识与微观探析、科学态度与社会责任核心素养。

（二）实验探究

【教学过程】

探究一：在教科书中，钠与水的反应实验是向烧杯加一些水，滴入几滴酚酞溶液，然后把一小块绿豆大的金属钠放入水中，让学生观察实验。在本节课，首先，在教师引导下让学生正确操作完成本实验，观察实验现象，并描述实验现象：钠浮在水面上、熔成光亮的小球、四处游动、发出嘶嘶的声响、溶液变为红色。其次，分析和解释发生现象的原因：钠浮在水面上的原因是钠的密度比水小;熔成光亮的小球是因为熔点低，反应放热;四处游动是因为反应产生气体、受力不均;发出嘶嘶的声响是因为反应剧烈;溶液变为红色是因为溶液呈碱性。

【设计意图】学生亲自做实验，可以更清晰地观察到实验现象，使学生可以更好地融入课堂，掌握化学实验的基本要点，注意实验安全，会做实验记录，增强学生的实验操作能力。通过学生进行实验探究，结合宏观现象，了解微观粒子之间的变化。通过小组讨论，学生相互学习，弥补自己的不足之处，提升表达能力和思维能力。以培养学生的科学探究与创新意识、宏观辨识与微观探析等核心素养。

探究二：教师提出以下引导思维的问题：有气体产生就一定会在液面上四处游动，发出响声吗？那生成的气体又是什么呢？从实验和理论方面怎样验证反应产生的气体？之后，让部分学生用画图的方式设计实验方案，用教师提前准备好的实验仪器和药品进行实验探究。再用已学过的氧化还原反应原理进行理论论证产生的气体是什么。得出结论：钠与水反应产生的气体是氢气，写出反应方程式2Na+2H2O=2NaOH+H2↑。

【设计意图】通过问题引导，激发思维，指导学生掌握正确的思考问题的方法。用问题探究的方式，对钠与水反应产物的理论论证和用已学的氧化还原反应知识进行深层考察，进一步深化对化学反应的本质是物质的微观结构发生改变的理解。通过这样2个层次的论证，可以让学生更好地掌握钠与水反应的本质，提升化学思维能力和证据推理能力，以培养学生证据推理和模型认知的核心素养。

（三）联系实际

【教学过程】教师将学生的思维引回到本节课开始时的新闻视频，提出“金属钠爆炸需要什么来灭火？”的问题，引导学生化学知识与真实事件、社会问题的联系，知道金属钠着火不能用水灭火，灭火器一定不能含有水。教师可以通过这次的新闻事件引导学生理解生活中与化学相关的问题有很多。教师可以留课后作业，让学生查阅金属钠的用途。

【设计意图】通过用化学知识解决一些社会实际问题，可以帮助学生认识化学科学知识的价值，培养学生社会责任感，同时提高学生用所学知识解决实际问题的能力。从钠的爆炸事件，让学生感悟到事物的两面性，认识到化学对生产生活的重要作用，辩证地看待化学以及正确的运用化学。通过真实情景—实际问题—化学知识之间的相互联系，培养和提高学生的科学思维与社会责任感等核心素养。

四、基于化学学科核心素养的教学反思

在化学学科核心素养理念下，设计并实施“钠与水的反应”这节课，目的是为了在现实的教学中尝试怎样在一节课中能够贯彻5个核心素养的培养目标。在整个教学过程中，尽可能地给学生创造动手、动脑的机會，让学生积极主动思考、探究，提出学生感兴趣的问题并引导学生去思考问题最终解决问题。用真实的新闻引入课程，吸引学生的注意力，引出钠的活泼性，能够达到培养宏观辨识与微观探析、科学态度与社会责任的目标;在实验探究部分，让学生亲自动手做实验，观察实验现象，分析实验现象原因，能够达到培养宏观辨识与微观探析、变化观念与平衡思想的目标;在检验反应产物的部分，分别从实验和理论不同层面上去验证。学生用教师提前准备好的实验仪器设计实验、检验实验产物，能够达到培养科学探究与创新意识、变化观念与平衡思想的目标，学生结合自己已有知识推导得出反应产物，并且能够正确书写反应方程式，达到培养证据推理与模型认知的目标;最后将学生的思维引导到开始新闻中的问题，能够联系实际，用所学的知识解决问题，能够知道金属钠着火不能用水扑灭，能够达到培养科学态度与社会责任的目标。在整个学习过程中合理地结合了核心素养的内容，使学生得到了化学学科核心素养方面的培养。但在整个课堂实验操作过程中，因为学生容易分散注意力而观察不到完整的实验现象，导致有的学生在实验完成后不能完全地回答和表达清楚所有的实验现象，这样一来就很难得到所期望的结果。

参考文献

[1][5]郑长龙.2017年版普通高中化学课程标准的重大变化及解析[J].化学教育（中英文），2018，39（9）：41-47.

[2]郑长龙，孙佳林.“素养为本”的化学课堂教学的设计与实施[J].课程·教材·教法，2018，38（4）：71-78.

[3]郭瑞红，张英锋，王秀红.基于化学学科核心素养“离子反应”的教学设计及实施[J].教育与装备研究，2019，35（9）：19-22.

[4]中华人民共和国教育部制定.普通高中化学课程标准（2017年版）[M].北京：人民教育出版社，2018.

Teaching Design and Implementation of "Reaction of Sodium with Water" under the Core Literacy Concept of Chemistry

GAO Yu-han， CHA Gan Lian Hua， ZHAO Ge Shen Bai Yi

（College of Chemistry and Chemical Engineering， Inner Mongolia University for Nationalities， Tongliao， Inner Mongolia 028043， China）