用真实问题情境引领化学课堂教学——以“金属钠的性质和应用”教学为例

顾丽萍

（江苏省苏州市吴中区东山中学，江苏苏州 215107）

引 言

教育部《关于全面深化课程改革落实立德树人根本任务的意见》指出：课程改革面临新挑战，教育部要研究制订各学科的核心素养体系，要从学生已有的生活经验出发，切实发展学生的学科核心素养，帮助学生形成适应社会和个人发展需要的必备品格和关键能力。

一、真实问题情境的提出

《普通高中化学课程标准（2017年版）》指出：教师应重视开展“素养为本”的教学，明确提出倡导真实问题情境的创设，开展以化学实验为主的多种探究活动。重视教学内容的结构化设计，激发学生学习化学的兴趣，促进学生学习方式的转变，从而培养学生的创新精神和实践能力。

课程标准中倡导的“真实问题情境”是什么？情境由反映真实生活的材料组成，使学生直面生活和学习，以培养学生解决实际中“真”问题的能力。真实是来源于生活或工业生产实际，情境本身是一个问题或一系列能引起学生思考的问题（问题串），在问题解决过程中学生能经历深度学习。有无问题情境、问题情境的综合复杂程度及熟悉陌生程度等，均与学生核心素养的能力表现水平有重要关系。

二、真实问题情境的实施

课程标准中所提供的情境素材绝不是在新课引入时为激发学生兴趣而随意选择的。化学课堂的情境素材既要有核心素养的培养功能，又要有实践意义。在情境资源的使用中，教师要关注如何将情境中提出的问题解决贯彻到整个课堂中，让学生经历一个完整的问题研究和解决过程[1]。鉴于此，在化学课堂教学中应追求“一境到底”，即用真实存在的问题或问题串设计情境展开教学，让学生在不断解决问题的过程中培养核心素养，即真实问题情境能够贯穿化学课堂的始终。

三、巧用真实问题情境进行“钠”的教学

（一）优质课评比中巧用各种真实情境实施教学

“金属钠的性质”教学中，可供选择的情境有很多。2016年江苏省高中化学优质课比赛的课题就是“金属钠的性质与应用”，参赛教师从不同的角度出发，采用以下情境开展“金属钠”的教学。（1）利用最新科技前沿：科研小组利用钠、钾高温消融治肿瘤。（2）利用航空航天相关信息：航天金属钛合金中的金属钛是如何制备的？维持航天员生命所需的氧气除了地面自带一部分外，还有一部分通过化学反应制得。你想知道怎样制的吗？（3）利用赛课当地景观：以优质课比赛地点常州武进的夜景图片引出高压钠灯。（4）介绍工业上金属钠的包装。（5）新闻引入：由金属钠仓库着火说起。（6）引用“曾青得铁化为铜”，提问“曾青得钠化为什么呢”？（7）利用化学史：戴维电解熔融的苛性钠……这是人类首次制得钠！

在优质课评比中，选手从不同角度选择了真实情境，非常新颖，能跟科技前沿、航空航天、钠的保存、钠的发现史等学生不熟悉的信息联系，激起学生的学习兴趣。很多情境都能巧妙地引出问题（串），而只有真实问题情境才能激发学生持续学习的兴趣。学生在情境中不断生发问题、解决问题。这个过程能使学生改变“接受式”学习方式，能不断调动学生的思维，从而培养他们的创新精神和实践能力。

（二）以金属的实验室保存为情境实施教学

2019年9月，笔者要上一节“金属钠的性质和应用”的公开课。笔者此前接受过培训，深知真实问题情境对课堂教学的重要性，好的情境能带出引发学生不断深入思考的问题串，培养学生的创新思维能力。所以在备课过程中，笔者首先寻找情境。网上有关金属钠的新闻很多，因课题较简单，加上2016年省评优课已有9 节示范课，怎样才能上出新意呢？网络、超市、厨房……笔者最终才找到实验室。

笔者从观察镁、铝、铜的实验室保存方法引入：镁条、铝片、铜丝都装在塑料袋中，而钠浸没在某种无色透明的液体中。笔者请学生猜测：钠为什么要浸没在无色液体中？学生能想到隔绝空气。这说明钠性质活泼，要与氧气反应。但是，铝和镁性质也活泼，也要跟氧气反应，为什么铝和镁不用隔绝空气保存呢？这时，笔者继续提问：同为金属，应该都有金属光泽，但是四种金属中只有铜丝有金属光泽，那么铝和镁为什么没有金属光泽呢？学生知道，铝和镁会形成氧化膜，所以失去光泽。如何才能看见铝和镁的真面目？学生回答：砂纸打磨。金属钠若仅与氧气反应形成氧化膜，能不能通过打磨除去呢？那又何必保存在无色液体中呢？可见钠与镁、铝相比，有其独特之处。这是第一个疑问。

第二个疑问：无色液体是什么？是不是水呢？通过闻气味可知，无色液体有特殊气味，不是水。那是什么呢？笔者请更多学生闻无色液体的气味。笔者向学生介绍：煤油跟甲烷都是只含有碳、氢两种元素的有机物，它们属于同一类物质。

第三个疑问：为什么钠用煤油保存而不是用水保存呢？带着对钠性质的好奇心，学生开启学习钠的历程。

通过从煤油中取出钠，用小刀切开，学生体验到钠质软。切开的钠表面呈银白色，有金属光泽，且切面很快变暗。学生明白钠性质活泼，在空气中很快就会变质。将吸干煤油的绿豆般大小的钠粒投入小烧杯中的水，出现了令学生目不暇接的现象。反应结束后，笔者请学生滴入几滴酚酞试液。

此时，笔者提问：如果将铜、铝、镁投入冷水中，会有现象吗?学生立即将一段铜丝、一块打磨的铝片和打磨的镁条分别投入冷水中。可见，钠之所以浸没在煤油中，一是隔绝空气，二是隔绝水。钠质软且有腐蚀性，打磨除去氧化膜的方法行不通。铜、铝、镁、钠同为金属，都有金属的通性（物理性质），这是其一。但不同金属之间也存在着很大的差异，这体现在（化学性质）金属活动性顺序表（与酸反应置换出氢气的难易程度，排在前面的金属单质能把排在后面的金属离子从溶液置换出来）中，也体现在与氧气、水的反应中。钠在金属活动性顺序表中排在四种金属（钠、镁、铝、铜）的最前面，它能把溶液中的其他三种金属离子中置换出来吗？学生设计实验，如将钠投入硫酸铜溶液中，观察现象。学生会发现，钠投入硫酸铜溶液中，先与水反应生成氢氧化钠，再发生氢氧化钠和硫酸铜的反应。可见，在水环境中，金属钠不可能把金属离子置换。那么要用钠置换其他金属，必须在无水环境中，如熔融状态下。由此引出金属钠的用途：在高温条件下，用金属钠从钛、锆、铌、钽的氯化物中置换出金属单质。

结 语

高中化学内容与生活实际、工农业生产、环境保护关系密切。在教学设计过程中，教师要做到处处用心，定能找到适合的真实问题情境[2]。若高中生的化学学习都是在真实问题情境中进行，那么在面对陌生问题时，学生一定能将自己通过实践培养的拆解问题、调用角度的能力应用在问题解决上，进而使核心素养的培养真正落实在学生的生活中。学生只有在面对真实、复杂的问题时，才能自主调用认识角度，利用高度结构化、观念化的知识解决问题，从而具备高水平的核心素养。