優(yōu)化教學(xué)設(shè)計(jì)培育核心素養(yǎng)

1、1 1 / / 5 5優(yōu)化教案設(shè)計(jì) 培育核心素養(yǎng)桐鄉(xiāng)市鳳鳴高級(jí)中學(xué) 周慧摘要：課堂教案是學(xué)生學(xué)習(xí)知識(shí)與技能的主要場所，也是培養(yǎng)化學(xué)核心素養(yǎng)的主渠道。本文結(jié) 合具體的教案案例，論述了以情景探索、實(shí)踐檢驗(yàn)、方案創(chuàng)新、問題討論和學(xué)以致用五個(gè)層次入手， 打造全新的化學(xué)課堂的方法，以期高效實(shí)用地落實(shí)對(duì)學(xué)生化學(xué)核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。關(guān)鍵詞：化學(xué)核心素養(yǎng) 教案設(shè)計(jì) 鈉的性質(zhì)與應(yīng)用年月教育部印發(fā)的關(guān)于全面深化課程改革落實(shí)立德樹人根本任務(wù)的意見中，首次提出“核 心素養(yǎng)”概念。年月，在北京師范大學(xué)舉行的中國學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)研究成果發(fā)布會(huì)上發(fā)布了中國 核心素養(yǎng)的框架?！昂诵乃仞B(yǎng)”指學(xué)生應(yīng)具備的適應(yīng)終身發(fā)展和社會(huì)發(fā)展需要的

2、必備品格和關(guān)鍵能力， 突出強(qiáng)調(diào)個(gè)人修養(yǎng)、社會(huì)關(guān)愛、家國情懷，更加注重自主發(fā)展、合作參與、創(chuàng)新實(shí)踐。化學(xué)核心素 養(yǎng)包含“宏觀辨識(shí)與微觀探析” 、“變化觀念與平衡思想” 、“證據(jù)推理與模型認(rèn)知” 、“科學(xué)探究與創(chuàng) 新意識(shí)”和“科學(xué)精神與社會(huì)責(zé)任”五個(gè)維度，它是一個(gè)人能夠從化學(xué)角度來觀察事物且運(yùn)用化學(xué) 技能來解決問題的內(nèi)在涵養(yǎng) 。然而，由于長期受應(yīng)試教育的影響，當(dāng)前課堂存在著“灌輸式” 、“填鴨式”、“一言堂”的教案 方法，缺乏合作、探究、自主學(xué)習(xí)的方式。只重成績忽視教案過程，必然導(dǎo)致化學(xué)社會(huì)價(jià)值的迷失， 更談不上化學(xué)核心素養(yǎng)的培育。因而，一線教案務(wù)必將“提出問題、預(yù)見猜測、討論可行性、驗(yàn)證 假設(shè)、

3、運(yùn)用結(jié)論”提升為課堂教案的主線，以實(shí)現(xiàn)“體驗(yàn)科學(xué)的探究過程，發(fā)展創(chuàng)新精神和實(shí)踐能 力，學(xué)會(huì)用化學(xué)的知識(shí)分析和解決生實(shí)際問題”的教案目標(biāo)。教案中可從以下五個(gè)層次展開實(shí)踐， 本文僅以金屬鈉的性質(zhì)與應(yīng)用為例加以說明。一、創(chuàng)設(shè)情景，引入新課 教案片段 新聞視頻火光中的生死隔離 ：正當(dāng)救援人員準(zhǔn)備對(duì)著火點(diǎn)進(jìn)行撲救的時(shí)候，突然，救援人員 從廠方得到了一個(gè)更為可怕的消息，就在離著火的第七車間不足M M 的冷凍車間，儲(chǔ)存了約噸的易燃物品金屬鈉。問題： 記者從現(xiàn)場發(fā)回的照片， 表明滅火的人力和物資都很充足。 為什么火災(zāi)中金屬鈉的出現(xiàn) 會(huì)讓消防員感到害怕？問題：并不是所有的反應(yīng)都會(huì)讓人感到害怕，鈉遇到水會(huì)有什么危

4、險(xiǎn)呢？ 設(shè)計(jì)意圖 愛因斯坦說過“興趣是最好的老師” 。結(jié)合高中生已有的生活經(jīng)驗(yàn)，遇到火災(zāi)，往往用裝有水或 者泡沫的消防車即可幫助滅火，但是金屬鈉的出現(xiàn)卻讓物資準(zhǔn)備豐富的消防員害怕，激起學(xué)生的強(qiáng) 烈好奇心，促使學(xué)生主動(dòng)思考，分析原因，激發(fā)學(xué)生的科學(xué)探究意識(shí)和社會(huì)責(zé)任感。二、動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證猜測 教案片段 問題：鈉遇到水為什么會(huì)發(fā)生爆炸？學(xué)生實(shí)驗(yàn)：鈉與水反應(yīng)。 （提示學(xué)生：只要取綠豆大小的鈉與水反應(yīng)嚴(yán)格按照實(shí)驗(yàn)步驟是不會(huì)爆 炸的。）2 2 / / 5 5問題：請(qǐng)學(xué)生描述鈉與水反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)中觀察到的現(xiàn)象，并根據(jù)現(xiàn)象推測鈉具有的物理性質(zhì)和化 學(xué)性質(zhì)。 設(shè)計(jì)意圖 化學(xué)核心素養(yǎng)要求學(xué)生能完成實(shí)驗(yàn)操作， 能對(duì)觀

5、察記錄的實(shí)驗(yàn)信息進(jìn)行加工并獲得結(jié)論。 以前， 物質(zhì)的教案往往以“物理性質(zhì)結(jié)構(gòu)化學(xué)性質(zhì)制備、保存和用途”為知識(shí)主線進(jìn)行講授式教案， 現(xiàn)轉(zhuǎn)變?yōu)橛蓪W(xué)生自己動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生仔細(xì)觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，主動(dòng)分析原因，自主歸納金屬鈉的物 理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)，學(xué)會(huì)根據(jù)現(xiàn)象反推本質(zhì)。在此過程中，全面培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)，具體分析如下： 證據(jù)推理與模型認(rèn)知：依據(jù)鈉與水反應(yīng)的現(xiàn)象推測鈉的性質(zhì)：用小刀切（質(zhì)地軟） ，鈉沉在煤油 底部，而浮在水面上（密度比水小，比煤油大） ，切開金屬鈉的斷面，看到金屬銀白色的光澤，但光 澤很快變暗，重新變成灰白色（鈉銀白色，會(huì)與氧氣反應(yīng)） ，熔成小球（鈉熔點(diǎn)低且反應(yīng)放熱） ，四 處游動(dòng)、發(fā)出“嘶

6、嘶”的聲音（有氣體產(chǎn)生） ，滴有酚酞的溶液變紅（有堿性物質(zhì)生成）等。少量鈉與水劇烈反應(yīng)，會(huì)產(chǎn)生氣體且放出大量熱，認(rèn)識(shí)到化學(xué)變化的本質(zhì)是新物質(zhì)的生成，并 伴有能量的變化。若十噸鈉遇上水，后果不堪設(shè)想，難怪消防員會(huì)感到害怕。科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)：結(jié)合初中已學(xué)的爆炸的概念及生活經(jīng)驗(yàn)對(duì)鈉與水反應(yīng)會(huì)爆炸的原因作出 預(yù)測：產(chǎn)生氣體和反應(yīng)放熱。通過動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，學(xué)生觀察到了明顯的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：鈉熔成小球，游來游 去，發(fā)出“嘶嘶”響聲，驗(yàn)證了猜測。宏觀辨識(shí)與微觀探析：表面變暗J鈉被氧化J鈉性質(zhì)活潑J族金屬元素易失電子。從分子水平認(rèn)識(shí)物質(zhì)的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和變化，形成“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”的觀念。變化觀念與平衡思想： 根據(jù)現(xiàn)象分析鈉

7、變暗，是由于鈉被空氣中的氧氣氧化，再根據(jù)質(zhì)量守恒 和得失電子守恒思想，分析得知產(chǎn)物為氧化鈉： ?？茖W(xué)精神與社會(huì)責(zé)任：通過鈉與水的實(shí)驗(yàn)，幫助學(xué)生理解消防員的恐懼，同時(shí)也讓學(xué)生體會(huì)到 化學(xué)知識(shí)在生活中的重要性，學(xué)好化學(xué)可以化解危險(xiǎn)，挽救生命。消防員救火不是只需要水就可以， 而應(yīng)根據(jù)不同物質(zhì)的燃燒，選用不同的滅火物質(zhì)，若消防員不懂化學(xué)，這場救火將變成災(zāi)難，因此 對(duì)化學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)顯得尤為重要。學(xué)生通過親自動(dòng)手操作驗(yàn)證自己的猜測，從而得出令人信服的結(jié)論，深刻體驗(yàn)成功的喜悅，也 使學(xué)生逐步領(lǐng)會(huì)科學(xué)的本質(zhì)，樂于探究，熱愛化學(xué)，學(xué)會(huì)用化學(xué)的思維方式解決自身學(xué)習(xí)和生活中 遇到的問題。三、優(yōu)化方案，創(chuàng)新思維 教案

8、片段 問題：堿性物質(zhì)是什么？問題：鈉與水反應(yīng)產(chǎn)生什么氣體，怎樣證明呢？問題：如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證產(chǎn)物是氫氣？改進(jìn)實(shí)驗(yàn)：在老師的提示和學(xué)生的共同努力下，選擇了如圖一的裝置：在錐形瓶中放大半瓶水, 再放入一顆綠豆大小的金屬鈉，將產(chǎn)生的氫氣通入泡泡液中，反應(yīng)結(jié)束后，用火柴點(diǎn)燃泡泡液，聽 到爆鳴聲，以此驗(yàn)證氣體為氫氣。設(shè)計(jì)意圖化學(xué)核心素養(yǎng)要求培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)，能依據(jù)探究目的設(shè)計(jì)并優(yōu)化實(shí)驗(yàn)方法，能 和同學(xué)交流實(shí)驗(yàn)探究3 3 / / 5 5的成果，提出進(jìn)一步探究或改進(jìn)實(shí)驗(yàn)的設(shè)想。探究中采用師生互動(dòng)的啟發(fā)式教 案方法，利用“假設(shè)一分析一實(shí)驗(yàn)”的教案手段開展教案，既培養(yǎng)了學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)研究態(tài)度，

9、 還發(fā)揮了學(xué)生的主觀能動(dòng)性，激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，讓學(xué)生團(tuán)結(jié)協(xié)作，共享實(shí)驗(yàn)成果。在此過程中，進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)，具體分析如下：證據(jù)推理與模型認(rèn)知：學(xué)生從質(zhì)量守恒和化合價(jià)角度分析推測氣體為氫氣，氣體成分討論的過程讓學(xué)生學(xué)會(huì)從多角度分析問題，尋找證據(jù)進(jìn)行推理分析，在不斷辨析中學(xué)習(xí)化學(xué)知識(shí)，提升邏輯 思維能力。宏觀辨識(shí)與微觀探析：酚酞變紅推測有堿性物質(zhì)生成，實(shí)質(zhì)是生成了氫氧根離子。酚酞變紅J堿性物質(zhì)J生成J性質(zhì)活潑J族金屬元素易失電子，形成“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”的觀念。變化觀念與平衡思想：根據(jù)質(zhì)量守恒和得失電子守恒，分析得出鈉與水反應(yīng)生成氫氧化鈉和氫 氣：f。少量鈉與水劇烈反應(yīng)，會(huì)產(chǎn)生氣體且放出大量

10、熱，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到化學(xué)變化的本質(zhì)是新物質(zhì) 的生成，并伴有能量的變化。若十噸鈉遇上水，必定會(huì)發(fā)生爆炸，后果不堪設(shè)想?？茖W(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)：實(shí)驗(yàn)的優(yōu)化方案解決了金屬鈉與水反應(yīng)“氫氣難收集”的困境，同時(shí)驗(yàn) 證了鈉與水反應(yīng)生成的氣體是氫氣?；瘜W(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，學(xué)生不僅要會(huì)操作，也要會(huì) 分析和改進(jìn)實(shí)驗(yàn)，學(xué)以致用，提高自身的化學(xué)素養(yǎng)?？茖W(xué)精神與社會(huì)責(zé)任：通過鈉與水、氧氣的反應(yīng)，明白鈉的化學(xué)性質(zhì)非?；顫?，它的保存應(yīng)該 遠(yuǎn)離水和空氣，故一般保存在煤油中。做實(shí)驗(yàn)時(shí)，多余的鈉不能隨意丟棄，而應(yīng)放回原試劑瓶，否 則存在安全隱患。四、對(duì)比分析，深入理解教案片段新聞視頻：令消防員感到害怕的另一個(gè)原因是：火災(zāi)現(xiàn)場除

11、了水之外還存在著另一個(gè)安全隱患：咼溫。演示實(shí)驗(yàn)：借助攝像頭和電腦，將一小塊金屬鈉放在石棉網(wǎng)上，直接用酒精燈加熱。現(xiàn)象：劇 烈燃燒，生成淡黃色產(chǎn)物（不明顯），并伴有黑色物質(zhì)。改進(jìn)實(shí)驗(yàn)：將一小塊金屬鈉放在可樂罐底（代替石棉網(wǎng)），放在鐵架臺(tái)的鐵圈上，用酒精燈直接加熱可樂罐底?，F(xiàn)象：劇烈燃燒，生成淡黃色固體（無黑色物質(zhì)）。知識(shí)拓展：結(jié)合教材的“資料卡”對(duì)過氧化鈉的性質(zhì)進(jìn)行簡單介紹：過氧化鈉可用作漂白劑和呼吸面罩中的供氧劑。設(shè)計(jì)意圖在教案過程中結(jié)合多媒體技術(shù)，使演示實(shí)驗(yàn)得到更好地展示，方便學(xué)生仔細(xì)觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和過程，讓學(xué)生感受高科技給生活帶來的便捷之處。 金屬鈉的學(xué)習(xí)讓學(xué)生身臨其境地感受消防員的害怕，

12、明白學(xué)習(xí)化學(xué)知識(shí)的重要性，如果消防員缺乏化學(xué)知識(shí)，這場火災(zāi)將會(huì)給社會(huì)帶來非常嚴(yán)重的后果， 也讓學(xué)生深刻意識(shí)到化學(xué)來自生活，并服務(wù)于生活的道理，養(yǎng)成“終身學(xué)習(xí)”的習(xí)慣。教案過程中培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生的核心素養(yǎng)，具體分析如下：變化觀念與平衡思想：根據(jù)反應(yīng)寫出鈉與氧氣在加熱條件下的反應(yīng)方程式：亠，并對(duì)過氧化鈉與水、過氧化鈉與二氧化碳的化學(xué)反應(yīng)方程式畫出雙線橋，進(jìn)一步理解氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)：得失電子守恒。4 4 / / 5 5宏觀辨識(shí)與微觀探析：常溫下鈉與氧氣反應(yīng)變暗，生成產(chǎn)物氧化鈉；高溫下鈉與氧氣生成黃色物質(zhì)過氧化鈉。對(duì)比鈉與氧氣的反應(yīng)：化學(xué)反應(yīng)條件（溫度）不同，產(chǎn)物不同，使學(xué)生意識(shí)到化學(xué) 是一門嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)

13、科，感受類比的思維模式，認(rèn)識(shí)化學(xué)學(xué)習(xí)的社會(huì)價(jià)值。證據(jù)推理與模型認(rèn)知：通過鈉與氧氣在不同條件下反應(yīng)產(chǎn)物顏色不同，深入分析實(shí)驗(yàn)原理，尋找證據(jù)進(jìn)行推理產(chǎn)物不同。根據(jù)過氧化鈉中氧的化合價(jià)為價(jià)，處于中間價(jià)，既可以升高到價(jià)，也可 以降低到價(jià)，故過氧化鈉與水或二氧化碳反應(yīng)時(shí)，都會(huì)放出氧氣，加劇火情?？茖W(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)：因?yàn)殁c在石棉網(wǎng)上燃燒，產(chǎn)物顏色不明顯，故教師提前查閱資料后改用易拉罐的底部代替石棉網(wǎng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)改進(jìn)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，引導(dǎo)學(xué)生善于發(fā)現(xiàn)和利用身邊的“廢物”，變廢為寶，實(shí)現(xiàn)用途最大化?？茖W(xué)精神與社會(huì)責(zé)任：過氧化鈉可做漂白劑，是利用了過氧化鈉的強(qiáng)氧化性，了解氧化性漂白劑，如彩漂液、漂白粉、消毒液。

14、過氧化鈉還可作呼吸面罩中的供氧劑，可將它用在礦山、坑道、潛水或宇宙飛船等缺氧的場合，將人們呼出的再轉(zhuǎn)換成，以供呼吸之用。五、解決問題，學(xué)以致用教案片段問題：鈉的性質(zhì)為什么會(huì)如此活潑？問題：鈉為什么要保存在煤油中？問題：自然界有游離態(tài)的鈉嗎？問題：鈉有哪些用途？問題：如果你是消防員，這場大火最終將如何被撲滅的？問題：萬一出現(xiàn)鈉燃燒的火情，消防人員又該采取何種方式去滅火呢？設(shè)計(jì)意圖金屬鈉的學(xué)習(xí)，引導(dǎo)學(xué)生從物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)理解鈉的活潑性質(zhì)，形成“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)，性質(zhì)決定應(yīng)用和保存”的觀念，同時(shí)幫助學(xué)生梳理出研究活潑金屬單質(zhì)的一般思路和方法，為后續(xù)研究其5 5 / / 5 5他物質(zhì)奠定基礎(chǔ)。進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生

15、的核心素養(yǎng)，具體分析如下:成鈉離子，體現(xiàn)了鈉的強(qiáng)還原性。族金屬元素最外層都是一個(gè)電子，均易失電子體現(xiàn)強(qiáng)還原性。證據(jù)推理與模型認(rèn)知：根據(jù)常溫下鈉與水或氧氣反應(yīng)，推測出鈉的化學(xué)性質(zhì)活潑，故保存時(shí)要 隔絕空氣和水，自然界不會(huì)有游離態(tài)的鈉。科學(xué)精神與社會(huì)責(zé)任：鈉是一種非常重要的活潑金屬，它的用途非常廣泛：鈉和鉀的合金可用 于快中子反應(yīng)堆作熱交換劑；充有鈉蒸氣的高壓鈉燈發(fā)出的黃光射程遠(yuǎn)，透霧能力強(qiáng)，常用于道路 和廣場的照明；制備鈉的化合物如過氧化鈉；還可以從鈦、鋯等金屬的氯化物中置換出金屬單質(zhì)。 消防人員面對(duì)大火非常勇敢，并運(yùn)用化學(xué)知識(shí)采取了有效措施：采用了含水較少的冷泡沫對(duì)大火實(shí) 施覆蓋式撲救，并嚴(yán)格把守冷凍車間儲(chǔ)鈉的倉庫，成功地?fù)錅缌舜蠡?，避免了鈉的燃燒，讓我們體 會(huì)到化學(xué)知識(shí)在生活中的重要性。萬一遇上鈉燃燒的火情，則用沙子進(jìn)行撲滅?；瘜W(xué)核心素養(yǎng)要求學(xué)生關(guān)注與化學(xué)有關(guān)的社會(huì)問題，認(rèn)識(shí)到學(xué)習(xí)化學(xué)知識(shí)對(duì)環(huán)境保護(hù)和社會(huì)可 持續(xù)發(fā)展的重要性，深刻理解化學(xué)、技術(shù)、社會(huì)和環(huán)境之間的相互關(guān)系，并能運(yùn)用已有的知識(shí)和方 法綜合分析化學(xué)反應(yīng)對(duì)自然環(huán)境帶來的各種影響，積極參與有關(guān)化學(xué)問題的社會(huì)決策。總之，化學(xué)核心素養(yǎng)的五個(gè)維度是相關(guān)的，彼此滲透和穿插，教案中對(duì)化學(xué)核心素養(yǎng)的培育需 要以不同的教案內(nèi)容為載體，內(nèi)容不同，其側(cè)重點(diǎn)也會(huì)不同。利用生活情景來培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神 與社