優(yōu)化教學設計培育核心素養(yǎng)

1、1 1 / / 5 5優(yōu)化教案設計 培育核心素養(yǎng)桐鄉(xiāng)市鳳鳴高級中學 周慧摘要：課堂教案是學生學習知識與技能的主要場所，也是培養(yǎng)化學核心素養(yǎng)的主渠道。本文結 合具體的教案案例，論述了以情景探索、實踐檢驗、方案創(chuàng)新、問題討論和學以致用五個層次入手， 打造全新的化學課堂的方法，以期高效實用地落實對學生化學核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。關鍵詞：化學核心素養(yǎng) 教案設計 鈉的性質與應用年月教育部印發(fā)的關于全面深化課程改革落實立德樹人根本任務的意見中，首次提出“核 心素養(yǎng)”概念。年月，在北京師范大學舉行的中國學生發(fā)展核心素養(yǎng)研究成果發(fā)布會上發(fā)布了中國 核心素養(yǎng)的框架。“核心素養(yǎng)”指學生應具備的適應終身發(fā)展和社會發(fā)展需要的

2、必備品格和關鍵能力， 突出強調個人修養(yǎng)、社會關愛、家國情懷，更加注重自主發(fā)展、合作參與、創(chuàng)新實踐?；瘜W核心素 養(yǎng)包含“宏觀辨識與微觀探析” 、“變化觀念與平衡思想” 、“證據(jù)推理與模型認知” 、“科學探究與創(chuàng) 新意識”和“科學精神與社會責任”五個維度，它是一個人能夠從化學角度來觀察事物且運用化學 技能來解決問題的內在涵養(yǎng) 。然而，由于長期受應試教育的影響，當前課堂存在著“灌輸式” 、“填鴨式”、“一言堂”的教案 方法，缺乏合作、探究、自主學習的方式。只重成績忽視教案過程，必然導致化學社會價值的迷失， 更談不上化學核心素養(yǎng)的培育。因而，一線教案務必將“提出問題、預見猜測、討論可行性、驗證 假設、

3、運用結論”提升為課堂教案的主線，以實現(xiàn)“體驗科學的探究過程，發(fā)展創(chuàng)新精神和實踐能 力，學會用化學的知識分析和解決生實際問題”的教案目標。教案中可從以下五個層次展開實踐， 本文僅以金屬鈉的性質與應用為例加以說明。一、創(chuàng)設情景，引入新課 教案片段 新聞視頻火光中的生死隔離 ：正當救援人員準備對著火點進行撲救的時候，突然，救援人員 從廠方得到了一個更為可怕的消息，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。 為什么火災中金屬鈉的出現(xiàn) 會讓消防員感到害怕？問題：并不是所有的反應都會讓人感到害怕，鈉遇到水會有什么危

4、險呢？ 設計意圖 愛因斯坦說過“興趣是最好的老師” 。結合高中生已有的生活經驗，遇到火災，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)卻讓物資準備豐富的消防員害怕，激起學生的強 烈好奇心，促使學生主動思考，分析原因，激發(fā)學生的科學探究意識和社會責任感。二、動手實驗，驗證猜測 教案片段 問題：鈉遇到水為什么會發(fā)生爆炸？學生實驗：鈉與水反應。 （提示學生：只要取綠豆大小的鈉與水反應嚴格按照實驗步驟是不會爆 炸的。）2 2 / / 5 5問題：請學生描述鈉與水反應的實驗中觀察到的現(xiàn)象，并根據(jù)現(xiàn)象推測鈉具有的物理性質和化 學性質。 設計意圖 化學核心素養(yǎng)要求學生能完成實驗操作， 能對觀

5、察記錄的實驗信息進行加工并獲得結論。 以前， 物質的教案往往以“物理性質結構化學性質制備、保存和用途”為知識主線進行講授式教案， 現(xiàn)轉變?yōu)橛蓪W生自己動手實驗，引導學生仔細觀察實驗現(xiàn)象，主動分析原因，自主歸納金屬鈉的物 理性質和化學性質，學會根據(jù)現(xiàn)象反推本質。在此過程中，全面培養(yǎng)學生的核心素養(yǎng)，具體分析如下： 證據(jù)推理與模型認知：依據(jù)鈉與水反應的現(xiàn)象推測鈉的性質：用小刀切（質地軟） ，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，會與氧氣反應） ，熔成小球（鈉熔點低且反應放熱） ，四 處游動、發(fā)出“嘶

6、嘶”的聲音（有氣體產生） ，滴有酚酞的溶液變紅（有堿性物質生成）等。少量鈉與水劇烈反應，會產生氣體且放出大量熱，認識到化學變化的本質是新物質的生成，并 伴有能量的變化。若十噸鈉遇上水，后果不堪設想，難怪消防員會感到害怕?？茖W探究與創(chuàng)新意識：結合初中已學的爆炸的概念及生活經驗對鈉與水反應會爆炸的原因作出 預測：產生氣體和反應放熱。通過動手實驗，學生觀察到了明顯的實驗現(xiàn)象：鈉熔成小球，游來游 去，發(fā)出“嘶嘶”響聲，驗證了猜測。宏觀辨識與微觀探析：表面變暗J鈉被氧化J鈉性質活潑J族金屬元素易失電子。從分子水平認識物質的結構、性質和變化，形成“結構決定性質”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)質量守恒 和得失電子守恒思想，分析得知產物為氧化鈉： ?？茖W精神與社會責任：通過鈉與水的實驗，幫助學生理解消防員的恐懼，同時也讓學生體會到 化學知識在生活中的重要性，學好化學可以化解危險，挽救生命。消防員救火不是只需要水就可以， 而應根據(jù)不同物質的燃燒，選用不同的滅火物質，若消防員不懂化學，這場救火將變成災難，因此 對化學知識的學習顯得尤為重要。學生通過親自動手操作驗證自己的猜測，從而得出令人信服的結論，深刻體驗成功的喜悅，也 使學生逐步領會科學的本質，樂于探究，熱愛化學，學會用化學的思維方式解決自身學習和生活中 遇到的問題。三、優(yōu)化方案，創(chuàng)新思維 教案

8、片段 問題：堿性物質是什么？問題：鈉與水反應產生什么氣體，怎樣證明呢？問題：如何設計實驗來驗證產物是氫氣？改進實驗：在老師的提示和學生的共同努力下，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，將產生的氫氣通入泡泡液中，反應結束后，用火柴點燃泡泡液，聽 到爆鳴聲，以此驗證氣體為氫氣。設計意圖化學核心素養(yǎng)要求培養(yǎng)學生的科學探究與創(chuàng)新意識，能依據(jù)探究目的設計并優(yōu)化實驗方法，能 和同學交流實驗探究3 3 / / 5 5的成果，提出進一步探究或改進實驗的設想。探究中采用師生互動的啟發(fā)式教 案方法，利用“假設一分析一實驗”的教案手段開展教案，既培養(yǎng)了學生嚴謹求實的科學研究態(tài)度，

9、 還發(fā)揮了學生的主觀能動性，激發(fā)了學生的創(chuàng)新意識，讓學生團結協(xié)作，共享實驗成果。在此過程中，進一步培養(yǎng)學生的核心素養(yǎng)，具體分析如下：證據(jù)推理與模型認知：學生從質量守恒和化合價角度分析推測氣體為氫氣，氣體成分討論的過程讓學生學會從多角度分析問題，尋找證據(jù)進行推理分析，在不斷辨析中學習化學知識，提升邏輯 思維能力。宏觀辨識與微觀探析：酚酞變紅推測有堿性物質生成，實質是生成了氫氧根離子。酚酞變紅J堿性物質J生成J性質活潑J族金屬元素易失電子，形成“結構決定性質”的觀念。變化觀念與平衡思想：根據(jù)質量守恒和得失電子守恒，分析得出鈉與水反應生成氫氧化鈉和氫 氣：f。少量鈉與水劇烈反應，會產生氣體且放出大量

10、熱，使學生認識到化學變化的本質是新物質 的生成，并伴有能量的變化。若十噸鈉遇上水，必定會發(fā)生爆炸，后果不堪設想?？茖W探究與創(chuàng)新意識：實驗的優(yōu)化方案解決了金屬鈉與水反應“氫氣難收集”的困境，同時驗 證了鈉與水反應生成的氣體是氫氣?；瘜W是一門以實驗為基礎的學科，學生不僅要會操作，也要會 分析和改進實驗，學以致用，提高自身的化學素養(yǎng)?？茖W精神與社會責任：通過鈉與水、氧氣的反應，明白鈉的化學性質非?；顫?，它的保存應該 遠離水和空氣，故一般保存在煤油中。做實驗時，多余的鈉不能隨意丟棄，而應放回原試劑瓶，否 則存在安全隱患。四、對比分析，深入理解教案片段新聞視頻：令消防員感到害怕的另一個原因是：火災現(xiàn)場除

11、了水之外還存在著另一個安全隱患：咼溫。演示實驗：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?，F(xiàn)象：劇 烈燃燒，生成淡黃色產物（不明顯），并伴有黑色物質。改進實驗：將一小塊金屬鈉放在可樂罐底（代替石棉網(wǎng)），放在鐵架臺的鐵圈上，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）。知識拓展：結合教材的“資料卡”對過氧化鈉的性質進行簡單介紹：過氧化鈉可用作漂白劑和呼吸面罩中的供氧劑。設計意圖在教案過程中結合多媒體技術，使演示實驗得到更好地展示，方便學生仔細觀察實驗現(xiàn)象和過程，讓學生感受高科技給生活帶來的便捷之處。 金屬鈉的學習讓學生身臨其境地感受消防員的害怕，

12、明白學習化學知識的重要性，如果消防員缺乏化學知識，這場火災將會給社會帶來非常嚴重的后果， 也讓學生深刻意識到化學來自生活，并服務于生活的道理，養(yǎng)成“終身學習”的習慣。教案過程中培養(yǎng)和發(fā)展學生的核心素養(yǎng)，具體分析如下：變化觀念與平衡思想：根據(jù)反應寫出鈉與氧氣在加熱條件下的反應方程式：亠，并對過氧化鈉與水、過氧化鈉與二氧化碳的化學反應方程式畫出雙線橋，進一步理解氧化還原反應的本質：得失電子守恒。4 4 / / 5 5宏觀辨識與微觀探析：常溫下鈉與氧氣反應變暗，生成產物氧化鈉；高溫下鈉與氧氣生成黃色物質過氧化鈉。對比鈉與氧氣的反應：化學反應條件（溫度）不同，產物不同，使學生意識到化學 是一門嚴謹?shù)膶W

13、科，感受類比的思維模式，認識化學學習的社會價值。證據(jù)推理與模型認知：通過鈉與氧氣在不同條件下反應產物顏色不同，深入分析實驗原理，尋找證據(jù)進行推理產物不同。根據(jù)過氧化鈉中氧的化合價為價，處于中間價，既可以升高到價，也可 以降低到價，故過氧化鈉與水或二氧化碳反應時，都會放出氧氣，加劇火情?？茖W探究與創(chuàng)新意識：因為鈉在石棉網(wǎng)上燃燒，產物顏色不明顯，故教師提前查閱資料后改用易拉罐的底部代替石棉網(wǎng)進行實驗改進，激發(fā)學生的學習興趣，引導學生善于發(fā)現(xiàn)和利用身邊的“廢物”，變廢為寶，實現(xiàn)用途最大化?？茖W精神與社會責任：過氧化鈉可做漂白劑，是利用了過氧化鈉的強氧化性，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，將人們呼出的再轉換成，以供呼吸之用。五、解決問題，學以致用教案片段問題：鈉的性質為什么會如此活潑？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？設計意圖金屬鈉的學習，引導學生從物質的微觀結構理解鈉的活潑性質，形成“結構決定性質，性質決定應用和保存”的觀念，同時幫助學生梳理出研究活潑金屬單質的一般思路和方法，為后續(xù)研究其5 5 / / 5 5他物質奠定基礎。進一步培養(yǎng)學生

15、的核心素養(yǎng)，具體分析如下:成鈉離子，體現(xiàn)了鈉的強還原性。族金屬元素最外層都是一個電子，均易失電子體現(xiàn)強還原性。證據(jù)推理與模型認知：根據(jù)常溫下鈉與水或氧氣反應，推測出鈉的化學性質活潑，故保存時要 隔絕空氣和水，自然界不會有游離態(tài)的鈉。科學精神與社會責任：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，透霧能力強，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。 消防人員面對大火非常勇敢，并運用化學知識采取了有效措施：采用了含水較少的冷泡沫對大火實 施覆蓋式撲救，并嚴格把守冷凍車間儲鈉的倉庫，成功地撲滅了大火，避免了鈉的燃燒，讓我們體 會到化學知識在生活中的重要性。萬一遇上鈉燃燒的火情，則用沙子進行撲滅。化學核心素養(yǎng)要求學生關注與化學有關的社會問題，認識到學習化學知識對環(huán)境保護和社會可 持續(xù)發(fā)展的重要性，深刻理解化學、技術、社會和環(huán)境之間的相互關系，并能運用已有的知識和方 法綜合分析化學反應對自然環(huán)境帶來的各種影響，積極參與有關化學問題的社會決策。總之，化學核心素養(yǎng)的五個維度是相關的，彼此滲透和穿插，教案中對化學核心素養(yǎng)的培育需 要以不同的教案內容為載體，內容不同，其側重點也會不同。利用生活情景來培養(yǎng)學生的科學精神 與社