论文部分内容阅读
【摘要】从发展学生化学学科核心素养的角度对“金属的化学性质”主题进行了教学设计，创设真实情境，采用问题驱动的方法，通过合作、探究促进学生参与学习，发展学生学科核心素养。
【关键词】化学学科核心素养;探究实验;金属的化学性质
【基金项目】2018年度广西研究生教育创新计划项目（项目编号XYCSZ2018069）。
一、问题的提出
《中国学生发展核心素养》认为核心素养是“学生应具备的，能够适应终身发展和社会发展需要的必备品格和关键能力”[1]。针对“金属的化学性质”这一主题已有一些教学研究。如邱激扬基于“翻转课堂”的理念进行了教学设计;钮建芳分析了该主题教学时的注意事项。还有许多一线教师对该主题进行了教学设计，但这些教学设计中主要还是注重知识的理解和技能的获得。基于以上考虑，本文以“金属的化学性质”为例，研究了“基于发展学科核心素养的教学设计”。
二、教材分析——挖掘学科核心素养
分析“金属的化学性质”这一主题的内容适合发展的核心素养如表1所示。
三、教学过程
（一）环节一：境脉创设，“苗银”非银
PPT：旅游景点处热销的“苗银”饰品。
教师：同学们节假日出去旅游或者逛小饰品店的时候应该都有看到这种银白色的小饰品，它们因为物美价廉所以很受消费者喜欢，可是这些“苗银”饰品是不是纯银？
学生A：我买过！戴了没多久就掉色了，里面是红色的，应该是铜，只有表面是银吧。
学生B：不太可能是纯银，银的不可能这么便宜，应该只有表面是银。
资料卡片：“苗银”的成分。
教师：市面上所售卖的“苗银”饰品其主要成分为铜，通过热镀锡或电镀镍、银等方式使饰品表面具有金属银的颜色及光泽，根据其成分一般分为三类：以黄铜（铜锌合金）为主的“苗银”、以白铜（铜镍合金）为主的“苗银”、以红铜（铜单质）为主的“苗银”。
实物展示：“苗银”挂坠。
教师：如何证明这个“苗银”挂坠不是纯银所造？
学生：用“排水法”算出体积，再称出重量，计算出密度后与银比较。
学生实验：做实验，计算，证明“苗银”挂坠不是纯银。
教师：为什么商家可以通过镀锡、镍的方式使这些饰品能和真正的银饰真假难分呢？
学生：锡、镍也是银白色的金属，和银相似。
教师：为什么我们戴过一段时间后又能很快察觉这些饰品不是银饰呢？
学生：因为银不容易氧化、变色。
教师：如何依据这一点来对金属进行分类？
学生：一类金属化学性质活泼;一类金属化学性质不活泼。
教师：如何看待“苗银”饰品涌占市场的现象？
学生讨论：感觉这样有点欺诈嫌疑;银制品贵学生买不起，用“苗银”饰品替代挺好的;如果这种“苗银”没那么容易掉色就好了。
设计意图：本节课以近年来市场上大量涌现的“苗银”饰品作为引入，引发学生生活共鸣。通过设计实验判断“苗银是否为纯银”和讨论“商家仿造银饰品成功的原因”引发学生对市场这一现象深入思考，诊断学生对金属的物理通性的理解、掌握水平并发展学生以下核心素养：素养3，依据证据推出合理的结论;素养4，设计简单实验方法，依据现象做出解释;素养5，能够对与化学有关的社会热点现象做出正确的价值判断。
（二）环节二：实验探究，金属活动性顺序排一排
教师：怎么比较金属的化学活泼性？
学生讨论：在金属的状态、实验条件相同的情况下对比实验现象，实验现象越剧烈，金属越活泼。
教师：每个小组的实验桌上放了四瓶金属丝：镁、铝、铁、铜。分小组设计实验方案，比较四种金属的化学活泼性。
小组实验：用坩埚钳分别夹取缠绕了火柴的四种金属丝在酒精灯上点燃，在火柴即将燃尽时慢慢插入瓶底铺有沙子的氧气瓶中。
小组发言：描述实验现象。得出结论，化学活泼性：镁>铝>铁>铜。
教师：如何用别的实验来验证结论？金属还有可能和什么物质反应？
学生：酸。
视频：酸雨对金属材料的危害。
教师：分小组设计实验，探究这四种金属与稀硫酸反应，记录实验现象。
小组实验：往四根试管中倒入适量稀硫酸，分别放入四种金属丝，观察现象。
小组结论：描述现象。结论：两次实验结论一致。
PPT：金属活动性顺序表。
教师：推测生成的气体种类。并用所学的方法验证猜想，完成化学方程式。观察这几个化学方程式，从物质所属类别的角度来看你能发现什么特点？
小组讨论：得出置换反应的定义、特点。
教师：如何让金属离子重新变为可利用的金属材料？
设计意图：“苗银”饰品易被氧化让学生意识到金属化学活泼性有差异，自然引入对金属化学活泼性的探究。引导学生依据实验现象事实下结论，紧扣证据推理这一核心素养。通过设计实验验证结论，突出科学探究的严谨性，发展学生科学探究素养。观看酸雨视频，引发学生关注金属资源开发和回收的社会热点问题。
（三）环节三：资源开发，金属单质的获得
教师：金属活动性顺序中排在氢前面的金属能够将非氧化性酸中的氢元素以氢气的形式置换出来，根据这个特点可以用金属单质A把金属B从它的盐溶液中置换出来吗？需要什么条件呢？
学生1：猜想1：可以，条件是金属活动性顺序中A排在B前面。
学生2：猜想2：可以，条件是金属活动性顺序中A排在氢前面且B排在氢后面。
学生3：猜想3：可以，条件是金属活动性顺序中A、B都排在氢前面且A排在B前面。
学生4：猜想4：可以，条件是金属活动性顺序中A、B都排在氢后面且A排在B前面。
学生5：猜想5：不可以。
教师：实验桌上提供了铝、铁、铜、银四种金属丝和FeSO4溶液、CuSO4溶液、AgNO3溶液，各小組讨论设计实验方案，合作论证猜想。
小组实验：将四种金属分别插入三种溶液中，观察、记录实验现象。
小组发言：描述实验现象。证明，猜想1正确。
教师：现在这里有一瓶金属钠和一瓶CuSO4溶液，请一位同学上来实验，用金属钠制取金属铜。
学生实验：切下一小块黄豆大小的钠，用镊子夹取放入CuSO4溶液中。
教师：为什么没有置换出铜？
学生：可能还有一些条件刚才没考虑到？
教师：解释略。
教师：这种获得金属单质的方法早在汉代已经开始使用，比如著名的湿法炼铜。
资料卡片：湿法炼铜的过程。
教师：总结出从金属矿物中获得金属单质的一般提炼步骤。思考如何对水中的金属资源进行回收？
小组讨论：资源开发：煅烧-酸浸-除杂-置换。资源回收：富集-除杂-置换。
总结：今天这节课的课题来源于我们真实的生活，最后也回归生活。本节课留给同学们的课后问题有两个。第一，设计实验方案，检验老师买的“苗银”挂坠是哪一种“苗银”？第二，既然铝的化学性质比铁活泼，为什么我们在生活中很少看到铝制品被腐蚀呢？
设计意图：本环节运用了探究式教学法，启发学生对置换反应的应用进行合理猜想，再引导学生设计实验论证猜想，巩固证据推理素养。其次，通过设计实验结论冲突引发学生思维冲突，借此培养学生严谨的科学探究精神，让学生提取从金属矿物中提取金属单质的关键步骤，培养学生的信息素养。最后布置的课后任务与课题的引入做到了良好的首尾呼应，使学生真正做到学以致用。
【参考文献】
[1]余文森.核心素养的教学意义及其培育[J].今日教育，2016（03）：11-14.
【关键词】化学学科核心素养;探究实验;金属的化学性质
【基金项目】2018年度广西研究生教育创新计划项目（项目编号XYCSZ2018069）。
一、问题的提出
《中国学生发展核心素养》认为核心素养是“学生应具备的，能够适应终身发展和社会发展需要的必备品格和关键能力”[1]。针对“金属的化学性质”这一主题已有一些教学研究。如邱激扬基于“翻转课堂”的理念进行了教学设计;钮建芳分析了该主题教学时的注意事项。还有许多一线教师对该主题进行了教学设计，但这些教学设计中主要还是注重知识的理解和技能的获得。基于以上考虑，本文以“金属的化学性质”为例，研究了“基于发展学科核心素养的教学设计”。
二、教材分析——挖掘学科核心素养
分析“金属的化学性质”这一主题的内容适合发展的核心素养如表1所示。
三、教学过程
（一）环节一：境脉创设，“苗银”非银
PPT：旅游景点处热销的“苗银”饰品。
教师：同学们节假日出去旅游或者逛小饰品店的时候应该都有看到这种银白色的小饰品，它们因为物美价廉所以很受消费者喜欢，可是这些“苗银”饰品是不是纯银？
学生A：我买过！戴了没多久就掉色了，里面是红色的，应该是铜，只有表面是银吧。
学生B：不太可能是纯银，银的不可能这么便宜，应该只有表面是银。
资料卡片：“苗银”的成分。
教师：市面上所售卖的“苗银”饰品其主要成分为铜，通过热镀锡或电镀镍、银等方式使饰品表面具有金属银的颜色及光泽，根据其成分一般分为三类：以黄铜（铜锌合金）为主的“苗银”、以白铜（铜镍合金）为主的“苗银”、以红铜（铜单质）为主的“苗银”。
实物展示：“苗银”挂坠。
教师：如何证明这个“苗银”挂坠不是纯银所造？
学生：用“排水法”算出体积，再称出重量，计算出密度后与银比较。
学生实验：做实验，计算，证明“苗银”挂坠不是纯银。
教师：为什么商家可以通过镀锡、镍的方式使这些饰品能和真正的银饰真假难分呢？
学生：锡、镍也是银白色的金属，和银相似。
教师：为什么我们戴过一段时间后又能很快察觉这些饰品不是银饰呢？
学生：因为银不容易氧化、变色。
教师：如何依据这一点来对金属进行分类？
学生：一类金属化学性质活泼;一类金属化学性质不活泼。
教师：如何看待“苗银”饰品涌占市场的现象？
学生讨论：感觉这样有点欺诈嫌疑;银制品贵学生买不起，用“苗银”饰品替代挺好的;如果这种“苗银”没那么容易掉色就好了。
设计意图：本节课以近年来市场上大量涌现的“苗银”饰品作为引入，引发学生生活共鸣。通过设计实验判断“苗银是否为纯银”和讨论“商家仿造银饰品成功的原因”引发学生对市场这一现象深入思考，诊断学生对金属的物理通性的理解、掌握水平并发展学生以下核心素养：素养3，依据证据推出合理的结论;素养4，设计简单实验方法，依据现象做出解释;素养5，能够对与化学有关的社会热点现象做出正确的价值判断。
（二）环节二：实验探究，金属活动性顺序排一排
教师：怎么比较金属的化学活泼性？
学生讨论：在金属的状态、实验条件相同的情况下对比实验现象，实验现象越剧烈，金属越活泼。
教师：每个小组的实验桌上放了四瓶金属丝：镁、铝、铁、铜。分小组设计实验方案，比较四种金属的化学活泼性。
小组实验：用坩埚钳分别夹取缠绕了火柴的四种金属丝在酒精灯上点燃，在火柴即将燃尽时慢慢插入瓶底铺有沙子的氧气瓶中。
小组发言：描述实验现象。得出结论，化学活泼性：镁>铝>铁>铜。
教师：如何用别的实验来验证结论？金属还有可能和什么物质反应？
学生：酸。
视频：酸雨对金属材料的危害。
教师：分小组设计实验，探究这四种金属与稀硫酸反应，记录实验现象。
小组实验：往四根试管中倒入适量稀硫酸，分别放入四种金属丝，观察现象。
小组结论：描述现象。结论：两次实验结论一致。
PPT：金属活动性顺序表。
教师：推测生成的气体种类。并用所学的方法验证猜想，完成化学方程式。观察这几个化学方程式，从物质所属类别的角度来看你能发现什么特点？
小组讨论：得出置换反应的定义、特点。
教师：如何让金属离子重新变为可利用的金属材料？
设计意图：“苗银”饰品易被氧化让学生意识到金属化学活泼性有差异，自然引入对金属化学活泼性的探究。引导学生依据实验现象事实下结论，紧扣证据推理这一核心素养。通过设计实验验证结论，突出科学探究的严谨性，发展学生科学探究素养。观看酸雨视频，引发学生关注金属资源开发和回收的社会热点问题。
（三）环节三：资源开发，金属单质的获得
教师：金属活动性顺序中排在氢前面的金属能够将非氧化性酸中的氢元素以氢气的形式置换出来，根据这个特点可以用金属单质A把金属B从它的盐溶液中置换出来吗？需要什么条件呢？
学生1：猜想1：可以，条件是金属活动性顺序中A排在B前面。
学生2：猜想2：可以，条件是金属活动性顺序中A排在氢前面且B排在氢后面。
学生3：猜想3：可以，条件是金属活动性顺序中A、B都排在氢前面且A排在B前面。
学生4：猜想4：可以，条件是金属活动性顺序中A、B都排在氢后面且A排在B前面。
学生5：猜想5：不可以。
教师：实验桌上提供了铝、铁、铜、银四种金属丝和FeSO4溶液、CuSO4溶液、AgNO3溶液，各小組讨论设计实验方案，合作论证猜想。
小组实验：将四种金属分别插入三种溶液中，观察、记录实验现象。
小组发言：描述实验现象。证明，猜想1正确。
教师：现在这里有一瓶金属钠和一瓶CuSO4溶液，请一位同学上来实验，用金属钠制取金属铜。
学生实验：切下一小块黄豆大小的钠，用镊子夹取放入CuSO4溶液中。
教师：为什么没有置换出铜？
学生：可能还有一些条件刚才没考虑到？
教师：解释略。
教师：这种获得金属单质的方法早在汉代已经开始使用，比如著名的湿法炼铜。
资料卡片：湿法炼铜的过程。
教师：总结出从金属矿物中获得金属单质的一般提炼步骤。思考如何对水中的金属资源进行回收？
小组讨论：资源开发：煅烧-酸浸-除杂-置换。资源回收：富集-除杂-置换。
总结：今天这节课的课题来源于我们真实的生活，最后也回归生活。本节课留给同学们的课后问题有两个。第一，设计实验方案，检验老师买的“苗银”挂坠是哪一种“苗银”？第二，既然铝的化学性质比铁活泼，为什么我们在生活中很少看到铝制品被腐蚀呢？
设计意图：本环节运用了探究式教学法，启发学生对置换反应的应用进行合理猜想，再引导学生设计实验论证猜想，巩固证据推理素养。其次，通过设计实验结论冲突引发学生思维冲突，借此培养学生严谨的科学探究精神，让学生提取从金属矿物中提取金属单质的关键步骤，培养学生的信息素养。最后布置的课后任务与课题的引入做到了良好的首尾呼应，使学生真正做到学以致用。
【参考文献】
[1]余文森.核心素养的教学意义及其培育[J].今日教育，2016（03）：11-14.