基于核心素養下焰色反應的教學流程設計

余玲莉

摘 要 高中化學中“核心素養”是化學學科最具有學科本質的素養。培養學生的化學學科素養，不僅能促使學生對化學理論知識的掌握，還能夠提高學生綜合實驗能力。焰色反應是化學學科素養培養的典型載體，因此，合理有效的開發焰色反應的教學設計，對整個高中化學教學及學生化學學科素養的培養具有重要意義。

關鍵詞 化學學科；核心素養；焰色反應；教學設計

中圖分類號：G632 文獻標識碼：A 文章編號：1002-7661（2018）25-0249-01

核心素養中的學科素養，是指在不同情境之下處理復雜任務，具有扎實的學科觀念和寬闊的學科視野，體現出內化的實踐能力和創新精神。本文以焰色反應的教學為例，嘗試解釋化學學科素養的培養。

一、闡述焰色反應機理，幫助學生理解焰色反應實質

火焰中金屬元素的物理化學歷程是很復雜的，一般認為，試液霧粒在火焰中有如圖1所示的復雜的反應歷程。

二、以鈉元素為例，展示3s1電子躍遷情況，幫助學生從數據解決問題

由表1可以看到，鈉元素的3s—3p躍遷對應的波長處于可見光黃色區域，因此鈉元素的焰色反應為黃色。對鉀元素的焰色反應原理也進行了類似鈉元素焰色反應的研究，具體情況見表2。

三、對實驗操作和藥品進行分析，引導學生分析問題

實驗中使用到的有鉑絲、鹽酸、待測液。提出疑問：（1）為什么可以用鉑絲這種金屬物質蘸取，有沒有顏色掩蓋的可能？（2）鹽酸的作用？引發學生思考鉑絲的焰色反應如何，為何選取的是鉑絲作為蘸取材料，以及對鹽酸的作用感興趣，學會對比和應用。

四、進行實驗，發現實驗不足之處，引導學生發現問題，提出問題

鉀的焰色反應現象不明顯，甚至認為直接透過藍色鈷玻璃也可觀察到紫色，對實驗結果有質疑。值此之際，最是引導學生去解決問題和實現創新的過程。分析現象不明顯的原因是什么，以及如何不使用藍色鈷玻璃來觀察？

得出原因：酒精燈燃燒的火焰就是黃色，而黃色就會掩蓋紫色；其次，本身的溶液中鉀離子的含量低，導致現象很快消失。

五、實驗改進和創新，引導學生解決問題，進行創新與實踐

解決問題：（1）酒精燈火焰為黃色是燈芯含有鈉元素，如果不用燈芯燃燒，就可以排除其中的干擾，也就可以不需要藍色鈷玻璃的輔助觀察；（2）溶液中離子濃度相對較低，可以替換成固體粉末。

實驗創新：（1）用固體酒精燃燒，固體酒精要選擇瓊脂固體酒精（無干擾，無污染），自行制備，然后放置于鋁易拉罐中點燃，再把待測物固體粉末噴灑到火焰中，觀察現象；（2）用待測物的溶液與酒精按一定比例混合，然后置于鐵坩堝中再進行點燃，觀察現象。

通過以上方法可以不用藍色鈷玻璃就可觀察到鉀的紫紅色，也可以很簡便的觀察其他元素的焰色反應。

六、焰色反應的應用，自制煙花，鼓勵學生學以致用

通過改進實驗，可以觀察單一元素的焰色反應，那如果把物質混合，就可以得到不同的火焰顏色，以此猜想，進行實驗。

Cu+s1 Cu+Na s1+K Na+K K+Cu

七、介紹焰色反應的史實和煙花的制作，培養學生的人文與環保意識

了解化學史實，同時感受化學的利與弊，培養環境保護意識，提升化學素養。

基于上述的設計，融入了核心素養中，培養學生嚴謹的邏輯思維，綠色化學思想，能從微觀的角度認識化學，并且實驗一定的跨學科綜合創新培養。當然，設計中還存在不足與不全面的地方，今后進一步探究。

本文系《核心素養視野下高中化學高效課堂的實踐探究》階段性成果。

參考文獻：

[1]羅鵬，謝巧兵，顧緒平.化學教育，2015，36（9）：61.