基于核心素養的化學智慧課堂研究

黃魏 譚祺

摘 要：以“金屬鈉的性質與應用”的教學為例，闡述在高中化學教學中采用“自主先學→組內研學→交流促學→反饋評學”的智慧課堂教學模式發展學生核心素養的一些做法，為一線教師的教學實踐提供借鑒。

關鍵詞：智慧課堂；核心素養；高中化學

根據業內討論，高中化學核心素養大體包含化學學科觀念、化學學科思維、科學探究實踐和化學學科價值追求等方面，它是學生在化學課程學習過程中形成和發展的，學生只有通過自主、合作、探究等多樣化的學習方式，才能在學習過程中自主獲取化學學科知識、形成化學學科觀念、體驗化學實驗探究的過程、運用化學特征的思維方式分析和解決實際問題、認同和踐行化學學習價值追求。[1]成都市第二十中學校提出的智慧課堂教學理念是讓學生在學習中體驗過程、習得知識、豐盈智慧，讓學生站在學習的中心，建構創造性、智慧性、交互性的學習進程，融合以現代技術手段革新為基礎的智慧方法，強調以促進師生情智交流為本體的智慧評價，最終實現以提升學生核心素養、合作探究能力、綜合思維能力為指向的智慧發展。

智慧課堂的基本環節是：自主先學→組內研學→交流促學→反饋評學。教師根據學習目標，精心設計導學案、實驗、閱讀等小組合作學習任務，學生在自主先學的基礎上，由組長統一組織，通過“傾聽一質疑一探究一交流”的方式展開“組內研學”形成組內共識，教師參與和指導各小組的研學活動，適時點撥，及時把握研學進程和效果，收集、了解各小組共性問題，適時微調課堂學習內容和難度，然后選取小組代表進行本小組的成果展示，師生一起交流促學，最后學生獨立完成反饋任務并在組內交流，學生對課堂學習內容及反饋任務進行自我總結和評價，教師結合學生反饋任務的完成情況，及時點撥，對小組及組內成員給予恰當的評價。當然，一堂課可以就某個知識點的學習按照上述四個環節組織，亦可根據具體情況選擇其中幾個環節或重復其中的某幾個環節。教學過程中教師要把握好師生的角色定位，重視學生的自主、質疑、合作、展示、探究和創新，讓學生體驗求索的愉悅和求知的快樂，

讓學生在合作探究中生動、富有個性地學習，讓師生的智慧之花在互動與對話中綻放，將學生核心素養的培養落到實處。下面以人教版《化學》必修一中“金屬鈉的性質與應用”的教學實踐為例加以說明。

1 情境創設，猜想物質性質

1.1 情境創設

情境創設主要涉及兩個要素：一是情境的價值性問題，問題情境要和本課的教學內容相關聯，能夠促使學生產生有意義的思考，否則激發的僅僅是學生的一般性興趣；二是情境的效果性問題，過于簡單或復雜的情境都不會產生效果，特別熟悉的經驗不能引起學習者思維，特別新穎的情境易造成學生理解困難。[2]本節課引發學生認知沖突的情境創設方法有“滴水生火”和鈉引起火災的視頻等，“滴水生火”效果雖好，但較為常見，缺少新鮮感；鈉引起火災的突發事故是一個負面新聞，容易引起學生的恐懼心理而影響實驗操作。考慮到鈉的用途廣，而本節課涉及鈉的相關性質卻較少，如果先研究性質，再根據性質決定用途，只能涉及少許，所以本節課可以直接從鈉的用途人手，課堂開始先點亮高壓鈉燈，再通過圖文展示鈉的重要用途，激發起學生的研究興趣，再通過“用途是由性質決定的”，自然過渡到性質的猜想和探究環節。

1.2 猜想性質

根據鈉的物質類別，學生能迅速根據初中所學知識說出金屬單質的一般性質，這樣可以強化學生分類表征的意識。然后追問：金屬鈉活潑嗎？你是怎么知道的？學生能從金屬活動順序表和鈉的原子結構作出判斷，較好地將宏觀與微觀聯系起來。結合工業上金屬鈉的包裝要求，學生能輕松地猜想鈉可能與氧氣或水反應，并給出判斷依據。

2 實驗探究，建構思維模型

2.1 探究Na與O2反應

（1）Na在常溫下與O2反應。

由于鈉在常溫下很容易被O2氧化，如果用小刀切開觀察，不易觀察到鈉的銀白色金屬光澤，所以最好能在一個相對密封的體系中進行。比如，可以將1mL塑料注射器的針頭部分切去，剩下的部分用作取鈉器，這樣可以較長時間觀察到鈉的銀白色金屬光澤，將一部分鈉推出，可以立即對比觀察到與空氣接觸到的金屬鈉表面變化的過程。這樣做還便于下面實驗中取用鈉，由于這樣鉆取的鈉幾乎不含煤油，也就省去了用濾紙吸煤油這一過程。

（2）Na在加熱時與O2反應。

經過研究，本節課選用底部破損的小試管，用夾子夾住，加熱燃燒后，將試管連同夾子置于石棉網上，迅速罩上一個玻璃水槽，將產生的煙蓋住。

實驗探究結束后，教師組織學生交流實驗中觀察到的現象，在這一過程中教師要注意引導學生透過現象看本質，結合實驗現象推理鈉的性質。

進而引導學生寫出Na與O2反應的兩個化學方程式，然后教師再因勢利導對學生進行講解：“這種從現象進行推理得出結論的過程就是證據推理，這是實驗探究過程中常用的一種思維模型，下面我們就利用這樣的思路來探究鈉與水的反應。”自然過渡到下一環節。

2.2 探究Na與水的反應

（1）實驗探究，證據推理。

研究發現，在250mL規格錐形瓶中加人約50mL水來做這個實驗相對安全，由于錐形瓶上小下大的特點，鈉不容易游到壁上，所以無須蓋玻璃片。實驗前教師提醒學生注意觀察金屬鈉的位置、形狀變化、運動情況、有無聲音、滴人酚酞后溶液的顏色等現象。學生完成實驗后在小組內交流實驗現象并進行證據推理得出相應的結論。

（2）結合經驗，理論推理。

鈉與水反應生成的氣體是什么呢？讓學生運用所學知識進行理論推理。可以通過元素守恒，從原子個數比進行推理，也可以通過電子守恒，從化合價升降角度進行推理，不難得出產生的氣體是H2。

3 方案設計，培養創新意識

3.1 設計方案，培養創新思維能力

如何通過實驗方法檢驗生成的氣體是不是H2呢？學生會想到先收集再點燃的方法。此時引導學生按要求設計實驗。

請設計Na與水的反應裝置，并利用可燃性檢驗H2。

要求：①鈉塊與水接觸時，裝置內盡可能不含空氣；②裝置盡可能簡單（反應容器可任選，也可自創）。

學生先小組交流討論，再選派代表用投影展示，其中設計較好的示意圖如下：

3.2 演示實驗，體驗創新設計之精妙

演示教師所設計的實驗，如圖2。在干燥管內裝入適量水（水面距干燥管頂端約8mm），固定于鐵架臺上，下方放一個裝有少量水的燒杯（如圖所示）。在一配套的橡膠塞固定一根針.切取大小適中的鈉塊固定于針上，塞緊橡皮塞，拔去下方的乳膠頭，然后將針迅速向下按，使鈉塊與水接觸反應，產生的氣體被收集在干燥管內。將干燥管倒置并再次固定于鐵架臺上。拔出下方的橡皮塞，同時將燃著的火柴靠近干燥管上方的管口，可以觀察到氣體起初能夠安靜地燃燒，當火焰快熄滅時可聽到一聲尖銳的爆鳴聲，說明收集到的氣體是H2。

4 總結提升，解決實際問題

教師通過思維導圖進行知識小結，幫助學生建立知識網絡，再與學生一起回顧本節課對鈉的研究流程，總結出研究物質性質的一般程序，如圖3。

然后通過兩個問題讓學生學以致用，在解決實際問題中鞏固所學知識：

問題l 向稀的CuSO4水溶液中投入少量鈉會觀察到什么現象？其反應原理是什么？

問題2 大量金屬鈉引起火災時，消防人員能否用水來滅火？這樣做會導致什么后果？

通過問題1讓學生猜想現象并闡述理由，然后再通過實驗進行驗證。通過問題2讓學生增強安全意識，巧妙地強化了學生的科學精神和社會責任感。

由于學生對金屬已經有了一定的認識，所以本節課主要采用了“組內研學”、“交流促學”環節，通過實驗探究讓學生體驗化學探究的過程，建構化學知識，并通過開放性設計培養學生的發散思維和創新思維能力，最后再通過兩個問題進行“反饋評學”。整個課堂始終以學生為中心，他們在實踐活動中體驗探究過程、主動習得知識、豐盈智慧，較好地發展了化學核心素養。

有人說：“知識，只是能讓人看到一塊石頭就是一塊石頭，一粒沙子就是一粒沙子；智慧，卻能讓人從一塊石頭里看到風景，從一粒沙子里發現靈魂。”也許我們還談不上是智慧教師，但我們必須以智慧的心靈為主導，在課堂中用智慧的方式培養智慧的人。

【參考文獻】

[1]吳星.高中化學核心素養的建構視角[J].化學教育，2017（02）.

[2]杜威.我們怎樣思維·經驗與教育[M].姜文閔，譯.北京：人民教育出版社，2017.

[3]人民教育出版社《普通高中課程標準實驗教科書化學必修一參考書》

[4] 陳進前《基于化學科核心素養發展制定教學目標》華東師范大學主辦《化學教學》2018.07

[5] 教育部頒布了《普通高中化學課程標準》（2017年版）