基于核心素養(yǎng)要求下的氯氣教學(xué)案例分析

謝良木

【摘 要】2016年中國學(xué)生核心素養(yǎng)框架體系的提出，使得今天的教育更加注重學(xué)生綜合素質(zhì)和能力的培養(yǎng)。化學(xué)作為一門基礎(chǔ)學(xué)科，非常注重學(xué)生探究能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。課堂教學(xué)作為學(xué)校育人的一種重要手段，在核心素養(yǎng)的要求下，教師應(yīng)當(dāng)注重化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的五個方面在課堂教學(xué)中的滲透。因此，基于核心素養(yǎng)下的教學(xué)探索已經(jīng)成為了當(dāng)今課程改革的必然要求。

【關(guān)鍵詞】核心素養(yǎng);氯氣;教學(xué)探索

核心，顧名思義指的是“關(guān)鍵的、重要的”。隨著基礎(chǔ)教育改革和新課改的推進，我們越來越注重素質(zhì)教育。而化學(xué)學(xué)科的核心素養(yǎng)凝練了學(xué)生所要具備的科學(xué)素養(yǎng)，從五個方面對學(xué)生的發(fā)展提出要求。“氯氣”作為“常見無機物及其應(yīng)用”主題中的一部分內(nèi)容，既承接了前面所學(xué)到的“金屬元素及其化合物”的相關(guān)知識，又完善了對于“非金屬及其化合物”這部分內(nèi)容的學(xué)習(xí)。對這節(jié)內(nèi)容進行基于核心素養(yǎng)要求下的教學(xué)探索，有助于教師形成新的教學(xué)模式，也有助于學(xué)生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)。

《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》中將高中化學(xué)必修課程內(nèi)容分為五個主題。“氯氣”是“富集在海水中的元素——氯”的第一課時，屬于“常見無機物及其應(yīng)用”這一主題。在進行這部分知識的學(xué)習(xí)時，應(yīng)當(dāng)注重對學(xué)生元素觀的培養(yǎng)。在教學(xué)過程中，可以結(jié)合真實情景中的應(yīng)用實例，并穿插著化學(xué)史、演示實驗、分組實驗等，使學(xué)生在腦海中主動建構(gòu)出“氯及其化合物”的知識框架。

一、宏觀辨識與微觀探析素養(yǎng)

基于化學(xué)的學(xué)科性質(zhì)，不僅要在宏觀上認識到氯氣的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)，還需要在微觀上從原子結(jié)構(gòu)、氧化還原反應(yīng)中的電子得失等角度去認識氯氣的性質(zhì)。

首先教師可以詢問學(xué)生之前學(xué)過的化學(xué)物質(zhì)中，哪些物質(zhì)中存在著氯元素。學(xué)生一定會指出NaCl。這時教師可以向?qū)W生展示“海水曬鹽”的圖片，使學(xué)生了解到氯是一種富集在海水的元素。接著向?qū)W生展示一則氯氣泄漏而導(dǎo)致人中毒的新聞，引出這節(jié)課要學(xué)習(xí)的主角——Cl2。通過這部分的展示，使得學(xué)生對氯元素和氯氣有了一定的宏觀和微觀上的感性認識。

接下來教師可以向?qū)W生展示集氣瓶中的氯氣，使學(xué)生自己觀察到其顏色、狀態(tài)、氣味等物理性質(zhì)，并通過演示實驗向?qū)W生展示鈉、銅絲、鐵絲等金屬以及H2等非金屬物質(zhì)在Cl2中的燃燒。接著由學(xué)生自主描述出實驗現(xiàn)象并寫出反應(yīng)方程式。這樣使得學(xué)生在宏觀上對Cl2有了一定的了解。然后，在已經(jīng)學(xué)習(xí)過氧化還原反應(yīng)的基礎(chǔ)上，使學(xué)生自主分析出這些物質(zhì)在Cl2中燃燒所發(fā)生的電子轉(zhuǎn)移情況，從微觀上認清這些反應(yīng)的實質(zhì)。通過觀察這些物質(zhì)在Cl2中的燃燒實驗，從而使學(xué)生形成認知沖突：燃燒不需要氧氣的參與嗎？教師此時可以加以引導(dǎo)指出燃燒反應(yīng)的實質(zhì)，使學(xué)生了解燃燒不一定需要氧氣的參與。

二、變化觀念與平衡思想素養(yǎng)

教師可以向?qū)W生講述“氯氣”的發(fā)現(xiàn)的化學(xué)史——舍勒將軟錳礦和濃鹽酸在一起加熱得到了一種黃綠色氣體。由此學(xué)生可知是兩種物質(zhì)生成了新物質(zhì)。此時可以引導(dǎo)學(xué)生對方程式進行配平，并寫出離子方程式。從氧化還原反應(yīng)的視角和離子反應(yīng)的視角，引導(dǎo)學(xué)生體會化學(xué)反應(yīng)中不同物質(zhì)之間相互轉(zhuǎn)化的變化觀念。并向?qū)W生強調(diào)此反應(yīng)需要在加熱的條件下進行，使學(xué)生體會到化學(xué)變化一定要基于合適的反應(yīng)條件。

三、證據(jù)推理與模型認知素養(yǎng)

在進行氯氣化學(xué)性質(zhì)的學(xué)習(xí)時，要在學(xué)生頭腦中建立出一整套結(jié)構(gòu)化模型。從氯化鈉中的Cl-，到氯氣中的Cl，再到次氯酸中的ClO-，氯元素的化合價變化了，相對應(yīng)物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)也在變化了。接下來指導(dǎo)學(xué)生進行分組實驗，觀察到實驗現(xiàn)象后進行思考：為什么氯化鈉和干燥的氯氣沒有漂白性，而氯水有漂白性？學(xué)生在已有的氧化還原反應(yīng)知識的基礎(chǔ)上可以知道，這三種物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)不同主要是因為氯元素的化合價不同，氯水有漂白性其實是因為其中含有強氧化性物質(zhì)——次氯酸。接著引導(dǎo)學(xué)生進行思考：氯氣也是常見的氧化劑之一，為什么不具備漂白性？接著教師可以向?qū)W生解釋說明：次氯酸中的Cl顯+1價，非常不穩(wěn)定，具有強氧化性，而氯氣中的Cl顯0價，具有一定的氧化性的同時也具備一定的還原性，所以其氧化性較弱，不足以將物質(zhì)進行漂白。在進行這部分的學(xué)習(xí)時，要引導(dǎo)學(xué)生建構(gòu)出Cl-—Cl—ClO-的結(jié)構(gòu)模型，了解到氯水具有漂白性的實質(zhì)。

四、科學(xué)探究與創(chuàng)新意識素養(yǎng)

化學(xué)即研究變化之學(xué)。現(xiàn)在的傳統(tǒng)課堂上，不注重實驗探究學(xué)習(xí)，只注重知識的講解。這樣使學(xué)生掌握到的都是干巴巴的理論知識，很難形成自己的理解。高中階段的化學(xué)學(xué)習(xí)中，我們要加強學(xué)生對科學(xué)知識的探究能力與興趣的培養(yǎng)。

通過舍勒發(fā)現(xiàn)氯氣的化學(xué)史我們也可以知道，許多的化學(xué)物質(zhì)都是通過實驗而制得。具體到這節(jié)課的內(nèi)容，可以讓學(xué)生進行分組實驗：探究干燥的氯氣能否漂白物質(zhì)？氯水能否漂白物質(zhì)？在初中學(xué)習(xí)CO2的性質(zhì)時，學(xué)生已經(jīng)探究過“二氧化碳能否使紫色石蕊小花和干燥的石蕊小花變紅”。類比這個實驗，學(xué)生可以自己探索出“新制的氯水以及干燥的氯氣和有色布條”反應(yīng)的現(xiàn)象。得到實驗現(xiàn)象后，再讓學(xué)生猜想：新制氯水是混合物，其中的哪種物質(zhì)具有漂白性呢？在此問題的基礎(chǔ)上，學(xué)生可以通過合作學(xué)習(xí)，分小組設(shè)計出不同的探究實驗來驗證氯水中的離子。學(xué)生已經(jīng)知道在酸性條件下，Ag+和Cl-反應(yīng)能生成氯化銀白色沉淀，所以可以檢驗出氯離子的存在。使用酸堿指示劑可以檢驗出新制氯水呈酸性，再使用鋅粒或者碳酸鈉檢驗出H+的存在。接著可以將有色布條放入鹽酸溶液中，觀察其是否褪色。通過這個實驗現(xiàn)象，學(xué)生可以知道氯水中除了氫離子和氯離子外，肯定還存在著另外一種物質(zhì)，是這種物質(zhì)具有漂白性。此時教師可以加以引導(dǎo)，指出具有漂白性的物質(zhì)是什么。接著向?qū)W生提問：放置很久后的氯水還具有漂白性嗎？學(xué)生可以再次進行分組實驗，得出結(jié)論：久置的氯水不具有漂白性。此時教師可以進行引導(dǎo)，指出次氯酸不穩(wěn)定易分解生成別的物質(zhì)，所以我們今天所常用的漂白液和漂白粉的主要成分是由次氯酸作為反應(yīng)物制得的NaClO和Ca（ClO）2。

五、科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任素養(yǎng)

在學(xué)習(xí)元素化合物這部分時，學(xué)生不僅要了解元素及其化合物的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)，還要了解其在生活中的應(yīng)用。例如，通過學(xué)習(xí)“舍勒發(fā)現(xiàn)氯氣”的化學(xué)史，學(xué)生應(yīng)當(dāng)對科學(xué)家產(chǎn)生敬佩之情，認識到科學(xué)知識的探索之路是曲折的，并激發(fā)起昂揚的斗志去提高自身的科學(xué)素養(yǎng)。氯氣是一種常見的有毒氣體，生活中也曾發(fā)生過氯氣泄漏事件，教師可以向?qū)W生展示一些類似事故的案例，使學(xué)生掌握當(dāng)此類事故發(fā)生時，應(yīng)該怎么處理。同時也要向?qū)W生強調(diào)，氯氣雖然是一種有毒氣體，卻是化學(xué)工業(yè)上的重要物質(zhì)，是合成眾多有機物質(zhì)的原料之一。由此學(xué)生會更加客觀辯證地去看待氯氣這種物質(zhì)。在進行次氯酸相關(guān)內(nèi)容的學(xué)習(xí)時，要讓學(xué)生認識到生活中常用的84消毒液、漂白粉、漂白液，以及游泳池的消毒劑，都和其有關(guān)。

在提倡素質(zhì)教育的今天，核心素養(yǎng)的貫徹執(zhí)行在課堂教學(xué)中扮演著重要的角色。核心素養(yǎng)的提出不僅對于基礎(chǔ)教育改革有著巨大影響，也對于綜合素質(zhì)評價的實施有著巨大的意義。真正的教育絕不是應(yīng)試教育，而是以“立德樹人”為目標(biāo)的教育。核心素養(yǎng)充分展現(xiàn)了教育的育人功能。而如何將核心素養(yǎng)與課堂教學(xué)聯(lián)系起來，使得學(xué)生能夠真正成為課堂的主體，真正地能夠?qū)崿F(xiàn)知識的自我建構(gòu)，是我們每一個教育工作者所要思考的問題。

【參考文獻】

[1]房喻，徐端鈞.普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）解讀[M].北京：高等教育出版社，2018

[2]中華人民共和國教育部.普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）[S].北京：人民教育出版社，2018

（江蘇省南京市溧水區(qū)第二高級中學(xué)江蘇 南京 210000）