基于“證據(jù)推理”視角下高中化學(xué)教學(xué)設(shè)計(jì)

肖艷云

摘 要：當(dāng)前，在教育領(lǐng)域當(dāng)中，核心素養(yǎng)是一個(gè)熱詞，新課改已指出，教師在實(shí)際教學(xué)當(dāng)中需注重培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)，這對(duì)學(xué)生后續(xù)學(xué)習(xí)以及未來(lái)發(fā)展有著重要意義。在高中階段的化學(xué)教學(xué)，證據(jù)推理屬于化學(xué)方面核心素養(yǎng)當(dāng)中的重要內(nèi)容，化學(xué)教學(xué)需著重培養(yǎng)高中生這一素養(yǎng)。基于此，本文在對(duì)證據(jù)推理加以概述的基礎(chǔ)上，對(duì)證據(jù)推理之下鈉與水反應(yīng)的教學(xué)設(shè)計(jì)展開(kāi)探究，希望能對(duì)實(shí)際教學(xué)有所幫助。

關(guān)鍵詞：高中化學(xué);證據(jù)推理;鈉與水反應(yīng)

前言：眾所周知，化學(xué)屬于自然學(xué)科，其把實(shí)驗(yàn)當(dāng)作基礎(chǔ)，可見(jiàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)在化學(xué)教學(xué)當(dāng)中占據(jù)著重要地位。當(dāng)前，在高中化學(xué)學(xué)科實(shí)驗(yàn)教學(xué)當(dāng)中，鈉和水反應(yīng)屬于重要內(nèi)容，需要高中生進(jìn)行深入理解以及扎實(shí)掌握。新時(shí)期，化學(xué)教師在實(shí)驗(yàn)教學(xué)當(dāng)中，除了要讓高中生對(duì)反應(yīng)原理、過(guò)程、現(xiàn)象及結(jié)論進(jìn)行掌握，同時(shí)還需培養(yǎng)高中生化學(xué)方面的核心素養(yǎng)。所以，對(duì)證據(jù)推理之下的化學(xué)學(xué)科教學(xué)設(shè)計(jì)展開(kāi)探究意義重大。

一、證據(jù)推理的概述

所謂證據(jù)推理，指的就是通過(guò)對(duì)問(wèn)題情境進(jìn)行觀察，提取物質(zhì)和氣體變化有關(guān)的證據(jù)，借助分析推理以及抽象概括這些方式，逐漸形成相應(yīng)科學(xué)理論的具體過(guò)程。這對(duì)高中生學(xué)習(xí)已經(jīng)提出有關(guān)要求，主要要求高中生通過(guò)分析推理最終形成相應(yīng)結(jié)論，可以對(duì)證據(jù)和結(jié)論間的關(guān)系進(jìn)行解釋?zhuān)_定科學(xué)結(jié)論形成需要的具體證據(jù)與證據(jù)尋找途徑。

二、證據(jù)推理之下鈉與水反應(yīng)的教學(xué)設(shè)計(jì)

（一）教學(xué)目標(biāo)

1、通過(guò)某工廠爆炸這個(gè)新聞與滴水點(diǎn)燈這個(gè)小魔術(shù)的視頻設(shè)置一個(gè)真實(shí)的問(wèn)題情境。

2、借助實(shí)驗(yàn)演示以及驗(yàn)證假設(shè)，最終獲得結(jié)論。并且從元素種類(lèi)、現(xiàn)象、化合價(jià)和氣體性質(zhì)這些方面來(lái)對(duì)產(chǎn)物加以分析，進(jìn)而得到結(jié)論。

3、通過(guò)選擇相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)方案和高中生的實(shí)驗(yàn)方式，對(duì)選擇儀器與物質(zhì)裝備的檢查這些實(shí)驗(yàn)技能進(jìn)行初步掌握，同時(shí)從中體會(huì)化學(xué)學(xué)習(xí)的樂(lè)趣，激發(fā)高中生的學(xué)習(xí)興趣。

4、學(xué)習(xí)現(xiàn)實(shí)生活當(dāng)中的“鈉著火的撲救”方法，對(duì)生活常識(shí)加以掌握，了解發(fā)生緊急事故期間的處理方法，對(duì)高中生的知識(shí)視野進(jìn)行拓展，讓其感受化學(xué)和生產(chǎn)生活間的緊密聯(lián)系進(jìn)行感受。

（二）設(shè)計(jì)思路

第一，情境導(dǎo)入，主要運(yùn)用工廠爆炸這個(gè)新聞與滴水點(diǎn)燈這個(gè)小魔術(shù)的視頻。

第二，交流討論，按照魔術(shù)與視頻內(nèi)容來(lái)設(shè)計(jì)有關(guān)問(wèn)題，之后讓高中生進(jìn)行分組討論。

第三，提取證據(jù)，按照回答內(nèi)容來(lái)對(duì)金屬鈉的有關(guān)信息進(jìn)行提取，對(duì)金屬鈉具有的性質(zhì)進(jìn)行推測(cè)。

第四，作出假設(shè)：金屬鈉具有的性質(zhì)十分活潑。

第五，結(jié)構(gòu)分析，對(duì)金屬鈉原子結(jié)構(gòu)的示意圖進(jìn)行分析。

第六，實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，化學(xué)教師可對(duì)鈉和水間的反應(yīng)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行演示，對(duì)假設(shè)進(jìn)行驗(yàn)證。

第七，分析產(chǎn)物，從元素種類(lèi)、現(xiàn)象、化合價(jià)和氣體性質(zhì)這些方面來(lái)對(duì)產(chǎn)物加以分析，進(jìn)而得到結(jié)論。

第八，選擇防范，通過(guò)思考，對(duì)合適方案進(jìn)行選擇，對(duì)實(shí)驗(yàn)期間產(chǎn)生的氣體進(jìn)行收集以及檢驗(yàn)，對(duì)定量測(cè)量氣體裝置進(jìn)行創(chuàng)新。

第九，學(xué)生實(shí)驗(yàn)。

第十，獲得結(jié)論，金屬鈉可以和水進(jìn)行劇烈反應(yīng)，同時(shí)產(chǎn)生氫氣與氫氧化鈉。

第十一，解釋關(guān)系，構(gòu)建性質(zhì)能夠決定用途，而用途可以反映性質(zhì)這一觀念。

第十二，聯(lián)系現(xiàn)實(shí)生活，在實(shí)際生產(chǎn)以及生活當(dāng)中，金屬鈉擁有很多用途，并且講述“鈉著火的撲救”方法。

（三）教學(xué)過(guò)程

本次設(shè)計(jì)過(guò)程是圍繞兩條線索進(jìn)行的，也就是明線索與暗線索。在這之中，明線索是通過(guò)問(wèn)題形式展開(kāi)的，主要通過(guò)實(shí)驗(yàn)演示、交流討論、學(xué)生實(shí)驗(yàn)與角色扮演這些方式來(lái)讓高中生對(duì)知識(shí)進(jìn)行掌握，同時(shí)可以學(xué)以致用，完成知識(shí)遷移。而暗線索則是借助滴水點(diǎn)燈這個(gè)魔術(shù)以及新聞導(dǎo)入，讓高中生初步了解金屬鈉具有的某些性質(zhì)，同時(shí)營(yíng)造相應(yīng)的教學(xué)情境，逐層遞進(jìn)，對(duì)高中生進(jìn)行誘導(dǎo)啟發(fā)，逐漸掌握金屬鈉具有的性質(zhì)。

1、創(chuàng)設(shè)情境，對(duì)金屬鈉具有的性質(zhì)進(jìn)行推測(cè)

情境導(dǎo)入：水通常可以用來(lái)滅火，那么水是否可以用來(lái)生火？此時(shí)教師可以對(duì)滴水點(diǎn)燈這個(gè)魔術(shù)進(jìn)行表演。化學(xué)教師可用鑷子取出實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)備的金屬鈉，將其包裹在干燥酒精燈的燈芯處，然后用滴管取一些燒杯當(dāng)中的水，將水滴在燈芯之上。這時(shí)，高中生可以看到燈芯被點(diǎn)燃了。

問(wèn)題：為何酒精燈燈芯當(dāng)中包裹金屬鈉以后，對(duì)燈芯進(jìn)行滴水燈芯被點(diǎn)燃了？

學(xué)生：金屬鈉有可能會(huì)與水進(jìn)行反應(yīng)。

教師：為對(duì)同學(xué)們的猜想進(jìn)行推測(cè)，我們一同來(lái)對(duì)一段新聞進(jìn)行觀看。

在此之后，化學(xué)教師可播放某工廠爆炸這個(gè)新聞視頻，并且提出以下問(wèn)題：

（1）通過(guò)視頻觀看，描述工廠著火原因。

（2）工廠著火以后，現(xiàn)場(chǎng)的消防員要如何進(jìn)行滅火？

（3）消防員在滅火以后，為何不立即對(duì)這個(gè)工廠進(jìn)行后續(xù)處理？

學(xué)生：（1）廠房當(dāng)中存放200公斤的鈉，因?yàn)橄掠辏搹S房的屋頂漏水，水和鈉產(chǎn)生反應(yīng)，進(jìn)而導(dǎo)致了火災(zāi)。

（2）用干粉與水泥進(jìn)行覆蓋，通過(guò)隔絕氧氣這種方法來(lái)滅火。

（3）在廠房當(dāng)中，存放了很多純度較高的金屬鈉，在遇到水以后產(chǎn)生的生成物會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生一定傷害。

角色扮演：可以被稱(chēng)作偵探的人一般都十分善于在一些線索當(dāng)中尋找相應(yīng)的關(guān)鍵點(diǎn)，借助分析推理來(lái)偵破案件。如果現(xiàn)在同學(xué)們是偵探，請(qǐng)思考一下，能夠從工廠爆炸的新聞與滴水點(diǎn)燈這個(gè)魔術(shù)當(dāng)中提取哪些和金屬鈉具有的性質(zhì)有關(guān)的一些關(guān)鍵信息？

生1：金屬鈉可以與水進(jìn)行反應(yīng)，同時(shí)釋放出大量的熱。

生2：鈉著火期間不能用水來(lái)滅火，應(yīng)當(dāng)用干粉以及水泥進(jìn)行覆蓋，通過(guò)隔絕氧氣這種方法，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)滅火目的。

生3：金屬鈉與水進(jìn)行反應(yīng)，可以產(chǎn)生一些對(duì)人體有害的物質(zhì)。

板書(shū)：1、獲取信息

（1）金屬鈉可以與水進(jìn)行反應(yīng)，同時(shí)釋放出大量的熱。

（2）鈉著火期間不能用水來(lái)滅火，應(yīng)當(dāng)用干粉以及水泥進(jìn)行覆蓋，通過(guò)隔絕氧氣這種方法，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)滅火目的。

（3）金屬鈉與水進(jìn)行反應(yīng)，可以產(chǎn)生一些對(duì)人體有害的物質(zhì)。

問(wèn)題：從上述三條信息當(dāng)中，大家嘗試推測(cè)金屬鈉擁有哪些性質(zhì)？

生2：金屬鈉十分活潑，可以與水進(jìn)行反應(yīng)。

追問(wèn)：鈉具有活潑性，可以通過(guò)什么加以分析得到？

生3：從初中時(shí)期學(xué)習(xí)的金屬活動(dòng)的順序表就可以看出，鈉在其中位于第三，因此其性質(zhì)十分活潑。

啟發(fā)：除此之外，同學(xué)們還可以借助什么加以判斷？大家可以練習(xí)我國(guó)說(shuō)的學(xué)習(xí)化學(xué)的重要線索，即結(jié)構(gòu)可以決定性質(zhì)，而性質(zhì)可以覺(jué)得用途。

生4：可以借助原子結(jié)構(gòu)的示意圖加以分析，金屬鈉最外層僅有一個(gè)電子，極易失去，因此其性質(zhì)十分活潑。

板書(shū)2：鈉的性質(zhì)

（1）原子結(jié)構(gòu)的示意圖：

（2）性質(zhì)十分活潑

在上述教學(xué)設(shè)計(jì)之中，化學(xué)教師運(yùn)用新聞素材以及魔術(shù)來(lái)對(duì)問(wèn)題情境加以創(chuàng)設(shè)，由感性認(rèn)識(shí)著手，對(duì)高中生好奇心與探究意識(shí)進(jìn)行激發(fā)，借助一些問(wèn)題，逐漸引導(dǎo)高中生在問(wèn)題情境當(dāng)中對(duì)有關(guān)信息進(jìn)行提取，之后進(jìn)行分組討論交流，找到關(guān)鍵點(diǎn)，進(jìn)而得到鈉的性質(zhì)十分活潑這個(gè)結(jié)論。之后，站在微觀角度，通過(guò)鈉原子結(jié)構(gòu)的示意圖對(duì)所得結(jié)論進(jìn)行闡述，可以提升至理論高度[1-3]。

2、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，得到結(jié)論

鈉和水進(jìn)行反應(yīng)期間可以生成傷害人體的物質(zhì)究竟是什么？之后教師可進(jìn)行實(shí)驗(yàn)演示。

提問(wèn)：大家觀看了哪些實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象？

生3：從試劑瓶當(dāng)中取鈉之時(shí)，鈉是沉于煤油的底部的。

生2：把切好的金屬鈉粒放入水中，金屬鈉會(huì)浮在水面之上。之后熔化成球狀在水中游來(lái)游去，此時(shí)可以聽(tīng)到擴(kuò)音器當(dāng)中傳來(lái)滋滋聲音，最終鈉小球不見(jiàn)了。在培養(yǎng)皿之中，溶液會(huì)伴隨鈉球游動(dòng)慢慢變紅。

問(wèn)題：觀察到上述現(xiàn)象，可以體現(xiàn)出鈉具有的什么性質(zhì)。

生1：金屬鈉密度大于煤油，小于水，熔點(diǎn)低，反應(yīng)之后產(chǎn)生堿性物質(zhì)與氣體。

板書(shū)3：結(jié)論

（1）實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：浮、熔、游、響、紅

（2）反應(yīng)方程式：

（3）離子反應(yīng)方程式：

在上述教學(xué)設(shè)計(jì)之中，先是借助新聞以及魔術(shù)視頻來(lái)進(jìn)行情境導(dǎo)入，可以激發(fā)高中生的探究興趣，快速吸引其注意力，并且對(duì)視頻及魔術(shù)內(nèi)容進(jìn)行交流討論，對(duì)倉(cāng)庫(kù)著火及魔術(shù)奧秘進(jìn)行探究。之后，高中生可以根據(jù)自身所學(xué)知識(shí)大膽提出假設(shè)，在實(shí)驗(yàn)探索當(dāng)中對(duì)假設(shè)進(jìn)行驗(yàn)證。上述整個(gè)探究過(guò)程就是一個(gè)證據(jù)推理的過(guò)程，根據(jù)問(wèn)題及現(xiàn)象提取有關(guān)證據(jù)，做出假設(shè)，之后展開(kāi)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，進(jìn)而得到結(jié)論。在此過(guò)程當(dāng)中，能夠?qū)Ω咧猩C據(jù)推理這一核心素養(yǎng)加以有效培養(yǎng)，同時(shí)培養(yǎng)高中生的科學(xué)思維，為其后續(xù)學(xué)習(xí)及發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

結(jié)論：綜上可知，通過(guò)鈉與水的反應(yīng)，可以有效培養(yǎng)高中生的觀察、推理分析與抽象概括這些能力，這和證據(jù)推理這一模式非常契合。所以，教學(xué)期間，化學(xué)教師需有意識(shí)的把教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行證據(jù)推理化，以此來(lái)培養(yǎng)高中生各項(xiàng)能力，同時(shí)在教學(xué)當(dāng)中對(duì)核心素養(yǎng)加以有效滲透，有效發(fā)展高中生的核心素養(yǎng)。

參考文獻(xiàn)

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