基于學科核心素養的教學設計

曹永峰 雷升

本文系甘肅省教育科學“十三五”規劃2018年度重點課題“基于化學學科核心素養的高中化學課堂教學設計研究”（課題編號GS[2018]GHBZ109）研究成果之一

摘要：本文以“探究過氧化鈉的性質”為例，通過探究過氧化鈉分別與水、二氧化碳的反應，在課堂教學中落實化學學科核心素養的培養。

關鍵詞：學科核心素養；教學設計；探究過氧化鈉

中圖分類號：G633.8文獻標識碼：A文章編號：1992-7711（2020）03-0168

《普通高中化學課程標準（2017版）》明確要求加強實驗探究教學，培養學生的學科素養。“過氧化鈉的性質”是人教版必修1“鈉及其化合物”的教學內容，教材以一個演示實驗完成學生的學習任務。基于化學學科核心素養的要求，重新審視教材內容，挖掘可探究的素材，結合教學實踐，設計了能激發學生理性思維、便于操作、現象明顯的幾個科學探究實驗，并運用多媒體輔助教學以增強課堂效果。

【教學目標】

1.通過實驗探究，能正確書寫過氧化鈉分別與水、二氧化碳反應的化學方程式。2.通過課堂探究教學，體驗觀察現象、比較分析、證據推理等方法在研究物質過程中的應用。3.通過分組實驗探究，培養學生合作的精神及實事求是的科學態度。

【教學重點和難點】

重點：過氧化鈉分別與水、二氧化碳的反應。

難點：探究過氧化鈉與二氧化碳反應產物的方案設計。

【教學任務設計】

任務1提出問題，引入新課

（多媒體展示消防員滅火的場景）

（問題引導）通過上一節內容的學習，我們已經知道，金屬鈉著火，而不能用水滅火。那么金屬鈉著火，能否用CO2來滅火呢？

（創設情境）自然界里，水和CO2都是常見的物質，水和CO2可以用來滅火，亦可以生火。同學們喜歡“滴水生火”和“吹氣生火”的魔術嗎？請兩個組的兩位同學上臺表演魔術。

魔術1“滴水生火”：剪去約3cm的濾紙條，置于石棉網上，取一藥匙左右的Na2O2，鋪于濾紙中間。取小團棉花，覆蓋于Na2O2上，用膠頭滴管向濾紙條上逐滴加水，即刻看到棉花團燃燒。

魔術2“吹氣生火”：用棉花團包住適量的Na2O2粉末放在鐵片上，然后在一個干燥管的中間裝上適量的CaCl2固體作干燥劑，將干燥管細口一端對準包有Na2O2的棉花團，用嘴向干燥管粗口端吹氣，即刻棉花團劇烈燃燒起來。

（問題引導）同學們，“滴水生火”和“吹氣生火”的試驗說明了什么？這兩個實驗中，棉花能夠被點燃，說明棉花中一定藏著某種特殊的物質，這種物質在與水或CO2接觸的瞬間放出熱量，溫度達到了棉花的著火點，棉花才被點燃，這種特殊的物質就是——Na2O2。現在請同學們仔細觀察Na2O2的顏色、狀態。

任務2實驗探究“滴水生火”的原因

（提出問題）為什么在Na2O2上滴水會生火：Na2O與水反應生成了NaOH，試猜想Na2O2與水反應生成了什么？用什么方法檢驗？下面對此作進一步的科學探究。

（教師引導）根據學生已有的可燃物燃燒知識和元素質量守恒知識，總結Na2O2與水可能的產物及檢驗方法，然后用多媒體展示探究目的、實驗步驟及藥品用量。

（多媒體展示探究目的）探究Na2O2與水反應的能量變化；Na2O2與水反應生成的氣體；溶液中是否存在NaOH。

（學生活動）按照優化的方案設計和探究目的，同學們利用實驗臺上的藥品和儀器，以小組為單位進行探究“滴水生火”的原因，如圖1。

（學生總結）通過實驗得出“滴水生火”的真正原因是，棉花中放有固體粉末Na2O2；將Na2O2粉末溶于水后，觸摸試管外壁是熱的；發現固體粉末溶解時產生大量氣泡，該氣體能使帶火星的木條復燃；加入酚酞變紅色。結論：Na2O2與水反應放出O2，且此過程放熱，溶液顯堿性。

任務3實驗探究“吹氣生火”的原因

（提出問題）我們現在知道了“滴水生火”的原因。那么“吹氣生火”又是怎么回事呢？

（教師引導）根據學生已探究的Na2O2與水反應經驗，進行知識遷移，總結出Na2O2與CO2反應可能生成的產物及檢驗方法，提出“雙燭異象”的探究原理，裝置如圖2。

（學生活動）以小組為單位進行實驗探究。

（多媒體展示實驗步驟）1.向填有玻璃棉的干燥管中裝入Na2O2粉末；2.根據圖2組裝“雙燭異象”實驗裝置；3.點燃兩根蠟燭，打開未連接干燥管一側的止水夾，觀察現象；夾緊該側止水夾，打開另一止水夾，再觀察現象；4.取出干燥管中的固體粉末少許，加入試管中，用少量水溶解，再加入兩滴CaCl2溶液，觀察現象。

（學生活動）按照步驟，小組進行探究。

（多媒體展示Na2O2的用途圖片）（略）

（作者單位：①甘肅省天水市第一中學741000；②甘肅省靜寧縣第一中學743400）