基于核心素養下“碳酸鈉和碳酸氫鈉知識”教學研究

王亞梅 王中華

摘 要：本文以化學新課程標準的學科素養為背景，對碳酸鈉與碳酸氫鈉知識點的課題進行教學研究。以兩種鹽在生活中的應用創設問題情景，通過提問互動、對比分析、實驗探究等教學方法開展碳酸鈉和碳酸氫鈉性質的學習。通過知識的應用，將知識回歸到生活中，培養學生將知識遷移到生活中的能力，為培養學生核心素養的發展提供一定的思路。

關鍵詞：核心素養;碳酸鈉和碳酸氫鈉;教學研究

一、高中化學學科核心素養

根據目前知網收錄的關于碳酸鈉和碳酸氫鈉知識點的六百多篇文獻中，大多研究以知識與技能，過程與方法，情感態度與價值觀為教學目標進行設計，內容集中于碳酸鈉和碳酸氫鈉的實驗改進，性質鑒定等角度進行研究[1-2]。隨著2018年1月頒布了《普通高中化學課程標準（2017年）》[3]，越來越多的學者以核心素養為背景對高中化學知識進行教學設計。在該背景下碳酸鈉與碳酸氫鈉這一知識點也有相關研究，如林海龍等人[4]以做饅頭為問題主線設計該課題。孫宇紅等人[5]以比較思維和實驗對碳酸鈉與碳酸氫鈉性質特點進行了探究。劉志峰等人[6]主要以學生自學教學模式學習碳酸鈉與碳酸氫鈉知識點，突出學生主體地位。這些教學設計主要以某個核心素養結合具體教學方法進行設計，以方法為主線進行。實驗設計以課本為主，學生探究思考內容相對較少，沒有完全充分體現學科核心素養的意義。

為了改變傳統以三維目標進行的教學設計，改變碳酸鈉與碳酸氫鈉知識設計中理論性與探究性以及實踐性結合的不足，促進核心素養背景下該課題的整體教學設計研究。本文以高中新課程標準為背景，研究學科素養背景下碳酸鈉和碳酸氫鈉的教學設計，以碳酸鈉和碳酸氫鈉在生活中的應用創設情景，將課堂知識應用到實際生活中，發揮化學知識的育人功能，促進學生學科素養的全面發展。

二、基于學科核心素養的教學研究

1. 教學目標

碳酸鈉和碳酸氫鈉知識點從高中化學整個知識點屬于重要知識內容。通過學生已有生活知識的分析結合教材，聯系學科核心素養設計教學目標。抓住生活實例讓學生從知識走進生活，能夠利用課堂知識去解決生活問題，在真實情景中體會碳酸鈉和碳酸氫鈉的重要性。從宏觀物質碳酸鈉的認識到微觀粒子碳酸根的檢驗，突出了宏觀辨識與微觀辨析的學科核心素養。通過實驗探究鑒別兩種鹽的化學性質，培養了證據推理和科學探究的素養，通過科學史話侯氏制堿法認識碳酸鈉，體現了化學知識的科學研究精神，培養學生的科學態度與社會責任。

2.教學過程

環節1：情景導入——生活中常見物品以及現象

[教師]大家觀察肥皂圖片和面包制作動態圖，回顧一下這兩張圖和我們初中學過的哪些鹽有關系，為什么面包能夠膨脹呢？

[學生]與Na2CO3、Na2HCO3有關系。面包里面的發酵粉使得面包蓬松發大。

[教師]這兩種鹽在我們生活中應用很廣泛，今天我們就是要進一步學習兩種鹽的性質特點。

環節2：設計知識主線，利用提問式互動法、實驗探究、對比分析等方法講解知識

知識點1：通過觀察，認識碳酸鈉與碳酸氫鈉的溶解性和酸堿性。

[教師]大家觀察一下兩只試管中的碳酸鈉和碳酸氫鈉固體，分別有什么不同呢？

[學生]碳酸鈉是白色粉末，碳酸氫鈉是細小的白色晶體。

[教師]現在請兩位同學上來分別往試管中加入幾滴水，感受試管溫度的變化。并觀察溶于水的現象和分析結論。

[學生]學生上臺進行實驗，觀察并感受溫度。得到結論：加入水后，碳酸鈉結塊變成晶體，溫度上升，伴隨放熱現象，振蕩時間長大部分溶解;碳酸氫鈉加水后少部分能溶解，溫度變化不大。所以碳酸鈉溶解性大于碳酸氫鈉。

[教師]通過兩位同學的實驗結論我們發現碳酸鈉和碳酸氫鈉溶解性不同。同時根據相關實驗得到的數據可知，當溫度保持在20度時，碳酸鈉溶解度為21.5g，碳酸氫鈉溶解度為9.6g。進一步的說明了碳酸鈉的溶解度大于碳酸氫鈉的溶解度。

[教師]同學們家里都備有治療胃酸的藥品嗎？觀察過這類藥品的成分主要是什么嗎？

[學生]它的主要成分是碳酸氫鈉。

[教師]那么你們思考一下，為什么碳酸氫鈉作為主要成分用來治療胃酸呢？

[學生]由于胃酸呈酸性，碳酸氫鈉呈堿性，利用酸堿中和原理。

[教師]那么應該如何檢測碳酸鈉與碳酸氫鈉的酸堿性呢？

[學生] pH計測量，pH試紙測量，利用酚酞試劑檢驗，觀察現象。

[教師]教師操作利用pH計傳感器探頭與電腦相連測量，具有相同物質的量濃度的兩個試管中溶液的pH值，碳酸鈉溶液pH為10.6，碳酸氫鈉pH為8.5。接下來同學們觀察一下利用酚酞試劑檢測兩個試管中的溶液，出現了什么現象呢？

[學生]碳酸鈉試管中溶液顏色變為紅色，碳酸氫鈉試管中溶液變為了淺紅色。結合pH值說明碳酸鈉堿性大于碳酸氫鈉。

知識點2：碳酸鈉與碳酸氫鈉熱穩定性的比較

[教師]我們學習了碳酸鈉和碳酸氫鈉幾個不同點，那么同學們思考一下兩種物質還有哪些不同點呢？

[學生]熱穩定性不同。

[教師]接下來分別請兩位同學上來做一下熱穩定性的實驗。

[學生]學生操作實驗，教師指導。其他同學觀察實驗討論：酒精燈加熱一定時間后，碳酸鈉試管加熱后，通入澄清石灰水試管無變化，碳酸氫鈉試管加熱后，通入澄清石灰水試管變渾濁。

[教師]同學們歸納得到了現象，請書寫反應方程式并說明澄清石灰水變渾濁的原因。

[學生] NaHCO3= Na2CO3+CO2↑+H2O，碳酸鈉較穩定，加熱不易發生分解，碳酸氫鈉不穩定，受熱易分解，加熱會生成二氧化碳氣體，通入澄清石灰水中，澄清石灰水變渾濁。

[教師]通過以上的分析可以得到碳酸氫鈉熱穩定性小于碳酸鈉的熱穩定性，加熱易分解產生二氧化碳，水與碳酸鈉。

環節3：布置作業，總結知識主線，認識碳酸鈉與碳酸氫鈉在生活中的應用。

[教師]同學們小組討論歸納兩種鹽。

[學生]小組討論制作表格并分享。

[教師]點評學生表格。最后通過講解科學故事侯氏制堿法，通過了解純堿的生產歷史，感受化學科技發展過程中技術進步重要性，體會建設綠色化學和生態文明意義。

三、結語

《化學課程標準》明確提到化學學科素養是學生必備的核心素養，是學生終生學習和發展的重要基礎，重視開展“素養為本”的教學，倡導以真實情景為知識背景，開展以實驗為主的多種探究活動。本節課程教學設計注重創設真實生活情境，從生活現象引出碳酸氫鈉物質，抓住學生的好奇心，繼而由淺入深的提出碳酸鈉和碳酸氫鈉物質的不同區別點。每一個環節以核心素養為主旨進行設計，生活情境設計、提問互動、小組討論、實驗探究、學生總結知識點和收集碳酸氫鈉和碳酸鈉的生活應用知識，以及教師講解侯德榜制堿法科學史作為課堂結尾，使課堂首尾呼應，再次將課堂知識引入社會科學發展中，加強高中化學與社會、科學、技術的聯系，促進學生學生學科素養的全面發展。

參考文獻：

[1]伍強，黃晶，杜金鈴.基于對比實驗和創新實驗的化學教學——以“碳酸鈉和碳酸氫鈉”的教學為例[J].化學教學，2017（04）：59-63.

[2]王新文.從定量角度促進學生對物質化學性質的理解——“碳酸鈉和碳酸氫鈉的性質”教學實踐[J].化學教學，2013（09）：30-33.

[3]中華人民共和國教育部. 普通高中化學課程標準（2017年版）. 北京：人民教育出版社，2018

[4]林海龍.基于化學核心素養的問題驅動式教學實踐探索——以“碳酸鈉和碳酸氫鈉的性質”課堂教學為例[J].化學教與學，2019（01）：38-41+37.

[5]孫宇紅，耿亞萍.基于POE教學策略和比較思維的教學——以“碳酸鈉和碳酸氫鈉的性質”為例[J].化學教育（中英文），2020，41（01）：24-29.

[6]劉志峰，韓雪松.“先學后教”教學模式在高中化學教學中的應用——“碳酸鈉與碳酸氫鈉的性質”教學設計[J].化學教學，2016（10）：35-38.