張曉紅

[摘 要]

以金屬材料的發(fā)展為例，讓學(xué)生認(rèn)識到化學(xué)在促進(jìn)社會發(fā)展中的重要作用，從而進(jìn)一步體會科學(xué)、技術(shù)、社會之間的相互關(guān)系。幫助學(xué)生設(shè)計(jì)探究實(shí)驗(yàn)方案，讓學(xué)生體驗(yàn)科學(xué)探究過程，培養(yǎng)學(xué)生敢于質(zhì)疑、理性思維、勇于探索、合作交流等核心素養(yǎng)。

[關(guān)鍵詞]

發(fā)展核心素養(yǎng)；金屬材料；實(shí)驗(yàn)探究

“中國學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)”是指“學(xué)生應(yīng)具備的，能夠適應(yīng)終身發(fā)展和社會發(fā)展需要的必備品格和關(guān)鍵能力”，具體圍繞“全面發(fā)展的人”，分“文化基礎(chǔ)、自主發(fā)展、社會參與”3個一級要素和“人文底蘊(yùn)、科學(xué)精神、學(xué)會學(xué)習(xí)、健康生活、責(zé)任擔(dān)當(dāng)、實(shí)踐創(chuàng)新”6個二級要素。[1] 普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（征求意見稿）認(rèn)為：“高中化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)是學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)的重要組成部分，是高中生的綜合素質(zhì)的具體體現(xiàn)，反映了社會主義核心價值觀下化學(xué)學(xué)科育人的基本要求，全面展現(xiàn)了學(xué)生通過化學(xué)課程學(xué)習(xí)形成的關(guān)鍵能力和必備品格?！笨梢姡囵B(yǎng)學(xué)生的化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)和發(fā)展核心素養(yǎng)是相輔相成的。所以，教師應(yīng)該在化學(xué)教學(xué)中將兩者融會貫通，在學(xué)生形成良好的學(xué)科素養(yǎng)的同時，培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)展核心素養(yǎng)。本文以“用途廣泛的金屬材料”的教學(xué)為例展開探討。

一、教學(xué)設(shè)計(jì)基本思路

（一）教材分析

“用途廣泛的金屬材料”位于高中化學(xué)人教版必修1第三章《金屬及其化合物》第三節(jié)，是金屬單質(zhì)及其化合物的性質(zhì)學(xué)習(xí)結(jié)束后的一個重要延伸，要求學(xué)生明確合金的概念以及合金的性質(zhì)，了解常見合金的主要組成、性能和用途，學(xué)會正確選擇金屬材料。[2] 教材選取學(xué)生較為熟悉的銅合金和鐵合金為載體，意在把學(xué)科教學(xué)內(nèi)容與學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)有機(jī)結(jié)合起來，讓學(xué)生感悟科學(xué)知識和社會發(fā)展的互相影響。

（二）教學(xué)設(shè)計(jì)思路

首先，從學(xué)生熟悉的事物入手，通過圖片等影像資料的展示，讓學(xué)生充分感受到“化學(xué)源于生活，又服務(wù)于生活”，激發(fā)學(xué)生的愛國熱情和社會責(zé)任感。其次，以金屬材料的發(fā)展為例，讓學(xué)生認(rèn)識到化學(xué)在促進(jìn)社會發(fā)展中的重要作用，進(jìn)一步體會科學(xué)、技術(shù)、社會之間的相互關(guān)系。[3] 再次，在教材前兩節(jié)教學(xué)內(nèi)容的支撐下，從生活中尋找教學(xué)素材，引導(dǎo)學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究易拉罐罐體合金成分，讓學(xué)生體驗(yàn)科學(xué)探究過程，培養(yǎng)學(xué)生理性思維、勇于探索、合作交流等核心素養(yǎng)。

二、教學(xué)過程設(shè)計(jì)及分析

活動一：情境引入

[圖片展示]校園內(nèi)的標(biāo)志性建筑：日晷。

[師]有同學(xué)知道日晷的作用嗎？圖片中的日晷是用什么材料制作的？

[師]人類文明的發(fā)展和社會的進(jìn)步同金屬材料關(guān)系十分密切。繼石器時代之后出現(xiàn)的銅器時代、鐵器時代，均以金屬材料的應(yīng)用為其時代的顯著標(biāo)志。我們這節(jié)課學(xué)習(xí)的內(nèi)容就是“用途廣泛的金屬材料”。

設(shè)計(jì)意圖：從學(xué)生熟悉的身邊環(huán)境引入主題，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，并通過日晷的原理的簡單介紹，提高學(xué)生的文化底蘊(yùn)。

活動二：感悟金屬材料的發(fā)展史

[圖片展示]商代青銅器：司母戊鼎；春秋戰(zhàn)國鐵器：干將、莫邪；現(xiàn)代鋁制品等。

[師]地殼中元素含量前十位排序是：氧、硅、鋁、鐵、鈣、鈉、鉀、鎂、氫、鈦。元素含量鋁大于鐵，鐵大于銅，為什么人類使用金屬材料的先后順序卻是青銅器、鐵器，鋁制品更是100多年前才開始廣泛使用？

學(xué)生小組討論：與金屬活動性有關(guān)。

[師]比較金屬活動性強(qiáng)弱關(guān)系與人類利用金屬的先后，可以發(fā)現(xiàn)金屬冶煉方法和水平的不同，導(dǎo)致人類使用金屬材料的不同，金屬活動性越強(qiáng)，其冶煉程度越難，這部分內(nèi)容我們將在必修2中繼續(xù)學(xué)習(xí)。

設(shè)計(jì)意圖：一是通過古代金屬制品的介紹，加深學(xué)生對金屬材料發(fā)展史的了解，激發(fā)學(xué)生愛國熱情。二是通過人類使用金屬材料先后順序的分析，加強(qiáng)學(xué)生學(xué)會用所學(xué)知識分析、解決問題的意識，不僅知其然，而且知其所以然，讓學(xué)生正確認(rèn)識和理解學(xué)習(xí)的價值。

活動三：認(rèn)識合金的定義和性質(zhì)

[師]請同學(xué)們列舉生活中的常見的金屬制品，它們分別屬于什么金屬材料？

學(xué)生小組討論：電線、鋼筋、鐵鍋、易拉罐、鋁合金門窗、汽車配件、飾品等；分別含有銅、鐵、鋁、金、銀等金屬。

[師]追問：性質(zhì)決定用途，請大家根據(jù)所學(xué)知識以及生活常識推測小組討論的金屬制品是利用了所用金屬材料的哪些性質(zhì)？

學(xué)生小組討論：導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、良好的延展性等。

[師]金屬材料包括純金屬與合金。合金是有兩種或兩種以上的金屬（或金屬跟非金屬）熔合而成具有金屬特性的物質(zhì)。請大家聯(lián)系剛剛討論的結(jié)果，進(jìn)一步推測它們在性質(zhì)上有什么異同？純鋁能制作高壓鍋嗎？

學(xué)生小組討論：合金的用途更廣，比純金屬的性能更加多種多樣。

[師]合金硬度一般比它各成分金屬大，熔點(diǎn)一般比它的各成分金屬低，具有優(yōu)良的物理、化學(xué)、機(jī)械性能。一般根據(jù)合金中主要成分的金屬名稱分類，稱之為某某合金。

設(shè)計(jì)意圖：引導(dǎo)學(xué)生能自覺、有效地從日常生活中獲取、評估、鑒別、使用信息，培養(yǎng)學(xué)生的信息意識，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步拓寬學(xué)生的化學(xué)理論知識。

活動四：實(shí)驗(yàn)探究易拉罐的成分

[師]展示可樂易拉罐。提問：易拉罐的材質(zhì)一般是鋁合金或者鐵合金，如何判斷老師手中的易拉罐是哪種合金？請同學(xué)現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)。

[生]用磁鐵，能被吸引是鐵合金，否則是鋁合金。經(jīng)實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)不能被磁鐵吸引，所以這個易拉罐是鋁合金。

[師]請大家根據(jù)桌上給定的試劑和儀器設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，結(jié)合前面所學(xué)鋁、鐵等金屬的化學(xué)性質(zhì)，通過實(shí)驗(yàn)探究易拉罐的合金成分。

試劑：2mol/L NaOH溶液、6mol/L HCl溶液、1mol/L氨水、3% H2O2溶液、0.1 mol/L KSCN溶液；儀器和材料：試管、滴管、可樂易拉罐、砂紙、剪刀。endprint

學(xué)生討論實(shí)驗(yàn)方案，并分小組匯報，最終擬定方案：剪開易拉罐，砂紙打磨除表面涂層，剪碎后取少量于試管中，加6mol/L HCl溶液使合金充分溶解，得到的溶液分置于兩支試管，一支加入2mol/L NaOH溶液至過量，根據(jù)現(xiàn)象判斷是否合金是否含鋁；一支加3% H2O2溶液后加0.1 mol/L KSCN溶液，根據(jù)現(xiàn)象判斷合金是否含鐵。

[師生]學(xué)生動手實(shí)驗(yàn)，教師巡視指導(dǎo)。

學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)探究，得出結(jié)論：易拉罐的罐體合金材料含有單質(zhì)鋁，也含有少量鐵。

設(shè)計(jì)意圖：一是引導(dǎo)學(xué)生將學(xué)科知識活學(xué)活用，能夠根據(jù)探究目的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、完成實(shí)驗(yàn)，并對得到的實(shí)驗(yàn)信息進(jìn)行加工獲得結(jié)論，培養(yǎng)學(xué)生的理性思維、合作交流等科學(xué)探究能力；二是通過化學(xué)手段，揭示生活的奧秘，讓學(xué)生可以體會到化學(xué)與生活的緊密聯(lián)系，提高學(xué)生對生活的感知和理性的認(rèn)知。

活動五：了解常見合金及其應(yīng)用

[師]播放視頻：銅合金的分類及應(yīng)用；展示圖片：各種鐵合金制品，介紹生鐵和鋼組成與性能上的差異；展示圖片：鈦合金、記憶合金等，展望金屬材料的前景。

[師]某家庭準(zhǔn)備裝修窗戶，可供選用的材料有：木材、鋼鐵、鋁合金、塑鋼。請分析選用哪種材料比較好？選擇材料時應(yīng)該考慮哪些因素？

[生]主要用途、外觀、價格、性質(zhì)、日常維護(hù)、對環(huán)境的要求等。

設(shè)計(jì)意圖：利用影像等資料，幫助學(xué)生了解常見合金的分類及應(yīng)用，認(rèn)識金屬材料與人類生活和社會發(fā)展的密切關(guān)系，提高學(xué)生的社會參與意識。

活動六：總結(jié)歸納，課后拓展

[師]金屬材料的發(fā)展史是人類材料發(fā)展史中的重要組成部分，通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，我們知道了合金的定義、性質(zhì)及分類，學(xué)會通過實(shí)驗(yàn)探究常見合金成分一般方法。請大家課后根據(jù)本節(jié)課所學(xué)知識，選擇自己感興趣的有關(guān)合金的課題進(jìn)行調(diào)查研究，完成一篇小論文。

設(shè)計(jì)意圖：鞏固提升，并將課堂知識延伸至課外，拉近化學(xué)與生活的距離。

三、教學(xué)反思

從知識角度看，“用途廣泛的金屬材料”這一節(jié)的學(xué)科知識相對簡單、容量小，易于掌握，因此教師一般注重該章前兩節(jié)“金屬的化學(xué)性質(zhì)”、“幾種重要的金屬化合物”的教學(xué)，對這一節(jié)只做常識性介紹。筆者卻認(rèn)為這是一節(jié)能較好貫徹培養(yǎng)學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)的教學(xué)內(nèi)容，值得引起教師的重視。來自校園的日晷圖片瞬間點(diǎn)燃了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，金屬材料厚重的發(fā)展史讓學(xué)生感受到人類文明的進(jìn)步，而可樂易拉罐罐體的合金成分探究，更是成為這節(jié)課學(xué)生探討的熱點(diǎn)。通過本節(jié)課的教學(xué)，進(jìn)一步幫助學(xué)生明確化學(xué)學(xué)科學(xué)習(xí)的價值，體會科學(xué)、技術(shù)、社會之間的相互關(guān)系，培養(yǎng)了學(xué)生理性思維、勇于探索、合作交流等核心素養(yǎng)。

總之，化學(xué)學(xué)科知識是課堂教學(xué)的載體，而培養(yǎng)學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)則是教學(xué)的靈魂。我們應(yīng)該精心進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)，選擇合適的課程資源、教學(xué)策略，從而促進(jìn)學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)的形成。

[參 考 文 獻(xiàn)]

[1]核心素養(yǎng)研究課題組.中國學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)[J].中國教育學(xué)刊，2016（10）.

[2]中華人民共和國教育部.普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（實(shí)驗(yàn)）[S].北京：人民教育出版社，2003.

[3]王瓊，秦浩正.基于人本主義課程觀視角的2011年版義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)解讀[J].化學(xué)教學(xué)，2015（12）.

（責(zé)任編輯：張華偉）endprint