宋茜 錢鵬

1 問題的提出

為落實課程教育改革，教育部于2017年印發(fā)了普通新一版高中化學(xué)課程標準，課程標準中明確提出了化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)體系，其包括五個方面：“宏觀辨識與微觀探析”、“變化觀念與平衡思想”、“證據(jù)推理與模型認知”、“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識”、“科學(xué)態(tài)度與社會責任”。為在課堂教學(xué)中實現(xiàn)新的學(xué)科核心素養(yǎng)培養(yǎng)要求，教師需要在課堂教學(xué)實踐當中注重以素養(yǎng)為本。教師在教學(xué)設(shè)計中要依據(jù)化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)制定具體可行的教學(xué)目標，讓教學(xué)內(nèi)容能最大限度的發(fā)展學(xué)生的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng);為了使學(xué)生學(xué)習主體意識擴大化，應(yīng)酌情將教學(xué)內(nèi)容置于貼近生活實際的情境當中，通過創(chuàng)設(shè)真實的問題情境，開展以化學(xué)實驗解決實際問題的多樣化探究活動，使學(xué)生成為具有較高主觀能動性的學(xué)習主體，注重學(xué)生化學(xué)學(xué)習興趣的培養(yǎng)，在學(xué)習過程中潛移默化提升學(xué)生的科學(xué)探究能力、證據(jù)推理能力、創(chuàng)新意識以及社會責任感，這是教學(xué)活動結(jié)構(gòu)化進行的重要環(huán)節(jié)。為使學(xué)生在情境化學(xué)習的過程當中產(chǎn)生強烈的探究欲望，教師還應(yīng)當進行適時引導(dǎo)。通過將學(xué)科知識情境化教學(xué)的方式能夠較為充分的開發(fā)學(xué)生潛力，促進學(xué)生主觀個性發(fā)展，培養(yǎng)能夠應(yīng)對未來困難和挑戰(zhàn)的良好心理承受能力，提高學(xué)生創(chuàng)新精神和社會社會責任。

2 “金屬鈉的性質(zhì)與應(yīng)用”教學(xué)設(shè)計

2.1教學(xué)目標

（1）通過觀看“火光中的生死隔離”體驗化學(xué)科學(xué)知識在社會實踐中的應(yīng)用，樹立安全意識（科學(xué)態(tài)度與社會責任）

（2）通過鈉原子結(jié)構(gòu)示意圖，建立鈉的化學(xué)性質(zhì)與最外層電子分布之間的聯(lián)系，形成“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”的學(xué)科觀念（宏觀辨識與微觀探析）

（3）根據(jù)氧化還原和原子守恒推斷鈉與水反應(yīng)產(chǎn)生的氣體。（證據(jù)推理和模型認知）

（4）對金屬鈉與氧氣、水等物質(zhì)進行反應(yīng)實驗，在此過程中掌握鈉的物理性質(zhì)，并對化學(xué)性質(zhì)有深刻的理解，培養(yǎng)科學(xué)探究意識與能力。（實驗探究及創(chuàng)新意識）

（5）比較鈉與氧氣在常溫與加熱兩種不同外部條件下發(fā)生的不一樣的化學(xué)反應(yīng)，認識反應(yīng)條件對化學(xué)反應(yīng)的影響。（變化觀念和平衡思想）

2.2 教學(xué)重難點

教學(xué)重點：鈉與氧氣、水的反應(yīng)。

教學(xué)難點：金屬鈉與氧氣、水反應(yīng)的實驗現(xiàn)象的觀察與分析

2.3 教學(xué)流程

2.3.1新課引入

【學(xué)習任務(wù)1】觀看“火光中的生死隔離”視頻

【評價任務(wù)1】能對物質(zhì)的性質(zhì)和化學(xué)變化作出預(yù)測。

【情景導(dǎo)入】播放視頻：“火光中的生死隔離”。

【提問】火災(zāi)中鈉的出現(xiàn)讓消防人員感到害怕，大家猜測一下這是為什么？

【生】可能是鈉容易燃燒

【師】今天我們將一同走進金屬鈉的世界來了解金屬鈉。

設(shè)計意圖：由真實發(fā)生的情境，引發(fā)學(xué)生對問題的思考，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習興趣。

2.3.2探究鈉的性質(zhì)

【學(xué)習任務(wù)2】金屬鈉與氧氣反應(yīng)

【評價任務(wù)2】通過實驗觀察能辨識金屬鈉分別在常溫和加熱兩種不同條件下與氧氣反應(yīng)物質(zhì)的變化，形成變化的觀念，認識化學(xué)反應(yīng)需要特定的條件

【提問】請同學(xué)們拿出存放鈉的試劑瓶，鈉是存放在某種液體中的，這種液體是什么呢？有同學(xué)聞到了氣味了，是煤油。金屬鈉為什么要保存在煤油中呢？我們先做實驗，看做完實驗我們能不能找到答案。

【學(xué)生實驗】鈉與氧氣在常溫下反應(yīng)（教師引導(dǎo)觀察要點：將被切去表層的金屬鈉置于空氣中，一段時間后觀察金屬鈉切面的顏色變化）

【提問】表面顏色發(fā)生了什么變化呢？

【生】剛開始的時候金屬鈉的切面是銀白色的，比較亮，很快就變暗了

【提問】變暗說明了什么？鈉與哪種物質(zhì)反應(yīng)啊？

【生】應(yīng)該是與空氣中的氧氣反應(yīng)

【師】常溫環(huán)境下，鈉與氧氣反應(yīng)生成氧化鈉，它是一種白色固體，請同學(xué)們在熟記并能夠書寫該反應(yīng)的化學(xué)方程式的前提下，標出鈉元素在化學(xué)反應(yīng)前后化合價，并說出它們的不同。

【生】書寫化學(xué)反應(yīng)方程式：4Na + O2 =2Na2O，從0價升高到+1價

【提問】我們剛才觀察了金屬鈉在常溫下與氧氣反應(yīng)，然而火災(zāi)現(xiàn)場溫度是很高的，甚至火勢會蔓延到儲存金屬鈉的倉庫，又會發(fā)生什么樣的反應(yīng)呢？

【學(xué)生實驗】鈉與氧氣在高溫條件下反應(yīng)（教師引導(dǎo)觀察要點：實驗過程中鈉燃燒的火焰顏色與生成的固體顏色）

【提問】你觀察到了哪些現(xiàn)象？

【生】與空氣中的氧氣劇烈反應(yīng)，產(chǎn)生黃色火焰，最后生成一種淡黃色固體。

【師】鈉的燃燒時黃色火焰，大家想想看能不能聯(lián)想到哪個知識點呢？

【生】焰色反應(yīng)

【師】這個產(chǎn)物是淡黃色，它并不是白色的，它是鈉的過氧化物，叫做過氧化鈉。我們來分析一下過氧化鈉的化合價。

【師】我們在前面已經(jīng)知道鈉是正一價的，那這里面的氫就只能是負一價，過氧化鈉中氧的化合價是負一價。

【提問】這組實驗給了你怎樣的啟示？

【生】不同反應(yīng)條件下反應(yīng)生成的產(chǎn)物可能不同。

【師】過氧化鈉的用途有很多，我們一起來了解一下（PPT展示過氧化鈉的用途）

【師】過氧化鈉原來有這么多重要的用途，由此我們可以看出，化學(xué)物質(zhì)與我們的日常生產(chǎn)生活是密切相關(guān)的，因此，學(xué)好化學(xué)是十分必要的！

設(shè)計意圖：在實驗過程中觀察金屬鈉在不同反應(yīng)條件下與氧氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的現(xiàn)象和產(chǎn)物，體會化學(xué)反應(yīng)中的條件不同產(chǎn)物不同，分析現(xiàn)象產(chǎn)生的原因的同時鞏固了之前學(xué)過的焰色反應(yīng)相關(guān)知識。

【學(xué)習任務(wù)3】金屬鈉與水反應(yīng)

【評價任務(wù)3】能通過金屬鈉與水反應(yīng)實驗現(xiàn)象的觀察，發(fā)展學(xué)生概括能力和分析揭示現(xiàn)象的本質(zhì)和規(guī)律的能力

【學(xué)生實驗】金屬鈉與水反應(yīng)（教師引導(dǎo)學(xué)生分別從反應(yīng)的劇烈程度、反應(yīng)過程中鈉的狀態(tài)變化、反應(yīng)中顏色的改變這幾方面進行觀察）

【提問】你觀察到了什么現(xiàn)象??？

【生】金屬鈉浮在水面上，到處的游動，然后變成一個白色的小球，然后溶液變成紫紅色，聽到有嘶嘶的聲音

【師生共同歸納】五個字來概括反應(yīng)現(xiàn)象：浮、熔、游、響、紅

【師】這些現(xiàn)象產(chǎn)生的原因是什么呢？

【生】鈉會浮在水面上是因為鈉的密度比水小;鈉熔化說明鈉與水反應(yīng)過程中能夠產(chǎn)生熱量且鈉的熔點較低;鈉在水面上游動應(yīng)該是反應(yīng)過程中產(chǎn)生了氣體推動了它的游動;會發(fā)出嘶嘶的響聲說明反應(yīng)比較劇烈;變紅色原因是因為滴加了酚酞，反應(yīng)后產(chǎn)生了堿性物質(zhì)，使酚酞變紅了（多位學(xué)生回答）

【提問】你能推測出金屬鈉與水反應(yīng)產(chǎn)物嗎？你推測的理由是什么？

【生】可能是NaOH

【提問】可能的原因是什么呢？

【生】因為有關(guān)鈉的常見的堿性物質(zhì)是NaOH和Na2CO3

【提問】那為什么不是Na2CO3呢？

【生】這里面沒有碳元素參與反應(yīng)，所以不可能，只有H、O元素和Na元素，所以應(yīng)該是NaOH

【提問】用的是我們初中學(xué)過的什么守恒呀？

【生】元素守恒

【提問】我們剛才對實驗現(xiàn)象進行分析，得出反應(yīng)過程中還產(chǎn)生了一種氣體，那么這種氣體是什么呢？

【生】應(yīng)該是氫氣

【提問】為什么是氫氣呢？

【生】在前面學(xué)過的氧化還原反應(yīng)知識中，我們了解到在反應(yīng)過程中，元素化合價升高必然帶來另外元素化合價的降低。Na變成NaOH，化合價是上升的，另外一個化合價是下降的。氫氧根里面氧的化合價是-2價，而氫是+1價，后面氣體的化合價是0，降低的話只可能是氫元素。

【教師歸納】這就是高中的第二種守恒，稱為電子的守恒

【提問】從理論上分析，我們推測產(chǎn)生的氣體是氫氣，能否用實驗來驗證一下？你有哪些方法呢？

【生】把氣體收集起來，如果是氫氣，用帶火星的木條靠近，會聽到爆鳴聲

【教師演示實驗】檢驗反應(yīng)產(chǎn)生的氣體，確定是氫氣

【生】寫出化學(xué)反應(yīng)方程式：2Na+2H2O= 2NaOH + H2↑

【師生歸納】根據(jù)上述一系列實驗現(xiàn)象，歸納金屬鈉的物理性質(zhì)，總結(jié)口訣“軟、白、小、低、導(dǎo)”

設(shè)計意圖：減少盲目性的探究，引導(dǎo)學(xué)生探究內(nèi)容的先期性確定，充分發(fā)揮學(xué)生在教師問題引導(dǎo)下的自主探究能力，能夠?qū)μ骄窟^程中觀察到的實驗信息進行整理總結(jié)并獲得一定的結(jié)論，初步學(xué)會收集各種證據(jù)。通過實驗探究讓學(xué)生能夠自己歸納總結(jié)出金屬鈉的物理性質(zhì)和保存在煤油中的原因。通過鈉與水的反應(yīng)的產(chǎn)物分析，能夠?qū)ξ镔|(zhì)在反應(yīng)過程中的變化提出可能的假設(shè)，預(yù)測物質(zhì)及其變化可能的結(jié)果。

【學(xué)習任務(wù)4】金屬鈉具有強還原性

【評價任務(wù)4】能用宏觀辨識與微觀探析相結(jié)合的方式，通過分析金屬鈉的原子結(jié)構(gòu)，領(lǐng)會“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”思想。

【師】通過實驗我們觀察到鈉的性質(zhì)十分活潑，那為什么金屬鈉這么活潑呢？我們能不能從原子結(jié)構(gòu)的角度來解釋一下？

【生】鈉原子共有11個核外電子，以 2、8、1的狀態(tài)分層排布。在各類化學(xué)反應(yīng)中，鈉原子很容易失去最外層一個電子，以形成最外層8個電子的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。

【師】這就是化學(xué)中非常重要的“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”的思想。

【提問】那么失去電子，體現(xiàn)出氧化性還是還原性？

【生】體現(xiàn)出還原

設(shè)計意圖：架構(gòu)鈉的化學(xué)性質(zhì)與原子結(jié)構(gòu)之間連接的橋梁，加深學(xué)生對金屬鈉的化學(xué)性質(zhì)的理解，能夠形成“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”的學(xué)科觀念。

【提問】通過以上兩個實驗?zāi)芊裾f出金屬鈉保存在煤油中原因是什么？

【學(xué)生回答】為了隔絕空氣中的氧氣和水蒸氣

2.3.3成果應(yīng)用

【學(xué)習任務(wù)5】鈉的應(yīng)用

【評價任務(wù)5】通過展示學(xué)生本節(jié)課學(xué)習之前搜集的鈉的各類應(yīng)用圖片，講述學(xué)生自主整理的鈉的用途，加深對化學(xué)科學(xué)在社會發(fā)展中的重要作用的了解。

【師】在看我的開始我們觀看視頻中知道，著火的工廠中存放著大量的金屬鈉讓消防員感到十分害怕，假如不幸的是鈉著火了，那消防員又該如何滅火呢？我們繼續(xù)來看完課的開始播放的一段視頻。該如何滅火呀？

【生】用干燥的沙土來滅火

【師】非常好！金屬鈉著火了一定不能用水來滅火，會導(dǎo)致火勢變得更加嚴重！

設(shè)計意圖：讓學(xué)生體會到所學(xué)內(nèi)容的價值所在，并且樹立學(xué)生的安全意識。

2.3.4 課堂小結(jié)

【學(xué)習任務(wù)6】鈉的知識結(jié)構(gòu)圖

【評價任務(wù)6】通過教師在課堂上的板書帶領(lǐng)學(xué)生回顧本節(jié)課所學(xué)習的鈉的性質(zhì)，在學(xué)生頭腦中構(gòu)建知識結(jié)構(gòu)圖。

【教師總結(jié)】本節(jié)課我們學(xué)習了金屬鈉及其化合物，主要有金屬鈉的物理性質(zhì)以及化學(xué)性質(zhì)。物理性質(zhì)我們用一句口訣來方便我們記憶：“軟白小低導(dǎo)”?；瘜W(xué)性質(zhì)我們首先通過分析鈉原子結(jié)構(gòu)圖得知鈉最外層只有一個電子，性質(zhì)比較活潑。主要學(xué)習了金屬鈉分別在常溫和加熱點燃條件下與氧氣發(fā)生的不同反應(yīng)，反應(yīng)條件不同產(chǎn)物也就不同。另外，我們還學(xué)習了金屬鈉與水的反應(yīng)，對觀察到的實驗現(xiàn)象，我們也總結(jié)出了五個字：“浮熔游響紅”。

本節(jié)課依據(jù)化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的五個維度進行《金屬鈉的性質(zhì)與應(yīng)用》教學(xué)設(shè)計。在教學(xué)中打破了傳統(tǒng)元素化合物知識教學(xué)從物理性質(zhì)講到化學(xué)性質(zhì)的模式，由真實發(fā)生的生產(chǎn)生活情境入手，提出問題引起學(xué)生的認知沖突，進行金屬鈉化學(xué)性質(zhì)的探究。

（作者單位：青海師范大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院）