利用“互联网[+]”教学新模式提升化学学科核心素养

刘亚男

[摘   要]以《金属的化学性质》的教学为例，分析学生学习现状，探索“互联网+”时代背景下，利用信息技术实现教学目标的“创新融合”，引导学生依据物质及其变化的信息进行证据推理，提升学生的化学学科核心素养。

[关键词]互联网+;信息化教学;化学学科核心素养

[中图分类号]    G633.8        [文献标识码]    A        [文章编号]    1674-6058（2021）02-0062-03

在“互联网[+]”的时代背景下，结合计算机、多媒体技术等手段，对相关学科教学体系进行全面改革，使教学目标、教学内容、教学方法和教学形式发生根本性的变化，以适应时代发展的需求，从而更好地实现课程目标，使学生在获得具体的学科知识的同时，提高自主学习能力、协作能力和信息素养。

笔者以2018年江苏省“领航杯”信息化教学能手大赛中《金属的化学性质》一课的教学为例，具体阐述如何利用“互联网[+]”教学新模式提升学生的化学学科核心素养。

【教学流程及策略】

（信息化处理手段：自制视频）

（信息化处理手段：利用希沃助手中的屏幕镜像把演示实验、分组实验实时投屏，学生对实验现象的准确把握是证据推理的关键，利用高清的实验现象让学生进行对比、交流讨论，从而认识金属的化学性质及其活动性顺序）

（信息化处理手段：通过温度传感器、氧气传感器等现代数字化实验仪器生成动态的数据、图表，使学生学会观察对比、证据推理、分析归纳，形成从定性分析到定量分析的思维转变）

【教学过程】

第一环节：创设情境，导入新课

欣赏视频，配音讲解南博三样铜、金、铁文物，引出金属材料从古至今的广泛应用。

师：这节课我们就来学习金属的化学性质。

设计意图：从文物入手激起学生兴趣，引发学生思考，激发学生求知的欲望。

第二环节：师生合作，共探新知

师：在前面的学习中，我们已经学过了一些金属的化学性质。（图片展示）

师：你能依据所学的知识总结出金属能与什么物质反应吗？

生：金属能与氧气反应。

设计意图：利用学过的知识引出金属与氧气反应的事实。

师：其他金属是否也能与氧气反应？我们来一起探究常见的金属铜与金是否也能与氧气反应。

活动探究一：铜、金与氧气的反应（利用希沃助手的屏幕镜像）。（见表1）

学生活动：观察实验，完成实验报告。

师：请同学们根据实验结论进行分析归纳。

学生活动：交流分析，得出结论“大多数金属都能与氧气发生反应，但反应的难易程度和剧烈程度不同”。

设计意图：培养学生通过观察、实验等方法获取信息的能力，让学生能用文字语言和化学语言表达有关信息。

师：金属还能与哪些物质发生反应呢？下面请同学们分组合作完成实验探究。

活动探究二：镁条与盐酸的反应（分组合作研究1）利用希沃助手的屏幕镜像。

实验操作：在装有镁片的小药瓶中滴加1滴管稀盐酸;将导管放入装有洗涤剂的瓶盖中;点燃瓶盖或导管口上的气泡（如图1）。

学生活动：小组合作实验，观察实验现象，分组汇报实验结果。（见表2）

学生活动：观察实验现象，得出结论“锌也能与稀硫酸发生反应”。

师：请同学们轻轻触碰试管外壁，有没有什么感觉？请与刚刚镁条与盐酸的反應进行对比。

学生活动：触碰试管外壁，没有感觉到热量的改变。

设疑：不能感知的实验现象是不是就不存在呢？我们可不可以借助一些定量数据的改变从而得出更为精确的结论呢？

学生：可用温度计测量。

教师活动：对学生的回答予以肯定，同时介绍可以利用现代化的数字传感器进行测量，如温度传感器（如图2）。

设计意图：让学生逐步建立变化观和能量观。

师：我们最熟悉的铁、铜是否也具有这样的性质呢？

活动探究四：金属铁、铜与稀硫酸的反应（分组合作探究2）（上传实验图片，如图3）

实验操作：在两孔穴中放入打磨过的大小相同的铁、铜各一片，分别滴入1滴管相同浓度的稀硫酸。

学生活动：小组合作，观察实验现象并记录。

教师活动：在巡视时提醒学生注意对酸的使用。

师：通过实验研究，你们知道金属可以和哪些物质反应吗？

生：金属可以与盐酸、稀硫酸反应。

设计意图：培养学生的动手操作能力，让学生体验到“猜想—实验—得出结论”是一种有效的学习策略。

师：从反应物和生成物的物质类别的角度分析，这些反应有什么共同特点？

学生活动：分析物质的类别得出置换反应的定义：单质+化合物→ 另一种单质+另一种化合物。

教师活动：展示微观动画，从微观的角度分析置换反应的实质。

设计意图：让学生在分析和归纳问题的基础上了解置换反应的特点和概念;通过微观动画，让学生建立宏微观。

师：通过我们共同的探究发现：镁、锌、铁能置换出盐酸或稀硫酸中的氢，它们的金属活动性比铜强。那还有没有其他方法可以证明铁的活动性比铜强呢？

师：西汉刘安所著的《淮南万毕术》中就记载了“曾青得铁则化为铜”湿法炼铜的原理：Fe+CuSO4=Cu+FeSO4。

师：这个反应属于什么反应类型？

生：置换反应。

师：在这个反应中是谁置换出了谁？

生：铁置换出铜。

师：那说明是强置换弱，还是弱置换强？

生：金属活动性强的金属可以将金属活动性弱的金属从它的化合物溶液中置换出来。

设计意图：根据史实一步一步引导学生分析得出判断金属活动性的其他方法。

师：请同学们设计实验判断铜和银的金属活动性。

学生活动：设计多种方案，选出其中的铜和硝酸银的反应进行验证。

活动探究五：设计实验判断铜和银的活动性[借助电子显微镜（如图4）放大实验现象]

设计意图：让学生深刻理解金属活动性强的金属可以将金属活动性弱的金属从它的化合物溶液中置换出来的结论。同时让学生感受美丽化学在变化中呈现出来的动态美。

师：类似的实验科学家做过多次，他们经过去伪存真、分析归纳，得出了金属活动性顺序表（略）。

学生活动：小组讨论，合作汇报。（在金属活动性顺序中，金属的位置越靠前，它的活动性就越强;位于氢前面的金属能置换出盐酸、稀硫酸中的氢;前面的金属能把后面的金属从它们的化合物溶液中置换出来）

设计意图：让学生在观察和分析问题的基础上，了解金属与金属化合物溶液反应的特点，认识到金属活动性顺序的重要性。

第三环节：拓展提升

师：铝在金属活动性顺序中排在锌之前，说明它的活动性是比较强的，但是我们日常生活中也在使用大量的铝制品，为什么呢？

教师活动：引导学生从镁迁移到铝，回忆学习镁时是从什么现象中论证镁的活泼性的。

生：镁可以在空气中剧烈燃烧。

师：那我们是不是可以用同样的方法来验证铝的活泼性？

师（追问）：加热前需要做何处理？

生：用砂纸打磨。

活动探究五：铝与空气中氧气的反应（希沃助手的屏幕镜像、氧气传感器）。

实验操作：用镊子夹住一小块打磨过的铝箔，在酒精灯外焰加热。

学生活动：观察实验，描述现象。

师：铝箔熔化了，但为什么不滴落呢？

资料卡片：打磨过的铝箔在空气中会很快生成新的氧化膜Al2O3， Al2O3的熔点高于Al的熔点，包裹在铝的外面，因此熔化的液态铝不会滴落下来。

师：那有没有更直观的现象来说明铝是可以和空气中的氧气反应的呢？

师：有一种化学方法可以破坏这层氧化膜，即将铝片浸入氯化汞（ HgCl2）溶液中，形成铝汞齐（铝汞合金），破坏铝表面致密的氧化膜且防止其重新生成。氧化膜被破坏后，可以借助氧气传感器（如图5）来测定铝与空气中氧气的反应中氧气含量的变化，通过形成的动态数据来具体分析。

由于 HgCl2有毒，不能在现场做实验，所以教师事先录好了实验的微视频，请学生观看。

师：请同学们分析一下铝片浸入氯化汞（ HgCl2）溶液中会发生怎样的反应。

生：发生了置换反应：2Al+3HgCl2=3Hg+2AlCl3。

生（归纳总结）：铝的表面容易生成一层致密的氧化铝薄膜，从而阻止铝进一步氧化，所以铝具有很好的抗腐蚀性能。

设计意图：通过氧气传感器等现代数字化实验仪器生成动态的数据、图表，有助于学生观察对比、证据推理、分析归纳，形成从定性分析到定量分析的思维转变。

第四環节：回归情境

师：通过今天的学习，同学们知道了金属的用途不仅与它们的物理性质有关，还与它们的化学性质有密切的关系。有的金属例如金，化学性质非常稳定，所以文物金兽能保存到现在仍光亮如新，而文物铁角钭却已锈迹斑斑。如何保护这些金属文物和利用金属资源，将是我们下一节所要学习的内容。请同学们课后完成下列调查任务，任选其一。

课后调查：

（1）调查如何利用金属资源以及金属资源的保护措施。

（2）调查了解我国金属冶炼的发展史。

设计意图：回到生活中的金属制品，首尾呼应，进一步让学生巩固金属的化学性质，同时为下一个课题《金属资源的利用和保护》打好基础。

【教学反思】

1.教学是过程与效果的统一

该教学流程紧凑，课程设计合理，教学目标顺利实现。在整个教学过程中，借助预设的方案突破重难点，师生互动，小组合作，课堂成为学生的主阵地，学生讨论分析、交流反馈的能力也得到了很好的锻炼。

2.信息技术辅助化学教学

借助传感器的实验非常成功，对整个课堂的教学起到了至关重要的作用。现代信息技术把需要观察的重点内容保留在一定时间跨度之内，能够让学生更加集中注意力去仔细观察，有利于强化视听及其他感官的刺激，进一步加深学生印象，提高化学实验教学效果。

3.课程节奏需要把控

赛课时，在时间的把握上还是欠缺了一些。如在电子显微镜放大反应这个环节，由于现象非常明显，学生非常震撼，教师就多预留了一些时间，导致后面的氧气传感器的使用环节的视频播放不得不采用快进，这在以后的比赛中还需要注意和调整。

（责任编辑 罗   艳）