化学核心素养下的实验教学设计以“同周期、同主族元素性质的递变”为例

（1.2.河南省开封高级中学，河南 开封 475000）

一、背景分析

同周期、同主族元素性质的递变是必修课程学生九个必做实验之一，选自普通高中教科书化学必修第一册。化学是一门以实验为基础的自然学科，学习化学离不开做实验。培养学生从宏观现象总结物质变化一般规律，并能联系原子结构特点对宏观现象做出合理解释。学生进行科学探究，自主或者与同学合作完成实验相关操作，仔细观察实验现象，最后基于实验现象和数据得出结论。

化学学科素养有“宏观辨识与微观探析、变化观念与平衡思想、证据推理与模型认知、科学探究与创新意识、科学态度与社会责任”五方面。必修课程设计这五个方面的目的是学生在这五大化学学科核心素养各个主题都有一定发展。“同周期、同主族元素性质的递变”这个实验要求学生能自主进行科学探究，收集宏观实验现象，总结出递变规律，构建认知模型。

二、设计思路

本节课以探究同周期、同主族元素性质的递变性为核心内容，了解高中化学常见物质的反应（金属与水的反应及还原剂与氯水的反应），同时使学生加深对同周期、同主族元素性质递变规律的认识体会元素周期表和元素周期律在学习元素化合物知识的重要作用。本节课的一般教学方法是教师讲述并演示实验，之后学生在实验室中按演示实验练习巩固。

三、实验教学过程

（一）实验用品

试管、量筒、试管架、火柴、白色点滴板、酒精灯、镊子、砂纸、胶头滴管、金属钠、金属钾、镁条、新制氯水、溴水、NaBr 溶液、NaI 溶液、酚酞溶液、蒸馏水。

（二）探究同主族元素性质递变规律

教师设置情境构建问题，引导学生分组并设计探究实验。实验小组讨论并公布设计方案，选择实验用品进行实验。部分同学设计对比金属钠、金属钾分别与水的反应，客观记录实验现象（教师引导学生合理切割金属块大小保证实验顺利并培养学生安全意识）。另一部分学生选取试剂和点滴板，完成新制氯水氧化NaBr 溶液、NaI 溶液及溴水氧化NaI 溶液实验，记录实验现象（教师对于具有刺激性气味的氯水和腐蚀性强的溴水演示其使用的正确操作方法）。

设计意图：通过科学探究，让学生意识到对比实验的重要性。鼓励学生收集证据，总结元素性质递变规律，构建认知模型形成证据推理意识，引导学生对宏观现象进行合理推测。培养学生自主思考能力、动手能力以及合作意识。

（三）探究同周期元素性质递变规律

学生提出方案一对比钠、镁金属性强弱，学生回顾金属钠和水的反应，并实验探究金属镁分别和冷水、热水的反应；将金属镁分别放置在盛有冷水和热水的试管中，再滴入一滴酚酞，观察现象。方案二：对比硫、氯非金属性强弱，向盛有2mL 硫化钠溶液的试管中逐滴滴加新制氯水，观察现象。

设计意图：探究同周期元素性质递变规律，学生通过实验操作，建立科学探究意识。钠与水的反应学生已经在之前的学习过程中建立认知模型，教师可引导他们分析推理镁与水的反应。本环节旨在培养学生通过已有的认知模型敢于提出合理的实验假设，并通过实验探究得出合理结论的能力。

（四）归纳总结，推广运用

教师组织各小组依据自己的实验结果（包括实验现象，实验结论，以及实验中发生的化学反应的有关的化学方程式），提出关于同周期或者同主族元素递变性的相关证据及结论。即同周期元素由左而右金属性逐渐减弱、非金属性逐渐增强；同主族元素由上而下金属性逐渐增强、非金属性逐渐减弱。

四、总结与反思

本节课，构建同周期、同主族元素性质递变规律的探究情境，引导学生小组进行实验探究活动，实验教学中引导学生在已学习的元素化合物知识的基础上，讨论出小组所选药品进而提出探究实验方案，学生掌握了实验方法之后，进行实验探究。之后学生对实验现象进行总结并得出关于同周期、同主族元素性质递变性规律的结论，这些都需要学生具有通过分析推理的方法建立认知模型，提出有探究价值的问题并进行科学探究实验，对于学生的能力要求提高到合作实践创新的新阶段。