基于真实生活情境培养学生学科素养——以“碳酸钠和碳酸氢钠性质”教学为例

柳小康，张惠宣，字 敏

(云南师范大学化学化工学院，云南 昆明 650500)

实际教学过程中，许多教师仍然追求目标的形式化，忽视学生的真实体验[1]。而在《普通高中化学课程标准(2017 年版)》对于元素及其化合物学习内容的要求中明确指出：“结合真实情境中的应用实例或者运用实验探究，从而了解到其元素和相关化合物的主要性质，认识它们在生产、生活实际中的重要作用”[2]。教学过程之中运用生活化情境作为驱动性问题进行教学，结合实验探究可以有效提升学生的学习兴趣，从而保证课堂教学的高效性。下面以人教版(2019年版)必修一[3]第二章第一节“钠及其化合物”碳酸钠和碳酸氢钠教学为例谈谈基于真实生活情境下的高中化学教学设计思路。

1 教学背景分析

1.1 内容分析

其实Na2CO3和NaHCO3是同学们在学习生活中经常会接触的物质，比如含NaHCO3饮料、玻璃主要成分含有的Na2CO3、NaHCO3作为中和胃酸药品的主要成分等等，同学们通过初中阶段的学习基本可以自己归纳总结碳酸钠和碳酸氢钠的物理性质及相关反应等部分化学性质。高中阶段学习本节课，我们需要解决的是碳酸钠和碳酸氢钠两者在物理性质之上的异同之处；在酸碱性、热稳定性等化学性质上的差异。学生在实验探究性的活动中，从化学及物理性质两个角度加深对碳酸钠和碳酸氢钠的认识，并初步建立起“性质决定应用”的观念，为后面学习铁及其化合物提供学习思路。

1.2 学情分析

从学生知识储备看，在本专题的学习中，Na2CO3和NaHCO3的俗名学生已认识了，学生也已经掌握了钠及钠的氧化物的一些相关性质，以及它们的主要化学性质及应用，学会了运用实验来探究钠及其氧化物性质上的不同，也初步了解了性质与应用的关系，为本节课的学习打下一定的基础。不过高一学生刚刚接触元素及其化合物的第一个模块，相关知识点散乱而不成体系。从学生学习能力看，经过一年多初三的化学基础知识和方法的学习，特别是化学知识点的学习，学生已经初步具备了系统知识学习的能力，具备了一定的提出问题、分析问题、解决问题的能力。从学生心理情况看，本节课知识与实际生活相联系，都是生活中容易接触到的物质，能激发学生对于本节课学习的兴趣。

2 教学目标

(1)了解Na2CO3和NaHCO3的主要性质，学会用比较思维的方法认识分析两者的性质及差异。

(2)通过性质探究实验，学会通过观察法记录实验现象，从而根据解释现象成因得出结论。

(3)通过本节课学习，了解Na2CO3和NaHCO3在实际生产、生活中的用途，感受化学对于生产、生活的重要性，提高学生学习化学的热情。

3 教学重难点

教学重点：Na2CO3和NaHCO3的相关物理化学性质学习及其热稳定性比较方法的掌握。

教学难点：Na2CO3和NaHCO3的热稳定比较。

4 教学设计思路

为什么放了NaHCO3的馒头膨松、爽口？厨房没有NaHCO3可否用Na2CO3代替？

图1 教学设计思路图示Fig.1 Illustration of teaching design ideas

引入：均衡饮食对于保证我们的健康身体特别重要，老师每天早点都离不开几个大馒头，恰逢前几天周末老师在家做起了馒头。老师做完馒头后发现老师自己所做的馒头与平时买来吃的馒头差异特别大，差异主要体现在馒头的膨松性和口感。老师感到特别纳闷，然后观看了制作馒头的标准视频，才发现老师制作的馒头与标准制作过程的区别是老师未加入发酵粉这一物质，老师称自己的这一事件为“馒头败笔”。那同学们发酵粉这种物质主要成分是什么呢？在馒头制作整个过程之中，它起了什么作用？都发生了哪些化学变化？为什么馒头“膨松长肥了”。

环节一：发酵粉这种物质主要成分是什么呢？

[教师]遇到这样的未知问题你会怎么做呢？问老师、父母或同学？

[学生]用手机进行网络查询呀！

[学生活动]通过相关浏览器对“发酵粉主要成分”进行了检索，按照小组讨论，提出观点。

[学生]发酵粉的主要成分为我们初中学习的小苏打，即NaHCO3。

[教师]对的，发酵粉主要成分为我们熟知的NaHCO3，同学们在初中时还学过苏打，苏打即Na2CO3？那老师做馒头时没有小苏打的情况之下，可以用苏打代替吗？

[学生1]可以，因为都是苏打呀！

[学生2]不可以，不然为什么发酵粉成分是小苏打呢。

[教师]同学们的回答都很好，接下来我们一起来走进Na2CO3和NaHCO3的学习。

探究环节一：宏观角度比较Na2CO3和NaHCO3的物理性质和化学性质

[教师]在每一个小组的桌子上有老师给大家提前准备的Na2CO3和NaHCO3两种物质，同学们仔细观察，两者从外观上有什么异同呢？

[学生活动]认真观察两物质的外观，组内讨论。

[学生回答]Na2CO3是白色的粉末状；NaHCO3为白色的细小晶体。

[教师]同学们都知道钠盐都是与水互溶的，那现在我们要探究两者水溶液差异性，同学们将其配置成溶液，配置过程中认真观察现象(为了相关性质的明显性提前告诉学生配置时均为等量少量水+Na2CO3和NaHCO3均1g)。

[学生活动]将Na2CO3和NaHCO3分别装入试管进行水溶液的配置。

[教师]同学们，配置过程中都观察到了哪些现象呢？

[学生]配置过程中，Na2CO3溶液的试管外部产生了热量，而NaHCO3的水溶液试管外温度下降。而且Na2CO3完全溶解在水中，NaHCO3只是部分溶解了，底部还有少量固体。

[教师]同学们，根据实验现象我们能的出什么结论呢？

[学生]Na2CO3固体溶于水放热而NaHCO3固体溶于水为吸热，从溶解度角度来看，Na2CO3的溶解度大于NaHCO3。

[教师]同学们，那现在我们有了两者的溶液，同学们根据已有的药品对它们的酸碱性进行比较。

[学生活动]向配置的溶液中滴入2～3滴酚酞试剂观察现象。

[学生]酚酞在Na2CO3溶液中的红色比NaHCO3中深，所以碱性Na2CO3要大于NaHCO3。

[教师]通过同学们的探究，整理出关于Na2CO3和NaHCO3两者的物理性质和化学性质(如表1)，所以通过宏观现象得出物质间的性质也是我们化学学习的一种方法。

表1 Na2CO3和NaHCO3相关性质对比Table 1 Comparison of Na2CO3 and NaHCO3 related properties (already written)

探究环节二：Na2CO3和NaHCO3热稳定性探究

引言：通过以上的性质探究，有没发现还是解决不了“馒头败笔”中老师提出来的几个问题：馒头制作过程中都发生了哪些化学变化？为什么馒头“膨松长肥了”。

[学生猜想]馒头制作过程中馒头膨松了，应该是NaHCO3分解产生气体所致。

[教师]同学们，这一过程如果是NaHCO3分解所致，刚才我们提出在没有NaHCO3情况下是否做馒头也可以用Na2CO3代替，同学们产生了不同意见，既然以上的结论还不能证明，我们一起看看它们的热稳定性。

[学生活动]带着疑问，结合课本，设计可靠实验装置，最后选择的装置(如图2所示)。

图2 实验Na2CO3和NaHCO3热稳定性探究Fig.2 Study on experimental Na2CO3 and NaHCO3 thermal stability

本实验设计较教材上同时在一支试管中加热Na2CO3和NaHCO3固体验证稳定性的优点：运用套管进行实验，大试管内装碳酸钠粉末，小试管内装碳酸氢钠粉末，用导管把气体导入到澄清石灰水中，大试管与小试管连接两装有澄清石灰水的烧杯[4]。加热试管，分别观察实验现象。得到的热稳定性结论会更加可靠。

[教师]同学们按照实验装置进行实验，认真观察对比实验现象，总结归纳相关结论。

[学生]按小组有序进行实验。

[教师]各小组通过实验观察到什么现象呢？

[学生]大试管中装有的Na2CO3没有什么变化与之相连的澄清石灰水也无明显现象，而在大试管里面的小试管中的NaHCO3分解了，生成的气体使得澄清石灰水变浑浊了。

[教师]同学们观察的非常仔细，归纳的也很到位，根据现象我们知道热稳定性为：Na2CO3>NaHCO3，同学们写出相关反应方程式。

[教师]同学们通过我们热稳定的探究实验，想一想我们在“馒头败笔”中提出的疑问，试着回答一下。

[学生]在制作馒头的过程之中，由于NaHCO3不稳定会分解产生CO2气体，可以让馒头变得“膨松肥大”，口感变好。而且由于Na2CO3稳定加热也不易分解，所以做馒头时在没有NaHCO3情况下不可以用Na2CO3代替。

[教师]同学们，通过今天对于碳酸钠和碳酸氢钠性质的学习，知道以后在做馒头时的要诀，也可以用自己所学知识去解释馒头制作中的化学问题，我们要知道生活离不开化学，化学中的许多知识也来于生活。

5 结 语

本节课围绕主情境线馒头的制作展开教学，基于真实生活情境下开展课堂教学利于发展学生核心素养，创设情景来源于实际生活，可以快速拉近学生与化学的距离，吸引学生进入课堂教学和互动中，使得学生明白化学在社会生活中的价值，提高学生学习化学的兴趣，提升学生对化学的认可度[5]。本节课主要通过实验探究教学学生一直处于做中学的状态，探究实验较多，探究课堂教学耗时较长，教师可以不必拘泥于常规的一节课教授，可适当增加课时进行授课。