化学核心素养作为学生发展核心素养的重要组成部分，共有5个维度：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、科学精神与社会责任。但是要使这5个维度的素养在化学教学过程中体现出来，比较容易忽略的是培养创新意识、科学精神和社会责任感。不少教师为了在教学过程中体现这些方面，草率地将其等同于介绍物质在现实生活中的用途，即便是广受重视的探究式教学法，教师在处理教学内容时也是一味地强调探究的步骤，而忽略了探究的背景的重要性，比如在金属钠的学习过程中，为了引入金属钠性质的探究，大多数教师都会采用以下方式中的一种。
表1 金属钠的几种不同的引课方式
1 2 3 4 5滴水点灯：课前在酒精灯的灯芯暗藏一小块金属钠，实验时用胶头滴管在灯芯中滴一滴水，酒精灯被点燃。新闻引入：2002年，珠江水雷事件。史料引入：西汉刘安所著的《淮南万毕术》中有这样一句话：曾青得铁，则化为铜。曾青即为硫酸铜溶液，加入铁能生成红色的铜，加入钠单质会怎么样？展示镁条、铁片、铝片、铜片等几种金属，回顾金属活动顺序表，引入金属钠的学习。展示钠元素在自然界的存在以及金属钠的发现史，引入钠的学习。
尽管上述几种引入方式的角度各不相同，但是它们有一个共同的特点：就是暗示学生所谓学习就是学习已有的知识或技能。这样一来就导致“大家把评估的重点放在学生对教授内容的吸收程度上，教学被定义为传递学习内容的工具，教师更重视培养的是优秀的考试机器而非成功的学习者”［1］，对于学生而言，久而久之就会产生消极情绪，认为在学校学到的知识对以后的工作生活毫无用处，即使去做学术也不可能有大建树，因为前人已经把该研究的物质都研究过了，从而产生了厌学的心理。
图1 项目式学习黄金标准
但事实上，素质教育真正的目的是培养学生的思考习惯和思维能力。思维是由直接经验的情境引起的，而且思维必然趋向于确定的情境［2］。笔者认为这种情境必须是“真实的”。在巴克教育研究所（简称BIE）提出的项目式学习黄金标准里，很详细地阐述了“真”字的涵义，笔者认为任何优秀的课堂情境都应该具备这样的标准，即教育领域的“真”，体现在学习内容与“真实世界”的联系上，一个项目的“真”可以体现在几方面：①项目基于真实的场景：学生们正在努力解决的是现实生活中人们会遇到的真实问题；②项目融入真实的流程、任务、工具以及质量评价标准；③项目会对其他人产生真实的影响；④项目能够真实地表达学生生活中关心的问题［3］。
鉴于此，笔者以苏教版必修1“金属钠的性质与应用”一节为例详细阐述如何在课堂教学中体现“真实性”。
作为一种极其活泼的金属，金属钠在日常生活中极为少见。教材中提到它的用途有制作高压钠灯、制作钠的化合物、还原贵金属以及利用钾钠合金的特殊状态作为快中子反应堆的热交换剂等，但是高压钠灯的原理是利用钠在激发状态下会释放黄光，属于焰色反应，还原贵金属钛、锆、铌、钽等，主要利用金属钠的还原性，但事实上在工业上极少用钠去还原，例如：钛的生产工艺就是以Kroll法为主（即镁还原法），当然在科研中也会利用金属钠作为深度除水剂，但是无论是哪一种用途，都离学生已接触到的世界太远，不具备在最近发展区提问的条件，不能够真实地表达学生迫切希望用已有知识来解决现实问题的需求。
钠的氧化物有两种，其中以钠的过氧化物的用途比较新颖，与生活生产贴近，比如作为供氧剂、漂白剂、杀菌剂、消毒剂等，正因为如此，在高考中也屡次出现它的身影，且在浙江省出台的化学学考（选考）标准中也明确指出过氧化钠的主要性质，学考不要求，选考要求则为C（最高要求），所以在介绍本节内容时如何恰当地处理过氧化钠的内容非常关键，笔者认为在必修1的学习中，学生只要知道钠在不同条件下会生成不同的氧化物以及过氧化钠是淡黄色即可。
氢氧化钠的用途极广，造纸、染料、食品加工等诸多领域都有涉及，但是工业制备氢氧化钠主要采用苛化法和电解法，而不是用钠与水反应，因此在介绍钠与水的反应时应该有3个导向：①钠应该保存在干燥的环境中；②利用钠与水反应在科研中可以将其作为深度除水剂；③钠一旦着火不可以用水扑灭，即不是所有的物质燃烧都可以用水来灭火。当然在研究钠与水的反应时，不可避免地会提到爆炸问题，当年天津港的特大爆炸案还历历在目，造成了巨大的经济损失和人员伤亡，那么关于化学物质的负面新闻能不能拿到课堂上讲，这是很多教师所疑惑的地方，笔者认为可以讲，但是要做正面的引导，即任何事情都有两面性，化学所带来的负面影响是人类不合理的处理和使用引起的，这样一来就可以使学生逐渐树立起正确的价值观，不会产生一种谈虎色变的心理。
图2 特斯拉底部电池组
师：上图为特斯拉底部的电池组，其核心部件是一块聚合物锂电池。但是花旗银行和德意志银行等公司根据对锂消费程度的不同，对锂矿资源在何时会枯竭进行了预测：
【展示】
图3 锂资源储备量与需求量
其中红色虚线是对锂矿资源储备的乐观预测（4500万吨），褐色虚线是对锂矿资源储备的保守预测（500万吨）；蓝色曲线代表着全球对锂矿资源消费旺盛程度的曲线。
师：根据花旗银行和德意志银行等公司对锂消费程度的调查发现越往后需求越大，但是自然界中存在的锂矿保守估计只有500万吨，即使是乐观估计也只有4500万吨，因此如果按照保守估计的话，到2031年就会出现锂矿枯竭的现象，如何解决这一供需矛盾？
生1：将金属锂回收再利用。
生2：开发新的金属电池。
师：你觉得开发哪种金属元素的电池才能不愁用量？
生：钠电池。
教师追问：理由是什么？
她的高烧退了一些，但仍然烫着，青辰继续给她煎药，喂药，喂米汤或者面汤，然后再给她擦洗四肢，一套忙活下来，大半天的时间便已过去。
生：因为地壳中70%左右的面积是海洋，海水中储量最丰富的是氯化钠，如果把钠元素提取出来，我们就不会愁用量了。
【展示】
图4 钠在自然界中的含量
教师：很好，钠元素在自然界中含量丰富，地壳中钠元素含量第六位，如芒硝、智利硝石等矿物中都含钠元素，海水中也有大量的NaCl，总储量4亿亿吨。但是无论在地壳还是海洋中，自然界的钠元素都是存在于化合物中，这种存在形式称为化合态。你认为自然界中有钠单质吗？
生：没有。
在本研究中，我们发现大于4mg/ml浓度的槐耳清膏作用 NCI-N87 24h 后，Beclin-1、LC3-II、PTEN在mRNA水平及蛋白水平均明显升高，结果具有统计学意义，且与浓度呈现正相关性。从上述结果我们推测，槐耳清膏可能影响自噬基因Beclin-1表达，同时增加PTEN表达，导致自噬发生，较高浓度的槐耳清膏效果明显，但超过32mg/ml是否自噬效应增加尚没有试验结果证明。
按最佳方案进行模拟填充，铸造浇注过程如图8所示．从图8可以看出，在铸造温度720 ℃、注射速度3 m/s和模具温度220 ℃条件下，铸件的充型过程平稳、冷却过程温度场的分布合理．
上述蚀变从广度而言，全区各脉无论规模大小，埋藏深、浅均有发育；从强度而言，地表地下无明显差异，但小脉往往比大脉强，脉幅缩小部位比脉幅膨大部位强，脉体形态复杂的比脉体形态简单的强。钽铌的品位含量随着钠长石化的增强而增高，锂辉石也略有增加，锂云母钠长石型交代作用最复杂，矿化最好。
师：为什么？
生：太活泼，因为它在金属活动性顺序表中排在很靠前的位置，说明有很强的还原性。
师：能够联系初中的知识，非常好。
【展示】
图5 戴维
师：考虑到钠的强还原性，所以在历史上，戴维首先利用电解的方法获得金属钠。现在，工业上一般通过电解熔融的氯化钠获得钠。中国的兰太实业则是世界第三、亚洲第一的金属钠生产企业。
设计意图：从历史角度来看，金属钠是戴维因为“好奇”而采用当时比较时髦的电解方法“偶然”获得的，并没有明确的目的和用途，也就是说元素周期表的很多种单质都是经历了先发现后研究再应用的过程。那么在实际教学过程中我们可以反过来教。
图6 电解熔融氯化钠的装置
图7 兰太实业
通过日常生活常见的锂电池，讲到锂的消费结构和锂资源的储量，通过数据和图表让学生真实地体会到锂的用途之广，而有限的资源不可能无限地使用，将现实生活中的矛盾直接搬到课堂，让学生思考解决问题的途径，从而明确化学研究的初衷是为了解决日常生活生产中面临的真实问题。
绝大多数的课堂在引入之后就直奔主题，开始研究钠的性质，此处笔者先让学生思考开发哪种替代金属的电池才能不愁用量？让学生体会科学研究的首要之处是寻找正确的方向。
师：今天我给大家准备了现成的金属钠，请大家四人一小组，观察金属钠具有哪些特点？
生：【实验探究1】
将成熟无损的西瓜，放在15%的盐水中浸泡，然后密封在聚乙烯塑料袋中，放入地窖或沙石堆中，在春节或水果淡季可食用或上市。该技术也可用于葡萄、黄瓜、苹果的贮藏，技术的关键是在盐水中浸泡10小时左右。
银白色，质地柔软，固体，露置在空气中表面易被氧化而发暗。
师：那么你认为金属钠应该如何保存？
生：隔绝空气。
教师追问：如何隔绝空气？
生1：沉入某种不与它反应的液体。
生2：真空包装。
生3：包装金属钠的塑料袋充入惰性气体。
师：大家想到的方法很多，都很好，下面我们来看《危险货物运输包装通用技术条件》规定。
图8 金属钠燃烧产物
【展示】《危险货物运输包装通用技术条件》规定：
工业金属钠的外包装采用铁桶，内包装为双层聚乙烯塑料袋。包装时应该将袋内空气排净后扎紧袋口。每桶净含量为40kg或150kg。
实验室中少量的金属钠，我们可以将其保存在煤油中，利用的是金属钠不与煤油反应并且密度比煤油大，当然我们也可以把金属钠保存在石蜡中。
师：既然金属钠在空气中很容易被氧化，那么我们能否用加热金属钠的方法来获得氧化钠呢？
【演示实验1】单质钠在空气中加热，可以观察到什么现象？
生：剧烈燃烧，产生黄色的火焰，产物为淡黄色。
师：这种淡黄色的物质还是不是氧化钠？
生：不是吧（不是很确定的回答）。
师：如何证明？
生：往产物中加水，再加入酚酞，若固体溶解，并且溶液变红，说明是氧化钠，反之则不是。
师：【演示实验2】往淡黄色固体中加入几滴水，再加入几滴酚酞。大家看到什么现象？
与此同时，超过经济活动所需的过度货币投放及经济活动的过度货币化，将导致金融业产生“非分之想”，给经济带来负面影响。
生：固体溶解，有气泡产生，溶液变红。
师：你得到什么结论？
生：不是氧化钠。
师：对，这种淡黄色的固体其实是过氧化钠，工业上就是利用钠与氧气在加热条件下反应来获得过氧化钠的。
【展示】工业上制备过氧化钠的方法是将钠在铝盘上加热至熔化，通入一定量的除去二氧化碳的干燥空气，维持温度在453-473K之间，钠即被氧化为氧化钠，进而增加空气流量并迅速提高温度至573-673K，即可制得过氧化钠。
师：下面请大家写出钠与氧气在常温、加热两个条件下反应的化学方程式，然后思考你可以得到什么结论？
生：条件不同，反应产物可能不同，所以书写化学方程式一定要写明条件。
设计意图：300多年前，捷克教育家夸美纽斯就在《大教学论》中写道：“一切知识都是从感官开始的。”也就是说直观可以使抽象的知识具体化、形象化，有助于学生感性知识的形成。学生通过观察现成的金属钠获取了它的颜色状态，通过用小刀切真切地体验了金属钠的硬度，从而开始改变所有固态的金属硬度都较大的常规思维，同时细心的学生还会发现切开的金属钠不到片刻表面就变暗，相对初中强调的铁和铜露置在空气中会被缓慢氧化而言，钠的速度要快很多并且现象明显，这样一来一方面验证了学生脑中已有的知识：大多数的金属都会与氧气反应生成相应的氧化物，排在金属活动性顺序表前面的金属比排在后面的金属要活泼，另一方面也融入了一个真实的任务：如何解决钠的保存问题。最终得出隔绝氧气的方法，除了用液体、固体，还可以用气体或者真空环境，比如为了防止油炸的薯片氧化，通常会在密封前充入氮气，这样一来就从课内延伸到课外，拓展学生的视野。
由图1可知，酶解pH在4.0～5.5时，随着提取液pH的升高，龙牙楤木皂苷得率不断提高，在酶解pH 5.5时达到最大值，为3.89%。当酶解pH超过5.5，皂苷提取得率急剧下降，在酶解pH 6.5时皂苷得率下降22.37%，这可能是因为酶解pH不适宜既破坏酶的构想，也影响底物、辅酶及酶活性部位相关基因的解离程度，从而影响酶分子对底物分子的结合和催化，因此只有特定的pH值条件下，解离状态最适宜酶、底物和辅酶的相互结合，从而使酶反应速度达到最大值[17]。
氧化钠是很多化学反应的中间产物，但是工业却并不是用金属钠与氧气直接反应，因为在加热过程中，钠很容易会和氧气反应生成更稳定的过氧化钠，从氧化钠到过氧化钠的过渡，笔者从加快化学反应速率的角度进行提问，答案既在学生的预料之内，又在学生的意料之外，从而使学生对条件和产物的关系有了真实而深刻的认识。通过介绍过氧化钠的工业制法，让学生明白学习的最终目的是服务于生产，造福社会。
师：如果仓库中金属钠大量堆积又不通风，会有什么后果？
生：金属钠氧化放热，当温度达到着火点会自燃。
师：一旦储存金属钠的仓库着火了，该怎么办？
生（不假思索）：用水灭火。
师：【演示实验3】在点燃的金属钠上喷水，观察会看到什么现象？
生（惊讶）：越喷水，火势越大。
SA算法主要借助上一次搜索解信息获得降温迭代初始个体，而随机扰动方式无法保证最终解一定是最优解，甚至可能劣于搜索过程产生后被遗弃的中间解。为此，本文在状态接受函数中增加了最优解记忆算子，通过设置记忆解参数Fm记录算法过程中产生的中间新解，与每次迭代产生的中间新解进行比较，择优更新Fm并将其输出为下次迭代的初始解。该算子通过建立初始解和中间新解的双向互动关系，精准确定最优解，提升了算法效率。
师：为什么会出现这种情况？
综上所述，通过分析可知，我国农村生活污水处理技术目前仍不完善，还有需要提升的地方。在进行污水处理时，要根据农村地区的实际情况采取有针对性的处理技术，对当地的发展水平与地质情况进行实地调查，并掌握居民日常用水情况。在人口较为密集的地区，可以通过稳定塘或是采用生物滤池的方法处理生活污水，并尽量选择低成本、低消耗、操作简便、绿色环保的技术，这样不仅能够实现处理生活污水的目的，还能提升当地经济建设，提升农村居民生活品质。
生1：钠与水剧烈反应。
2.1.4 提取时间 随着提取时间延长，山竹果皮花青素提取量呈先升后降趋势。当提取时间<10 h时提取量呈上升趋势；提取时间为10 h左右时提取量最高，为1 263.6 nmol/g；而后提取量呈逐渐下降趋势。原因在于提取时间较短时花青素来不及溶出，而时间过长花青素又会因长时间受热发生结构变化，且杂质成分溶解也随之增加。故正交试验提取时间选择9～11 h。
生2：金属钠燃烧产物过氧化钠与水反应释放出氧气，加速了钠燃烧。
师：大家能一分为二看问题，见解非常深刻，下面请同学们四人一小组，研究一下钠与水反应的过程并试着根据现象写出化学反应的方程式。
地理教材有许多插图，包括分布图、统计图、景观图等。地理插图是地理教材的重要组成部分，具有形象、直观、生动的特点，对学生了解地理事物的空间分布规律以及各要素间的内在联系具有重要作用。因此，在教学中，要注重发挥图像的重要作用，运用图像引导学生“动起来”，以形象促进抽象的思维，结合文本理论和媒体见闻，充分发挥学生的想象力使学生主动参与到课堂活动中。培养学生读图、析图、解图的能力，以及挖掘教材的图像来获取知识的能力，从而提高地理课堂的效率。
【实验探究2】学生分组实验：钠与水反应。
生：现象有5个：溶液变红，发出滋滋的响声，浮在水面上，在水面四处游动，融化成小球。
师：你为什么认为产生的是氢气？
生：有爆鸣声，而且从氧化还原化合价升降角度考虑这个反应中也只有氢元素的化合价能降低。
悲剧源于犀牛角带来的巨大经济利益，拥有前大后小两只角的白犀牛是盗猎者追逐最甚的动物。当其他地方的犀牛被保护起来时，生活在苏丹南部和刚果（金）北部的北白犀因当地政局动荡而遭遇大猎杀。
师：请画出这个反应电子转移的方向和数目并思考钠与水反应的本质是什么？
合同审批完成后，合同文本经对方当事人签字盖章后我方再履行签字盖章程序，特殊情况下，可以我方先签字盖章。合同签约代表人应为法定负责人，其他人为签约代表人的应出具《授权委托书》。合同专用章由合同管理部门专人保管。签订各类经济合同一律加盖合同专用章，严禁以行政印章、党委印章或其他印章代替；严禁以合同专用章代替其他印章加盖其他文件。合同用印时，经办人在《合同用印登记表》上进行登记并签字备查。所有合同在盖章时进行合同编号，合同编号根据自拟。
生：本质是钠和水电离出来的氢离子反应。
师：所以当溶液中氢离子浓度越大，钠被反应掉的速度就越快，如果把水换成盐酸，反应则会更剧烈。所以并不是所有物质着火都可以用水去灭火，比如金属钠，你往上面洒水无异于火上浇油。
天津港事件爆炸现场以及防化部队和核生化应急救援队进行救援的场景，当时消防人员在不知情的情况下，直接往已经着火的危险化学物仓喷水，直接导致了二次爆炸，不仅造成了巨大的经济损失，还有不少消防员也因此失去了宝贵的生命。从这个事件中，你得到了什么启示？
图9 天津港爆炸
生1：危险的化学物品一定要合理堆放，如果出现火灾，一定要科学灭火，不能用常规方法处理。
生2：生命是如此美好又是如此的脆弱，平时多学点知识以备将来从容应对突发情况。
师：大家总结的非常到位。现在大家再想想看：如果水中有其他溶质，比如硫酸铜，会出现什么情况？
生：获得紫红色的金属铜。
【演示实验4】钠与硫酸铜溶液反应，请解释其中的原理。
师：大家看到什么现象？
生：钠浮在水面上，融化成小球，在水面游动，发出滋滋的响声，同时生成蓝色絮状沉淀。
师：你能否解释为什么会出现这种现象？
生：钠先和水反应，产生的氢氧化钠再和硫酸铜反应。
设计意图：钠与水的反应是学生学习金属钠的难点，绝大部分的教师在处理这块内容时的重心都放在实验现象以及根据现象推测产物上面，不容否认这些知识和技能的训练对于以实验作为基础的化学而言极为重要，但是这样的教学给学生带来的只是脱离实际、纯知识的学习，同时也给不少同学带来错误的引导：可以用金属钠和水反应制备氢氧化钠。所以要把金属钠与水的反应放在一个大背景下学习，而这个背景又不能与上一块内容钠与氧气反应脱节，因此灭火方式在此处就承担了较为合适的角色。金属的氧化本就是一个放热反应，不合理堆放有可能引起火灾，而灭火的方式学生在初中就极为熟悉：降低温度和隔绝氧气，鉴于日常生活的知识，学生很容易就迁移出金属钠着火应该用水去灭。此时教师可以很自然地顺着学生的思路去演示一下这种方法带来的后果，当学生看到火势越来越大的，满脸的惊喜和惊讶不言而喻，于是迫切的需要知道为什么会出现这种情况。一旦学生明确自己目前所需解决的问题之后，随后的实验探究就水到渠成。至此为止，所有的学习都还只停留在假设、实验阶段，那么天津港事件的抛出就是对学生学习化学知识必要性的一个警醒，即生命可贵，只有合理处理化学危险品才可以保证社会稳定、减少人员伤亡和经济损失。
师：了解钠的这些特点后，请大家课后结合网上的资料写一篇小论文：如果要把它制成一个钠电池，可能会遇到哪些困难。
要将创新意识、科学精神和社会责任感三方面完美的与教学契合，教师必须重视教学情境的选择，一个好的情境既要围绕教学的重点难点，又要体现真实的场景、任务，既是学生迫切关心的问题，也是学生通过探究有能力解决的问题，同时又能够使学生的思维得以发展。
在“金属钠的性质和应用”这节的教学过程中，课的一开始首先抛出学生日常生活中接触较多的锂电池，以及有限资源与无限需求之间的矛盾，促使学生思考：如何从创新的角度去研发新的替代材料；紧接着教学的核心是围绕钠与氧气、钠与水这两个反应，钠与氧气的反应是围绕钠的保存方式展开，以过氧化钠的工业生产方式终结，钠与水的反应是围绕钠的灭火方式展开，以天津港大爆炸带来的启示为终结，并且这两项任务存在着上级关系，即金属的氧化问题。从物质变化角度讲，由于钠与氧气反应并且速度较快，弊端是会造成金属钠被腐蚀而变质，从而有了金属钠的保存方式的说明书，但是利用钠和氧气的反应，在工业上也可用来生产过氧化钠，造福人类；从能量角度讲，金属的氧化是个放热反应，如果不合理保存或堆放，比如金属钠，就很容易达到着火点而发生自燃现象，这样一来合理的处理火灾就是学生非常关心的问题，尤其是当学生接触到天津港事件后，身上就多了一份责任意识：学好化学，不仅是为了研发新物质，改善生活条件，促进社会进步，还要为了他人的生命安全、社会稳定和子孙后代的可持续发展着想。
参考文献
［1］ 罗恩·理查德.哈佛大学教育学院思维训练课：让学生学会思考的20个方法［M］.北京：中国青年出版社，2014：413
［2］ 约翰·杜威.我们怎样思维·经验与教育［M］.北京：人民教育出版社，1991：262
［3］ John Larmer，John Mergendoller，Suzie Boss.Gold Standard PBL：Essential Project Design Elements［EB/OL］.http：∥www.bie.org／blog／gold_standard_pbl_essential_project_design_elements，2015-04-21/2018-11-18
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