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        基于真實問題情境的化學教學實踐
        ——以“酸、堿”復習課為例

        2021-11-05 07:48:14董敏華
        初中生世界 2021年40期
        關(guān)鍵詞:酚酞陽澄湖廢液

        ■董敏華

        一、設(shè)計理念

        “酸、堿”是初中化學教學的重點。本節(jié)復習課,創(chuàng)設(shè)了與學生生活環(huán)境、知識背景相關(guān)的有社會現(xiàn)實意義的真實問題情境——探究蘇州的“水”,以問題為驅(qū)動,將酸、堿的性質(zhì),酸、堿在生活中的應(yīng)用進行串聯(lián)整合,讓學生在解決問題的過程中構(gòu)建系統(tǒng)化的知識網(wǎng)絡(luò),通過觀察、操作、推理、交流、反思,體會知識應(yīng)用的價值、化學變化的規(guī)律、化學方法的形成過程,認識化學在實現(xiàn)人類與自然和諧共處、促進人類和社會可持續(xù)發(fā)展等方面所發(fā)揮的重大作用。

        二、教學流程

        本節(jié)課按照圖1設(shè)計的流程進行教學。

        三、教學片段

        1.初識蘇州水。

        引入:蘇州是典型的江南水鄉(xiāng),水是蘇州的靈魂。但是,你真的了解蘇州的水嗎?自然界中的水是純凈物嗎?

        生:不是,水中含有雜質(zhì)。

        師:嚴格來講,我們今天研究的不是純水,而是水溶液。陽澄湖螃蟹馳名中外,為什么陽澄湖的水質(zhì)環(huán)境適合養(yǎng)殖螃蟹?

        學生觀看相關(guān)視頻,閱讀文字資料,總結(jié)原因:與陽澄湖湖水的pH有關(guān)。陽澄湖的湖水是堿性的,這樣更適合螃蟹的生長。

        圖1

        師:如何通過實驗證明陽澄湖的湖水是堿性的?能否用酚酞試液來證明湖水呈堿性?

        學生思考、討論并實驗:將酚酞試液滴入陽澄湖湖水的樣品中,觀察現(xiàn)象。

        圖斑邊線的位置采集較容易出現(xiàn)超限的原因是只對原本底數(shù)據(jù)中圖斑的類型進行了更新,卻忽略了原圖斑邊線與新影像是否符合精度要求。例如,本底中的建筑工地經(jīng)過施工已經(jīng)變化為設(shè)施齊全的建筑小區(qū),數(shù)據(jù)只將原建筑工地的分類碼變更為建筑區(qū)的編碼,其邊線范圍與影像存在超過5個像素的偏差,不符合技術(shù)規(guī)定的要求。

        師:到了高中我們就會學到,酚酞變紅色的pH 范圍是8.2~10。用酚酞試液檢驗弱堿性溶液效果不好。陽澄湖湖水適應(yīng)生物生存,顯然不會是強酸性或強堿性,不適合用以上方法。能否用其他方法來證明湖水呈堿性呢?

        教師演示實驗:利用pH 值傳感器測定陽澄湖湖水的pH。

        學生觀察,得出結(jié)論:陽澄湖的水是堿性的。

        2.再識蘇州水。

        師:根據(jù)下表分析,湖水的pH在一天內(nèi)是如何變化的?并分析每日湖水的pH 隨時間變化的主要原因。

        表1

        學生討論,總結(jié)影響因素。

        師:湖水的pH 每日正常變化范圍為1~2,若超出此范圍,則水體有異常情況。這個規(guī)律對養(yǎng)殖管理有重要的指導意義和利用價值。

        師:塘口養(yǎng)殖時,水體堿性或酸性過強,不適合螃蟹生活,從化學的視角分析,升高溶液pH的方法有哪些?

        學生回顧酸的通性,從微觀角度認識反應(yīng)的本質(zhì)。

        追問:選擇試劑調(diào)節(jié)水體pH時,要考慮哪些因素?高溫時節(jié),若塘口水體pH 過高,可以采用潑灑鹽酸作為緊急解救措施。為什么不用硫酸調(diào)節(jié)pH?

        學生討論。

        3.探索蘇州水。

        師:酸、堿的性質(zhì)可以指導螃蟹的養(yǎng)殖。螃蟹的養(yǎng)殖在帶來巨大收益的同時,也會帶來一定的環(huán)境問題。(展示藍藻暴發(fā)的圖片)多余飼料、養(yǎng)殖廢水,會導致水質(zhì)氮、磷元素超標,塘口養(yǎng)殖廢水若直接排放到湖中,會造成水體富營養(yǎng)化,可能引發(fā)藍藻暴發(fā)。請分析處理廢水的一般思路是什么。

        學生討論,教師適時給出處理廢水的一般思路。

        師:小明模擬工業(yè)廢液的處理,他將稀鹽酸與氫氧化銅反應(yīng)后的廢液、稀鹽酸和氧化鐵反應(yīng)后的廢液集中在了一起。這些廢液該如何處理?

        學生討論、實驗,總結(jié)實驗室廢液處理的方法。

        師:有時,一些廢液處理方法還有許多不完善的地方。因此,實驗室廢液會有專門的公司上門回收處理。截至2019 年,蘇州有污水處理廠、污水處理公司共293 家,由于發(fā)展的需要,許多污水處理廠的規(guī)模在不斷擴大,處理廢水的能力也在不斷提升。環(huán)境污染物包括廢渣、廢水、廢氣,廢水包括工業(yè)廢水、農(nóng)業(yè)用水、生活污水,廢氣中的二氧化硫、氮氧化物形成酸雨進入水體也會造成污染。

        教師提前布置學生完成課外實驗:粗略測定部分地區(qū)雨水的pH。_____________________

        水樣_____________________________________pH 1 2 3 4采樣時間_____3 月19 日早晨6:00________3 月19 日早晨6:00 3 月19 日早晨6:00________3 月19 日早晨6:00_______采樣地點____姑蘇區(qū)_____溫度________11℃________相城區(qū)11℃吳中區(qū)_____某地區(qū)火力發(fā)電廠附近11℃________11℃

        師:為什么火力發(fā)電廠附近雨水酸性會更強呢?

        學生分析酸雨形成的原因。

        師:如何吸收多余的二氧化硫?

        學生分析工業(yè)生產(chǎn)、實驗室吸收二氧化硫的原理。

        教師呈現(xiàn)三組數(shù)據(jù):2021 年3 月19 日蘇州各環(huán)境監(jiān)測點二氧化硫濃度、二氧化氮濃度;2020 年和2019 年相比,蘇州二氧化硫排放量削減比例為5.32%;2020 年與2015 年相比,蘇州二氧化硫排放量削減比例為28.44%。

        教師總結(jié):化學可以幫助我們解決問題。希望大家能學好化學,守護蘇州水。

        四、教學反思

        生活中處處是化學?;瘜W教學中合理利用生活中的真實問題情境可培養(yǎng)學生的學科意識和學科思維,充分發(fā)揮化學學科獨特的育人功能。

        1.創(chuàng)設(shè)真實情境,培養(yǎng)學生提出化學問題的意識。

        之前學生普遍認為可以用無色酚酞試液檢驗陽澄湖湖水的堿性。但通過實驗發(fā)現(xiàn),酚酞滴入水樣后并沒有變紅。隨后,再用pH值傳感器測出湖水的pH 為8.1。這一情境一定會引發(fā)學生的認知沖突。此時,教師再告訴學生到了高中會學習酚酞變紅色的pH 范圍是8.2~10,而陽澄湖湖水適應(yīng)生物生存,顯然不會是強酸性或強堿性,所以不適合用酚酞來檢驗湖水的弱堿性。

        2.創(chuàng)設(shè)真實情境,培養(yǎng)學生化學學科思維。

        本節(jié)課以蘇州的“水”為線索,引導學生從化學的角度分析陽澄湖水質(zhì)環(huán)境適合養(yǎng)殖螃蟹的原因;利用pH 值傳感器測定陽澄湖湖水的pH;運用酸、堿、光合作用等知識探究湖水pH 的變化規(guī)律,分析pH 變化規(guī)律對養(yǎng)殖業(yè)的指導作用,思考調(diào)節(jié)湖水pH的方法;探究養(yǎng)殖產(chǎn)生的廢水對水體的影響及廢水的處理方法。利用生活中熟知的情境,讓學生直接面對等待解釋的化學現(xiàn)象,鼓勵學生從化學的視角分析,運用化學知識解決社會生活和發(fā)展中的問題,認同和贊賞化學學科的價值。

        3.創(chuàng)設(shè)真實情境,培養(yǎng)學生遷移應(yīng)用能力。

        真實情境都具有復雜性,僅靠單一的知識往往無法解決問題,因此需要將多方面的知識綜合遷移應(yīng)用。分析陽澄湖湖水一日pH 變化規(guī)律的成因時,學生考慮到二氧化碳在水中的溶解情況會受到溫度、壓強等物理因素的影響,也會受到水體中植物光合作用、呼吸作用的影響,綜合應(yīng)用了物理、化學、生物的知識。在探究調(diào)節(jié)水體pH的方法時,學生結(jié)合生產(chǎn)實際,總結(jié)出選擇試劑要考慮安全性、價格、保存是否方便等因素。在教學中不斷地讓學生活用所學知識,學生的遷移應(yīng)用的能力自然而然就會提高。

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