崔云

摘要：本節(jié)課以碳酸鹽的形成與轉(zhuǎn)化為主線，將酸堿鹽的相關(guān)性質(zhì)，在化學(xué)啟蒙的基礎(chǔ)內(nèi)容上，進(jìn)行了系統(tǒng)的整合，讓學(xué)生在以碳酸鹽為具體物質(zhì)主線的復(fù)習(xí)課中，形成了有關(guān)酸堿鹽認(rèn)知系統(tǒng)的再構(gòu)建。利用數(shù)字化實(shí)驗(yàn)讓教學(xué)內(nèi)容由宏觀到微觀、由定性到定量，使微觀粒子可見，由數(shù)據(jù)引發(fā)思考，從而增強(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)新意識，提高學(xué)生的實(shí)踐能力，培養(yǎng)實(shí)事求是、嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度，養(yǎng)成交流與合作的良好習(xí)慣。

關(guān)鍵詞：專題復(fù)習(xí);數(shù)字化實(shí)驗(yàn);創(chuàng)新意識

文章編號：1008-0546（2022）07-0077-03中圖分類號：G632.41文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2022.07.019

一、案例背景

《義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2011年版）》的課程理念，是以提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)為主旨，增進(jìn)對科學(xué)探究的理解、發(fā)展科學(xué)探究能力。本課題所涉及的教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)主要還有：認(rèn)識常見酸堿的主要性質(zhì)和用途;了解純堿、小蘇打、碳酸鈣等鹽在日常生活中的用途;認(rèn)識物質(zhì)的多樣性;形成“化學(xué)變化過程中元素不變”的觀念;初步形成“在一定條件下物質(zhì)可以轉(zhuǎn)化”的觀念;認(rèn)識定量研究對于化學(xué)科學(xué)發(fā)展的重大作用;學(xué)習(xí)運(yùn)用多種手段對物質(zhì)及其變化進(jìn)行觀察;初步學(xué)習(xí)通過比較、分類、歸納、概括等方法逐步建立知識之間的聯(lián)系等?？茖W(xué)探究學(xué)習(xí)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，必須讓學(xué)生親身經(jīng)歷豐富的探究活動(dòng)[1]。因此，必須克服復(fù)習(xí)階段學(xué)生僅注重刷題，忽略了科學(xué)探究能力的養(yǎng)成與發(fā)展，淡化了認(rèn)知體系建構(gòu)與發(fā)展的錯(cuò)誤傾向。初中化學(xué)復(fù)習(xí)的時(shí)間是比較短暫的，因此復(fù)習(xí)內(nèi)容必須要有針對性，即要是學(xué)生易錯(cuò)、易疏忽的基礎(chǔ)內(nèi)容，也要是中考改革的熱點(diǎn)和重點(diǎn)，更要能夠有利于持續(xù)發(fā)展學(xué)生的化學(xué)核心素養(yǎng)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識。

人教版《義務(wù)教育教科書·化學(xué)》九年級上、下冊中，有關(guān)碳酸鹽的內(nèi)容幾乎涵蓋始終。從第一單元課題 1中的“石灰石與鹽酸反應(yīng)”的化學(xué)變化實(shí)驗(yàn)起，到第十二單元課題2的補(bǔ)鈣內(nèi)容，所有單元都有碳酸鹽的“蹤影”。其中第六單元、第十一單元相對集中，先后呈現(xiàn)了碳酸鹽的運(yùn)用與形成、碳酸鹽的基礎(chǔ)化學(xué)性質(zhì)與轉(zhuǎn)化等內(nèi)容[2]。

《南京市中考指導(dǎo)書·化學(xué)》中，先后收集了若干道有關(guān)碳酸鹽內(nèi)容的探究型試題。所以，本節(jié)課主要探究的是碳酸鹽的形成與轉(zhuǎn)化。但是，初中階段對于這部分的學(xué)習(xí)與研究是啟蒙的基礎(chǔ)內(nèi)容，高中會(huì)有更深入的學(xué)習(xí)，因而決定課題為：“初探碳酸鹽的形成與轉(zhuǎn)化”。

在硬件方面，利用焦點(diǎn)智慧課堂軟件和數(shù)字化實(shí)驗(yàn)設(shè)備這些現(xiàn)代化技術(shù)教學(xué)可以更直觀、更深化地開展本節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容。

二、案例內(nèi)容

1.教學(xué)目標(biāo)

（1）通過復(fù)習(xí)碳酸鹽的性質(zhì)，初步構(gòu)建碳酸鹽形成與轉(zhuǎn)化的知識網(wǎng)絡(luò)。

（2）通過對實(shí)驗(yàn)的觀察、分析、討論，體驗(yàn)問題解決的快樂，進(jìn)一步激發(fā)學(xué)習(xí)化學(xué)的濃厚興趣和強(qiáng)烈的探究欲望。

（3）通過數(shù)字化實(shí)驗(yàn)從微觀角度分析原因和得出結(jié)論，從而形成化學(xué)學(xué)科思維和創(chuàng)新意識。

2.教學(xué)重、難點(diǎn)

教學(xué)重點(diǎn)：初步構(gòu)建碳酸鹽形成與轉(zhuǎn)化的知識網(wǎng)絡(luò)。

教學(xué)難點(diǎn)：從微觀角度分析原因和得出結(jié)論。

3.教學(xué)準(zhǔn)備

焦點(diǎn)智慧課堂軟件、威尼爾數(shù)字化實(shí)驗(yàn)設(shè)備、演示實(shí)驗(yàn)、分組實(shí)驗(yàn)。

4.教學(xué)過程設(shè)計(jì)及解析

【活動(dòng)一】碳酸鹽的形成

演示實(shí)驗(yàn)：如圖1 所示，圓底燒瓶中裝滿二氧化碳，將膠頭滴管中氫氧化鈉濃溶液擠入燒瓶中，形成噴泉。

提問：CO2和 NaOH 發(fā)生了反應(yīng)嗎？將反應(yīng)后的溶液分給學(xué)生，讓學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證反應(yīng)生成了 Na2CO3并完成表1。教師使用焦點(diǎn)智慧課堂實(shí)時(shí)錄制視頻。

設(shè)計(jì)意圖：在學(xué)生的已有知識體系中，已經(jīng)知道二氧化碳與氫氧化鈉反應(yīng)生成碳酸鈉，但是實(shí)驗(yàn)沒有明顯現(xiàn)象，就要設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明反應(yīng)生成了碳酸鹽，所運(yùn)用的知識還是酸堿鹽的化學(xué)性質(zhì)，學(xué)生設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)中選用的試劑主要是利用H+、Ca2+、Ba2+檢驗(yàn)反應(yīng)生成了碳酸鈉。這要求學(xué)生在腦海中形成酸堿鹽知識網(wǎng)絡(luò)，是學(xué)生能力的體現(xiàn)，也幫助學(xué)生整合知識系統(tǒng)。利用視頻實(shí)時(shí)錄制，為課堂后續(xù)教學(xué)積累了素材。

【教學(xué)效果】噴泉實(shí)驗(yàn)對學(xué)生視覺產(chǎn)生了刺激，也增強(qiáng)了科學(xué)探究的興趣和欲望，學(xué)生積極參與討論和分組實(shí)驗(yàn)。

【交流討論】視頻播放，分組實(shí)驗(yàn)中某同學(xué)在往碳酸鈉溶液中逐滴滴加稀鹽酸時(shí)，一開始沒有氣泡產(chǎn)生，為什么會(huì)出現(xiàn)這樣的情況？

為探究原因，教師利用數(shù)字化傳感器測定滴加鹽酸過程中，溶液的pH和CO2濃度的變化，曲線變化（見圖2）。根據(jù)圖2呈現(xiàn)的曲線，學(xué)生討論分析沒有產(chǎn)生氣泡的原因。

設(shè)計(jì)意圖：利用滴數(shù)傳感器、pH 傳感器、二氧化碳傳感器測定向碳酸鈉溶液中定量、勻速地滴加稀鹽酸過程中溶液pH和裝置中二氧化碳的變化。從具體的數(shù)據(jù)曲線分析滴加到碳酸鈉溶液中的鹽酸先是用來調(diào)節(jié)溶液的酸堿度，開始滴加稀鹽酸時(shí)溶液pH 在減小，但是二氧化碳濃度沒有增加，引導(dǎo)學(xué)生意識到化學(xué)反應(yīng)已經(jīng)發(fā)生，但是沒有二氧化碳生成。繼續(xù)滴加稀鹽酸開始大量產(chǎn)生二氧化碳，引導(dǎo)學(xué)生思考反應(yīng)是分步進(jìn)行的。為了讓學(xué)生深入理解反應(yīng)本質(zhì)，再以2017年南京中考題作為練習(xí)。此環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)是在學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，由實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的宏觀現(xiàn)象引發(fā)對微觀本質(zhì)的探究;再由數(shù)字化實(shí)驗(yàn)從定性到定量進(jìn)行分析，加深了學(xué)生對知識的認(rèn)知，鍛煉了學(xué)生探究問題的能力，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新意識。

【教學(xué)效果】第一個(gè)問題拋出時(shí)，課堂瞬間安靜，學(xué)生第一次在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)了這個(gè)問題，完全沒有思考的方向，當(dāng)把溶液中pH變化曲線和CO2濃度變化曲線呈現(xiàn)出來，并標(biāo)注幾個(gè)重要的點(diǎn)，有一些學(xué)生發(fā)現(xiàn)了大量產(chǎn)生CO2和溶液pH 的關(guān)系，并積極地發(fā)表自己的觀點(diǎn)。再面對2017年南京中考題時(shí)，有一部分同學(xué)有了明確的思路，剩下來的同學(xué)該怎么辦呢？借助動(dòng)畫將兩幅圖片重合，再來標(biāo)注其中關(guān)鍵的點(diǎn)，再以小組討論的形式，生生互動(dòng)，解決教學(xué)的難點(diǎn)。

【活動(dòng)二】碳酸鹽的相互轉(zhuǎn)化

演示實(shí)驗(yàn)：1.向澄清的石灰水中持續(xù)通入二氧化碳并利用 Ca2+傳感器測定溶液中鈣離子濃度（見圖3），觀察燒杯中的現(xiàn)象及鈣離子濃度的曲線變化。

2.取變澄清的溶液于試管中，加熱，觀察現(xiàn)象。

設(shè)計(jì)意圖：向澄清石灰水中通入過量的二氧化碳，從宏觀的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可以看出溶液先渾濁后澄清，溶液為什么會(huì)澄清呢？利用數(shù)字化實(shí)驗(yàn)測定溶液中 Ca2+濃度的變化，就能從微粒的角度認(rèn)識本質(zhì)：CaCO3幾乎不溶于水，Ca（HCO3）2可溶，以及 CaCO3在酸性條件下轉(zhuǎn)化為 Ca（HCO3）2，加熱后 Ca（HCO3）2又可以轉(zhuǎn)化為 CaCO3，將碳酸鹽和碳酸氫鹽之間的相互轉(zhuǎn)化形成系統(tǒng)并完善。

【教學(xué)效果】對于曲線降到最低點(diǎn)的時(shí)候，結(jié)合燒杯中溶液變化的現(xiàn)象，學(xué)生很快就解釋出原因并寫出方程式。當(dāng)曲線再次上升的時(shí)候，此時(shí)溶液依舊是渾濁的，一段時(shí)間后慢慢變澄清，Ca2+濃度也變得越來越大，學(xué)生可以分析出不溶于水的 CaCO3轉(zhuǎn)化成了可溶的 Ca（HCO3）2。從微觀本質(zhì)進(jìn)行探究，依據(jù)實(shí)驗(yàn)事實(shí)分析、討論，從而解決問題，這個(gè)環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)也將培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)滲透在了教學(xué)中。

【總結(jié)梳理】從微粒的角度梳理碳酸鹽的形成與轉(zhuǎn)化（見圖4）。

三、教學(xué)反思

本節(jié)課的教學(xué)中用到了威尼爾數(shù)字化實(shí)驗(yàn)和焦點(diǎn)智慧課堂，利用“互聯(lián)網(wǎng)+”的先進(jìn)教學(xué)手段，融入了化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)，特別在養(yǎng)成學(xué)生的基本技能和關(guān)鍵能力方面，獲得了有益且有成效的嘗試。初中化學(xué)專題復(fù)習(xí)課既要有針對性，也要形成一定的知識體系。本節(jié)課以碳酸鹽的形成與轉(zhuǎn)化為主線，將酸堿鹽的相關(guān)性質(zhì)，在化學(xué)啟蒙的基礎(chǔ)內(nèi)容上，進(jìn)行了系統(tǒng)的整合，讓學(xué)生在以碳酸鹽為具體物質(zhì)主線的復(fù)習(xí)課中，形成了有關(guān)酸堿鹽認(rèn)知系統(tǒng)的再構(gòu)建。相關(guān)的演示實(shí)驗(yàn)和分組實(shí)驗(yàn)的教學(xué)，加深了學(xué)生對于鞏固并運(yùn)用知識重要性的認(rèn)識，也在復(fù)習(xí)課中增加了學(xué)生參與學(xué)習(xí)的興趣。

利用數(shù)字化實(shí)驗(yàn)讓教學(xué)內(nèi)容由宏觀到微觀、由定性到定量，使微觀粒子可見，由數(shù)據(jù)引發(fā)思考，從而增強(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)新意識，提高學(xué)生的實(shí)踐能力，培養(yǎng)實(shí)事求是、嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度，養(yǎng)成交流與合作的良好習(xí)慣。

參考文獻(xiàn)

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[2] 人民教育出版社，課程教材研究所，化學(xué)課程教材研究開發(fā)中心.義務(wù)教育教科書·化學(xué)（九年級上冊）[M]. 北京：人民教育出版社，2012.