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        基于化學(xué)核心素養(yǎng)的教學(xué)設(shè)計(jì)

        2023-02-27 21:47:51張旭波
        新課程·上旬 2023年22期
        關(guān)鍵詞:實(shí)驗(yàn)分析教師

        張旭波

        針對“電離平衡”,教師將帶領(lǐng)學(xué)生穿越微觀的化學(xué)領(lǐng)域,深入探討溶液中的離子行為,并揭開化學(xué)反應(yīng)平衡的神秘面紗。電離平衡是一門扣人心弦的科學(xué),與日常生活中無數(shù)的現(xiàn)象密切相關(guān),也是許多重要化學(xué)反應(yīng)的前提和基礎(chǔ)。大家是否好奇在溶液中發(fā)生的那些微小的離子變化,以及它們是如何影響我們周圍的環(huán)境?在這個(gè)過程中,學(xué)生會(huì)通過理論知識(shí)的學(xué)習(xí),深入了解電離平衡的概念,還將通過實(shí)驗(yàn)感受電離平衡的神奇之處。

        本文通過人教版高中化學(xué)選擇性必修1第3章第1節(jié)“電離平衡”課的教學(xué)設(shè)計(jì),探討了如何在課堂上培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng),并引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行深入探究和學(xué)習(xí),幫助學(xué)生掌握所學(xué)知識(shí)。

        一、教材分析

        “電離平衡”是高中化學(xué)教學(xué)中的重要一課,深入研究在溶液中發(fā)生的離子行為和相應(yīng)的平衡狀態(tài)。在該課的教學(xué)過程中,學(xué)生將逐漸理解電離平衡對化學(xué)反應(yīng)造成的影響,探究其中的規(guī)律和原理。首先,教材從電離平衡的基本概念入手,引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)溶液中離子的生成和消失過程。通過學(xué)習(xí)電離方程式,學(xué)生將逐漸領(lǐng)悟弱電解質(zhì)和強(qiáng)電解質(zhì)之間的差異,以及它們在水溶液中的離子產(chǎn)生規(guī)律。其次,教材詳細(xì)介紹了影響電離平衡的因素,包括溫度、濃度、壓力等對平衡位置的影響,學(xué)生根據(jù)理論學(xué)習(xí)和實(shí)驗(yàn)操作,可以深刻理解這些因素是如何影響電離平衡的,從而掌握實(shí)際應(yīng)用中的相關(guān)技能。再次,教材還通過案例分析,將電離平衡的知識(shí)和實(shí)際生活、工業(yè)生產(chǎn)聯(lián)系起來,以拓寬學(xué)生的視野,激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣,并幫助他們更容易理解抽象的理論概念,以此加深對電離平衡的認(rèn)知。最后,教材還強(qiáng)調(diào)了數(shù)學(xué)在電離平衡中的重要性,通過計(jì)算離子濃度等實(shí)際問題,培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)理思維和解決問題的能力。(見表1)

        二、學(xué)情分析

        (一)學(xué)生的整體水平

        學(xué)生在高中階段已經(jīng)具備了一定的化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí),包括離子、溶液、化學(xué)平衡等概念。然而,電離平衡是一個(gè)較為抽象和復(fù)雜的概念,對于學(xué)生來說,可能是一個(gè)相對新鮮的主題。因此,在教學(xué)過程中,教師需要思考如何將學(xué)生已學(xué)的知識(shí)與電離平衡進(jìn)行有效連接,再引導(dǎo)學(xué)生深入理解。

        (二)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和動(dòng)機(jī)

        學(xué)生對化學(xué)課程的興趣會(huì)因人而異。“電離平衡”涉及的實(shí)驗(yàn)操作和案例分析,是通過生動(dòng)有趣的實(shí)驗(yàn)和相關(guān)的實(shí)際應(yīng)用案例,來充分激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)。

        三、教學(xué)目標(biāo)

        首先,了解離子平衡在弱電解質(zhì)中的作用。了解各種條件,如濃度對離子平衡的影響。

        其次,在教學(xué)中,利用演示式實(shí)驗(yàn)來提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究能力,并在討論和交流的過程中提高學(xué)生的分析能力。

        最后,在教學(xué)過程中,還要注意培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)探究的習(xí)慣,樹立辯證唯物主義世界觀。

        四、教學(xué)重難點(diǎn)

        教學(xué)難點(diǎn):外界條件對電離平衡產(chǎn)生的影響。

        教學(xué)重點(diǎn):電離平衡的建立和電離平衡的移動(dòng)。

        五、教學(xué)過程

        (一)學(xué)法引導(dǎo)

        師:強(qiáng)電解質(zhì)、弱電解質(zhì)的定義和區(qū)別是什么?

        生:強(qiáng)電解質(zhì)溶液中只存在離子,而弱電解質(zhì)溶液中卻不一樣,它們中既有離子又有分子。

        師:當(dāng)電離速率和結(jié)合速率之間差距越來越小,甚至相等的時(shí)候,有沒有可能使電離進(jìn)入平衡狀態(tài)?

        生:有可能。

        師:CH3COOH溶液中存在微粒嗎?若是存在,則存在哪一些微粒呢?它們存在的狀態(tài)是什么樣子的,是靜止還是運(yùn)動(dòng)的?若是出現(xiàn)運(yùn)動(dòng)狀態(tài),則會(huì)出現(xiàn)什么樣的情況?讓我們小組討論吧!

        小組合作學(xué)習(xí):讓學(xué)生以小組形式進(jìn)行討論與合作,一起解決問題,同時(shí)也可以讓他們互相學(xué)習(xí),交流思想,以此來增強(qiáng)他們的團(tuán)隊(duì)合作精神。

        (設(shè)計(jì)意圖:讓學(xué)生在觀察中進(jìn)行分析和討論,以此促使其更好地理解CH3COOH電離過程中各粒子濃度存在變化的情況,且能在分析和練習(xí)中增加學(xué)生對電離平衡的認(rèn)知,以此增強(qiáng)學(xué)生對知識(shí)的記憶效果。同時(shí),教師還可以指導(dǎo)學(xué)生充分利用教材、參考書籍、互聯(lián)網(wǎng)等資源進(jìn)行自主學(xué)習(xí),以此培養(yǎng)他們主動(dòng)探究的意識(shí)。)

        (二)課堂導(dǎo)入

        在課堂上,教師可以通過多媒體向?qū)W生演示兩種不同的物質(zhì)。(見圖1)

        師:從中大家可以得到哪些信息?

        生:弱電解質(zhì)電離的特點(diǎn)是部分電離。

        師:根據(jù)此種情況我們能分析出什么?

        生1:在酸性介質(zhì)中,既有未離子化的CH3COOH,又有CH3COOH等分子電離產(chǎn)生的CH3COO-和H+。

        生2:乙酸溶液中有兩種反向反應(yīng):CH3COOH=CH3COO-+H+。

        (設(shè)計(jì)意圖:通過對強(qiáng)酸、弱酸溶液成分的對比分析,本項(xiàng)目將從微觀層面深入理解“材料—性質(zhì)—功能”的本質(zhì),從微觀層面提升學(xué)生的學(xué)習(xí)水平與核心素養(yǎng)。教師讓學(xué)生經(jīng)過探究思考以后提出假設(shè),以此來發(fā)散學(xué)生的思維,讓學(xué)生體驗(yàn)乙酸溶液中既有電離又有束縛的動(dòng)力學(xué)過程,初步培養(yǎng)學(xué)生的轉(zhuǎn)變概念和均衡概念。)

        (三)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證和評價(jià)

        【實(shí)驗(yàn)操作】

        1.將兩個(gè)純度、重量、表面積相等的鋅粒放入一根管中,然后向其中加入等量的鹽酸和醋酸。

        2.將4~5毫升1摩爾/升的醋酸加到一根試管中,加甲基橙溶液2~3滴,并將其分為兩份,在每個(gè)樣品中加入少量的乙酸氨晶體,搖晃,然后觀察顏色的變化。

        【視頻實(shí)驗(yàn)】在燒杯中加入濃乙酸,放入石墨電極,接上電流表,并將各個(gè)環(huán)節(jié)串聯(lián)起來,構(gòu)成一個(gè)閉環(huán),接上電源,慢慢地往里面加蒸餾水,不停地?cái)噭?dòng),觀察電流表上的指針是否發(fā)生變化。

        【注意事項(xiàng)】首先,甲基橙具有一定的酸堿性,在pH<3.1時(shí),它的顏色會(huì)發(fā)生變化,變成紅色;當(dāng)3.14.4時(shí),它會(huì)變成黃色。其次,乙酸鹽的水溶液是中性的。

        (四)小組實(shí)驗(yàn),對實(shí)驗(yàn)過程進(jìn)行觀察,并進(jìn)行思考、討論、報(bào)告

        【實(shí)驗(yàn)一】現(xiàn)象:鹽酸氣體生成率高于醋酸

        結(jié)論:CH3COOH在水溶液中不能充分離子化。

        【實(shí)驗(yàn)二】現(xiàn)象:由原本的顏色變?yōu)榧t色。加入醋酸銨后,得到的結(jié)果是由紅色變?yōu)槌壬?/p>

        結(jié)論:提高有機(jī)溶劑中C(CH3COO-)含量,抑制醋酸電離,減少C(H+)。

        【實(shí)驗(yàn)三】現(xiàn)象:安培計(jì)指針的偏轉(zhuǎn)角先是增大,而后減小。

        結(jié)論:水溶液中C(CH3COO-)、C(H+)的增加,有利于乙酸的離子化。

        【證實(shí)猜想】在醋酸溶液中,分子離化為離子以及離子鍵合為分子的過程。

        (設(shè)計(jì)意圖:通過對實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)和完善,讓學(xué)生對“問題的出現(xiàn)→提出猜測→試驗(yàn)證實(shí)→分析總結(jié)→得到結(jié)論”的探索方式有一個(gè)全面的認(rèn)識(shí),才能有效培養(yǎng)學(xué)生多方面的能力。同時(shí),通過實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)以及對同學(xué)的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行評估,讓學(xué)生認(rèn)識(shí)醋酸溶液中既有電離又有束縛,進(jìn)一步培養(yǎng)和強(qiáng)化學(xué)生的轉(zhuǎn)變概念和平衡概念。)

        (五)提出問題

        之后讓學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)中的V電離與V結(jié)合濃度和時(shí)間的關(guān)系,用C(CH3COOH)、C(CH3COO-)或C(H+)的時(shí)間依賴性圖(見圖2),讓學(xué)生通過小組合作,將兩張圖象繪制出來。教師也要給予學(xué)生相應(yīng)的指導(dǎo),并對學(xué)生的完成情況進(jìn)行展示和評價(jià)。

        (設(shè)計(jì)意圖:通過與圖象的對比,讓電離平衡的形成過程更形象直觀,能有效突破教學(xué)難點(diǎn)。用化學(xué)符號表達(dá)微觀反應(yīng),讓宏觀和微觀的聯(lián)系更加密切。同時(shí),在探索過程中學(xué)習(xí)協(xié)作,勇于對“異?!爆F(xiàn)象發(fā)表自己的看法?;瘜W(xué)原理方面的內(nèi)容,如“電離平衡”一直以來都是中學(xué)物理教學(xué)中的難點(diǎn),也是學(xué)生學(xué)習(xí)的難點(diǎn),運(yùn)用習(xí)題不僅能鞏固學(xué)生認(rèn)知,還能檢測其學(xué)習(xí)弱點(diǎn),以此提高其學(xué)習(xí)效率。)

        六、教學(xué)反思

        核心素養(yǎng)的培養(yǎng)重點(diǎn)在于激發(fā)學(xué)生的思維能力,其主要功能是發(fā)現(xiàn)、分析、解決問題,找到一個(gè)關(guān)鍵的解決方法。在教學(xué)過程中,教師首先應(yīng)把“實(shí)驗(yàn)”作為一條線索,通過激發(fā)“探索性”的思想,使“抽象”的問題變得“具體”。教師要尤其注意把理論與實(shí)踐相結(jié)合,讓學(xué)生思考、討論、分析;通過各種方法,使學(xué)生對化學(xué)觀念有較深的了解,能夠自主解決一些具體問題,順利地突破教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。在教學(xué)過程中,教師還要讓知識(shí)變得更加生動(dòng)、實(shí)用,而非僅僅停留在書本上的抽象理論。此時(shí)教師設(shè)置的實(shí)驗(yàn)探究作為主要手段,為學(xué)生提供一個(gè)自由發(fā)揮的平臺(tái),鼓勵(lì)他們通過實(shí)際動(dòng)手操作發(fā)現(xiàn)問題、分析問題,最終能夠深刻理解化學(xué)概念。

        其次,通過對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析,以圖示模型的方式為基礎(chǔ),得出了醋酸溶液中既有“分子”又有“離子”這一“微”現(xiàn)象。該方法注重對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析,通過對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析和觀察圖示模型的了解,讓學(xué)生理解溶液中化學(xué)物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu),知曉溶液中化合物的微結(jié)構(gòu),并由此推斷:醋酸溶液中既有電離也有結(jié)合。

        再次,在這個(gè)過程中,教師對學(xué)生的轉(zhuǎn)變觀念與平衡理念進(jìn)行了訓(xùn)練,使學(xué)生在培養(yǎng)中能逐步形成變化觀念與平衡思想的素養(yǎng),讓他們更深刻地理解化學(xué)反應(yīng)中微觀的變化和平衡狀態(tài)。在此基礎(chǔ)上,教師通過對以上問題的分析,使學(xué)生對所提出的假說進(jìn)行檢驗(yàn)。這個(gè)實(shí)驗(yàn)的目的是提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探索能力和創(chuàng)造能力,增強(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)造意識(shí),使其能在學(xué)習(xí)中逐步增強(qiáng)自身的主動(dòng)性,進(jìn)而在觀念的內(nèi)生動(dòng)力激發(fā)下主動(dòng)解決問題。通過實(shí)驗(yàn),學(xué)生能培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)態(tài)度,同時(shí)不斷優(yōu)化實(shí)驗(yàn)方案,提高實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力。

        最后,通過動(dòng)畫、圖像等多媒體手段,教師在教學(xué)中根據(jù)學(xué)生的認(rèn)知逐步引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行分析,并在最后進(jìn)行電離平衡概念的有效總結(jié),讓學(xué)生在直觀的圖象呈現(xiàn)中理解抽象的化學(xué),以此來培養(yǎng)學(xué)生證據(jù)推理和模型認(rèn)知的素養(yǎng),讓他們能夠更具有科學(xué)思維,通過觀察、實(shí)驗(yàn)、總結(jié)形成對電離平衡的綜合認(rèn)知。

        (作者單位:陜西省安康市漢濱區(qū)漢濱高級中學(xué))

        編輯:陳鮮艷

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