廖榮滔
《義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2022年版)》(以下簡稱課程標(biāo)準(zhǔn))指出,課堂教學(xué)要創(chuàng)設(shè)真實問題情境,讓學(xué)生在真實的情境中開展觀察、實踐、評價與反思,倡導(dǎo)“做中學(xué)”“用中學(xué)”“創(chuàng)中學(xué)”,開展項目式學(xué)習(xí)[1]3。項目式學(xué)習(xí)是以問題為導(dǎo)向,通過創(chuàng)設(shè)真實情境,引導(dǎo)學(xué)生完成一系列項目任務(wù),最后取得真實的成果或產(chǎn)品的一種教學(xué)模式,該模式十分契合當(dāng)前社會人才培養(yǎng)和新課程改革的要求[2]。
常見的酸、堿、鹽知識是義務(wù)教育階段化學(xué)學(xué)習(xí)的重點,也是高中化學(xué)必修模塊中離子反應(yīng)和選擇性必修模塊中水溶液中的離子反應(yīng)與平衡知識的基礎(chǔ)。人教版義務(wù)教育《化學(xué)》將酸、堿、鹽的內(nèi)容分布在不同單元,教學(xué)內(nèi)容相對分散導(dǎo)致學(xué)生習(xí)得的酸、堿、鹽相關(guān)知識碎片化,難以形成結(jié)構(gòu)化的知識網(wǎng)絡(luò)。在中考復(fù)習(xí)過程中,若采取“梳理知識”加“題海戰(zhàn)術(shù)”的教學(xué)模式,難以調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,不利于學(xué)生建構(gòu)結(jié)構(gòu)化的知識網(wǎng)絡(luò),復(fù)習(xí)也難以達(dá)到預(yù)期效果。課程標(biāo)準(zhǔn)對常見的酸、堿、鹽知識學(xué)習(xí)給出了教學(xué)提示,設(shè)計關(guān)于物質(zhì)的性質(zhì)與應(yīng)用的真實情境和任務(wù),充分利用跨學(xué)科實踐活動,開展項目式學(xué)習(xí),發(fā)展學(xué)生多角度分析和解決實際問題的能力[1]21。
基于以上分析,在酸、堿、鹽單元復(fù)習(xí)中應(yīng)該創(chuàng)設(shè)學(xué)生熟悉的、與身心健康相關(guān)的情境。以“健康?!浮瘧?zhàn)”為項目主題,設(shè)計酸、堿、鹽單元復(fù)習(xí)的項目式教學(xué),引導(dǎo)學(xué)生對驅(qū)動性問題進(jìn)行深度、持續(xù)的探究,將分散在不同章節(jié)的常見的酸、堿、鹽知識串聯(lián)起來,建構(gòu)清晰的酸、堿、鹽知識網(wǎng)絡(luò)體系,促進(jìn)學(xué)生知識遷移和應(yīng)用能力的提升,培養(yǎng)學(xué)生化學(xué)學(xué)科思維和探究能力。
根據(jù)常見的酸、堿、鹽知識的內(nèi)容特點及課程標(biāo)準(zhǔn)的要求,結(jié)合學(xué)生的實際情況,將“健康?!浮瘧?zhàn)”項目教學(xué)目標(biāo)確定為:
1.通過探究胃病診斷和治療中的化學(xué)問題,理解酸、堿、鹽、單質(zhì)和氧化物間的相互反應(yīng),建構(gòu)酸、堿、鹽、單質(zhì)、氧化物的結(jié)構(gòu)化知識模型,發(fā)展模型認(rèn)知素養(yǎng),培養(yǎng)科學(xué)思維。
2.通過經(jīng)歷實際問題的解決過程,初步具備運用學(xué)科知識解決實際問題的能力,初步形成“組成決定性質(zhì)、性質(zhì)決定用途”的化學(xué)觀念,培養(yǎng)學(xué)以致用的科學(xué)態(tài)度和社會責(zé)任。
項目任務(wù)及教學(xué)流程如圖1所示。
學(xué)生活動1:調(diào)研“鋇餐”的性質(zhì)與作用。
[情境]胃部不舒服到醫(yī)院就醫(yī)時,醫(yī)生會建議患者做胃部X 射線檢查。檢查前,醫(yī)生會要求患者服用“鋇餐”。
問題1:什么是“鋇餐”?它的主要成分是什么?它具有什么性質(zhì)?
[生1]查閱相關(guān)文獻(xiàn)得知,“鋇餐”是一種造影劑,用于在X 射線照射下顯示消化道有無病變。它的成分是硫酸鋇,白色,無毒,不溶于水和酸,不易被X 射線穿透,X 光片上會呈現(xiàn)白色。
問題2:鋇離子有毒,為什么患者服用“鋇餐”后不會中毒?
[生2]胃液主要成分是鹽酸,硫酸鋇不溶于水和酸,硫酸鋇在胃液中就不會生成有毒的鋇離子,所以硫酸鋇無毒。
學(xué)生活動2:實驗探究硫酸鋇和碳酸鋇的性質(zhì)。
問題3:能否用碳酸鋇替代硫酸鋇作為“鋇餐”用于造影劑?通過實驗探究進(jìn)行驗證。
[實驗探究]分別取少量的碳酸鋇、硫酸鋇固體于不同的試管中,再分別加入1~2 ml 蒸餾水,振蕩后觀察現(xiàn)象。最后,分別加入1~2 ml 稀鹽酸,振蕩后觀察現(xiàn)象。
[生3]碳酸鋇不溶于水,但溶于稀鹽酸,且有氣泡產(chǎn)生。硫酸鋇既不溶于水,也不溶于稀鹽酸。
[教師總結(jié)]氯化鋇是劇毒物質(zhì),人攝入0.2~0.5 mg 會出現(xiàn)中毒現(xiàn)象,攝入0.8~0.9 mg 就可以致死。碳酸鋇溶于胃液會產(chǎn)生氯化鋇,所以不能用碳酸鋇替代硫酸鋇作為“鋇餐”。
評析:挖掘情境承載的化學(xué)核心知識——常見鹽的性質(zhì)及應(yīng)用。通過查閱文獻(xiàn),了解“鋇餐”的特性,完成實驗探究碳酸鋇和硫酸鋇的性質(zhì),分析碳酸鋇能否替代硫酸鋇作為“鋇餐”。學(xué)生掌握了必備知識和實驗技能,提升了利用化學(xué)知識解決實際問題的能力和分析問題的思維。
學(xué)生活動1:探究治療胃酸過多的抗酸藥必須具備的條件。
[情境]胃酸過多常會出現(xiàn)反酸、胃燒灼等癥狀。
問題1:如何消耗掉過多的胃酸呢?
[生1]中和胃酸的胃藥應(yīng)該具有堿性。
問題2:所有堿性物質(zhì)都可以嗎?
[生2]治療胃酸過多的藥物必須無毒性和無腐蝕性,如氫氧化鈉和氫氧化鋇均有強(qiáng)烈的腐蝕性,而且氫氧化鋇有毒,不能用于治療胃酸過多。
[生3]治療胃酸過多的藥物堿性要弱且能中和胃酸。通過課前查閱文獻(xiàn)得知,氫氧化鋁、氫氧化鎂難溶于水,堿性較弱、不腐蝕消化道且無毒,可以用作抗酸藥。
[教師總結(jié)]治療胃酸過多的藥物必須無毒性和無腐蝕性、堿性弱且能與胃液中的鹽酸反應(yīng)。
學(xué)生活動2:收集抗酸藥信息,分析其成分和作用。
問題3:除了氫氧化鋁、氫氧化鎂等堿類抗酸藥外,還有哪些常見的抗酸藥?
[生4]鹽類抗酸藥,如碳酸氫鈉,NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑。
[生5]除了堿類、鹽類抗酸藥外,治療胃酸過多可以服用食品級鐵粉,F(xiàn)e+2HCl=FeCl2+H2↑,也可以服用氧化鎂粉劑,MgO+2HCl=MgCl2+H2O。
[教師總結(jié)]服用氫氧化鋁、碳酸氫鈉、氧化鎂、食品級鐵粉等能緩解胃酸過多。但是胃病未必都是胃酸過多引起的,需要查明發(fā)病的原因,從引發(fā)胃病的根本原因入手進(jìn)行對癥治療。不要隨便服用胃藥,以免延誤治療。
評析:從各類抗酸藥中獲取信息,梳理單質(zhì)、氧化物、酸、堿、鹽間的化學(xué)反應(yīng),并書寫化學(xué)方程式。建立各類物質(zhì)之間的內(nèi)在聯(lián)系和轉(zhuǎn)化關(guān)系,培養(yǎng)“性質(zhì)決定用途”的化學(xué)觀念,提升學(xué)科思維。
學(xué)生活動1:探尋生活中能緩解胃酸過多的食物。
[情境]食物療法就是利用食物來影響機(jī)體各方面的功能,從而獲得健康或愈疾防病的一種養(yǎng)生方法。胃病講究“三分治、七分養(yǎng)”,養(yǎng)成良好的飲食習(xí)慣,結(jié)合自身體質(zhì),注意日常飲食也能養(yǎng)出好脾胃。
問題1:當(dāng)你出現(xiàn)燒心、反酸、胃灼燒等癥狀時,在家可以食用一些堿性食物,緩解胃酸過多癥狀。哪些食物能夠起到中和胃酸的作用呢?
[生1]可以吃點堿性食物,如皮蛋、饅頭、花生、蘇打餅干,還可以喝點蘇打水、紅茶、溫牛奶等。
學(xué)生活動2:調(diào)研皮蛋的制作過程和注意事項。
[情境]剛才提到了皮蛋,這也是課前布置的作業(yè)。當(dāng)你出現(xiàn)胃酸過多癥狀時,可以吃一點兒皮蛋。皮蛋是我國特有的蛋加工食品,它不僅味道可口、營養(yǎng)豐富,而且其表面的朵朵“松花”特別誘人。
問題2:哪位同學(xué)匯報一下,課前關(guān)于皮蛋的調(diào)研情況如何?
[生2]用灰料包裹鴨蛋后,蛋白質(zhì)遇到強(qiáng)堿發(fā)生變性,逐漸變成膠凍狀。在強(qiáng)堿作用下,有部分蛋白質(zhì)發(fā)生水解生成多種氨基酸。氨基酸再與堿發(fā)生中和反應(yīng)生成氨基酸鹽,氨基酸鹽在蛋白質(zhì)的膠凍物中結(jié)晶出來,就形成一朵朵美麗的“松花”了,所以皮蛋又叫松花蛋[3]。
問題3:皮蛋的制作過程涉及多個化學(xué)反應(yīng),哪位同學(xué)能寫出相關(guān)的化學(xué)方程式?
[生3]生石灰的主要成分是氧化鈣,草木灰中含有碳酸鉀,皮蛋的制作過程中涉及的主要化學(xué)反應(yīng)有:CaO+H2O=Ca(OH)2,Ca(OH)2+K2CO3=CaCO3↓+2KOH,2KOH+CO2=K2CO3+H2O,Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O。
評析:通過課前調(diào)研、課上交流的方式,培養(yǎng)了學(xué)生搜集、整理信息能力和語言表達(dá)能力,增強(qiáng)了學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力;通過挖掘傳統(tǒng)皮蛋制作工藝中涉及的有關(guān)酸、堿、鹽的化學(xué)反應(yīng),感受中國古代勞動人民的智慧,激發(fā)民族自豪感和自信心。
學(xué)生活動1:建構(gòu)酸堿鹽的知識體系。
[情境]結(jié)合胃病診療和皮蛋制作過程中所涉及的化學(xué)反應(yīng),梳理酸、堿、鹽、單質(zhì)、氧化物之間的知識脈絡(luò)。
問題1:請建構(gòu)酸、堿、鹽的結(jié)構(gòu)化知識網(wǎng)絡(luò),以思維導(dǎo)圖呈現(xiàn)。
[小組活動]根據(jù)胃病診療和皮蛋制作中涉及的化學(xué)反應(yīng),繪制酸、堿、鹽知識網(wǎng)絡(luò)的思維導(dǎo)圖。某學(xué)習(xí)小組展示的思維導(dǎo)圖,如圖2所示。
圖2 某學(xué)習(xí)小組繪制的酸、堿、鹽知識的思維導(dǎo)圖
[教師點評]胃病診療和皮蛋制作未涉及金屬與鹽、鹽與鹽、酸和堿與酸堿指示劑間的反應(yīng),大多數(shù)小組能夠結(jié)合以前學(xué)習(xí)的知識完善思維導(dǎo)圖,建構(gòu)了結(jié)構(gòu)化的酸、堿、鹽知識體系。有幾個小組只是將本項目涉及的具體反應(yīng)羅列出來,沒有提煉出物質(zhì)類別之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系,抽象思維能力有待進(jìn)一步提升。
學(xué)生活動2:制作胃藥說明書。
[情境]請認(rèn)真閱讀“阿司匹林腸溶片”說明書。
問題2:結(jié)合酸、堿、鹽、單質(zhì)、氧化物之間相互反應(yīng)的知識網(wǎng)絡(luò),制作一張某種抗酸藥品說明書。
[小組活動]通過探究胃病診療中的化學(xué)問題,理解和掌握酸、堿、鹽、單質(zhì)、氧化物等物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化關(guān)系。參照老師提供的藥品說明書,小組內(nèi)同學(xué)間交流討論,并制作胃藥說明書,各小組代表輪流展示各自的項目成果。經(jīng)小組互評和教師點評后,各小組對本組制作的胃藥說明書進(jìn)行修正和完善。某小組完善后的胃藥“碳酸氫鈉片”說明書,如圖3所示。
圖3 碳酸氫鈉片說明書
[教師總結(jié)]通過“健康?!浮瘧?zhàn)”項目學(xué)習(xí),梳理了酸、堿、鹽的性質(zhì),建構(gòu)了酸、堿、鹽結(jié)構(gòu)化知識體系,團(tuán)隊協(xié)作能力、分析和解決問題能力得到顯著提高。
評析:通過制作思維導(dǎo)圖和藥品說明書,串聯(lián)酸、堿、鹽知識,建構(gòu)了結(jié)構(gòu)化的知識體系,提升了利用化學(xué)知識解決真實、復(fù)雜問題的能力。
復(fù)習(xí)課若采用“梳理知識”加“題海戰(zhàn)術(shù)”的教學(xué)模式,將難以幫助學(xué)生建構(gòu)知識網(wǎng)絡(luò)體系,學(xué)生解決實際問題能力也難以提升。“健康?!浮瘧?zhàn)”項目式教學(xué)將酸、堿、鹽的復(fù)習(xí)內(nèi)容融入項目中開展探究活動,激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,提高了學(xué)習(xí)興趣和參與度。學(xué)生在項目活動中對問題進(jìn)行深度、持續(xù)的探究,把分散在不同章節(jié)的碎片化知識串聯(lián)起來,建構(gòu)了完整的結(jié)構(gòu)化知識體系。同時,引導(dǎo)學(xué)生制作項目成果,學(xué)以致用,提高了解決實際問題的能力[4]。極大地提升了單元復(fù)習(xí)效率。
本次項目式學(xué)習(xí)雖然取得了預(yù)期的教學(xué)效果,但是也暴露了一些問題,如合作小組中個別學(xué)生沒有真正地投入到項目探究中。這需要教師不斷地調(diào)整教學(xué)策略,制定科學(xué)的評價體系,讓學(xué)生全身心地投入到項目中,建構(gòu)結(jié)構(gòu)化的學(xué)科知識體系,促進(jìn)學(xué)習(xí)方式的變革,實現(xiàn)課堂教學(xué)從“知識講授”到“知識建構(gòu)”的轉(zhuǎn)變。