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        基于培養(yǎng)化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的復(fù)習(xí)課
        --以“物質(zhì)成分的探究”為例

        2023-12-31 09:39:30孫應(yīng)倫
        云南化工 2023年12期
        關(guān)鍵詞:離子物質(zhì)化學(xué)

        周 蕾,孫應(yīng)倫,張 穎,張 莉,吳 園

        (1.昆明市第八中學(xué),云南 昆明 650000;2.昆明市教育科學(xué)研究院,云南 昆明 650000)

        1 指導(dǎo)思想

        化學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科,通過化學(xué)實驗,可以進(jìn)行物質(zhì)的檢驗、鑒別、除雜等?!读x務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》 (2022年版) (以下簡稱《課標(biāo)》)中提出了義務(wù)教育階段化學(xué)核心素養(yǎng)包括化學(xué)觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究與實踐、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任,同時還對核心素養(yǎng)的內(nèi)涵進(jìn)行了闡釋[1]。在《課標(biāo)》中,對科學(xué)探究與化學(xué)實驗提出了相關(guān)要求(如表1)。

        表1 《課標(biāo)》要求

        科學(xué)探究是初中學(xué)生積極主動地獲取化學(xué)知識、認(rèn)識和解決化學(xué)問題的重要實踐活動,既是初中化學(xué)教學(xué)重點內(nèi)容,又是初中化學(xué)學(xué)業(yè)水平考試的重難點。因為其中不僅包含了基礎(chǔ)知識點的考察,更多的是對分析、知識遷移能力、實驗探究能力等科學(xué)素養(yǎng)的考察[2]??茖W(xué)探究的教學(xué),其實是將核心素養(yǎng)的培養(yǎng)落實到課堂中的一種有效途徑,應(yīng)該創(chuàng)設(shè)生產(chǎn)生活中的真實情境,在真實情境中進(jìn)行探究,解決真實的問題,因此科學(xué)探究是落實核心素養(yǎng)的有效途徑之一[3]。本節(jié)復(fù)習(xí)課將“物質(zhì)成分的探究”作為落實核心素養(yǎng)的載體,創(chuàng)設(shè)實驗室中真實存在的問題情境,通過探究的步驟逐步解決真實問題,以達(dá)到培養(yǎng)核心素養(yǎng)的目的。

        2 教學(xué)背景分析

        2.1 教材分析

        人教版九年級下冊化學(xué)教材第十一單元課題1生活中常見的鹽中,介紹了碳酸鈉、碳酸鈣的相關(guān)性質(zhì);課題2化學(xué)肥料的資料卡片中,介紹了化肥的簡易鑒別,其中涉及到硫酸根離子的檢驗方法。然而在教材上關(guān)于離子的檢驗內(nèi)容較少,沒有相關(guān)的實驗,學(xué)生無法建立離子檢驗的思維模型。

        2.2 學(xué)情分析

        授課對象為初三下學(xué)年的學(xué)生。學(xué)生已經(jīng)能夠進(jìn)行簡單的實驗操作,已了解一些常見物質(zhì)的性質(zhì)和特點,掌握一定的離子共存及離子檢驗的相關(guān)知識,但進(jìn)行具體離子的檢驗時存在考慮不全面等問題,同時還存在實驗方案設(shè)計能力較弱等問題。這些問題均需要在教師的引導(dǎo)下,通過真實問題的解決來提升綜合能力[4]。

        3 教學(xué)目標(biāo)

        1)知識層面:學(xué)會溶液中同時存在碳酸根離子和硫酸根離子時的離子檢驗方法;學(xué)會氯離子的檢驗方法。

        2)技能層面:在設(shè)計實驗檢驗物質(zhì)時,增強(qiáng)實驗設(shè)計能力、操作能力、觀察能力,體會物質(zhì)檢驗的一般思路和方法;學(xué)會設(shè)計完整可行的實驗方案并能對實驗方案或?qū)嶒炦^程進(jìn)行科學(xué)的反思與評價。

        3)素養(yǎng)層面:提高學(xué)生分析問題和解決問題的能力,培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)求實的科學(xué)態(tài)度,增強(qiáng)團(tuán)隊合作能力。

        4 教學(xué)流程

        實驗探究一般包括發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、做出猜想、設(shè)計實驗并完成實驗、得出結(jié)論、反思評價等步驟[5]。本課以“探究物質(zhì)的成分”為載體,創(chuàng)設(shè)實驗室真實的情境,引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)已有的化學(xué)知識,設(shè)計實驗方案的流程圖,實施實驗,進(jìn)而得出結(jié)論;最后通過云南省初中學(xué)業(yè)水平考試真題進(jìn)行知識的遷移和新問題的思考與解決。本節(jié)課的教學(xué)流程如圖1所示。

        圖1 物質(zhì)成分探究教學(xué)流程

        4.1 課前準(zhǔn)備

        藥品:樣品(碳酸鈉和硫酸鈉的混合粉末)、硝酸鋇溶液、稀鹽酸、蒸餾水。

        儀器:試管2支(含一支備用)、燒杯2個(含一個廢液缸)、試管架、玻璃棒。

        4.2 實施過程

        【引入】科學(xué)探究的一般步驟:提出問題、做出猜想、設(shè)計實驗并完成實驗、得出結(jié)論、反思評價。

        提出問題:某NaCl粉末中可能含有Na2CO3,應(yīng)如何檢驗Na2CO3是否存在?

        學(xué)生根據(jù)問題思考,形成粗略的探究方案并分享。教師從離子的角度對學(xué)生的方案進(jìn)行點評,同時將學(xué)生的方案進(jìn)行完善,總結(jié)物質(zhì)檢驗的一般方法:觀察溶液顏色;觀察沉淀顏色;加指示劑后顏色的變化;觀察沉淀是否溶酸及溶酸時的現(xiàn)象;不能大量共存的離子間的相互檢驗和除雜。

        設(shè)計意圖:本節(jié)課是探究混合物的成分,由探究單一物質(zhì)是否存在引入課題,可以消除學(xué)生思維的陌生感,同時通過簡單問題復(fù)習(xí)已有知識,為后面混合成分的探究提供了理論知識。在解決簡單問題時,教師以流程圖的形式呈現(xiàn)方案,也為學(xué)生設(shè)計實驗方案流程圖作鋪墊。

        【創(chuàng)設(shè)情境】展示整理實驗室時發(fā)現(xiàn)的問題(如圖2),一瓶無標(biāo)簽的固體藥品放在CuSO4、Na2CO3、Na2SO4、CaCO3四瓶藥品的中間,從實驗室管理員處得知,無標(biāo)簽粉末可能是其他老師在取用這四瓶藥品時,不小心把標(biāo)簽弄丟了。因此,該白色粉末可能由 CuSO4、Na2CO3、Na2SO4、CaCO3的一種或幾種組成。

        圖2 實驗柜中藥品

        提出問題:該白色粉末的成分是什么?如何檢驗?

        設(shè)計意圖:創(chuàng)設(shè)實驗室中的真實情境,激發(fā)學(xué)生的探究興趣,讓學(xué)生明白,化學(xué)不僅有五彩斑斕的神奇現(xiàn)象,更重要的是用于解決實際問題。通過情境的創(chuàng)設(shè),可以培養(yǎng)學(xué)生的“科學(xué)態(tài)度與責(zé)任”的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。

        【探究活動】共三個環(huán)節(jié),即:設(shè)計實驗、進(jìn)行實驗并得出結(jié)論、反思評價。

        環(huán)節(jié)1:設(shè)計實驗

        在創(chuàng)設(shè)的情境中,需要檢驗四種物質(zhì)是否存在,將四種物質(zhì)分開分析,從單一物質(zhì)的檢驗入手,分析需要檢驗什么物質(zhì)?該物質(zhì)有什么特點?需要檢驗?zāi)男╇x子?選擇什么檢驗試劑?預(yù)測有什么現(xiàn)象?(如表2)通過以上分析,學(xué)生明確了幾種物質(zhì)的檢驗試劑,從思路上搭建進(jìn)一步解決問題的階梯。學(xué)生小組討論,設(shè)計實驗流程圖并拍照上傳分享(如圖3、圖4),老師對學(xué)生分享的實驗流程圖進(jìn)行點評。

        圖3 實驗設(shè)計流程圖1

        圖4 實驗設(shè)計流程圖2

        表2 檢驗試劑及現(xiàn)象

        環(huán)節(jié)2:進(jìn)行實驗并得出結(jié)論

        學(xué)生以小組為單位,根據(jù)組內(nèi)討論的實驗方案進(jìn)行實驗,同時記錄實驗現(xiàn)象,分析得出實驗結(jié)論,并將實驗記錄拍照上傳(如表3、表4),在平板上以多選題的形式提交小組探究出的白色粉末中物質(zhì)。教師選擇兩種不同實驗方案進(jìn)行分享,學(xué)生通過觀看分享案例,發(fā)現(xiàn)先加Ba(NO3)2溶液再加稀鹽酸,與先加稀鹽酸再加Ba(NO3)2溶液,兩種方案所得結(jié)論相同。教師展示多選題的統(tǒng)計結(jié)果,并對未得到正確結(jié)論小組的答案進(jìn)行簡要解釋。

        表3 實驗現(xiàn)象記錄1

        表4 實驗現(xiàn)象記錄2

        環(huán)節(jié)3:反思評價

        通過探究實驗,由學(xué)生小結(jié)溶液中存在碳酸根離子和硫酸根離子的檢驗方法。

        設(shè)計意圖:通過設(shè)計實驗強(qiáng)化學(xué)生的已有理論,但只是設(shè)計實驗并不能解決現(xiàn)有問題,應(yīng)該通過實驗驗證來得出結(jié)論。實驗過程中,還可以培養(yǎng)學(xué)生規(guī)范操作的實驗技能,培養(yǎng)學(xué)生的證據(jù)意識與尊重事實的科學(xué)態(tài)度。

        【知識遷移】課堂練習(xí)完成2022年云南省初中學(xué)業(yè)水平考試化學(xué)卷第27題。題目所涉及到的物質(zhì)比本節(jié)課的探究多了NaCl的檢驗,學(xué)生完成后由學(xué)生進(jìn)行講評和小結(jié)氯離子的檢驗方法。

        設(shè)計意圖:課堂練習(xí)多了NaCl的檢驗,學(xué)生在完成題目的過程中,需將上一環(huán)節(jié)中的實驗現(xiàn)象和結(jié)論結(jié)合起來,難度和能力又有所提升。通過這樣的方式進(jìn)一步加強(qiáng)學(xué)生的探究能力,也促使學(xué)生更深入的思考。學(xué)生總結(jié)氯離子的檢驗方法,結(jié)合實驗探究時總結(jié)的硫酸根離子和碳酸根離子的檢驗方法,逐步建立起離子檢驗的思維模型。

        【總結(jié)】學(xué)生對本節(jié)課所學(xué)知識和技能進(jìn)行總結(jié)(如圖5、圖6)并分享。

        圖5 總結(jié)1

        圖6 總結(jié)2

        設(shè)計意圖:通過學(xué)生自己總結(jié),進(jìn)一步鞏固本節(jié)課的知識和技能,提升學(xué)生科學(xué)探究能力,強(qiáng)化離子檢驗的思維模型,培養(yǎng)學(xué)生運用模型解決問題的能力。

        5 教學(xué)反思

        “物質(zhì)成分的探究”實驗操作簡單,現(xiàn)象明顯,邏輯性較強(qiáng),通過實驗可以讓學(xué)生再遇到類似探究時不再只是理論上預(yù)測現(xiàn)象,而是讓學(xué)生更直觀的感受到物質(zhì)的檢驗和鑒別過程,加深學(xué)生對物質(zhì)性質(zhì)、離子共存等知識的理解。在課堂上進(jìn)行設(shè)計實驗、實施實驗、總結(jié)結(jié)論的環(huán)節(jié),培養(yǎng)了學(xué)生各方面的核心素養(yǎng)。在教學(xué)過程中,設(shè)置問題情境由簡單到復(fù)雜,給學(xué)生攻克難題的信心。整節(jié)課以科學(xué)探究步驟為主線任務(wù),將核心知識點貫穿始終,最終以初中學(xué)業(yè)水平考試真題作為知識遷移的載體,讓學(xué)生將實驗獲得的經(jīng)驗應(yīng)用在題目中,但又不完全一樣,在熟悉的情境中解決新的問題,構(gòu)建離子檢驗的思維模式。在整節(jié)課的探究中,學(xué)生逐步培養(yǎng)化學(xué)觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究與實踐、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任核心素養(yǎng),分析和解決問題的能力得到較大提升。

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