化學(xué)作為一門(mén)自然科學(xué),具有理論體系嚴(yán)謹(jǐn)和實(shí)踐性強(qiáng)的特點(diǎn)。在初中階段,化學(xué)教學(xué)旨在幫助學(xué)生建立基本的化學(xué)概念,習(xí)得基礎(chǔ)的原理和方法,培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)技能和科學(xué)探究能力。當(dāng)前初中生在學(xué)習(xí)化學(xué)過(guò)程中,普遍存在學(xué)習(xí)積極性不高、對(duì)化學(xué)知識(shí)理解不深入、實(shí)驗(yàn)操作能力較弱等問(wèn)題,教師需要在新教材的基礎(chǔ)上探索新的教學(xué)方法,以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,促進(jìn)學(xué)生實(shí)現(xiàn)深度學(xué)習(xí)。深度學(xué)習(xí)強(qiáng)調(diào)學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中的主體地位,關(guān)注學(xué)生的思維品質(zhì)和創(chuàng)新能力的發(fā)展。筆者探索了指向深度學(xué)習(xí)的初中化學(xué)教學(xué)實(shí)踐,下面以“探究生石灰干燥劑的變質(zhì)情況”教學(xué)為例進(jìn)行分析。
一、教學(xué)目標(biāo)
根據(jù)已有知識(shí)說(shuō)出生石灰干燥劑的工作原理、發(fā)生的化學(xué)反應(yīng);通過(guò)自主探究,總結(jié)概括堿的化學(xué)性質(zhì);感受科學(xué)探究的過(guò)程,建立從定性實(shí)驗(yàn)到定量計(jì)算的思維方式;通過(guò)實(shí)驗(yàn),養(yǎng)成勤于反思、勇于質(zhì)疑、善于合作的學(xué)習(xí)習(xí)慣。
二、教學(xué)片段
在課堂導(dǎo)入環(huán)節(jié),筆者展示生活中常見(jiàn)的零食,引導(dǎo)學(xué)生注意食品包裝袋中的干燥劑,明確本節(jié)課的重點(diǎn)內(nèi)容——探究生石灰干燥劑的變質(zhì)情況,引入課題。
在此基礎(chǔ)上,筆者布置指向深度學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)任務(wù):(1)探究干燥劑的工作原理,分析干燥劑變質(zhì)的原因;(2)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證干燥劑長(zhǎng)期放置后的成分;(3)通過(guò)定量計(jì)算,判斷久置干燥劑中的成分及含量。
1.認(rèn)識(shí)干燥劑的工作原理及變質(zhì)原因
師:我們先看說(shuō)明書(shū),說(shuō)明書(shū)上寫(xiě)著“氧化鈣干燥劑不可食用”。你能說(shuō)說(shuō)干燥劑的工作原理嗎?
生:氧化鈣和水發(fā)生反應(yīng)生成氫氧化鈣。
師:干燥劑在空氣中長(zhǎng)期放置會(huì)發(fā)生哪些化學(xué)反應(yīng)呢?
生:氧化鈣和水反應(yīng)生成氫氧化鈣,氫氧化鈣又可以和二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈣。
師:請(qǐng)大家把涉及的化學(xué)反應(yīng)方程式寫(xiě)在學(xué)案上。
師:你能說(shuō)說(shuō)生石灰干燥劑長(zhǎng)時(shí)間放置后可能有哪些成分嗎?
生:根據(jù)反應(yīng)可以推測(cè)久置的生石灰干燥劑中可能有氧化鈣、氫氧化鈣、碳酸鈣。
【設(shè)計(jì)意圖】學(xué)生通過(guò)獨(dú)立完成學(xué)案,獨(dú)學(xué)獨(dú)思,主動(dòng)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,對(duì)解決不了的問(wèn)題進(jìn)行整理,以便向小組提出。
2.實(shí)驗(yàn)探究干燥劑長(zhǎng)期放置后的成分
(1)驗(yàn)證干燥劑中有無(wú)氧化鈣
師:請(qǐng)大家小組討論,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證干燥劑中有無(wú)氧化鈣,寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)方案。
學(xué)生討論并得出實(shí)驗(yàn)方案:向干燥劑中加水,觀察溫度變化。學(xué)生根據(jù)方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn),觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,得出結(jié)論。
實(shí)驗(yàn)原理:氧化鈣遇水會(huì)放熱。實(shí)驗(yàn)用品:久置的干燥劑,水,試管,滴管。實(shí)驗(yàn)操作:取一藥匙久置的干燥劑于試管中,加入兩滴管的水,用手摸試管外壁。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:沒(méi)有明顯放熱。實(shí)驗(yàn)結(jié)論:沒(méi)有氧化鈣。
師:請(qǐng)大家再設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證干燥劑中有無(wú)氫氧化鈣,寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)方案。
(2)驗(yàn)證干燥劑中有無(wú)氫氧化鈣
生1:先向干燥劑中加水,在得到的溶液中滴加酚酞,若溶液變紅,證明有氫氧化鈣。
師:嗯,有道理。氫氧化鈣是堿,它的溶液是堿性的,可以用酚酞檢驗(yàn)。
生2:可以向溶液中通二氧化碳,觀察有無(wú)渾濁現(xiàn)象,若有,則有氫氧化鈣。
師:也很好,這也是檢驗(yàn)二氧化碳的原理。
生3:向溶液中滴加碳酸鈉溶液,觀察有沒(méi)有沉淀。
師:嗯,厲害。氫氧化鈣溶液中的鈣離子可以用碳酸根離子檢驗(yàn)。
生4:我覺(jué)得可以將稀鹽酸滴加進(jìn)去,看有沒(méi)有反應(yīng)。
師:我們思考一下,氫氧化鈣和稀鹽酸反應(yīng)會(huì)有明顯的現(xiàn)象嗎?
生4:好像沒(méi)有,這個(gè)方案不行。
生5:我覺(jué)得可以向溶液中滴加硫酸銅溶液,看有無(wú)藍(lán)色沉淀。
師:這個(gè)方法從氫氧根離子的角度檢驗(yàn),看來(lái)大家真開(kāi)動(dòng)腦筋了。大家設(shè)計(jì)的大多數(shù)方案都是合理的,有很強(qiáng)的可操作性。現(xiàn)在請(qǐng)大家動(dòng)手實(shí)驗(yàn),將方案涉及的化學(xué)反應(yīng)方程式寫(xiě)出來(lái)。
實(shí)驗(yàn)原理:氫氧化鈣和酚酞、硫酸銅、二氧化碳、碳酸鈉等反應(yīng)(反應(yīng)現(xiàn)象略)。實(shí)驗(yàn)用品:提前用久置干燥劑配制得到的溶液,酚酞溶液,稀鹽酸,二氧化碳,碳酸鈉溶液,硫酸銅溶液。實(shí)驗(yàn)操作:取1~2ml干燥劑溶液,向其中滴加酚酞溶液,或通二氧化碳,或滴加碳酸鈉溶液,或滴加硫酸銅溶液。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:溶液變紅,或溶液變渾濁,或有白色沉淀,或有藍(lán)色沉淀。實(shí)驗(yàn)結(jié)論:固體中有氫氧化鈣。
(3)驗(yàn)證干燥劑中有無(wú)碳酸鈣
師:請(qǐng)大家討論驗(yàn)證干燥劑中有無(wú)碳酸鈣。
生1:可以加水,看有沒(méi)有固體不溶解,因?yàn)樘妓徕}不溶于水。
師:嗯,利用了碳酸鈣的物理性質(zhì)。這個(gè)方案有沒(méi)有漏洞呢?
生2:氫氧化鈣是微溶于水的,如果用加水溶解的方法,就要加很多水。
師:所以這個(gè)方案的可操作性不強(qiáng)。
生3:我們可以用稀鹽酸來(lái)檢驗(yàn),因?yàn)樘妓徕}遇到稀鹽酸會(huì)產(chǎn)生氣泡。
師:這個(gè)方案是嚴(yán)謹(jǐn)?shù)?,你們能?xiě)出這個(gè)反應(yīng)的化學(xué)方程式嗎?
學(xué)生寫(xiě)化學(xué)方程式,根據(jù)設(shè)計(jì)的方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)原理:碳酸鈣與稀鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生二氧化碳。實(shí)驗(yàn)用品:久置干燥劑,稀鹽酸,試管,藥匙,滴管。實(shí)驗(yàn)操作:取一藥匙干燥劑,向其中滴加1滴稀鹽酸。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:有氣泡冒出。實(shí)驗(yàn)結(jié)論:有碳酸鈣。
師:下面我們把幾個(gè)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行歸納,請(qǐng)你總結(jié)堿的幾條化學(xué)性質(zhì)。
學(xué)生填寫(xiě)流程圖中的空格并匯報(bào),教師選出寫(xiě)得好的進(jìn)行投影點(diǎn)評(píng)。
師:整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中有沒(méi)有不科學(xué)的地方?如干燥劑中加水,如果沒(méi)有明顯發(fā)熱,就證明沒(méi)有氧化鈣嗎?
生:這個(gè)實(shí)驗(yàn)方法不夠嚴(yán)謹(jǐn)。
師:那我們是不是可以通過(guò)定量計(jì)算的方法來(lái)進(jìn)行準(zhǔn)確判斷呢?
【設(shè)計(jì)意圖】本環(huán)節(jié)師生共同對(duì)問(wèn)題進(jìn)行理解、分析和闡釋,教師引導(dǎo)、激發(fā)學(xué)生討論,促進(jìn)學(xué)生思維的碰撞,培養(yǎng)學(xué)生提出問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。其中涉及的總結(jié)流程圖旨在讓所有學(xué)生清楚探究的過(guò)程和目的,對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容有一個(gè)全面的認(rèn)識(shí),進(jìn)而發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)中的不足或者存疑之處,敢于質(zhì)疑。
3.定量計(jì)算判斷干燥劑的成分
根據(jù)上述環(huán)節(jié)提出的實(shí)驗(yàn)中的不足,過(guò)渡到研究物質(zhì)組成也可用定量計(jì)算的方法。教師給出數(shù)據(jù):(1)稱取8g固體,加入足量的鹽酸;(2)測(cè)出產(chǎn)生二氧化碳0.88g;(3)蒸發(fā)反應(yīng)后的溶液并干燥,得到13.32gCaCl2。
師:請(qǐng)大家根據(jù)提供的數(shù)據(jù)確定干燥劑的成分。
學(xué)生思考并討論。
師:這個(gè)問(wèn)題有難度,有想法的同學(xué)可以指導(dǎo)其他同學(xué)。
生:首先我們可以用二氧化碳的量,求碳酸鈣的質(zhì)量,然后用極限值法。
師:很好。今天這節(jié)課我們從定性和定量?jī)蓚€(gè)角度探究了久置的干燥劑的成分,你能談?wù)勀愕氖斋@嗎?
學(xué)生暢所欲言。
【設(shè)計(jì)意圖】這一環(huán)節(jié)屬于對(duì)知識(shí)的拓展與提升,教師要放心大膽地讓學(xué)生自主討論、解決問(wèn)題,突出對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)態(tài)度、總結(jié)反思習(xí)慣的培養(yǎng)。
三、教學(xué)反思
本節(jié)課是一堂針對(duì)特定主題的復(fù)習(xí)課,以探究久置在空氣中的生石灰干燥劑的成分為核心線索,不僅有一定的趣味性,而且緊密聯(lián)系了日常生活中的化學(xué)知識(shí)。在探討長(zhǎng)期放置的干燥劑成分時(shí),師生從定性和定量?jī)蓚€(gè)不同的角度進(jìn)行了深入探究。
在定性實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié),難度相對(duì)較低,學(xué)生能夠較為輕松地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作。隨著實(shí)驗(yàn)的推進(jìn),學(xué)生不僅進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)操作,還進(jìn)行了深刻的反思和總結(jié),通過(guò)歸納和整理,逐步完善了知識(shí)體系,構(gòu)建了清晰的知識(shí)模塊。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,如果出現(xiàn)了意料之外的情況,筆者會(huì)鼓勵(lì)學(xué)生珍視這些“不一樣”的現(xiàn)象,并且會(huì)花費(fèi)一定的時(shí)間來(lái)討論這些突發(fā)情況,以此激發(fā)學(xué)生的思考和探究欲望,真正地讓學(xué)生進(jìn)行深度學(xué)習(xí)。然而,在定量計(jì)算部分,難度明顯增加,這部分的教學(xué)目標(biāo)是通過(guò)具有挑戰(zhàn)性的計(jì)算來(lái)提升學(xué)生的思維能力。在實(shí)際授課過(guò)程中,筆者發(fā)現(xiàn)自己在這一部分顯得有些急躁,沒(méi)有給予學(xué)生足夠的時(shí)間去理解和掌握這些復(fù)雜的計(jì)算方法,結(jié)果導(dǎo)致在定量計(jì)算這一環(huán)節(jié),可能有一半的學(xué)生還沒(méi)有完全吸收和理解所學(xué)內(nèi)容。
回顧整個(gè)授課過(guò)程,筆者意識(shí)到在實(shí)踐深度學(xué)習(xí)這個(gè)教學(xué)理念時(shí),需要放慢教學(xué)節(jié)奏,更多地信任學(xué)生,放手讓他們?cè)谟懻摵吞骄恐凶灾鲗W(xué)習(xí)。即使這意味著學(xué)生在討論過(guò)程中會(huì)花費(fèi)更多的時(shí)間,甚至課堂的教學(xué)計(jì)劃可能無(wú)法完全按照預(yù)定的進(jìn)度完成,我們也應(yīng)該接受這種“不完美”的課堂狀態(tài)。因?yàn)檎窃谶@種看似不完美的過(guò)程中,學(xué)生才能真正地深入學(xué)習(xí),獲得深刻的理解和知識(shí)的內(nèi)化,這才是教育的真正目的和完美所在。
(作者單位:江蘇省鹽城市鹿鳴路初級(jí)中學(xué))