摘"要:情境化教學(xué)作為一種與生活實(shí)際密切相關(guān)的教學(xué)模式,最初在教學(xué)中占據(jù)重要地位?;瘜W(xué)源于生活,服務(wù)于生活。以中和反應(yīng)為例,結(jié)合教材,創(chuàng)設(shè)煉鋁廠污水處理的問(wèn)題化情境,利用真實(shí)情境把零散的知識(shí)貫穿起來(lái),使知識(shí)系統(tǒng)化,使學(xué)生深刻理解中和反應(yīng)的定義、原理、實(shí)質(zhì)和應(yīng)用,對(duì)學(xué)生的認(rèn)知進(jìn)行補(bǔ)充、深化和提高,讓學(xué)生在合作思考與實(shí)驗(yàn)探究中嘗試對(duì)所學(xué)知識(shí)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)化、系統(tǒng)化,使學(xué)生在輕松愉快的生活情境中捕捉化學(xué)知識(shí),體會(huì)化學(xué)學(xué)習(xí)的樂(lè)趣。
關(guān)鍵詞:情境化教學(xué);化學(xué)教學(xué);中和反應(yīng)
《義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2022年版)》[1]提出化學(xué)課堂要培養(yǎng)化學(xué)觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究與實(shí)踐、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任的化學(xué)核心素養(yǎng),同時(shí)還倡導(dǎo)創(chuàng)設(shè)真實(shí)問(wèn)題的情境,“做中學(xué)”“用中學(xué)”“創(chuàng)中學(xué)”,開(kāi)展項(xiàng)目式學(xué)習(xí),重視跨學(xué)科實(shí)踐活動(dòng)。本文嘗試以《酸堿中和反應(yīng)》為例,創(chuàng)設(shè)煉鋁廠污水處理的真實(shí)情境,借助實(shí)驗(yàn)探究、小組討論等方式,調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性,促進(jìn)學(xué)生核心素養(yǎng)的提升。
1"教材背景分析
本課題是魯教版九年級(jí)下冊(cè)第七單元第四節(jié)《酸堿中和反應(yīng)》,學(xué)生在前面學(xué)習(xí)了酸和堿的基本概念及溶液的酸堿性,為學(xué)習(xí)《酸堿中和反應(yīng)》及其本質(zhì)做了鋪墊?!端釅A中和反應(yīng)》不僅為學(xué)生后續(xù)學(xué)習(xí)化學(xué)知識(shí)(如復(fù)分解反應(yīng))打下基礎(chǔ),還與實(shí)際生活、工業(yè)生產(chǎn)等密切相關(guān),具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值。因此,《酸堿中和反應(yīng)》在教材中起著承上啟下的作用,是連接酸、堿、鹽知識(shí)的重要紐帶。
2"教學(xué)目標(biāo)
(1)在情境問(wèn)題的驅(qū)動(dòng)下,能有序地分析問(wèn)題,能夠通過(guò)實(shí)驗(yàn)和討論,理解中和反應(yīng)的定義和實(shí)質(zhì)。(2)通過(guò)酸和堿反應(yīng)的探究,學(xué)會(huì)觀察和描述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象;能夠用分析歸納的方法對(duì)給予信息進(jìn)行加工處理,總結(jié)規(guī)律。(3)通過(guò)交流和討論,了解《酸堿中和反應(yīng)》在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用,培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度;引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注化學(xué)與社會(huì)的聯(lián)系,增強(qiáng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感。
3"教學(xué)重難點(diǎn)
(1)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究,了解中和反應(yīng)及其原理。(2)理解中和反應(yīng)的實(shí)質(zhì)。
4"教學(xué)設(shè)計(jì)
4.1"教學(xué)流程表
4.2"教學(xué)過(guò)程
4.2.1"課堂導(dǎo)入
[教師]鋁產(chǎn)業(yè)是地方的核心支柱產(chǎn)業(yè),從原材料領(lǐng)域到鋁合金材料領(lǐng)域,從深加工領(lǐng)域直至最終的終端消費(fèi)產(chǎn)品領(lǐng)域,鋁產(chǎn)業(yè)鏈條不斷完善。那在生產(chǎn)結(jié)束后的污水是直接排放嗎?是經(jīng)過(guò)怎樣的處理才能排放呢?
[學(xué)生]視頻中實(shí)驗(yàn)員向污水中加入了物質(zhì),然后又經(jīng)過(guò)一些處理才能夠排放。
[教師]如果直接排放會(huì)污染環(huán)境,所以我們需要經(jīng)過(guò)處理才能排放,那這里面涉及了什么化學(xué)知識(shí)呢?本節(jié)課我們就基于此學(xué)習(xí)《酸堿中和反應(yīng)》。
設(shè)計(jì)意圖:創(chuàng)設(shè)真實(shí)問(wèn)題情境,直觀感受知識(shí)的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值,從污水處理的真實(shí)問(wèn)題中引出本節(jié)課的研究課題,吸引學(xué)生注意力,充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。
4.2.2"任務(wù)一:探究酸和堿能否發(fā)生化學(xué)反應(yīng)
[教師]教師在實(shí)驗(yàn)室模擬煉鋁流程,收集到了污水樣品,請(qǐng)同學(xué)們聯(lián)系所學(xué)知識(shí),測(cè)定溶液的酸堿性。
[學(xué)生]可以利用酸堿指示劑、pH試紙等測(cè)定溶液的酸堿性。
[演示實(shí)驗(yàn)]用pH試紙測(cè)定樣品的酸堿性。
[學(xué)生]觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,發(fā)現(xiàn)pHlt;7,得知污水呈酸性,說(shuō)明里面含有酸。
[引導(dǎo)]是的,污水里面含有酸,經(jīng)過(guò)調(diào)查,污水中的酸為稀硫酸。
[教師]教師得知在視頻中向污水中加入的化學(xué)物質(zhì)是堿,那加入堿之后是否發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)呢?
[學(xué)生]從視頻里面沒(méi)有觀察到明顯的現(xiàn)象,不能判斷是否發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)。
[教師]我們是否可以利用化學(xué)方法,也就是借助一些具體的實(shí)驗(yàn)來(lái)檢驗(yàn)酸和堿發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)呢?下面我們以稀硫酸和氫氧化鈉為例進(jìn)行探究實(shí)驗(yàn)。請(qǐng)同學(xué)們以小組為單位[2],根據(jù)教師提供的實(shí)驗(yàn)用品,討論設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案,選擇相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)藥品進(jìn)行實(shí)驗(yàn),同時(shí)記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)論。
[實(shí)驗(yàn)用品]氫氧化鈉溶液、稀硫酸、紫色石蕊試液、無(wú)色酚酞試液、蒸餾水、燒杯、pH試紙、玻璃棒、洗瓶、膠頭滴管等。
[學(xué)生小組活動(dòng)]小組討論交流,完成實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)和實(shí)施。
[學(xué)生交流展示]小組代表展示實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和實(shí)驗(yàn)結(jié)論。
[總結(jié)]從上述方案中,可以從兩個(gè)方面檢驗(yàn)氫氧化鈉和稀硫酸是否發(fā)生化學(xué)反應(yīng):(1)測(cè)定反應(yīng)前后溶液酸堿性是否改變;(2)測(cè)定反應(yīng)前后的溫度是否變化。
[得出結(jié)論]煉鋁廠排放的污水是經(jīng)過(guò)了加堿的處理,發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)。
設(shè)計(jì)意圖:學(xué)生小組合作,自行完成實(shí)驗(yàn)操作的設(shè)計(jì)和實(shí)施,培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度和探究精神;組內(nèi)和組間反思與交流,培養(yǎng)他們的合作意識(shí)。經(jīng)過(guò)探究后能夠知道處理污水的過(guò)程中發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)。
4.2.3"任務(wù)二:中和反應(yīng)的實(shí)質(zhì)
[教師]我們借助一些實(shí)驗(yàn)用品從宏觀角度觀察到了實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,那微觀角度又是如何反應(yīng)的呢?
氫氧化鈉溶液與稀硫酸反應(yīng)的微觀示意圖
[展示圖片]請(qǐng)同學(xué)們通過(guò)觀察氫氧化鈉和稀硫酸反應(yīng)的微觀過(guò)程,體會(huì)酸堿反應(yīng)的微觀本質(zhì)。
[分析]氫氧化鈉和稀硫酸混合后,溶液中的氫離子(H+)和氫氧根離子(OH-)結(jié)合成了水分子(H2O),導(dǎo)致溶液原有的酸堿性相互“中和”。在這個(gè)過(guò)程中,鈉離子(Na+)和硫酸根離子(SO42-)并沒(méi)有消耗,而是留在了溶液中,如果兩種溶液恰好完全中和,最終得到的是硫酸化鈉溶液。
[教師]請(qǐng)寫(xiě)出氫氧化鈉和稀硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式。
[學(xué)生]書(shū)寫(xiě)化學(xué)方程式:2NaOH+H2SO4Na2SO4+2H2O。
[小試牛刀]完成以下方程式,尋找酸和堿反應(yīng)的規(guī)律。
(1)鹽酸與氫氧化鉀;(2)鹽酸與氫氧化鋇;(3)硫酸與氫氧化鉀。
[學(xué)生活動(dòng)]書(shū)寫(xiě)方程式,尋找規(guī)律。
(1)HCl+KOHKCl+H2O;(2)2HCl+Ba(OH)2BaCl2+2H2O;(3)2KOH+H2SO4K2SO4+2H2O。
[結(jié)論]酸和堿相遇時(shí),它們分別解離出的H+和OH-結(jié)合生成水,而其他離子結(jié)合生成鹽。酸和堿作用生成鹽和水的反應(yīng),叫作中和反應(yīng)。根據(jù)以上方程式,得出中和反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是H+和OH-結(jié)合生成H2O。
[聯(lián)系情景]在用堿處理污水時(shí),發(fā)生反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是H+和OH-結(jié)合生成H2O。
設(shè)計(jì)意圖:首先,宏觀角度是我們?nèi)庋劭吹降膶?shí)驗(yàn)現(xiàn)象;其次,觀察酸堿反應(yīng)的微觀示意圖;再次,通過(guò)練習(xí)方程式的書(shū)寫(xiě),類推到其他的酸和堿的反應(yīng),運(yùn)用“宏—微—符”三重表征總結(jié)歸納出中和反應(yīng)的定義和實(shí)質(zhì);最后,回到情境,了解現(xiàn)實(shí)反應(yīng)中的反應(yīng)實(shí)質(zhì)。
4.2.4"任務(wù)三:判斷中和反應(yīng)后的溶液溶質(zhì)成分
[聯(lián)系]經(jīng)過(guò)同學(xué)的檢測(cè),煉鋁廠排放的污水呈酸性,即pHlt;7。我們經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)探究得知污水處理過(guò)程中發(fā)生了化學(xué)反應(yīng),那反應(yīng)過(guò)程中溶液的酸堿性是否發(fā)生了變化呢?
[教師]請(qǐng)同學(xué)們自行瀏覽教師展示的pH變化曲線,完成教師提出的問(wèn)題:現(xiàn)將稀硫酸和氫氧化鈉混合,請(qǐng)同學(xué)們猜想一下反應(yīng)后溶液中的溶質(zhì)成分,并且進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證猜想。
[學(xué)生]觀看pH變化曲線,進(jìn)行思考猜想。
[學(xué)生交流]猜想1:只有Na2SO4;猜想2:有Na2SO4和H2SO4;猜想3:有Na2SO4和NaOH。
[提供實(shí)驗(yàn)用品]pH試紙、紫色石蕊試液、無(wú)色酚酞試液、鋅片等。
[學(xué)生活動(dòng)]自行進(jìn)行實(shí)驗(yàn),操作完成后,互相交流討論。學(xué)生A測(cè)定混合后溶液的pH,測(cè)得pH=7,溶液呈中性,說(shuō)明猜想1正確。學(xué)生B向混合后的溶液加入紫色石蕊試液,溶液無(wú)明顯變化,不變色,溶液呈中性,說(shuō)明猜想1正確。學(xué)生C向混合后的溶液加入無(wú)色酚酞試液,無(wú)明顯變化,溶液呈酸性或中性;繼續(xù)加入鋅片,也無(wú)明顯變化,得出溶液呈中性,說(shuō)明猜想1正確。
[教師點(diǎn)評(píng)]同學(xué)們利用不同的實(shí)驗(yàn)方法和相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象得出了同樣的答案,所以我們?cè)谄綍r(shí)解決問(wèn)題時(shí)可以發(fā)散思維,通過(guò)不同的途徑得到結(jié)果。
[提出問(wèn)題]剛剛我們通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了猜想1,那另外兩種猜想從何而來(lái)呢?
[學(xué)生討論交流]這與加入的氫氧化鈉的量有直接關(guān)系:如果加入的氫氧化鈉很少,也就是稀硫酸過(guò)量,反應(yīng)后稀硫酸會(huì)有剩余,溶液呈酸性,即猜想2;如果氫氧化鈉過(guò)量,反應(yīng)后氫氧化鈉就會(huì)有剩余,溶液呈堿性,即猜想3;如果稀硫酸與氫氧化鈉恰好完全反應(yīng),兩者都沒(méi)有剩余,即猜想1。但是無(wú)論氫氧化鈉剩余還是稀硫酸剩余,都一定會(huì)有硫酸鈉生成。
[聯(lián)系情境]根據(jù)以上的分析可知,我們?cè)谔幚硗晡鬯?,里面一定存在硫酸鈉。
設(shè)計(jì)意圖:利用已有的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)論與相應(yīng)的現(xiàn)實(shí)情境,引出新的問(wèn)題,激發(fā)學(xué)生進(jìn)一步的探索與研究欲望。結(jié)合曲線圖,引導(dǎo)學(xué)生思考,進(jìn)一步分析操作,自主解決問(wèn)題,驗(yàn)證猜想。
4.2.5"任務(wù)四:中和反應(yīng)的應(yīng)用
[聯(lián)系]在處理煉鋁后的污水時(shí),溶液的酸堿性發(fā)生了變化,發(fā)生了中和反應(yīng)。除了在處理污水時(shí)用到了中和反應(yīng)外,中和反應(yīng)還有其他應(yīng)用嗎?同桌交流討論。
[學(xué)生活動(dòng)]思考,同桌交換想法。
[總結(jié)](1)應(yīng)用于醫(yī)藥衛(wèi)生:胃酸分泌過(guò)多時(shí)服用堿性藥物,如氫氧化鋁或氫氧化鎂;(2)改變土壤的酸堿性:用熟石灰改良酸性土壤;(3)處理工業(yè)廢水:加入堿性或酸性物質(zhì),調(diào)節(jié)廢水的pH在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)再排放;(4)調(diào)節(jié)溶液的酸堿性:科學(xué)實(shí)驗(yàn)中,用適當(dāng)?shù)乃峄驂A調(diào)節(jié)溶液的pH。
[問(wèn)題]同學(xué)們還知道哪些中和反應(yīng)的應(yīng)用實(shí)例?
設(shè)計(jì)意圖:引入真實(shí)情境,經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)探究,不斷學(xué)習(xí),再回到生活生產(chǎn)實(shí)例。在情境中學(xué)習(xí),又應(yīng)用到情境中,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,培養(yǎng)他們用化學(xué)知識(shí)解決問(wèn)題的習(xí)慣。
5"教學(xué)反思
第一,通過(guò)引入煉鋁廠處理污水的真實(shí)情境,引出本節(jié)課中和反應(yīng)的概念,能夠極大地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和好奇心。學(xué)生往往對(duì)與自己生活密切相關(guān)的話題更為關(guān)注,通過(guò)解決實(shí)際問(wèn)題的參與式學(xué)習(xí),把化學(xué)與科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)以及環(huán)境相關(guān)聯(lián),將現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)應(yīng)用于社會(huì)與環(huán)境問(wèn)題,讓學(xué)科知識(shí)回歸于生活、服務(wù)于生活。
第二,通過(guò)作為化學(xué)研究的重要手段——實(shí)驗(yàn),學(xué)生不僅能直觀理解化學(xué)原理,促進(jìn)理論和實(shí)踐的結(jié)合,還能增強(qiáng)實(shí)踐能力、培養(yǎng)科學(xué)思維。在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方面,嘗試通過(guò)小組合作、探究實(shí)驗(yàn)等方式,讓學(xué)生更深入地了解《酸堿中和反應(yīng)》的實(shí)質(zhì)和過(guò)程。在化學(xué)教學(xué)中,我們應(yīng)該注重采取多樣化的教學(xué)方法和手段滿足不同學(xué)生的學(xué)習(xí)需求,促進(jìn)學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解與應(yīng)用,促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展。
然而,在教學(xué)過(guò)程中,也發(fā)現(xiàn)了一些問(wèn)題。由于學(xué)生的基礎(chǔ)知識(shí)水平參差不齊,部分學(xué)生在理解《酸堿中和反應(yīng)》的實(shí)質(zhì)和過(guò)程時(shí)存在困難。針對(duì)這個(gè)問(wèn)題,筆者認(rèn)為在課前應(yīng)該更加深入地了解學(xué)生的知識(shí)基礎(chǔ),以便更好地設(shè)計(jì)教學(xué)方案。
總之,創(chuàng)設(shè)情境學(xué)習(xí)《酸堿中和反應(yīng)》是一種合理有效的教學(xué)方法。通過(guò)真實(shí)的生活生產(chǎn)情境和探究實(shí)驗(yàn)等方式,可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和好奇心,幫助他們更深入地理解《酸堿中和反應(yīng)》的實(shí)質(zhì)和過(guò)程,提高核心素養(yǎng)。
參考文獻(xiàn):
[1]教育部.義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2022年版)[M].北京:北京師范大學(xué)出版社,2022.
[2]楊香濤,石明亮.“宏觀辨識(shí)與微觀探析”視域下的初中化學(xué)教學(xué):中和反應(yīng)[J].化學(xué)教育,2022,43(21):5758.
項(xiàng)目基金:吉林省研究生教育教學(xué)改革研究課題(20241994QK1005X);吉
林省教育科學(xué)“十四五”規(guī)劃2022"年度一般課題(GH21151)
作者簡(jiǎn)介:李曉月(1999—"),女,漢族,山東濟(jì)南人,碩士在讀,初級(jí)教師,研究方向:學(xué)科教學(xué)(化學(xué))。
*通信作者:趙麗娜(1975—"),女,漢族,吉林四平人,理學(xué)博士,教授,從事化學(xué)教育教學(xué)研究。