基于學生核心素養(yǎng)提升的化學課堂實錄和評析

裴銳

摘要：這節(jié)課從資源的角度復習水的相關內容，從水資源的儲量和分布，水的凈化，硬水軟化，水污染和治理，保護水資源和節(jié)約用水五大板塊展開。教學中，重點關注學生分析問題、解決問題能力的培養(yǎng)，引導學生資源觀、微粒觀、實驗觀、價值觀、元素觀的構建，拓展訓練學生思維的深廣度，力求務實高效。

關鍵詞：問題情境;核心素養(yǎng);知識價值;思維廣度;綠色化學

文章編號：1008-0546（2019）05-0049-05

中圖分類號：G632.41 文獻標識碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2019.05.016

初中階段的化學教育是化學教育的啟蒙階段，其主旨是為學生科學素養(yǎng)和化學核心素養(yǎng)的提升打下一定的基礎，而化學課堂教學則是學生化學核心素養(yǎng)得以有效提升的主戰(zhàn)場。為此，江蘇省中小學教學研究室開發(fā)了“名師課堂——教學新時空”，利用網(wǎng)絡面向全國進行課堂教學直播。筆者參加的活動的主題是“基于學生核心素養(yǎng)提升的化學課堂教學”，專家會現(xiàn)場評課。本節(jié)直播課是一節(jié)關于水資源的中考復習課?，F(xiàn)將這節(jié)課堂實錄和教學反思呈現(xiàn)給大家，期待交流和探討。

一、教學地位和主要內容

水作為初中化學中非常重要的一種常見物質，它在2011版初中化學新課程標準中，身邊的化學物質和化學與社會發(fā)展兩個一級主題下都有涉及。課標中的具體要求是知道水對生命活動的重大意義，認識水是寶貴的自然資源，樹立保護水資源和節(jié)約用水的意識。筆者認為：這些目標的達成絕不是喊喊口號就能實現(xiàn)的，而要付諸于行動。水資源不僅是化學學科研究的問題，地理、生物、物理等其他學科也會關注水資源的問題，也是一個社會化的綜合性的問題。這節(jié)課主要是從化學的視角去研究水資源的問題，關注水資源的應用、凈化、軟化、污染和治理。

二、教學目標

1.認知性目標：知道硬水和軟水的區(qū)別，了解吸附、沉淀、過濾和蒸餾的凈水常用方法，知道活性炭和明礬的凈水作用，利用已經(jīng)掌握的酸堿鹽的知識，從根本上去理解硬水軟化和水污染的原因和治理的辦法。

2.技能性目標：能獨立設計實驗，能解決污水治理問題。

3.體驗性目標：通過硬水軟化和污水處理的實驗設計，初步意識到水污染對人類的危害，初步形成水是生命之源的資源觀，知道水對生命活動的重大意義，認識水是寶貴的自然資源，樹立起保護水資源和節(jié)約用水的意識。

三、教學的重點和難點

重點：水的作用，水的凈化過程，硬水軟化，水污染的污染物研究和污染的治理。

難點：硬水軟化和污水治理。

四、教學實錄和設計意圖

1.了解水資源的稀缺，從化學視角感知保護水的重要性，感知化學的資源價值。

【引入】請大家看一張圖片。

【師】這張照片是我國“風云二號”衛(wèi)星從太空中拍攝的地球照片，可以看到地球是一顆藍色的星球，這是為什么呢？

【師】所以地球其實是個水球，那這些水主要是海水還是淡水呢？它們的比例關系是多少呢？

【投影】地球上總水量圖

【師】觀察這幅圖，大家有什么發(fā)現(xiàn)呢？

【師】由此可見，淡水資源極其稀少，非常寶貴。

設計意圖：從學生已有的知識，創(chuàng)設情境，引入課題，容易引起學生的興趣，激發(fā)學生的參與熱情，使復習更為高效，從水資源的分布圖，讓學生初步感受水資源的珍貴。

【師】板書：水資源的專題復習。

【過渡】首先請大家說說水在工、農業(yè)以及日常生活中的用途。

【生】學生討論回答。

【師】大家剛才說的都很好。水的應用其實還有很多，隨著我們學習的深入，將不斷感知水的重要作用。下面是我給大家進行的一些總結：

【投影】工業(yè)上：溶劑、冷卻水、化工原料等，農業(yè)上：參與光合作用、輸送養(yǎng)分等，生活上：洗滌、飲用等。

【師】你能從化學的視角來分析一下這些用途嗎？比如，工業(yè)上：作溶劑是因為很多物質都能溶于水，并且溶于水的物質化學反應會更快。冷卻水是因為水的比熱容比較大，所以也常常被用于滅火。

化工原料：你要是個有心人，請你留意一下各個城市的化工廠，看它們都是位于哪里？大多都是這個城市靠近水源的地方，因為化工生產需要大量水，水也會直接參加化學反應。

農業(yè)上：水是光合作用的原料，植物吸收運送養(yǎng)分也要靠水，沒有土壤但是把植物所需營養(yǎng)溶于水中也可以栽培植物。

生活上：我們每天洗漱需要水，水可以溶解許多物質，我們每天也需要飲用大量的水，水是我們必需六大營養(yǎng)物質之一。

設計意圖：老師了解學生的最近發(fā)展區(qū)，注意創(chuàng)設有價值的問題，在解決問題的過程當中，激發(fā)學生的興趣，加強知識的鞏固和更深入的理解。完善知識體系的進一步建構。通過精心設計的問題，讓學生親身經(jīng)歷學習過程，鼓勵學生多角度、多層次的思考，在時間和空間上，保證學習活動正常展開和學習行為真實發(fā)生。在復習過程中，老師設計的這些問題，重點放在讓學生在解決問題的過程中，感覺到化學與生活密切相關、化學學科是有價值的、學知識是能變成力量的。

2.了解自來水的來之不易，引入水的凈化，感知化學的知識價值。

【過渡】現(xiàn)在自然界的淡水，我們可以直接飲用嗎？

只有極少部分水質好的地方可以，絕大多數(shù)都需要凈化才行。

【師】哪位同學知道自來水的生產過程呢？

【投影】自來水的生產過程：沉降一過濾一吸附一消毒

【師】在取水口處，首先進行的是自然沉降，然后還會進一步的加入一些絮凝劑使水更好地沉降，我們常用的絮凝劑是什么物質？

【生】明礬。

【師】加入明礬后起到什么作用呢？

【生】使水中的懸浮雜質聚集成大顆粒

【師】沉降的目的是為了更好地過濾，過濾不僅應用于生產，在實驗室中也是一種常用的凈水方法，過濾在凈水過程中起到怎樣的作用呢？

【生】除去不溶于水的固體雜質。

【師】進行吸附操作時，我們常用到的物質是？

【生】活性炭。

【師】加入活性炭的目的是？

【生】脫色除臭。

【師】這是利用了活性炭的什么性質？

【生】吸附性。

【師】經(jīng)過前面的處理后得到的水已經(jīng)是澄清透明的了，但是我們還要投藥消毒，比如通入氯氣等，為什么氯氣能殺死細菌呢？

【生】通過使細菌中蛋白質變性而把細菌除去。

設計意圖：將知識系統(tǒng)化，條理化，理清楚知識脈絡，是復習知識的一個重要的任務，利用自來水凈化過程的主線：沉降一過濾一吸附一消毒，將明礬作用，過濾中的要點，活性炭的作用和原理，以及消毒劑的原理這些零碎知識，利用一線把它們穿起來，利于知識的鞏固和提升。

3.創(chuàng)設除水垢的問題情境，引入硬水軟化，感知化學的生活價值。

【師】這些水通過管道輸入用戶家后，若要飲用，還常要煮沸，這是為什么呢？

【生】防止經(jīng)過管道輸送到家庭戶的自來水被二次污染。

【過渡】如果有同學更細心地觀察過煮水用的水壺，會發(fā)現(xiàn)水壺底部會產生一些白色的固體物質，有些地方的水很容易產生水垢，有些地方則需要較長時間。

設計意圖：真實、具體的問題情境是學生學科核心素養(yǎng)形成和發(fā)展的重要載體。教師在教學中創(chuàng)造真實而有價值的問題情境，促進學生有意義的學習，問題情境貼近生活實際，使學生充分認識化學科學的應用價值，通過有意識地強化學生應用知識的學習行為，全面提升學生分析問題、解決問題的能力。

【投影】水壺水垢

【師】這是由什么引起的呢？

【生】水的硬度較大。

【師】什么叫硬水？

【生】水中含有較多的鈣鎂離子。

【師】什么叫軟水呢？

【師】煮沸為什么可以降低水的硬度呢？

【師】下面我們先來看一些資料：

【投影】（經(jīng)查閱資料：家庭用水中往往會含有可溶性碳酸氫鈣ca（HCO3）2等其它物質）

【學生】思考，回答，書寫化學反應方程式。

【師】現(xiàn)在大家明白為什么煮沸可以降低水的硬度了嗎？

【生】使水中的鈣鎂離子形成沉淀。

【師】我們把這種方法叫做煮沸沉淀法。除了煮沸，我們還可以通過加入一些化學試劑來降低水的硬度。

【投影】有一杯主要含有氯化鈣和氯化鎂的硬水，某興趣小組提出軟化水的方案，請你一起來完成。可供選擇的試劑有：ca（OH）2溶液、NaOH溶液、Na2CO3溶液、肥皂水。

【師】經(jīng)過上述實驗得到的水樣是否為軟水？請用實驗方法進行驗證。

【生】取樣加入肥皂水，攪拌或振蕩，肥皂泡多垢狀物少，是軟水。

【師】在進行實驗設計時，我們一定要從操作、現(xiàn)象、結論三個方面進行闡述。

大家猜測一下我們看到的現(xiàn)象應該是怎樣的？該方案為什么能使水的硬度降低？

【生】解釋原理，物質之間反應，Ca²⁺、Mg²轉化為沉淀。寫方程式。

【師】小組反思：若①、②操作中所加物質順序對調，能否實現(xiàn)硬水軟化的目的？

【生】水中最終還會有Ca²⁺。

設計意圖：通過除去氯化鎂和氯化鈣的實驗探究題的分析，理解和掌握了化學試劑沉淀法的基本思路，問題的設計從三個層次展開，第一個是選擇好試劑，寫方程式，第二個層次是自選試劑解決自己實驗遇到問題，對能力要求上一個層次，第三個追問兩個過程對調添加試劑的順序，看看又會有什么結果，分析實驗的結果，學生通過小組合作交流，得出不可以隨便調換順序，理解要保證實驗成功，不但要考慮試劑的選擇，還應考慮試劑添加的順序。學生的分析問題，解決問題的能力，就悄無聲息地發(fā)生了質的飛躍。通過對比，學生總結出這種方法叫做化學試劑沉淀法。再次歸納前面兩種方法的特點，很容易理解蒸餾法和離子交換法。通過這種復習，讓學生形成基本的化學概念，體現(xiàn)元素觀、轉化觀、守恒觀的思想。

【師】所以在實驗操作時，我們除了要關注實驗原理，還要關注操作順序，這樣才能正確地完成實驗。

【師】我們把這種方法叫做加化學試劑沉淀法。

【小結】對于硬水的軟化，除了剛才兩種方法以外，還有蒸餾法和離子交換法等，今后我們將進一步深入地學習，但是這些方法共同的目的都是設法降低水中Ca²⁺、Mg²⁺的含量。

設計意圖：提高核心素養(yǎng)的途徑之一是：教育內容要生活化。基于學生實際生活經(jīng)驗的內容，更有利于培養(yǎng)學生的學習興趣。了解化學與生活的關系，對某些實際生活經(jīng)驗的內容更有利于培養(yǎng)學生的興趣，對某些生活中的實際問題作出自己合理的判斷。形成積極的生活態(tài)度。從而提高自我生活質量，增強化學學習的價值感。

4.尋找水體污染源，感知學化學的“有意義”價值。

【過渡】雖然硬水的使用給人類的生產、生活帶來許多不便，但是真正對人類威脅最嚴重的還是水體污染。

【投影】水污染的照片

【師】通過這一組照片，能總結出造成水污染的污染源有哪些嗎？

【生】工業(yè)三廢，農業(yè)生產中化肥農藥的不合理使用，生活污水的任意排放。

【師】這些方面之所以成為污染源，是因為其中含有大量的污染物，你知道哪些污染物呢？

【師】剛才看的這些方面究竟會產生哪些污染物呢？