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      基于化學(xué)核心素養(yǎng)培養(yǎng)的“理論課”教學(xué)設(shè)計(jì)

      2019-09-04 03:16吳招壇
      關(guān)鍵詞:問題探究活動(dòng)設(shè)計(jì)理論課

      吳招壇

      【內(nèi)容摘要】“理論課”的學(xué)習(xí)和教學(xué)是高中化學(xué)的難點(diǎn),結(jié)合教學(xué)實(shí)例,筆者嘗試以問題探究為導(dǎo)向,通過學(xué)生活動(dòng)的設(shè)計(jì),在問題的解決中培養(yǎng)學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。

      【關(guān)鍵詞】理論課 問題探究 活動(dòng)設(shè)計(jì) 核心素養(yǎng)

      高中化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)是學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)的重要組成部分,是學(xué)生具有化學(xué)學(xué)科特質(zhì)的關(guān)鍵能力和必備品質(zhì)[1]。以《鹽類的水解》教學(xué)為例,以問題探究為導(dǎo)向,通過學(xué)生活動(dòng)的設(shè)計(jì),激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣,培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)。

      蘇教版選修5《化學(xué)反應(yīng)原理》是高中化學(xué)比較難的模塊,屬于較為抽象的“理論課”。部分學(xué)生在學(xué)習(xí)該模塊時(shí),沒能真正理解,死記硬背概念和原理,結(jié)果只是膚淺的掌握。教師在課堂中設(shè)置一些有價(jià)值的情境及問題,引發(fā)學(xué)生的思考,激發(fā)學(xué)生的探究欲望,在真實(shí)問題中獲取新知,能加深學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解。

      一、問題設(shè)計(jì)與社會(huì)生產(chǎn)、生活的聯(lián)系,培養(yǎng)“科學(xué)精神與社會(huì)責(zé)任”

      教學(xué)片斷一:【課前準(zhǔn)備】以小組為單位查閱相關(guān)資料

      第一組:被黃蜂或蜜蜂叮咬后,可用家庭常用的物質(zhì)處理?你知道是什么嗎?請(qǐng)闡述原理。

      第二組:①明礬凈水的原理 ②泡沫滅火器滅火原理

      【學(xué)生匯報(bào)一】黃蜂的分泌物中含有堿性物質(zhì),其主要成分為五羥色胺和組胺,被黃蜂叮咬后,可往患處涂抹食醋,利用酸堿中和除去;蜜蜂的分泌物中含有酸性物質(zhì),其主要成分是蟻酸,即甲酸,被蜜蜂叮咬后,可往患處涂抹小蘇打、純堿、肥皂水等堿性物質(zhì)除去。

      【學(xué)生匯報(bào)二】(1)明礬凈水的原理:明礬溶于水電離出Al3+,生成氫氧化鋁膠體,氫氧化鋁膠體能吸附水中的懸浮粒子,起到凈水的作用。

      KAl(SO4)2==K++Al3++2SO42-

      Al3++3H2OAl(OH)3(膠體)+ 3H+

      (2)泡沫滅火器滅火原理:泡沫滅火器內(nèi)有兩個(gè)容器,分別盛放兩種液體:硫酸鋁和碳酸氫鈉溶液。將滅火器倒立,兩種溶液混合在一起,就會(huì)產(chǎn)生大量的二氧化碳?xì)怏w:

      Al2(SO4)3+6NaHCO3==3Na2SO4+2Al(OH)3↓+6CO2↑ 除了兩種反應(yīng)物外,滅火器中還加入了一些發(fā)泡劑。打開開關(guān),泡沫從滅火器中噴出,覆蓋在燃燒物品上,使燃著的物質(zhì)與空氣隔離,并降低溫度,達(dá)到滅火的目的。

      【問題探究1】①從物質(zhì)分類的角度看,NaHCO3、Na2CO3及肥皂水(主要成分:硬脂酸鈉C17H35COONa)屬于哪類物質(zhì)?它們的水溶液為什么顯堿性?

      ②碳酸氫鈉和硫酸鋁反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是什么?

      設(shè)計(jì)意圖:從生活中的問題出發(fā),通過課前查閱資料,調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性,讓學(xué)生體會(huì)到化學(xué)學(xué)科的實(shí)用價(jià)值。本課以被黃蜂或蜜蜂叮咬后,處理的方法不相同為情境,引出了鹽類酸堿性的問題。通過對(duì)泡沫滅火器的原理分析,理解鹽類水解的本質(zhì)。當(dāng)化學(xué)教學(xué)與生活實(shí)際緊密聯(lián)系時(shí),這會(huì)激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣,激發(fā)學(xué)生去思考并解決問題。

      二、在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)問題,解決問題,培養(yǎng)“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)”

      化學(xué)是一門基于實(shí)驗(yàn)的自然科學(xué)。實(shí)驗(yàn)對(duì)提高高中化學(xué)的教學(xué)效率有著舉足輕重的作用。它可以幫助學(xué)生形成化學(xué)概念,理解和掌握化學(xué)知識(shí),學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)時(shí),教師要加強(qiáng)引導(dǎo),規(guī)范操作,通過實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察與分析,充分調(diào)動(dòng)學(xué)生積極思考,從而達(dá)到提高教學(xué)效率的目的。

      教學(xué)片斷二: 合作探究 尋找規(guī)律,培養(yǎng)“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”

      【實(shí)驗(yàn)探究1】測(cè)定下列溶液的酸堿性:Na2CO3、NaHCO3、Na2SO4、NH4Cl、CH3COONa、AlCl3

      【問題探究2】

      (1) 根據(jù)鹽的構(gòu)成特點(diǎn),按強(qiáng)酸強(qiáng)堿鹽、強(qiáng)酸弱酸鹽、強(qiáng)堿弱酸鹽分類。

      (2) 歸納鹽的類型與溶液酸堿性的關(guān)系。

      【結(jié)論】(1) 鹽溶液不一定都顯中性,可能顯酸性,也可能顯堿性。

      (2) 強(qiáng)酸強(qiáng)堿鹽顯中性,強(qiáng)酸弱堿鹽顯酸性,強(qiáng)堿弱酸鹽顯堿性。

      設(shè)計(jì)意圖:通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),鹽也有酸堿性,與已有認(rèn)知出現(xiàn)矛盾,激發(fā)學(xué)生進(jìn)一步探究的欲望。

      教學(xué)片斷三: 交流研討 揭示本質(zhì)——培養(yǎng)“宏觀辨識(shí)與微觀探析”、“變化觀念與平衡思想”

      【問題探究3】為什么鹽溶液有酸堿性?試分析CH3COONa水溶液顯堿性的原因?

      【學(xué)生活動(dòng)】推測(cè)Ⅰ:水能電離出OH-,使溶液顯堿性。

      推測(cè)Ⅱ:CH3COONa自身具有堿性。

      推測(cè)Ⅲ:CH3COONa與水反應(yīng)生成的物質(zhì)具有堿性。

      【實(shí)驗(yàn)探究2】利用桌面上的藥品,設(shè)計(jì)合理的實(shí)驗(yàn)方案,通過實(shí)驗(yàn)得出結(jié)論。

      實(shí)驗(yàn)Ⅰ:測(cè)定蒸餾水的pH

      實(shí)驗(yàn)Ⅱ:測(cè)定CH3COONa的乙醇溶液的pH

      實(shí)驗(yàn)Ⅲ:往CH3COONa的乙醇溶液中加水后測(cè)pH

      【結(jié)論】CH3COONa與水反應(yīng)生成的物質(zhì)具有堿性。

      【分析】

      Ⅰ.CH3COONa水溶液中存在哪些微粒?

      Ⅱ.微粒之間能否結(jié)合成難電離的物質(zhì)?對(duì)水的電離平衡有何影響?

      Ⅲ.溶液中的氫離子和氫氧根離子濃度會(huì)變化嗎,如何變化?

      【交流與討論】原因:溶液中水發(fā)生了微弱的電離,電離出氫離子和氫氧根離子,存在一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡,CH3COONa是強(qiáng)電解質(zhì),溶于水完全電離出CH3COO-和Na+。CH3COO-就會(huì)結(jié)合水電離出的H+生成弱電解質(zhì)醋酸。所以,c(H+)減少,導(dǎo)致H2O的電離平衡被破壞,平衡向右移動(dòng),從而使c(OH-)>c(H+),溶液呈堿性。

      設(shè)計(jì)意圖:體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)探究的過程,提高學(xué)生分析問題解決問題的能力;平時(shí)教學(xué)中學(xué)生更多的是根據(jù)已有的方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,缺少給學(xué)生自己發(fā)現(xiàn)問題,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案的機(jī)會(huì)。驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)對(duì)幫助學(xué)生理解、掌握有關(guān)的化學(xué)知識(shí),提高化學(xué)教學(xué)質(zhì)量起到很大的促進(jìn)作用,但是它不利于培養(yǎng)科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)。通過將驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)改為探究性實(shí)驗(yàn),既能活躍思維,激發(fā)興趣,還能加深對(duì)知識(shí)的理解。在實(shí)際的教學(xué)中,學(xué)生剛開始思路不清晰,實(shí)驗(yàn)方案不完整,在不斷點(diǎn)撥下,還是順利開展了??梢娊虒W(xué)中更應(yīng)從不同探究環(huán)節(jié)給學(xué)生不同的鍛煉。

      【板書】水解實(shí)質(zhì):促進(jìn)水的電離平衡正向進(jìn)行

      CH3COONa==CH3COO-+Na+

      H2OH++OH-

      CH3COOH

      CH3COONa+H2OCH3COOH+NaOH

      CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-

      【課堂練習(xí)】請(qǐng)同學(xué)運(yùn)用剛才的思維方法和書寫方式來分析NH4Cl的水解過程。

      【追問】強(qiáng)酸強(qiáng)堿鹽會(huì)發(fā)生水解嗎,為什么?請(qǐng)舉例說明。

      【學(xué)生】不會(huì),強(qiáng)酸強(qiáng)堿鹽如NaCl,電離出的Cl-和Na+不會(huì)與水電離出來的H+或OH-反應(yīng)生成弱電解質(zhì),所以強(qiáng)酸強(qiáng)堿鹽不會(huì)水解。

      設(shè)計(jì)意圖:類推的方法是學(xué)習(xí)化學(xué)的一種重要能力。將新知類比遷移,不僅提高課堂教學(xué)效率,也培養(yǎng)了學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的能力,鞏固思維過程,使陳述性知識(shí)轉(zhuǎn)化為程序性知識(shí)。

      【小結(jié)】水解方程式的書寫

      【歸納總結(jié)】(1)鹽類的水解的定義:溶液中鹽電離出來的離子與水電離出來的H+或OH-結(jié)合生成弱電解質(zhì)的反應(yīng)。

      (2)鹽類水解的本質(zhì):溶液中由鹽電離出的弱酸的陰離子或弱堿的陽離子與水電離出的H+或OH-結(jié)合生成弱電解質(zhì),促進(jìn)水的電離平衡向右移動(dòng)。

      (3)水解規(guī)律:無弱不水解;有弱才水解;誰強(qiáng)顯誰性

      【問題探究4】寫出NaClO、FeCl3溶液的水解離子方程式

      三、 首尾呼應(yīng),體驗(yàn)化學(xué)與社會(huì)生產(chǎn)、生活的聯(lián)系,培養(yǎng)“科學(xué)精神與社會(huì)責(zé)任”

      教學(xué)片斷四:

      【問題解決1】Na2CO3、NaHCO3和硬脂酸鈉溶液顯堿性的原因?寫出Na2CO3的水解離子方程式。

      【板書】CO32-+H2OHCO3-+OH- (以第一步為主)

      HCO3-+H2OH2CO3+OH-

      【問題解決2】 碳酸氫鈉和硫酸鋁反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是Al3+與HCO3-反應(yīng),Al3+水解呈酸性,碳酸根離子水解呈堿性,兩者水解互促。

      【教師】由于鋁離子水解生成Al(OH)3,溶解度很小,HCO3-水解生成H2CO3,不穩(wěn)定易分解生成CO2氣體,即水解產(chǎn)物能脫離反應(yīng)體系,促進(jìn)平衡正向進(jìn)行,直至反應(yīng)完全,稱為雙水解。

      【板書】4、應(yīng)用:泡沫滅火器原理:Al3++3HCO3-==Al(OH)3↓+3CO2↑

      設(shè)計(jì)意圖:鞏固所學(xué)知識(shí),學(xué)以致用。學(xué)生通過學(xué)習(xí),感受到化學(xué)的實(shí)用價(jià)值,提高學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣。

      四、給課堂適當(dāng)“留白”

      學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體,學(xué)生的學(xué)習(xí)是主動(dòng)構(gòu)筑自己的知識(shí)大廈,而不是被動(dòng)地接受知識(shí)的灌輸。因此,在教學(xué)過程中我們可以設(shè)計(jì)一些有價(jià)值的拓展問題,鼓勵(lì)學(xué)生課后思考。適當(dāng)?shù)恼n堂“留白”,作為教學(xué)延伸的窗口,有助于提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。

      教學(xué)片段五:

      【課后思考】弱酸弱堿鹽,如CH3COONH4、NH4F會(huì)水解嗎?溶液顯什么性?

      【分析】氟離子、醋酸根離子水解呈堿性和銨根離子呈酸性,這種屬于水解互促,最終溶液呈什么性,與什么有關(guān)?這涉及到鹽類水解的影響因素,請(qǐng)你課后思考,我們第二節(jié)課解決。

      設(shè)計(jì)意圖:“CH3COONH4溶液呈什么性”的課后思考題,不僅加深了對(duì)本節(jié)課知識(shí)的理解,也為后續(xù)鹽類水解的影響因素的學(xué)習(xí)作了一個(gè)鋪墊。

      以化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)為導(dǎo)向的“理論課”教學(xué)中,應(yīng)設(shè)計(jì)有價(jià)值的教學(xué)活動(dòng),激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,讓學(xué)生主動(dòng)參與探究,教師要多觀察、多聆聽,發(fā)現(xiàn)有價(jià)值的課堂生成問題。在教與學(xué)的動(dòng)態(tài)過程中,教師與學(xué)生相互作用、共同探研,在這個(gè)過程中,培養(yǎng)了學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。

      【參考文獻(xiàn)】

      [1]教育部基礎(chǔ)教育課程教材專家工作委員會(huì)普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)修訂組.普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2016 版初稿)[M].2016,9.

      [2]王云生.課堂轉(zhuǎn)型與學(xué)科核心素養(yǎng)培養(yǎng)——中學(xué)化學(xué)課堂教學(xué)改革探索[M].上海:上海教育出版社,2016:80-81.

      (作者單位:浙江省溫州中學(xué))

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