核心素養(yǎng)下的初中化學(xué)教學(xué)與設(shè)計(jì)

馬凌 袁方

摘 要：初中作為化學(xué)學(xué)科啟蒙階段，對培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科思維及科學(xué)探究能力起著重要作用。在發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)、以育人為目標(biāo)的背景下，教師不能延續(xù)固化的理論教學(xué)方式，需扭轉(zhuǎn)思維，將“科學(xué)探究”融入日常教學(xué)，注重證據(jù)推理、知識生成與概念構(gòu)建，從而培養(yǎng)學(xué)生“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”“科學(xué)精神與社會責(zé)任”的核心素養(yǎng)。以人教版化學(xué)九年級上冊《水的凈化》教學(xué)設(shè)計(jì)為例，利用身邊的黃河水，以“自主發(fā)現(xiàn)問題”“提出并解決問題”的實(shí)驗(yàn)探究思路為主導(dǎo)思想，引導(dǎo)學(xué)生歸納凈化水的流程，鞏固過濾操作，帶領(lǐng)學(xué)生體驗(yàn)科學(xué)探究與合作探究，培養(yǎng)化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：化學(xué)教學(xué);科學(xué)探究;教學(xué)案例

一、基本情況

（一）學(xué)情分析

水是人類日常生活中必不可少的資源，在本課開始之前，學(xué)生對飲用水的來源有一定的認(rèn)識，對水污染也有一定的了解，并知道一些凈化水的方法。經(jīng)過前置學(xué)習(xí)，已經(jīng)掌握了一些簡單的實(shí)驗(yàn)操作技能。本課題與生活聯(lián)系緊密，能增強(qiáng)學(xué)習(xí)體驗(yàn)感。

（二）教材分析

化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)在知識層面要求學(xué)生了解吸附、沉降和過濾等凈化水的常用方法?；顒臃矫嬉私馑奶幚矸椒ú⒃囼?yàn)活性炭和明礬等凈水劑的凈水作用。

水是繼學(xué)生學(xué)習(xí)了空氣、氧氣等常見氣體性質(zhì)后接觸的另一種生活中的物質(zhì)。如此安排既符合新課程要求，又與學(xué)生生活貼近，體現(xiàn)了知識間的連貫性。本節(jié)課以水為載體，圍繞水的凈化問題，將吸附、沉淀、過濾、消毒等凈化水的方法有序聯(lián)系起來。水的凈化關(guān)系到人的飲水健康，探究水的凈化方法有利于培養(yǎng)學(xué)生的思維能力、探究能力、動手能力，增強(qiáng)社會責(zé)任感。

（三）教學(xué)目標(biāo)設(shè)置

（1）通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠說出凈化水的方法及作用;掌握過濾操作基本技能及注意事項(xiàng);了解自來水廠生產(chǎn)自來水的過程及凈化水在生產(chǎn)生活中的意義。

（2）通過小組合作實(shí)驗(yàn)，強(qiáng)化學(xué)生觀察、記錄、分析現(xiàn)象的能力，培養(yǎng)學(xué)生從信息獲取、證據(jù)推理到問題解決的科學(xué)探究能力。

（3）通過本節(jié)課的教學(xué)，增強(qiáng)學(xué)生愛護(hù)水資源的意識，提升社會責(zé)任感。

（四）教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)

1.教學(xué)重點(diǎn)

本節(jié)課的教學(xué)重點(diǎn)是過濾操作注意事項(xiàng)及凈化水過程中的步驟及其作用。

2.教學(xué)難點(diǎn)

本節(jié)課的難點(diǎn)是過濾操作注意事項(xiàng)。

（五）教學(xué)方法

1.教師教法

（1）情境創(chuàng)設(shè)法：以身邊的黃河水為素材，引導(dǎo)學(xué)生親自對現(xiàn)有的黃河水進(jìn)行凈化，將學(xué)生置于真實(shí)情境中。

（2）問題驅(qū)動法：在每一步凈化操作完成后，水中都會殘留剩余雜質(zhì)。以“你面前的這杯黃河水是否達(dá)到飲用標(biāo)準(zhǔn)？”這個問題促進(jìn)學(xué)生深度思考，不斷推動課程環(huán)節(jié)。

（3）實(shí)驗(yàn)探究法：學(xué)生合作實(shí)驗(yàn)，記錄分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并對比歸納出實(shí)驗(yàn)結(jié)果，鍛煉學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作能力和科學(xué)思維能力。

（4）多媒體輔助：利用每種雜質(zhì)逐步除去得到凈化水的動畫，加深學(xué)生記憶，增強(qiáng)趣味性。

2.學(xué)生學(xué)法

（1）自主學(xué)習(xí)法：學(xué)生課前查閱資料，了解河水凈化的相關(guān)問題。

（2）合作探究法：實(shí)驗(yàn)中觀察并記錄現(xiàn)象，小組交流，對比分析實(shí)驗(yàn)失敗的原因。

（六）課前準(zhǔn)備

課前教師參照課標(biāo)，查閱有關(guān)黃河水凈化的技術(shù)發(fā)展[1-2]，對本節(jié)課內(nèi)容進(jìn)行詳細(xì)的分析，形成完善的教學(xué)思路。

教師準(zhǔn)備黃河水、明礬溶液、裝有活性炭的注射器、燒杯、玻璃棒、漏斗、鐵架臺、濾紙。

學(xué)生課前參觀自來水凈化基地，對水的凈化形成基本認(rèn)識。

二、過程設(shè)計(jì)及意圖分析

（一）情境導(dǎo)入

課件展示蘭州市著名景點(diǎn)“中山橋”及黃河照片。

師：黃河對我們而言，不僅是景點(diǎn)那么簡單，它更是我們的母親河。我們的生活用水、飲用水都來自黃河。我這里有一杯剛?cè)淼狞S河水，這杯水是否符合飲用標(biāo)準(zhǔn)呢？說出你的理由？

生：思考回答“不符合”。

師生共同分析得出：新取的黃河水中含有泥沙、色素、異味、微生物等雜質(zhì)，不能直接飲用。

設(shè)計(jì)意圖：以身邊的黃河水創(chuàng)設(shè)真實(shí)問題情境，拉近學(xué)生與化學(xué)學(xué)科的距離，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。

（二）實(shí)驗(yàn)探究

師：如何將這杯水轉(zhuǎn)變?yōu)槟軌蝻嬘玫淖詠硭?？請結(jié)合在參觀自來水廠時(shí)獲取的信息回答問題。

生：按照一定的順序?qū)⑦@些雜質(zhì)除去。

師：具體順序是怎樣的呢？請觀察兩杯黃河水，說出他們的差異。

展示已靜置兩天的和新取的黃河水

生：靜置兩天的黃河水更加澄清。

師生共同歸納：靜置沉降可以將水中的大顆粒不溶物沉降，這是凈化黃河水的第一步驟。

【實(shí)驗(yàn)探究】一

師：請大家觀察桌面上已經(jīng)靜置兩天的黃河水，是否完全澄清？若不澄清，則小組討論，利用已有的藥品設(shè)計(jì)方案對其進(jìn)行凈化。

生：思考回答“不完全澄清”。小組進(jìn)行明礬凈水實(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)中教師巡視指導(dǎo)?？茖W(xué)評價(jià)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)方案及操作。

師：實(shí)驗(yàn)結(jié)束，請各小組分享你們的實(shí)驗(yàn)思路及結(jié)果。

生：準(zhǔn)確表述自己的實(shí)驗(yàn)方案

（出現(xiàn)兩種情況：①取少量明礬溶液于黃河水中，攪拌、靜置，觀察黃河水逐漸澄清。②對黃河水進(jìn)行過濾操作，發(fā)現(xiàn)過濾速度很慢。）

師生共同歸納：靜置后的黃河水中含有懸浮雜質(zhì)無法依靠自身重力沉降。需借助膠狀物明礬，將懸浮雜質(zhì)吸附后沉降，此操作為吸附沉降。與靜置沉降共同組成凈水第一步驟：沉降。若不進(jìn)行沉降，直接過濾，會導(dǎo)致濾紙被堵塞，過濾速度慢。

設(shè)計(jì)意圖：設(shè)問“黃河水是否澄清”，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)凈水過程中下一步需要除去的雜質(zhì)。再設(shè)置開放性任務(wù)，通過小組合作實(shí)驗(yàn)進(jìn)行互助學(xué)習(xí)，讓學(xué)生親身體驗(yàn)明礬凈水過程并觀察現(xiàn)象。最后引導(dǎo)出現(xiàn)不同方案的小組表達(dá)交流，得出更合理的方案。

【實(shí)驗(yàn)探究】二

師：沉降操作后，水變得澄清，但是水和泥沙有沒有完全分離開？有沒有方法能將他們完全分離？

展示漏勺、茶漏、紗布

師：生活中常用到的這些器具，共同作用是什么？誰的分離效果更好？

生：思考回答：共同作用是將固體和液體分離，紗布效果更好。

師：將固體與液體分離的操作叫作過濾。化學(xué)上對過濾要求較高，故使用孔徑非常小的濾紙。請大家結(jié)合預(yù)習(xí)內(nèi)容，利用現(xiàn)有儀器，對剛才進(jìn)行過沉降操作的黃河水進(jìn)行過濾。

生：操作實(shí)驗(yàn)。

師：巡視指導(dǎo)，將巡視過程中發(fā)現(xiàn)的錯誤操作整合為3個問題：

①哪一組濾液流下的速度最快？如何加快過濾速度？

②哪一組的濾液最澄清？如何避免濾液渾濁？

③操作中有沒有液滴飛濺？如何避免液滴飛濺？

師：請大家將各組的實(shí)驗(yàn)結(jié)果展示在講臺上。

（互動交流中和學(xué)生一起找出以上三個問題的答案。引導(dǎo)學(xué)生自主總結(jié)過濾操作的注意事項(xiàng)：一貼、二低、三靠。凈水的第二個大的步驟就是過濾。）

設(shè)計(jì)意圖：在學(xué)生已經(jīng)預(yù)習(xí)了過濾操作，保證安全的情況下，不過多指導(dǎo)。先讓學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)，在巡視過程中，將出現(xiàn)的錯誤記錄整合。展示環(huán)節(jié)引導(dǎo)學(xué)生積極參與成果交流，回顧實(shí)驗(yàn)結(jié)果和過程，對比分析過濾操作要點(diǎn)。

【實(shí)驗(yàn)探究】三

師：過濾后得到的液體都是澄清的，能否直接飲用？為什么？

生：觀察并回答“不能飲用，濾液中有色，有異味”。

師：如何除去色素和異味呢？請回憶家庭冰箱除異味劑的成分，選擇現(xiàn)有儀器，對濾液進(jìn)行再凈化。

生：根據(jù)活性炭可吸附異味的生活常識，選擇裝有活性炭的注射器對濾液進(jìn)行凈化。發(fā)現(xiàn)液體澄清透明，異味消失。

師生共同歸納：活性炭具有疏松多孔的結(jié)構(gòu)，能夠吸附水中的異味及色素。這是凈化水的第三個步驟：活性炭吸附。

師：被活性炭凈化后的水，已經(jīng)澄清透明無異味，是否符合飲用標(biāo)準(zhǔn)？為什么？

生：思考回答“不符合，水中還含有微生物和細(xì)菌”。

師：自來水廠為了除去其中的微生物和細(xì)菌，會在水中加入消毒劑來殺菌。這就是我們凈水的第四個步驟，殺菌消毒。

設(shè)計(jì)意圖：本環(huán)節(jié)讓學(xué)生親自實(shí)驗(yàn)，通過觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，能夠直觀體驗(yàn)活性炭的吸附效果。加深其對活性炭吸附這一凈水步驟的理解。

（三）小結(jié)歸納

師：凈化水的四個步驟大家已經(jīng)非常熟悉了。學(xué)以致用，請大家合作完成習(xí)題，體驗(yàn)自來水廠管理員的工作。

生：回顧本節(jié)課知識，完成習(xí)題。課下完成課后活動。

1.請你來當(dāng)自來水處理廠的凈水員，完成自來水廠凈水步驟。

（1）自來水廠凈化水的操作排序，將序號填在前面

排序 目的

投藥消毒

活性炭吸附

加入絮凝劑

沉淀

過濾

（2）選出每一步操作的目的

A.吸附水中的懸浮雜質(zhì)

B.除去水中的不溶性雜質(zhì)

C.除去可溶性雜質(zhì)，吸附顏色和異味

D.殺死細(xì)菌? E.沉降雜質(zhì)

（3）五個步驟中，屬于化學(xué)變化的是：

2.課后活動：請同學(xué)們依據(jù)本節(jié)內(nèi)容，課下自制凈水器。

3.思考：自來水廠凈化后的水是否屬于純凈物？

師：大家已經(jīng)體驗(yàn)了凈水的全部過程，有沒有發(fā)現(xiàn)，凈水的方法全部都來源于生活，最終又能夠應(yīng)用于生活。其實(shí)，科學(xué)探究離我們并不遙遠(yuǎn)，就在各位的身邊。

設(shè)計(jì)意圖：將實(shí)驗(yàn)探究過程中逐條的凈水步驟放在練習(xí)題中統(tǒng)一整合，將零散知識點(diǎn)提煉為框架模型，促進(jìn)必備知識的掌握。

三、教學(xué)反思

（一）學(xué)科核心素養(yǎng)的體現(xiàn)

化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)包含宏觀辨識與微觀探析、變化觀念與平衡思想、證據(jù)推理與模型認(rèn)知、實(shí)驗(yàn)探究與創(chuàng)新意識、科學(xué)精神與社會責(zé)任。

利用身邊的黃河水創(chuàng)造真實(shí)情境，幫助學(xué)生深刻體會化學(xué)與生活和社會的關(guān)系，培養(yǎng)其社會責(zé)任感。針對傳統(tǒng)教學(xué)中先講解后實(shí)驗(yàn)易導(dǎo)致學(xué)生理解不透的問題，本課調(diào)整教學(xué)流程，先讓學(xué)生自主發(fā)現(xiàn)、提出問題，利用實(shí)驗(yàn)解決問題，最后歸納總結(jié)。圍繞黃河水是否符合飲用標(biāo)準(zhǔn)的問題主線，交流提煉得出凈化水的步驟和方法。符合核心素養(yǎng)要求下“啟發(fā)、引導(dǎo)、深化、整合”的思維過程，培養(yǎng)其實(shí)驗(yàn)探究與創(chuàng)新意識。在過濾實(shí)驗(yàn)中，將學(xué)生的操作失誤轉(zhuǎn)化為課堂教學(xué)資源，并對其進(jìn)行深化。課程結(jié)尾設(shè)置凈化習(xí)題，將知識點(diǎn)整合統(tǒng)一并建立凈化模型，培養(yǎng)其證據(jù)推理能力。

（二）教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成

本節(jié)課以黃河水凈化為線索，使學(xué)生先后了解自來水廠凈化水的步驟，以明礬和活性炭凈水實(shí)驗(yàn)強(qiáng)化學(xué)生對兩種凈水方法的認(rèn)識。以過濾實(shí)驗(yàn)中學(xué)生的不當(dāng)操作為載體，對比分析得出操作注意事項(xiàng)，成功突破教學(xué)重難點(diǎn)。課后習(xí)題對本節(jié)知識內(nèi)容進(jìn)行鞏固。總體能夠達(dá)成本節(jié)課教學(xué)目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)：

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