“無(wú)土世界春亦濃：無(wú)土營(yíng)養(yǎng)液的探究”教學(xué)設(shè)計(jì)

莊山

摘要：酸堿鹽的復(fù)習(xí)是初中化學(xué)復(fù)習(xí)課中的重點(diǎn)，也是難點(diǎn)，在教材中有很重要的地位。酸堿鹽與現(xiàn)實(shí)生活聯(lián)系密切，借助無(wú)土營(yíng)養(yǎng)液的探究，經(jīng)過(guò)“觀察一分析”“討論—?dú)w納”“理解—運(yùn)用”等環(huán)節(jié)將酸堿鹽的相關(guān)知識(shí)系統(tǒng)化、結(jié)構(gòu)化、網(wǎng)絡(luò)化，起到了很好的復(fù)習(xí)效果。

關(guān)鍵詞：酸堿鹽;無(wú)圖營(yíng)養(yǎng)液;復(fù)習(xí)課

文章編號(hào)：1008-0546（2021）06-0075-03 中圖分類號(hào)：G632.41 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2021.06.019

一、教材及學(xué)情分析

化學(xué)新課程的基本理念要求教學(xué)活動(dòng)要從學(xué)生已有的經(jīng)驗(yàn)出發(fā)，讓學(xué)生在熟悉的生活情景中感受化學(xué)的重要性，了解化學(xué)與日常生活的密切關(guān)系，逐步學(xué)會(huì)分析和解決與化學(xué)有關(guān)的簡(jiǎn)單實(shí)際問(wèn)題?；瘜W(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)指出，學(xué)生要了解化學(xué)與社會(huì)生活的相互聯(lián)系，學(xué)會(huì)運(yùn)用科學(xué)的方法獲取和表達(dá)信息，保持對(duì)化學(xué)的好奇心，感受化學(xué)對(duì)改善個(gè)人生活和促進(jìn)社會(huì)發(fā)展的積極作用，關(guān)注與化學(xué)有關(guān)的社會(huì)問(wèn)題，樹立合理使用化學(xué)物質(zhì)的觀念。

酸堿鹽的復(fù)習(xí)是初中化學(xué)復(fù)習(xí)的重點(diǎn)，也是難點(diǎn)，在教材中有很重要的地位。酸堿鹽與現(xiàn)實(shí)生活聯(lián)系密切。有關(guān)酸堿鹽的知識(shí)綜合性強(qiáng)，內(nèi)容多，現(xiàn)象多，反應(yīng)多，化學(xué)方程式多，一些學(xué)生習(xí)慣于死記硬背、生搬硬套。知識(shí)記住了，但一到具體的實(shí)踐中，卻不知道如何使用。另外到了二輪復(fù)習(xí)階段，學(xué)生對(duì)化學(xué)學(xué)科特點(diǎn)和學(xué)習(xí)方法已經(jīng)有所了解，具有一定實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?、?dòng)手能力和歸納總結(jié)能力。從學(xué)生年齡和生理特點(diǎn)上看，他們有好奇心，喜歡動(dòng)手，但在實(shí)驗(yàn)探究方法、學(xué)習(xí)方法和總結(jié)知識(shí)系統(tǒng)性、條理性等方面尚有欠缺。

二、教學(xué)設(shè)計(jì)思路

酸堿鹽的重要性不言而喻，因此大家對(duì)酸堿鹽的復(fù)習(xí)也花了很多精力和時(shí)間。但或許是知識(shí)點(diǎn)繁雜、或許是學(xué)生基礎(chǔ)較薄弱，導(dǎo)致復(fù)習(xí)的效果往往沒(méi)有達(dá)到預(yù)期。學(xué)生普遍感到知識(shí)點(diǎn)較多、零碎、難記、難用。本節(jié)課通過(guò)創(chuàng)設(shè)熟悉的、有效的學(xué)習(xí)情境，開展多樣化活動(dòng)，幫助學(xué)生激活、調(diào)用、深化、豐富原有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，有利于學(xué)生將酸堿鹽的相關(guān)知識(shí)系統(tǒng)化、結(jié)構(gòu)化、網(wǎng)絡(luò)化。教學(xué)設(shè)計(jì)中體現(xiàn)“知識(shí)問(wèn)題化，問(wèn)題情境化”，并把復(fù)習(xí)的主動(dòng)權(quán)交還給學(xué)生，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情。教學(xué)方法多變，既有實(shí)物演示也有分組實(shí)驗(yàn)、既有交流討論也有方法引導(dǎo)。整個(gè)教學(xué)設(shè)計(jì)在問(wèn)題的引導(dǎo)下，由淺人深、層層深入，不斷激發(fā)學(xué)生的欲望，使學(xué)生在解決真實(shí)問(wèn)題的情景下，學(xué)會(huì)對(duì)知識(shí)的融會(huì)貫通、靈活應(yīng)用，從而構(gòu)建一堂充滿魅力、富有思維含量的二輪復(fù)習(xí)課。

三、教學(xué)目標(biāo)及重難點(diǎn)

1.通過(guò)無(wú)土營(yíng)養(yǎng)液的探究，復(fù)習(xí)酸堿鹽的性質(zhì)、用途及離子共存、鑒別、轉(zhuǎn)化。

2.學(xué)會(huì)分析物質(zhì)的一般思路和方法，體驗(yàn)“觀察一分析”“討論一歸納”“理解一運(yùn)用”的科學(xué)方法過(guò)程。

3.體驗(yàn)科學(xué)探究的樂(lè)趣，增強(qiáng)熱愛(ài)科學(xué)的情感，感受化學(xué)對(duì)于生活、社會(huì)的重要作用。

教學(xué)重點(diǎn)：學(xué)習(xí)生活中認(rèn)識(shí)事物的方法和技能。

教學(xué)難點(diǎn)：培養(yǎng)運(yùn)用化學(xué)知識(shí)解決生活問(wèn)題的意識(shí)和能力。

四、教學(xué)過(guò)程

1.循序漸進(jìn)，突破難點(diǎn)

復(fù)習(xí)課不能只停留在原來(lái)的知識(shí)上，但也不宜完全綜合，在復(fù)習(xí)內(nèi)容的設(shè)置上要注意一定的梯度和分散難點(diǎn)。這節(jié)課分五部分進(jìn)行：無(wú)土營(yíng)養(yǎng)液的酸堿性、無(wú)土營(yíng)養(yǎng)液的成分、無(wú)土營(yíng)養(yǎng)液的使用、無(wú)土營(yíng)養(yǎng)液的檢驗(yàn)和制備。這樣循序漸進(jìn)，使酸堿鹽難點(diǎn)分散進(jìn)行復(fù)習(xí)，學(xué)生在不知不覺(jué)中可登上一個(gè)又一個(gè)臺(tái)階。

【引入】隨著科學(xué)的發(fā)展、技術(shù)的成熟，越來(lái)越多的企業(yè)、家庭采用無(wú)土栽培技術(shù)種植蔬菜、花卉。看似普通的一盆溶液怎么能長(zhǎng)出如此茂盛的蔬菜、培育出如此漂亮的花卉呢？

【學(xué)生】可能用了無(wú)土營(yíng)養(yǎng)液。

【展示圖片】1840年德國(guó)化學(xué)家李比希創(chuàng)立了礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)學(xué)說(shuō)，為化學(xué)施肥提供了理論依據(jù)。同學(xué)們查閱了資料，你們對(duì)無(wú)土栽培有哪些了解？什么是無(wú)土營(yíng)養(yǎng)液？無(wú)土營(yíng)養(yǎng)液的作用是什么？

【學(xué)生】分組匯報(bào)。

【活動(dòng)】了解無(wú)土營(yíng)養(yǎng)液的酸堿性。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，農(nóng)作物一般適宜在pH=7或接近7的土壤中生長(zhǎng)，無(wú)土營(yíng)養(yǎng)液的pH大約是多少呢？你有哪些方法可以檢測(cè)呢？

【學(xué)生】分組實(shí)驗(yàn)測(cè)定溶液的pH。（pH試紙、pH計(jì)等）

設(shè)計(jì)意圖：觀察實(shí)物（美麗的無(wú)土栽培花卉），思考什么是無(wú)土栽培技術(shù)。學(xué)生感知熟悉的事物，激起學(xué)習(xí)的興趣，導(dǎo)入新課。通過(guò)圖片展示德國(guó)化學(xué)家李比希礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)學(xué)引入的化學(xué)史，引導(dǎo)學(xué)生了解無(wú)土營(yíng)養(yǎng)液的發(fā)展歷程。在進(jìn)行無(wú)土營(yíng)養(yǎng)液酸堿性探究時(shí)，學(xué)生通過(guò)分工、分組的形式提高收集資料、查閱資料的能力、團(tuán)隊(duì)合作能力。復(fù)習(xí)酸堿度的檢測(cè)方法，運(yùn)用pH試紙、pH計(jì)的等方法檢測(cè)無(wú)土營(yíng)養(yǎng)液的酸堿性，提高實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力。

2.創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，提高興趣

在教學(xué)過(guò)程中穿插創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的應(yīng)用。如：銨根離子的檢驗(yàn)，鉀離子的檢驗(yàn)、硝酸根離子的檢驗(yàn)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究，學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，根據(jù)已學(xué)知識(shí)進(jìn)行分析總結(jié)現(xiàn)象背后的原因。利用創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)促使課程的各個(gè)環(huán)節(jié)順理成章地結(jié)合在一起，不孤立、不唐突，使枯燥的復(fù)習(xí)課變得生動(dòng)有趣，同時(shí)學(xué)生感受到化學(xué)就在身邊，發(fā)自內(nèi)心的喜歡化學(xué)，從而形成可持續(xù)的化學(xué)學(xué)習(xí)的興趣。

【活動(dòng)】無(wú)土營(yíng)養(yǎng)液的成分及檢驗(yàn)：根據(jù)營(yíng)養(yǎng)液的配方可以看出營(yíng)養(yǎng)液中通常含有這些離子：K+、Ca2+、Mg2+、NH4+、NO3-、PO42-、SO42-，那A、B液中的離子分別是哪些呢？查閱資料顯示，B液中含有磷酸鹽，已知PO43-可與Mg2+、Ca2+、Ba2+形成沉淀，但能溶于強(qiáng)酸。為什么要分為A、B兩溶液？你們能推測(cè)出A、B液中分別還有什么離子嗎？你能設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證NH4+、SO42-嗎？

【學(xué)生】分為A、B兩溶液是為了避免離子間反應(yīng)使無(wú)土營(yíng)養(yǎng)液失效。書寫離子間反應(yīng)的方程式。

【教師】你們能設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證NH4+、SO42-嗎？

【學(xué)生】小組討論，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案（表1）。

【創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)1】如何檢驗(yàn)NH4+離子？

【學(xué)生】在塑料培養(yǎng)皿蓋子上貼一條紅色石蕊試紙，用水潤(rùn)濕。在培養(yǎng)皿的下方放入少量氫氧化鈉固體，倒人營(yíng)養(yǎng)液，蓋上蓋子觀察現(xiàn)象。

【現(xiàn)象】?jī)A倒A營(yíng)養(yǎng)液的培養(yǎng)皿無(wú)明顯現(xiàn)象，傾倒B營(yíng)養(yǎng)液的培養(yǎng)皿中濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙變藍(lán)。

【結(jié)論】A營(yíng)養(yǎng)液中不含有NH4+，B營(yíng)養(yǎng)液中含有NH4+。

【創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)2】K+如何檢驗(yàn)？NO3-如何檢驗(yàn)？

【教師】取廢舊石棉網(wǎng)，水洗除去表面石棉、蘸取營(yíng)養(yǎng)液晾干，懸掛在鐵架臺(tái)上，下方放燃著的酒精燈，在石棉網(wǎng)上噴上60%的酒精溶液（圖1）。

【教師】常規(guī)的儀器和方法不能檢測(cè)NO3-，借助數(shù)字化傳感器檢測(cè)NO3-的存在（圖2）。

設(shè)計(jì)意圖：通過(guò)小組合作的形式復(fù)習(xí)檢驗(yàn)銨根離子、硫酸根離子的常見(jiàn)方法。通過(guò)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)提升動(dòng)手能力、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，加?qiáng)對(duì)定性分析物質(zhì)的理解，從而培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力。教師將高中化學(xué)中焰色反應(yīng)內(nèi)容引入初中課堂，為初高中化學(xué)知識(shí)的銜接做了鋪墊，同時(shí)，展示數(shù)字化實(shí)驗(yàn)，開闊了離子檢驗(yàn)的新的思路、嘗試離子檢測(cè)的新方法。

3.精心設(shè)計(jì)，多元評(píng)價(jià)

學(xué)業(yè)質(zhì)量評(píng)價(jià)是教學(xué)中的重要環(huán)節(jié)，實(shí)施有效的學(xué)業(yè)評(píng)價(jià)不但可以檢查學(xué)生的學(xué)習(xí)情況、提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展，而且可以為教師的教學(xué)提供重要的參考和幫助?；瘜W(xué)學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)不僅包括對(duì)學(xué)生的化學(xué)學(xué)習(xí)結(jié)果的評(píng)價(jià)（終結(jié)性評(píng)價(jià)），而且強(qiáng)調(diào)對(duì)化學(xué)學(xué)習(xí)過(guò)程的評(píng)價(jià)（形成性評(píng)價(jià)）[1]?；瘜W(xué)學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)的目的在于促進(jìn)化學(xué)教育與教學(xué)改革，促進(jìn)學(xué)生在化學(xué)課程實(shí)施中的全面發(fā)展。

【活動(dòng)】無(wú)土營(yíng)養(yǎng)液的使用。無(wú)土營(yíng)養(yǎng)液使用說(shuō)明上有這樣的介紹①營(yíng)養(yǎng)液分A、B份，兩份同時(shí)使用。②500倍濃縮液兌水，即500mL的水加入A、B濃縮液各1mL。③兌水請(qǐng)先加入A濃縮液，攪拌均勻后再加入B濃縮液。

【教師】為什么營(yíng)養(yǎng)液要分A、B兩份裝，在使用前為什么先要稀釋？

【學(xué)生】避免離子間反應(yīng)使無(wú)土營(yíng)養(yǎng)液失效。

【教師】你們能寫出常見(jiàn)離子間的反應(yīng)嗎？

【學(xué)生】寫出離子間的反應(yīng)（圖3）。

【評(píng)價(jià)】學(xué)生自評(píng)、小組互評(píng)（表2）。

【活動(dòng)】無(wú)土營(yíng)養(yǎng)液的制備。經(jīng)檢驗(yàn)A溶液中含有Ca2+、Mg2+、SO42-、NO3-等離子。B溶液中含有PO43-、NH4+、K+、NO3-等離子。

A溶液的配制：

問(wèn)題1：這四種離子可以構(gòu)成幾種常見(jiàn)物質(zhì)？

Ca（NO3）2、MgSO4、Mg（NO3）2、CaSO4

問(wèn)題2：若加入2種肥料，有幾種方案？

兩種：CaSO4、Mg（NO3）2;Ca（NO3）2、MgSO4;

問(wèn)題3：若加入3種肥料，有幾種方案？

四種：CaSO4、Mg（NO3）2、Ca（NO3）2;CaSO4、Mg（NO3）2、MgSO4;Ca（NO3）2、MgSO4、CaSO4;Ca（NO3）2、MgSO4、Mg（NO3）2;

B液的配制：

問(wèn)題1：這四種離子可以構(gòu)成幾種常見(jiàn)物質(zhì)？

KNO3、（NH4）3PO4、NH4NO3、K3PO4;

問(wèn)題2：若加入2種肥料，有幾種方案？

兩種：KNO3、（NH4）3PO4;NH4NO3、K3PO4：

問(wèn)題3：若加入3中肥料，有幾種方案？

四種：KNO3、（NH4）3PO4、NH4NO3;KNO3、（NH4）3PO4、K3PO4;NH4NO3、K3PO4、KNO3;NH4NO3、K3PO4、（NH4）3PO4;

【評(píng)價(jià)】學(xué)生自評(píng)、小組互評(píng)、教師綜評(píng)（表3）。

設(shè)計(jì)意圖：復(fù)習(xí)常見(jiàn)酸堿鹽的知識(shí)，運(yùn)用酸堿鹽物質(zhì)的相關(guān)知識(shí)解決生活中的實(shí)際問(wèn)題。感受化學(xué)物質(zhì)在生活中的重要性，學(xué)習(xí)運(yùn)用化學(xué)知識(shí)提高質(zhì)量。通過(guò)評(píng)價(jià)量表的填寫培養(yǎng)分析、評(píng)價(jià)能力，訓(xùn)練思維續(xù)密度，感受科學(xué)的嚴(yán)謹(jǐn)性。

五、教學(xué)反思

復(fù)習(xí)課的教學(xué)，無(wú)論在教學(xué)內(nèi)容的選擇還是在教學(xué)方法及流程的設(shè)計(jì)，都需要教師花費(fèi)更多的心思和智慧琢磨、推敲。如何讓學(xué)生在原有的基礎(chǔ)上將零散的知識(shí)連成線，織成網(wǎng)，并更好地應(yīng)用這些知識(shí)來(lái)解決實(shí)際問(wèn)題，是備課必須思考的內(nèi)容。本節(jié)課充分考慮到了學(xué)生已有認(rèn)知、障礙點(diǎn)及發(fā)展點(diǎn)，依托情境，設(shè)計(jì)有梯度的問(wèn)題，積極投入情感，提升了復(fù)習(xí)課的效率。

參考文獻(xiàn)

[1]朱紛.初中化學(xué)學(xué)業(yè)評(píng)價(jià)與質(zhì)量分析的研究[M].南京：江蘇美術(shù)出版社，2012：1-2

本文系2019年江蘇省前瞻性教學(xué)改革實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目“學(xué)習(xí)者中心備課模型的實(shí)踐建構(gòu)”（項(xiàng)目編號(hào)：173220010）階段性研究成果。