摘要：以“牙膏中的化學(xué)”為例，圍繞牙膏成分的定性檢驗和定量測定，設(shè)計分組實驗，組織學(xué)生進(jìn)行實驗探究，設(shè)計問題串，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行深度學(xué)習(xí)。提出初中化學(xué)主題式復(fù)習(xí)的原則：融入真實情境，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣;開展實驗探究，發(fā)展核心

素養(yǎng);進(jìn)行深度學(xué)習(xí)，培養(yǎng)高階思維。

關(guān)鍵詞：化學(xué)核心素養(yǎng);真實情境;深度學(xué)習(xí);主題式復(fù)習(xí)

文章編號：1008-0546（2022）05-0061-05中圖分類號：G632.41文獻(xiàn)標(biāo)識碼： B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2022.05.014

真實、具體的情境是學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)形成和發(fā)展的重要平臺，也為學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)提供了真實的表現(xiàn)機(jī)會[1]。初中化學(xué)復(fù)習(xí)課的設(shè)計要指向培育學(xué)生的化學(xué)核心素養(yǎng)。主題式復(fù)習(xí)就是選擇以一種學(xué)生熟悉或感興趣的物質(zhì)為研究對象，設(shè)計問題鏈進(jìn)行有針對性的復(fù)習(xí)，打破知識模塊間的壁壘，將分散的知識重新建構(gòu)與整合，建立以該化學(xué)物質(zhì)為中心的網(wǎng)絡(luò)化知識體系，使知識立體化、思維系統(tǒng)化、方法程序化[2]。基于真實情境的主題式復(fù)習(xí)是當(dāng)前備受學(xué)生青睞的復(fù)習(xí)課型之一。

一、教學(xué)理念與設(shè)計思路

化學(xué)源于生活，又服務(wù)于生活。學(xué)生學(xué)習(xí)了化學(xué)之后，能否從化學(xué)的視角來認(rèn)識和研究物質(zhì)是學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)形成的重要表現(xiàn)。復(fù)習(xí)課要既滿足復(fù)習(xí)要求，又回應(yīng)學(xué)生需要;既源于課內(nèi)知識，又走入生活實際，這是復(fù)習(xí)課應(yīng)有的價值追求[3]。復(fù)習(xí)課的教學(xué)不僅要喚醒學(xué)生“沉睡”的知識，還要引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建知識結(jié)構(gòu)，更要幫助學(xué)生提升知識應(yīng)用的能力。實驗本身具有獨特的魅力，在化學(xué)復(fù)習(xí)課中引入化學(xué)實驗，特別是分組實驗，對于長期處于紙筆訓(xùn)練的初三學(xué)生而言，無疑是“雪中送炭”。牙膏是日常生活中我們每天要用到的生活用品，學(xué)生對它既熟悉，又陌生。本節(jié)課主要通過牙膏水溶液的酸堿性和碳酸鈣的檢驗，幫助學(xué)生鞏固物質(zhì)成分的定性檢驗方法;通過牙膏中碳酸鈣的定量研究，幫助學(xué)生掌握物質(zhì)中成分定量測定的一般方法;通過牙膏的妙用，幫助學(xué)生樹立學(xué)以致用的觀念。本節(jié)課的教學(xué)流程如下圖1，讓學(xué)生在真實的情境中高效地融入課堂，在實驗中形成學(xué)科能力，在問題中形成高階思維。

二、課堂實錄

環(huán)節(jié)一：情境引入

【展示】教師向?qū)W生展示一條中華牙膏并提出問題，老師手上拿的是什么？

【學(xué)生】牙膏。

【問題】牙膏在生活中有什么作用?。?/p>

【學(xué)生】牙膏可以用來刷牙。

【教師】牙膏不僅可以清潔我們的口腔，還可以清潔茶杯、金屬等表面的污垢，甚至可用來美容和醫(yī)用的效果。市場上的牙膏品牌繁多，但不同的牙膏其基本成分差不多。今天我們就用中華牙膏來研究牙膏中的化學(xué)。

設(shè)計意圖：通過牙膏創(chuàng)設(shè)真實情境，讓學(xué)生感知牙膏在生活中的妙用。創(chuàng)設(shè)的教學(xué)情境越真實，越容易發(fā)揮學(xué)生的主動性，學(xué)生主動建構(gòu)的知識就越可靠，越容易解決真實情境中的問題，從而真正理解和掌握知識，進(jìn)而促進(jìn)學(xué)生高階思維能力的發(fā)展[4]。

環(huán)節(jié)二：初探牙膏

【問題】中華牙膏是否溶于水？其水溶液是酸性還是堿性？如何設(shè)計實驗方案進(jìn)行驗證？

【學(xué)生】交流實驗的方案。

【教師】請同學(xué)們根據(jù)下面實驗步驟來探究中華牙膏水溶液的酸堿性，并將實驗的現(xiàn)象和結(jié)論填寫在表 1中。

【分組實驗】檢驗中華牙膏水溶液的酸堿性（見表 1）。

【學(xué)生】牙膏不能完全溶解，說明牙膏中含有難溶物，滴酚酞后液體變紅色，說明此牙膏水溶液呈堿性。此牙膏水溶液的pH大約為9。

【問題】用pH試紙測定溶液pH要注意什么？

【學(xué)生】pH試紙不能用水濕潤，也不能浸到溶液中檢測。

【交流討論】中華牙膏加水溶解后測得的pH是如何變化？為什么？

【學(xué)生】偏小。中華牙膏水溶液本來呈堿性，稀釋后pH偏小。

【追問】若用濕潤的pH試紙測某種溶液pH 時，測得的pH如何變化？

【學(xué)生】若待測液為酸性，則測得的pH偏大，若待測液為中性，則測得的pH不變，若待測液為堿性，則測得的pH偏小。

【教師】我們不難發(fā)現(xiàn)，溶液稀釋后的pH都向7靠攏。

設(shè)計意圖：溶液酸堿性的檢驗雖然是課本上的實驗，在復(fù)習(xí)課中作為分組實驗開展，既激發(fā)學(xué)生的興趣，又打破了部分學(xué)生認(rèn)為牙膏的水溶液呈酸性的錯誤認(rèn)識。問題是思辨的源泉，通過設(shè)問用濕潤pH試紙測得未知溶液的pH 變化，來培養(yǎng)學(xué)生的思辨能力。

環(huán)節(jié)三：再探牙膏

【教師】不同品牌的牙膏其基本成分相同。

【問題】如果某牙膏中的摩擦劑是CaCO3、Al（OH）3、 SiO2中的某一種，請問如何檢驗？請設(shè)計實驗方案。

【學(xué)生】取樣于試管中加入足量的稀鹽酸。

【教師】該牙膏的摩擦劑有3種可能，猜想1：摩擦劑是CaCO3;猜想2：摩擦劑是Al（OH）3;猜想3：摩擦劑是SiO2。

【交流討論】若在小燒杯擠入少量該牙膏，并加入足量的稀鹽酸，用玻璃棒充分?jǐn)嚢?。請根?jù)實驗結(jié)論填寫表2。

【學(xué)生】若有氣泡冒出，固體完全溶解，則猜想1成立;若無氣泡冒出，固體完全溶解，則猜想2成立;若無氣泡冒出，固體不溶解，則猜想3成立。

【追問】某固體加鹽酸有氣泡冒出，固體一定含有碳酸鹽嗎？為什么？如何證明其中含有碳酸鹽？

【學(xué)生】不一定。能與鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生的氣體不一定是二氧化碳。還要檢驗生成的氣體，要將生成的氣體通入澄清石灰水中。

【教師】牙膏能與稀鹽酸產(chǎn)生二氧化碳，說明牙膏中含有碳酸鈣。下面請同學(xué)們進(jìn)行分組實驗來探究中華牙膏中是否含有碳酸鈣。

【分組實驗】檢驗中華牙膏中是否含有碳酸鈣（見表3）。

【學(xué)生】加入稀鹽酸有氣泡冒出，澄清石灰水慢慢變渾濁，說明此牙膏中含有碳酸鈣。

【問題】如何證明長期放置的氫氧化鈉溶液中是否有碳酸鈉？

【學(xué)生】取樣加入稀鹽酸，看是否有氣泡冒出。

【追問】鹽酸的量是否有要求？為什么？

【學(xué)生】稀鹽酸要過量。因為鹽酸先要和氫氧化鈉反應(yīng)，少量的鹽酸檢驗不出碳酸鈉。

【追問】是否還有其它的方法？

【學(xué)生】取樣加入適量的氯化鋇溶液，看是否有白色沉淀生成。

【教師】檢驗長期放置的氫氧化鈉溶液中是否有碳酸鈉，就是檢驗碳酸根離子，要防止氫氧根離子的干擾，通常方法有化氣法和沉淀法。

【問題】我們對物質(zhì)進(jìn)行檢驗的一般步驟是什么？

【師生總結(jié)】物質(zhì)檢驗的一般步驟：提出假設(shè)?根據(jù)物質(zhì)性質(zhì)? 設(shè)計方案? 實驗探究? 觀察現(xiàn)象? 得出結(jié)論。

設(shè)計意圖：證據(jù)推理是化學(xué)重要的核心素養(yǎng)之一，通過牙膏中碳酸鈣的檢驗培養(yǎng)學(xué)生的基于證據(jù)的邏輯推理能力。同時在物質(zhì)的檢驗中要防止某些雜質(zhì)的干擾。

環(huán)節(jié)四：回探牙膏

【教師】前面我們研究物質(zhì)的定性檢驗，如何對物質(zhì)的成分進(jìn)行定量測定呢？

【問題】化學(xué)興趣小組對牙膏樣品中碳酸鈣進(jìn)行定量測定。已知該牙膏摩擦劑由 CaCO3、Al（OH）3組 成，其它成分遇鹽酸無氣體產(chǎn)生。實驗原理：取一定質(zhì)量的牙膏與足量的稀鹽酸反應(yīng)，測量生成的CO2的 體積或質(zhì)量（已知該狀態(tài)下CO2的密度），再計算出碳酸鈣的質(zhì)量。

方案一：甲同學(xué)設(shè)計了圖2所示的裝置，通過反應(yīng)后右側(cè)注射器（注射器最大量程為20 mL）內(nèi)收集到氣體的體積來進(jìn)行計算。同學(xué)們觀看了他的設(shè)計后，都認(rèn)為該方案中樣品的取用的量需要一定的控制，這是為什么？

【學(xué)生】樣品量不能過多，否則產(chǎn)生的氣體過多會超過注射器的量程。

【教師】控制樣品的用量，不僅要考慮藥品的過量問題，還要考慮藥品量不足，甚至藥品太少對實驗的影響。

【學(xué)生】樣品量也不能過少，產(chǎn)生的氣體太少，注射器測不出來。

【問題】化學(xué)興趣小組同學(xué)們討論后，一致認(rèn)為注射器的摩擦?xí)绊懮傻腃O2的完全收集。

方案二：乙同學(xué)設(shè)計了圖3所示的裝置，與甲同學(xué)的相比，僅僅在收集方法上不同。同學(xué)們觀看了他的設(shè)計后，都認(rèn)為所測得CO2氣體的體積將會偏大還是偏小，你認(rèn)為他們的理由是什么？你的改進(jìn)方案是什么？廣口瓶內(nèi)原有的空氣對實驗結(jié)果有沒有影響？

【學(xué)生】測得的氣體體積偏小，因為二氧化碳能與水反應(yīng)和溶于水而消耗。改進(jìn)的方案是在水面上加一層植物油，而上方的空氣對實驗沒有影響。

【問題】同學(xué)們討論后，一致認(rèn)為把裝置改進(jìn)后測得生成的CO2氣體體積會偏大，你認(rèn)為他們的最主要理由是什么？

【學(xué)生】滴入的鹽酸有一定的體積，導(dǎo)致測定的氣體體積偏大。

【教師】測定氣體的體積要排除滴入液體對實驗結(jié)果的影響。

【問題】方案三：丙同學(xué)設(shè)計了圖4所示的裝置。同學(xué)們觀看后一致認(rèn)丙同學(xué)的設(shè)計中最經(jīng)典的是在分液漏斗和錐形瓶之間連接一根橡膠管，你認(rèn)為橡膠管作用是什么？

【學(xué)生】橡膠管的作用是避免滴下的液體造成測得氣體體積偏大。

【教師】如果沒有這個橡皮管，鹽酸能否順利滴下呢？那么橡皮管還有什么作用？

【學(xué)生】這根橡皮管還能起到平衡氣壓，便于液體滴下的作用。

【教師】此橡皮管不僅起到平衡氣壓，便于液體滴下，還能消除滴下液體對氣體體積的影響。

【問題】如圖4裝置，如何檢查裝置的氣密性？

【學(xué)生】提高水準(zhǔn)管，當(dāng)液面靜止后，看兩側(cè)液面是否存在穩(wěn)定的高度差，若液面有穩(wěn)定高度差，則氣密性良好。

【問題】通常實驗前須估算藥品用量，如果實驗過程中，發(fā)現(xiàn)鹽酸的量不足，應(yīng)中途加酸還是重新實驗？為什么？

【學(xué)生】應(yīng)重新實驗，因為中途添加酸時，會造成氣體逸散，影響氣體體積的精確測量。

【問題】用圖4裝置測定氣體的體積讀數(shù)時，實驗中，如何移動水準(zhǔn)管？

【學(xué)生】上移水準(zhǔn)管，使兩側(cè)液面相平。

【教師】究竟是上移水準(zhǔn)管，還是下移水準(zhǔn)管呢？看老師現(xiàn)場操作一下（演示氣密性的檢查和氣體體積的讀數(shù)等操作）。

【學(xué)生】哦，應(yīng)該是下移水準(zhǔn)管，使兩側(cè)液面相平。

【問題】方案四：牙膏樣品中碳酸鈣的定量測定。利用圖5裝置進(jìn)行實驗，充分反應(yīng)后，測定C 中生成的 BaCO3沉淀質(zhì)量，以確定碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。實驗過程中需持續(xù)緩緩?fù)ㄈ肟諝?，其作用除充分?jǐn)嚢璺磻?yīng)物外，還有什么作用？

【學(xué)生】使生成的二氧化碳被完全吸收，避免影響測定結(jié)果。

【問題】若缺少裝置A，則實驗結(jié)果如何變化？裝 置D的作用是什么？若缺少裝置D，則實驗結(jié)果如何變化？

【學(xué)生】若缺少裝置A，則實驗結(jié)果偏大。裝置D 的作用是防止空氣中的二氧化碳與氫氧化鋇反應(yīng)影響測定結(jié)果。若缺少裝置D，則實驗結(jié)果偏大。

【教師】此裝置是通過測定碳酸鋇質(zhì)量來求二氧化碳的質(zhì)量，所以實驗要防止影響二氧化碳的測定。由于裝置A是除去所通空氣中的二氧化碳，缺少裝置 A，則實驗結(jié)果偏大。而裝置D是防止空氣中的二氧化碳進(jìn)入C 中，否則測得結(jié)果偏大。

【問題】能否通過直接稱量裝置 C在實驗前后的質(zhì)量差來求碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)？為什么？

【學(xué)生】不能。因為鹽酸有揮發(fā)性，C裝置會吸收從B中揮發(fā)出的HCl氣體導(dǎo)致C裝置增重。

【追問】若滴加鹽酸不宜過快，則測定結(jié)果如何？

【學(xué)生】滴加鹽酸過快會導(dǎo)致二氧化碳來不及吸收，使測定結(jié)果偏小。

【追問】若在A-B之間增添盛有濃硫酸的洗氣裝置，則測定結(jié)果如何？為什么？

【學(xué)生】測定結(jié)果不變，因為A-B之間增添盛有濃硫酸的洗氣裝置只能起到吸收進(jìn)入 B裝置中的水蒸氣。

【教師】組合實驗中我們首先要明確實驗的目的，嘗試了解每一個裝置的作用，最終整個裝置是為了實現(xiàn)此實驗的目的。

【問題】實驗中準(zhǔn)確稱取8.00 g樣品三份，進(jìn)行三次測定，測得 BaCO3平均質(zhì)量為3.94 g。則樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是多少？

【學(xué)生】（板演）設(shè)樣品中碳酸鈣的質(zhì)量為X

【教師】根據(jù)碳元素守恒，我們可以建立BaCO3與 CaCO3的粒子個數(shù)比關(guān)系，求出CaCO3的質(zhì)量，從而求出碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

設(shè)計意圖：對于碳酸鈣的定量研究，從研究測定氣體的體積到研究氣體的質(zhì)量或沉淀的質(zhì)量，測定氣體體積的裝置的逐漸演變遵循學(xué)生的認(rèn)知特點，體現(xiàn)化學(xué)學(xué)科嚴(yán)謹(jǐn)求實的思維。同時在課堂上教師現(xiàn)場演示部分組合裝置，增強學(xué)生對實驗功能的理解。問題的設(shè)計層層推進(jìn)，促進(jìn)學(xué)生反思，培養(yǎng)學(xué)生的高階思維能力。

環(huán)節(jié)五：反思總結(jié)

【教師】本節(jié)課以牙膏為研究對象，重點研究了牙膏成分的定性檢驗和定量測定。求混合物中某物質(zhì)的質(zhì)量，有哪些方法呢？

【學(xué)生】有兩種方法①直接法，直接設(shè)法稱量純凈物的質(zhì)量。②間接法，即將轉(zhuǎn)化為其它可測量的物質(zhì)進(jìn)行測量。

【問題】可測量的物質(zhì)通常轉(zhuǎn)化為測量什么？

【學(xué)生】轉(zhuǎn)化為測量氣體或沉淀。

【問題】測氣體有哪些方法？

【學(xué)生】可以測氣體的體積或質(zhì)量。

【教師】化學(xué)不僅研究物質(zhì)的性質(zhì)，而且還要研究好物質(zhì)的用途，才能更好地為我們生活服務(wù)。同學(xué)們，你們現(xiàn)在能知道牙膏為什么在生活中可以去污漬和消腫止痛呢？

【學(xué)生】牙膏中有摩擦劑可以起到去污漬的效果，牙膏呈堿性可以消腫止痛。

【教師寄語】生活無小事，處處有化學(xué)！愿同學(xué)們，珍惜當(dāng)下，勤奮學(xué)習(xí)，熱愛生活，學(xué)好化學(xué)，用好化學(xué)，快樂生活！中考加油！

設(shè)計意圖：在反思中總結(jié)，在總結(jié)中反思。學(xué)習(xí)是為了自己將來更好地生活，引燃學(xué)生心中的一把火。

三、教學(xué)反思

1.融入真實情境，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣

好奇是學(xué)生的天性，特別是與自身關(guān)系密切的事物，更能激發(fā)學(xué)生興趣。對學(xué)生來說，一個具有挑戰(zhàn)性的情境，更能激發(fā)學(xué)生的感性認(rèn)識，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)本能、欲望、興趣，產(chǎn)生解決問題的驅(qū)動力，讓學(xué)生用探究的眼光、批判性思維和開放性視野，尋找解決問題的策略[5]。一節(jié)復(fù)習(xí)課，不能是知識點的簡單回顧和應(yīng)用，而要將知識融入在真實的情境中，將技能融合在學(xué)生活動中，讓學(xué)生在真實情境中提升實驗綜合能力。情境的設(shè)置并不僅僅為了開頭引入，還要圍繞設(shè)置的情境進(jìn)一步開展探究，層層深入，最好一境到底，實現(xiàn)“知識”“情境”的有機(jī)融合，在學(xué)習(xí)活動中學(xué)生實現(xiàn)“素養(yǎng)”的提升?！把栏嘀械幕瘜W(xué)”主要圍繞牙膏的成分定性檢驗和定量測定的真實情境開展探究，一境到底，學(xué)生在真實情境活動中增強了學(xué)習(xí)的求知欲。

2.開展實驗探究，發(fā)展核心素養(yǎng)

從某種意義上來說，實驗探究的過程，是培養(yǎng)學(xué)生理性判斷思維、創(chuàng)新精神和實踐能力的過程，也是作為一種研究手段獲得證據(jù)，構(gòu)建不同發(fā)展階段理論模型的過程[6]。復(fù)習(xí)課中如何提升學(xué)生的化學(xué)核心素養(yǎng)，要重視實驗的功能價值，對于一些在新授課中做過的實驗可以進(jìn)行整合，帶到復(fù)習(xí)課的課堂上來，可以轉(zhuǎn)變?yōu)榻處熝菔緦嶒?、師生合作實驗，甚至是學(xué)生分組實驗。帶有實驗的課堂不僅僅氣氛活躍，更為重要的是學(xué)生基于證據(jù)推理的能力、科學(xué)精神等素養(yǎng)得到有效培養(yǎng)?！把栏嘀械幕瘜W(xué)”不僅安排了牙膏水溶液酸堿性檢驗和碳酸鈣的定性檢驗這兩個分組實驗，還安排了用測定氣體體積的組合裝置（如圖4）來檢查裝置氣密性和正確讀取氣體體積的教師演示實驗，讓學(xué)生真正看到這些復(fù)雜實驗裝置及操作，而不是“紙上談兵”。

3.進(jìn)行深度學(xué)習(xí)，培養(yǎng)高階思維

深度學(xué)習(xí)將學(xué)生置于真實的情境中，建立情境、問題（任務(wù)）與學(xué)生活動三位一體的教學(xué)關(guān)系，基于真實情境產(chǎn)生需要解決的問題，通過探究問題解決的學(xué)習(xí)活動，建立新知與舊知的邏輯關(guān)系，培養(yǎng)學(xué)生的高階思維能力[7]。學(xué)生問題的解決，不是老師簡單的告知，而是學(xué)生通過課堂上有梯度的問題串的解決，重構(gòu)知識體系，通過分析、評價和創(chuàng)造，實現(xiàn)高階思維能力的提升。學(xué)生對具有一定挑戰(zhàn)性的問題的思辨過程就是深度學(xué)習(xí)，王國崢提出復(fù)習(xí)課的課堂要提倡“3論”（討論、爭論、辯論）的學(xué)習(xí)方式[8]，學(xué)生在深度學(xué)習(xí)的過程中能逐步形成高階思維能力。

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