基于科學探究的酸堿概念教學設計

沙琦波

摘要： 以九年級“生活中的酸和堿”教學為例，將科學探究活動貫穿于科學概念教學過程始終，設計了“生活初體驗、感知酸堿物質”“品嘗與觸摸、找準認知起點”“指示劑測定、建立初步認識”“pH試紙測定、變定性為定量”“應用傳感器、拓寬認知渠道”“自制指示劑、應用升華認知”六個環(huán)節(jié)，讓學生在科學探究中更加自主而積極地建構科學概念。

關鍵詞： 科學探究與創(chuàng)新意識; 酸堿概念; 教學設計

文章編號： 10056629（2019）9006604? ? ? ? ? ? 中圖分類號： G633.8? ? ? ? ? ? 文獻標識碼： B

科學概念是科學知識結構的基本單元，在科學教育中，應以知識教學為載體，同時賦予知識多重價值。然而，在傳統(tǒng)科學概念教學中，教師往往注重概念知識本身的學習和應用，而忽視概念形成過程與科學探究方法的體驗，把它作為現(xiàn)成的結論傳授給學生，導致學生不能真正理解和掌握科學概念，因而也不能有效培養(yǎng)學生的“科學探究與創(chuàng)新意識”等素養(yǎng)。本課題以華師大版《科學》九年級上冊第二章第1節(jié)“生活中的酸和堿”教學設計為例，將科學探究貫穿于科學概念教學過程始終，讓學生在科學探究中自主而積極地建構科學概念。

1? 教材分析與設計思路

“生活中的酸和堿”的內容，主要包括生活中的酸和堿、測試溶液的酸堿性兩部分內容。酸和堿是生活中常見的物質，對于物質酸堿性的判斷學生有一定的生活經驗，但對酸堿性的精確測定缺乏知識儲備，本節(jié)課的傳統(tǒng)教學方法是從食醋和有酸味的水果中引出醋酸和檸檬酸，從粉刷墻壁和防治病蟲害的石灰水中引出氫氧化鈣是堿后，過渡到測試溶液的酸堿性，教材中用酸堿指示劑和pH試紙測試。傳統(tǒng)的教學設計雖然能將教材知識按部就班地呈現(xiàn)出來，但是學生缺乏主動思考，實驗的探究性不足，不利于問題意識和化學思維的培養(yǎng)[1]。于是筆者對本節(jié)課的教學思路進行了大膽嘗試，將科學實驗探究過程貫穿于科學概念教學始終，層層遞進地幫助學生學會測定酸堿性的方法，促進概念認知的不斷升華。具體的六大教學環(huán)節(jié)和活動如圖1所示。

2? 教學過程

2.1? 環(huán)節(jié)一? 生活初體驗，感知酸堿物質

[新課引入]教師播放一段視頻，介紹洗發(fā)水的酸堿性以及如何挑選適合自己頭皮和頭發(fā)的洗發(fā)水，引出學生對生活中物質酸堿性的關注。

[看圖思考]教師再出示幾張照片，第一張是幾種學生熟悉的食物，讓學生談談酸奶、檸檬、山楂糖葫蘆、蘋果、番茄中的酸性物質。學生指出它們分別含有乳酸、檸檬酸、蘋果酸。第二張照片是一位學生的小腿上被蚊子咬起了一個紅包，為什么會起小紅包又腫又癢呢？使學生知道原來蚊子咬后會釋放一種蟻酸的酸性物質，可以通過涂抹牙膏等堿性物質來消腫和減緩痛癢。第三張照片出示茶樹的種植。讓學生知道植物的種植對土壤酸堿性也有喜好，人們可據(jù)此改良自然界中的土壤。

設計意圖： 讓學生盡可能多地發(fā)現(xiàn)生活中含有酸或者堿的物質，建立對酸和堿的初步印象，了解物質的酸堿性不但對我們的生活有意義，而且對我們的工農業(yè)生產也很有幫助。教師通過引導學生與已有生活認知經驗建立連接，從而激發(fā)學生主動探索科學知識的內在興趣與真實動機，才能展開有意義學習[2]。

2.2? 環(huán)節(jié)二? 品嘗與觸摸，找準認知起點

[學生活動]教師出示檸檬、獼猴桃、肥皂水、洗滌劑、蒸餾水。結合生活經驗，學生按酸性、堿性和中性對物質進行分類，并將分類結果記錄在學案上，教師要求學生說出自己是根據(jù)怎樣的經驗和知識對這些物質進行分類的。學生會依據(jù)肥皂水有滑膩感，檸檬嘗起來有酸味等進行分類，對物質的酸堿性有個初步的感性認識，判斷出檸檬、獼猴桃等水果具有酸性，肥皂水、洗滌劑等具有堿性。學生從最直觀的品嘗與觸摸的方法開始，感性地認識生活中常見的酸和堿。

[史實再現(xiàn)]17世紀前，人們憑感覺判斷酸堿，認為一切有酸味的物質都是酸，一切有澀味、溶液有滑膩感的都是堿[3]。

設計意圖： 傳統(tǒng)課堂教學中，教師往往先給出味覺觸覺感知酸堿的化學史實，然后讓學生探究求證。而在本節(jié)課中，教師創(chuàng)設情境，喚起學生發(fā)現(xiàn)需要，通過判斷幾種物質的酸堿性，快速找到學生關于酸和堿知識的認知起點，挖掘學生對酸堿性的已有前概念，同時再輔以科學史，引出17世紀前科學家判斷酸堿的辦法，為后續(xù)教學提供鋪墊和素材，也初步培養(yǎng)了學生在科學探究過程中的證據(jù)意識。

2.3? 環(huán)節(jié)三? 指示劑測定，建立初步認知

[教學過渡]酸溶于水后，會生成酸性的溶液，且有酸的味道;堿溶于水后，會生成堿性的溶液，摸上去通常有滑膩感。早期的化學家曾用品嘗和觸摸的方法辨別酸和堿，不過這樣做往往是不夠可靠的，還具有一定的危險性。

[學生提問]用什么方法可以安全準確地測定溶液的酸堿性呢？

[史實再現(xiàn)]flash動態(tài)呈現(xiàn)近代化學的奠基人、英國著名化學家羅伯特·波義耳發(fā)現(xiàn)許多植物的浸出液遇到酸性或堿性溶液都能變色的科學史實，幫助學生搭建可以用酸堿指示劑石蕊試液、酚酞試液測定溶液酸堿性的“建構支架”。

[學生探究]通過實驗，學生發(fā)現(xiàn)石蕊試液、酚酞試液在鹽酸（酸性）、蒸餾水（中性）、氫氧化鈉（堿性）溶液中呈現(xiàn)的顏色變化如表1所示，教師將多組實驗結果拍照，再利用同屏技術呈現(xiàn)，師生共同進行多組實驗數(shù)據(jù)的分析，得出普遍規(guī)律，從而建立石蕊、酚酞等指示劑可以分辨溶液的酸堿性的初步認知。

[再次探究]總結出酸堿指示劑在不同溶液中的變色情況后，請學生當一回小偵探，鑒別A、 B、 C三種溶液（分別是稀硫酸、氫氧化鈣、氫氧化鈉）的酸堿性，再對選用不同指示劑的小組進行展評，此次探究應用石蕊和酚酞酸堿性溶液中顯不同顏色的性質，進一步鞏固認知。