基于情境主線發(fā)展學(xué)生“科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任”核心素養(yǎng)的教學(xué)設(shè)計

吳燕

[摘 ? 要]在“污水的檢驗和處理——鹽的復(fù)習(xí)課”的教學(xué)中，圍繞情境主線——污水的檢驗和處理，即污水中含鹽量的測定、鹽的檢驗、鹽的處理，展開鹽的組成、分類、性質(zhì)等的復(fù)習(xí)，緊密聯(lián)系生產(chǎn)和生活實際，依托豐富的實驗探究，激發(fā)和培養(yǎng)學(xué)生的“科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任”核心素養(yǎng)。

[關(guān)鍵詞]情境主線;鹽;污水檢測;污水處理;科學(xué)態(tài)度;社會責(zé)任

[中圖分類號] ? ?G633.8 ? ? ? ?[文獻標(biāo)識碼] ? ?A ? ? ? ?[文章編號] ? ?1674-6058（2020）26-0058-03

核心素養(yǎng)理念下的化學(xué)課堂，不僅是知識的傳授，更是價值觀的不斷滲透。其中“科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任”正是化學(xué)學(xué)科整體育人功能和價值的具體表現(xiàn)[1]。因此，一線教師應(yīng)努力挖掘化學(xué)學(xué)科中蘊含的豐富教育資源并發(fā)揮其巨大的育人功能。本文以“污水的檢驗和處理——鹽的復(fù)習(xí)課”教學(xué)設(shè)計為例，談一談化學(xué)教學(xué)中“科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任”核心素養(yǎng)的培養(yǎng)[2]。

一、設(shè)計思路

《義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》指出：在教學(xué)中要注重引導(dǎo)學(xué)生通過觀察和實驗探究活動，認識物質(zhì)及其變化。注意用具體的真實事件引導(dǎo)學(xué)生體會化學(xué)科學(xué)與社會發(fā)展的關(guān)系[3]，了解化學(xué)在研究解決這些問題時的作用，培養(yǎng)學(xué)生的社會責(zé)任感。本節(jié)課圍繞“污水的檢驗和處理”情境展開鹽的復(fù)習(xí)，將生活實際問題與化學(xué)知識相融合，促使學(xué)生在真實情景中對已學(xué)知識進行激活、重組、應(yīng)用和升華，讓學(xué)生深刻認識化學(xué)在社會生產(chǎn)與環(huán)境保護中發(fā)揮的重要作用，初步形成合理利用物質(zhì)的意識，逐步樹立科學(xué)發(fā)展觀，增強對自然和社會的責(zé)任感。

二、教學(xué)目標(biāo)

1.通過測量水樣的TDS，結(jié)合溶解度多維度了解鹽的溶解性;通過測量溶液的pH值，了解鹽的酸堿性;從實驗數(shù)據(jù)、事實中得出結(jié)論，培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)求實的科學(xué)態(tài)度。

2.在污水的檢驗和處理情境中，再構(gòu)鹽的化學(xué)性質(zhì)知識框架，實現(xiàn)知識的遷移運用，初步學(xué)會分析解決與化學(xué)有關(guān)的簡單的實際問題，感受化學(xué)學(xué)科價值;透過宏觀現(xiàn)象審視復(fù)分解反應(yīng)的微觀本質(zhì)，培養(yǎng)求真務(wù)實的科學(xué)態(tài)度。

3.通過簡單計算的訓(xùn)練，認識定量研究在實際生產(chǎn)中的重要意義，樹立合理利用資源的意識，增強社會責(zé)任感。

三、教學(xué)過程

【情境導(dǎo)入】播放視頻《習(xí)聲回響》片段：寧要綠水青山，不要金山銀山;展示生活中各種污水、污水處理廠以及污水處理廠進水和出水樣品圖片。

設(shè)計意圖：結(jié)合時事熱點引入復(fù)習(xí)課情境——污水的檢驗和處理。在“綠水”和“污水”的對比中、在“進水”和“出水”樣品的對比中，初步喚起學(xué)生愛護自然的環(huán)保意識以及保護家園的責(zé)任意識。

環(huán)節(jié)一：污水的初步檢測

【展示】污水處理廠檢測項目單：溶解性固體TDS、氨氮、pH……

【資料】TDS表示1 L水中溶有多少毫克溶解性固體。一般情況下，TDS可以反映水中的含鹽量。

【演示實驗】用TDS水質(zhì)檢測筆測量蒸餾水、污水的TDS。（污水水樣的含鹽量很高）

【交流】鹽的組成——金屬離子（或銨根離子）和酸根離子。分類：鈉鹽、碳酸鹽、硫酸鹽……;可溶與難溶。

【學(xué)生實驗】在一定量蒸餾水中分別加入少量碳酸鈉、碳酸鈣，測水樣的TDS。（碳酸鈉易溶;碳酸鈣并非絕對不溶）

【展示】常溫下碳酸鈉與碳酸鈣的溶解度。

【小結(jié)】以上兩組數(shù)據(jù)都可反映鹽的溶解性。

設(shè)計意圖：以“污水檢測項目單”作為載體展開鹽的復(fù)習(xí)，引進生活中的TDS檢測筆，測量污水的TDS，讓學(xué)生直觀感受到污水中鹽的存在。在新情境中鞏固原有知識，告別枯燥乏味，點燃復(fù)習(xí)課的激情。測量水中加入鹽后TDS的變化，從新的維度復(fù)習(xí)鹽的溶解性，也從量上感受碳酸鈣并非絕對不溶，培養(yǎng)實事求是的科學(xué)態(tài)度。

【資料】氨氮是指水中以游離氨或銨根離子形式存在的氮。酸性條件下，主要以NH[+4]形式存在。

【演示實驗】用pH計測量的污水pH值。（污水呈酸性，氨氮主要以NH[+4]形式存在）

【分組實驗】設(shè)計方案并檢驗進水水樣中的NH[+4]。

【交流】歸納現(xiàn)象及結(jié)論;以硫酸銨為例書寫方程式;分析反應(yīng)物所屬物質(zhì)類別。

【小結(jié)】鹽的化學(xué)性質(zhì)——某些鹽能與堿反應(yīng)。

【資料】工業(yè)生產(chǎn)中“吹脫法”處理氨氮廢水的原理：銨鹽與堿反應(yīng)。

設(shè)計意圖：仍基于“檢測項目單”復(fù)習(xí)溶液中NH[+4]的檢驗以及鹽能與堿反應(yīng)的化學(xué)性質(zhì)，讓學(xué)生在解決實際問題的過程中加強知識的遷移訓(xùn)練，養(yǎng)成科學(xué)的態(tài)度，掌握科學(xué)的方法。介紹實際生產(chǎn)中氨氮廢水的處理原理，意在使學(xué)生初步認識工業(yè)生產(chǎn)中可以利用化學(xué)知識有效減少污染和危害。

環(huán)節(jié)二：污水的簡單處理

【思考】如何降低污水中鹽酸鹽、銅鹽以及碳酸鹽的含量？（展示檢測項目單）

【交流】以碳酸鈉為例，可用鹽酸與其反應(yīng)來降低含量;以氯化鈉為例，可用硝酸銀溶液與其反應(yīng)來降低含量;以硫酸銅為例，可加入氫氧化鈉溶液或加入鐵粉與其反應(yīng)來降低含量。

【學(xué)生】書寫方程式，復(fù)習(xí)基本反應(yīng)類型。

設(shè)計意圖：繼續(xù)討論“檢測項目單”——使舊知識（鹽的化學(xué)性質(zhì)）的梳理成為解決新問題（污水中某些鹽的處理）的過程[4]。在討論中，學(xué)生進一步感受到化學(xué)在環(huán)境保護方面的重要地位和作用，逐漸建立社會責(zé)任感。

【學(xué)生】分析復(fù)分解反應(yīng)的微觀實質(zhì)。

【小結(jié)】復(fù)分解反應(yīng)的實質(zhì)：溶液中離子之間發(fā)生反應(yīng)，結(jié)合成沉淀、氣體或水，導(dǎo)致自由移動的離子濃度減小。

設(shè)計意圖：通過分析復(fù)分解反應(yīng)的實質(zhì)，促進學(xué)生的認知從宏觀層面向微觀層面遞進，實現(xiàn)知識的縱向拓展，同時培養(yǎng)學(xué)生求真務(wù)實的科學(xué)態(tài)度。

【過渡】酸性污水的處理需要用到鹽類物質(zhì)。

【分組實驗】用碳酸鈉和碳酸鈣分別處理酸性污水樣，并用pH計測量加入固體前后水樣的pH值。

【交流】復(fù)習(xí)鹽的酸堿性。

設(shè)計意圖：“處理酸性污水”讓學(xué)生親身體驗要面臨的實際問題，學(xué)以致用，切實體會化學(xué)知識的力量：學(xué)有用的知識，做有意義的事，進一步滲透社會責(zé)任感教育。

環(huán)節(jié)三：污水的定量處理

【資料】工業(yè)上處理酸性污水選擇石灰石或者純堿。從經(jīng)濟角度來看，哪一種鹽更合適？

【分組計算】現(xiàn)有10 t含HCl 3.65%的污水，分別用純堿、石灰石（Na2CO3含量99%， CaCO3含量99%，雜質(zhì)不與鹽酸反應(yīng)）將污水處理至中性，兩者的用量分別為多少？

【小結(jié)】結(jié)合用量和單價得出結(jié)論：石灰石更加經(jīng)濟實惠。

設(shè)計意圖：實際處理過程中藥劑的選擇需要考慮很多因素，本環(huán)節(jié)從經(jīng)濟成本的角度去探討，通過與生產(chǎn)緊密聯(lián)系的化學(xué)定量計算，一方面訓(xùn)練學(xué)生計算能力，另一方面使學(xué)生認識定量研究對社會生產(chǎn)的重要意義，樹立合理利用資源的意識。

環(huán)節(jié)四：課堂總結(jié)

【展示】進水、出水樣品的氨氮含量、TDS、pH等數(shù)據(jù)的對比。

【總結(jié)】今天我們對污水做了初步的檢驗和一些簡單的處理，如檢驗氨氮、降低含鹽量、調(diào)節(jié)pH等，在這個過程中復(fù)習(xí)了鹽的相關(guān)知識。“綠水青山就是金山銀山”，讓我們從自己做起，從小事做起，保護碧水藍天，共建美好家園！

【板書設(shè)計】

設(shè)計意圖：通過鮮明直觀的數(shù)據(jù)對比、板書以及總結(jié)，與課堂引入相呼應(yīng)，再一次激發(fā)和增強學(xué)生的環(huán)保意識和社會責(zé)任感。

四、教學(xué)反思

1.創(chuàng)設(shè)真實情境，激發(fā)和增強社會責(zé)任感

核心素養(yǎng)導(dǎo)向下的復(fù)習(xí)課，不再是知識點的簡單羅列，提倡的是在真實情境中，驅(qū)使學(xué)生運用所學(xué)知識解決實際問題，以實現(xiàn)知識的遷移、能力的培養(yǎng)，進而落實核心素養(yǎng)的發(fā)展[5]。本節(jié)課，學(xué)生始終置身于“污水的檢驗和處理”情境之中，從宏觀到微觀，從定性到定量，逐步體會化學(xué)知識的應(yīng)用價值，逐漸增強自身的社會責(zé)任意識。這樣，學(xué)生今后在面臨和處理與化學(xué)有關(guān)的社會問題時就會做出更理智、更科學(xué)的思考和判斷。教學(xué)中，注重過程的循序漸進：污水中含鹽量的測定：喚醒生態(tài)環(huán)境意識;污水中鹽的檢驗：初步認識化學(xué)在環(huán)境監(jiān)測中發(fā)揮的作用;污水中鹽的處理：進一步體會化學(xué)學(xué)科價值，激發(fā)學(xué)生的社會責(zé)任感;污水進出水樣的數(shù)據(jù)對比：強化學(xué)生的直觀體驗，加強學(xué)生的環(huán)保意識和社會責(zé)任感。

2.依托實驗探究，滲透和培養(yǎng)科學(xué)態(tài)度

基于實驗討論污水中的可溶銅鹽沉淀劑的選擇，通過稀氫氧化鈉溶液和澄清石灰水的對比、澄清石灰水和石灰乳的對比，結(jié)合查閱的資料，最后得出結(jié)論：處理銅離子時選用較多的堿類沉淀劑是氫氧化鈣。

在稀鹽酸中加入過量碳酸鈣后，學(xué)生測得反應(yīng)后液體呈酸性，這與前面實驗測出的碳酸鈣水樣呈堿性相悖。在討論后分享提前完成的實驗研究：碳酸鈣與鹽酸反應(yīng)一段時間后，測pH約為5.6;放置一天完全反應(yīng)后，加熱排除二氧化碳的干擾，再測pH為7.8，水樣最終確實呈堿性。

學(xué)生通過實驗探究，學(xué)會客觀地認識事物，辯證地看待問題，對于實驗中出現(xiàn)的“異?！睌?shù)據(jù)不回避，尊重實驗結(jié)果，并通過更深入的實驗研究，發(fā)現(xiàn)和分析問題。這些都是培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)精神和實事求是的科學(xué)態(tài)度的重要途徑。

正所謂“十年樹木，百年樹人”，教育是一個漫長的過程，“科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任”化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)不是一蹴而就的。我們教師要在課堂教學(xué)中抓住契機、適時教育，促使其萌發(fā)和生長，最終使學(xué)生逐步將“科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任”內(nèi)化于心、化外于行。

[ ? 參 ? 考 ? 文 ? 獻 ? ]

[1] ?陳進前.基于化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)發(fā)展制訂教學(xué)目標(biāo)[J].化學(xué)教學(xué)，2018（7）：8-12.

[2] ?中華人民共和國教育部.普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）[S].北京：人民教育出版社，2018.

[3] ?中華人民共和國教育部.義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2011年版）[S].北京：北京師范大學(xué)出版社，2012.

[4] ?楊玉琴，趙華.核心素養(yǎng)視域下的初中化學(xué)專題復(fù)習(xí)課教學(xué)策略：以“我們周圍的空氣”復(fù)習(xí)課為例[J].化學(xué)教學(xué)，2018（6）：41-47.

[5] ?孫敏.基于真實情境開展化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)為本的教學(xué)案例[J].化學(xué)教育（中英文），2019（11）：41-47.

（責(zé)任編輯 羅 ? 艷）