創(chuàng)設(shè)問題情境解決實(shí)際問題

黃丹 張靈麗

摘要：由一杯實(shí)驗(yàn)室制備二氧化碳反應(yīng)后的廢液引入。設(shè)計(jì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)檢測(cè)廢液中是否有氫離子;教師演示對(duì)比實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)、吸收二氧化碳;師生交流討論廢液的回收處理，智慧樹展示酸堿用途和性質(zhì)的相互關(guān)系;用數(shù)字化實(shí)驗(yàn)測(cè)中和反應(yīng)溶液pH和溫度變化，感溫卡的使用;開啟酸堿鹽的復(fù)習(xí)之旅。

關(guān)鍵詞：核心素養(yǎng);情境;傳感器;感溫卡;實(shí)驗(yàn)探究

文章編號(hào)：1008-0546（2019）05-0043-03

中圖分類號(hào)：G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2019.05.014

一、設(shè)計(jì)理念和背景

學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)是21世紀(jì)我國(guó)學(xué)生應(yīng)具備的、能夠適應(yīng)終生發(fā)展和社會(huì)發(fā)展需要的必備品格和關(guān)鍵能力。學(xué)科知識(shí)是否有利于形成和發(fā)展核心素養(yǎng)，還要看知識(shí)與技能是如何獲取的。機(jī)械灌輸、被動(dòng)接受的學(xué)科知識(shí)和技能是不可能形成核心素養(yǎng)，自主探究、主動(dòng)建構(gòu)知識(shí)的過程才是核心素養(yǎng)發(fā)展的前提。在沒學(xué)酸堿鹽之前，很多同學(xué)會(huì)被之前畢業(yè)的同學(xué)敲過警鐘：“酸堿鹽這章很重要，很難學(xué)?！泵慨?dāng)有同學(xué)來向我們求證這句話的真?zhèn)蔚臅r(shí)候，我們總是答：“酸堿鹽是很重要，但并不難學(xué)，在前六章里早就學(xué)過，第七章只不過是匯總提升而已！”

課堂上，每講一個(gè)新的知識(shí)點(diǎn)，就從前六章的知識(shí)點(diǎn)引入，比如，從第六章的溶液的導(dǎo)電性，引入電離方程式和溶液導(dǎo)電的原因;從第四章的氫氧化鈉溶液和硫酸銅溶液反應(yīng)、實(shí)驗(yàn)室制二氧化碳，引入復(fù)分解反應(yīng)的概念、發(fā)生條件和反應(yīng)實(shí)質(zhì);從第二章的二氧化碳通入紫色石蕊試液變紅、第三章的氨水加酚酞試液變紅，引入酸堿指示劑和酸堿的反應(yīng);從第五章的實(shí)驗(yàn)室制氫氣引入酸和金屬的反應(yīng)，鐵和硫酸銅溶液反應(yīng)引入金屬和鹽的反應(yīng);從第一章的稀鹽酸除鐵銹，引入金屬氧化物和酸反應(yīng);從第二章的實(shí)驗(yàn)室制二氧化碳引入堿和非金屬氧化物的反應(yīng);從第一章的碳酸氫銨和堿式碳酸銅引入酸式鹽和堿式鹽。在復(fù)習(xí)這些知識(shí)點(diǎn)的同時(shí)，步步提升，從電離方程式中，找到離子結(jié)合的特點(diǎn)，自然而然地把離子方程式教給學(xué)生，學(xué)生知道了復(fù)分解反應(yīng)的實(shí)質(zhì)：總是朝著離子濃度減少的方向進(jìn)行。堿式碳酸銅和酸反應(yīng)方程式的書寫，從特征離子的結(jié)合分析，學(xué)生寫起來輕松自如。同時(shí)，把化學(xué)書127頁(yè)的離子方程式凝練、匯總、練習(xí)、鞏固，面對(duì)諸多題型，學(xué)生都應(yīng)付自如，體驗(yàn)到“一覽眾山小”的驚喜。為了讓學(xué)生眼見為實(shí)，將數(shù)字化實(shí)驗(yàn)大量應(yīng)用在這一章的教學(xué)上，測(cè)不同濃度的氫氧化鈉和鹽酸反應(yīng)、氫氧化鋇和硫酸反應(yīng)的電導(dǎo)率、pH、溫度等，數(shù)據(jù)、曲線一目了然，理論和實(shí)踐結(jié)合。

總之，課堂遵循著回顧復(fù)習(xí)、螺旋上升、理論與實(shí)踐、現(xiàn)象與本質(zhì)和諧統(tǒng)一的理念前行。

二、設(shè)計(jì)思路

如何利用學(xué)生的最近發(fā)展區(qū)，在新課的基礎(chǔ)上提升復(fù)習(xí)課的效果？如何創(chuàng)設(shè)一個(gè)情境，把酸堿的通性融會(huì)貫通，把零散的知識(shí)串起來，達(dá)到思維導(dǎo)圖的效果？這是我們期待解決的課題。二氧化碳向來是中考熱點(diǎn)，那就從二氧化碳人手吧。讓一杯廢液貫穿課堂首尾、串聯(lián)上下兩冊(cè)化學(xué)書。體現(xiàn)出結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)，性質(zhì)決定用途，用途體現(xiàn)性質(zhì)的理念。數(shù)字傳感器，感溫卡的應(yīng)用，教師力爭(zhēng)將科學(xué)前沿技術(shù)應(yīng)用到日常教學(xué)。安排學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生學(xué)會(huì)從實(shí)驗(yàn)事實(shí)出發(fā)，解決思考實(shí)際問題，提升科學(xué)素養(yǎng)。

三、教學(xué)過程

[情景引入]PPT播放：學(xué)生做實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳的照片。你知道她在做什么實(shí)驗(yàn)嗎？

[學(xué)生]實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳?xì)怏w。

[過渡]這是大家都做過的“實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳的實(shí)驗(yàn)”。請(qǐng)大家和老師一起寫出實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳的化學(xué)方程式。

[情景引入]圖片：大燒杯上面放一籃子：實(shí)驗(yàn)完成后，老師請(qǐng)每位學(xué)生將錐形瓶?jī)?nèi)的物質(zhì)倒入這樣的回收裝置中。

[討論]燒杯中的液體比較渾濁，若想得到澄清的溶液可以怎么辦？過濾需要哪些裝置呢？

[設(shè)計(jì)意圖]從廢液引入，復(fù)習(xí)過濾操作要點(diǎn)。

[過渡]（出示小燒杯）這就是我過濾后得到的濾液。濾液中有哪些物質(zhì)呢？肯定有什么？

[學(xué)生]有氯化鈣。

[追問]濾液中還可能有什么物質(zhì)呢？

[追問]究竟有沒有呢？要解決這個(gè)問題，最有效的方法是什么呢？實(shí)驗(yàn)。

[過渡]下面我們就通過實(shí)驗(yàn)來研究這濾液中是否含有未反應(yīng)完的鹽酸？要檢驗(yàn)有沒有鹽酸，實(shí)質(zhì)是要檢驗(yàn)什么離子呢？

[學(xué)生]氫離子。

[引導(dǎo)]思考：選擇試劑或方法的依據(jù)是什么呢？

[學(xué)生]酸的五條通性。

[過渡]查看：老師提供給你的試劑，除濾液外，還有哪些試劑？這些試劑都能用來檢驗(yàn)濾液中是否含有氫離子嗎？

[投影]實(shí)驗(yàn)?zāi)康模簷z驗(yàn)濾液中是否含有未反應(yīng)完的氫離子？

提供試劑：

（1）紫色石蕊試液、無色酚酞、pH試紙;

（2）鋅粒、銅片;

（3）生銹的鐵釘;

（4）硫酸銅和氫氧化鈉溶液;

（5）碳酸鈉溶液。

[過渡]請(qǐng)你選擇試劑，動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。實(shí)驗(yàn)中有哪些需要注意的地方呢？

[討論]各小組同學(xué)匯報(bào)下實(shí)驗(yàn)情況。

第1小組：你選擇了哪種試劑呢？實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是什么，紫色石蕊試液變紅說明了什么？無色酚酞可以嗎？為什么？或你為什么不選擇無色酚酞呢？

第2小組：你選擇了哪種試劑呢？實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是什么？為什么有氣泡產(chǎn)生呢？說明了什么？

你為什么不選擇銅片呢？

第3小組：你選擇了哪種試劑呢？實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是什么，溶液怎么會(huì)變成黃色呢？鐵銹和誰反應(yīng)的呢？說明了什么？

第4組，氫氧化銅可以嗎？實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是什么？新制備的氫氧化銅固體是不是易溶于水的物質(zhì)呢？現(xiàn)在溶解了說明了什么呢？

第5小組：你選擇了哪種試劑呢？實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是什么？為什么有氣泡產(chǎn)生呢？

[過渡]從檢驗(yàn)濾液中是否含有鹽酸，你總結(jié)出檢驗(yàn)物質(zhì)的一般思路嗎？

[學(xué)生]思路：“我們?cè)跈z驗(yàn)物質(zhì)時(shí)，不僅要看能不能反應(yīng)，還要看能否產(chǎn)生明顯的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。”

[過渡]這五種方法都可以檢驗(yàn)濾液中含有鹽酸，從實(shí)際操作過程來看，你認(rèn)為哪些方法較好呢？

[學(xué)生]紫色石蕊、pH試紙、鋅粒、碳酸鈉溶液等。

[小結(jié)]我們?cè)跈z驗(yàn)物質(zhì)時(shí)，首先要想到能不能？其次還要考慮是否簡(jiǎn)單、易行等。

[設(shè)計(jì)意圖]發(fā)展學(xué)生的核心素養(yǎng)，引導(dǎo)學(xué)生科學(xué)探究。科學(xué)探究的意義：（1）增進(jìn)學(xué)生對(duì)科學(xué)知識(shí)的理解、使他們體驗(yàn)到科學(xué)探究是人們獲取科學(xué)知識(shí)、認(rèn)識(shí)客觀世界的重要途徑，意識(shí)到提出問題和做出猜想對(duì)科學(xué)探究的重要性。知道猜想和假設(shè)必須用事實(shí)來驗(yàn)證，知道科學(xué)探究可通過觀察、實(shí)驗(yàn)等多種手段獲取事實(shí)和證據(jù)。（2）發(fā)展學(xué)生的科學(xué)探究能力，使他們能夠在化學(xué)學(xué)習(xí)和日?，F(xiàn)象中獨(dú)立地或者經(jīng)過啟發(fā)發(fā)現(xiàn)一些有探究?jī)r(jià)值的問題。明確地表述所發(fā)現(xiàn)的問題，能對(duì)問題可能的答案做出猜想或假設(shè)，具有依據(jù)已有知識(shí)經(jīng)驗(yàn)對(duì)猜想或假設(shè)做初步論證的意識(shí)。能在教師指導(dǎo)下或通過小組討論為所要探究的具體問題設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)方案。能夠積極參與實(shí)驗(yàn)，體驗(yàn)到探究活動(dòng)的樂趣和學(xué)習(xí)成功的喜悅。能夠用口頭或書面等方式表達(dá)探究過程和結(jié)果，并能與他人進(jìn)行交流與討論。與他人交流談?wù)摃r(shí)，既敢于表達(dá)自己的觀點(diǎn)，又善于傾聽他人的意見。

[創(chuàng)設(shè)情境]“知識(shí)樹·用途藤”（用酸的性質(zhì)作為主干，分別伸出四個(gè)枝干并注明具體的化學(xué)性質(zhì)，請(qǐng)學(xué)生回答它對(duì)應(yīng)的用途并用圖示方法對(duì)應(yīng)顯示。）

[設(shè)計(jì)意圖]巧妙運(yùn)用智慧樹來展示酸的用途，讓學(xué)生找到用途背后的化學(xué)原理。義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)在三維目標(biāo)部分闡述了各維度目標(biāo)應(yīng)該承擔(dān)的教育教學(xué)要求：初中化學(xué)中的知識(shí)與技能學(xué)習(xí)應(yīng)該使學(xué)生能夠認(rèn)識(shí)身邊一些常見物質(zhì)的組成、性質(zhì)及其在社會(huì)生產(chǎn)和生活中的初步應(yīng)用，能用簡(jiǎn)單的化學(xué)用語予以描述，初步認(rèn)識(shí)物質(zhì)的性質(zhì)和用途之間的關(guān)系;了解化學(xué)、技術(shù)、社會(huì)、環(huán)境的相互關(guān)系，并能以此分析有關(guān)的簡(jiǎn)單問題。

[過渡]我們?cè)跈z驗(yàn)濾液中是否含有氫離子的時(shí)候，為什么不用氫氧化鈉溶液呢？是因?yàn)樗鼈冎g不反應(yīng)嗎？（展示：第4小組同學(xué)的實(shí)驗(yàn)）。你有什么方法能證明：氫氧化鈉溶液和鹽酸之間確實(shí)發(fā)生反應(yīng)了呢？

[學(xué)生]酚酞試液、測(cè)溫度的變化、pH試紙等。

[教師演示]用pH傳感器、溫度傳感器測(cè)氫氧化鈉溶液中加鹽酸pH的變化和溫度的變化，給學(xué)生一片感溫卡，讓學(xué)生測(cè)自己身體任何一個(gè)部位的溫度。

[解釋]復(fù)習(xí)中和反應(yīng)的概念，并通過微觀示意圖，復(fù)習(xí)中和反應(yīng)的本質(zhì)。

[設(shè)計(jì)意圖]教師用數(shù)字化實(shí)驗(yàn)測(cè)氫氧化鈉和鹽酸反應(yīng)后溫度的變化和pH的變化，讓學(xué)生從數(shù)據(jù)、曲線變化上，清晰地看到了酸堿中和反應(yīng)放熱的特點(diǎn)和酸堿性的變化;感溫卡的展示，讓學(xué)生驚喜地發(fā)現(xiàn)，還有同pH試紙一樣簡(jiǎn)單測(cè)溫度變化的試紙呢！[情境再現(xiàn)]PPT播放實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳圖片，如何驗(yàn)證產(chǎn)生的氣體為二氧化碳呢？

[學(xué)生]將產(chǎn)生的氣體通人澄清的石灰水，若石灰水變渾濁，則為二氧化碳。換成氫氧化鈉溶液行嗎？如果想吸收二氧化碳呢？為什么檢驗(yàn)用氫氧化鈣溶液，而吸收一般用氫氧化鈉溶液呢？

[演示實(shí)驗(yàn)]向盛有等體積二氧化碳的兩個(gè)小塑料瓶中，分別加入等體積的飽和的氫氧化鈣溶液和氫氧化鈉溶液。請(qǐng)你觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并分析產(chǎn)生現(xiàn)象的原因。

[討論]你觀察到哪些實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象？有哪些差異？（學(xué)生回答：一個(gè)變渾濁一個(gè)不變渾濁。）（提示：變癟的程度是否不同）為什么有差異呢？（學(xué)生回答：用氫氧化鈉溶液吸收二氧化碳效果好。）（追問：為什么氫氧化鈉溶液吸收效果好呢？）

[小結(jié)]檢驗(yàn)現(xiàn)象是否明顯;吸收效果是否完全等。

[追問]瓶子癟了是不是就一定是氫氧化鈉和二氧化碳反應(yīng)了？是不是二氧化碳和溶液中的水反應(yīng)了？

[設(shè)計(jì)意圖]用集滿二氧化碳的空礦泉水瓶做了三個(gè)對(duì)比實(shí)驗(yàn)，形象地呈現(xiàn)了吸收和檢驗(yàn)二氧化碳的藥品選擇依據(jù)，并證實(shí)了二氧化碳和氫氧化鈉溶液中的氫氧化鈉反應(yīng)而不是僅和水反應(yīng)。

[過渡]氫氧化鈉和氫氧化鈣都屬于哪類物質(zhì)呢？它們化學(xué)性質(zhì)相似嗎？為什么？

[討論]作為都含有氫氧根離子的堿，它們除了可以和二氧化碳等非金屬氧化物反應(yīng)外，還能和哪些物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)？

[過渡]性質(zhì)除了用來檢驗(yàn)物質(zhì)、吸收物質(zhì)等，還能更廣泛用于生產(chǎn)、生活實(shí)際等。（用堿的性質(zhì)作為主干，先在三個(gè)枝干上用圖示的方法顯示出其用途，再讓學(xué)生說出這利用了堿的什么性質(zhì)并對(duì)應(yīng)顯示。）

[引導(dǎo)]前面我們分別復(fù)習(xí)了酸和堿的性質(zhì)，那么酸和堿之間有什么關(guān)聯(lián)呢？請(qǐng)你構(gòu)建它們之間的知識(shí)框架。

[學(xué)生活動(dòng)]學(xué)生在教師的引導(dǎo)下自主建構(gòu)包括以下關(guān)鍵詞的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)并完成在學(xué)案上。關(guān)鍵詞：酸（或H+）、堿（或OH-）、鹽、活潑金屬、金屬氧化物、非金屬氧化物、酸堿指示劑、酸堿性、pH表示酸堿度、中和反應(yīng)等等。

[情境再現(xiàn)]PPT展示盛濾液的大燒杯，通過實(shí)驗(yàn)，證實(shí)了這杯濾液中有鹽酸，能不能將這個(gè)廢液直接倒入下水道呢？

[追問]想想看：若將濾液中的鹽酸除去，得到純凈的氯化鈣溶液，可加入稍過量的什么物質(zhì)？學(xué)生：碳酸鈣。

[設(shè)計(jì)意圖]從廢液的處理方法入手，將酸的五條通性再次靈活應(yīng)用，解決實(shí)際問題，學(xué)以致用。教師創(chuàng)設(shè)合適的路徑和臺(tái)階，讓學(xué)生將學(xué)過的知識(shí)或技能遷移到新情境中解決問題。在不同的實(shí)驗(yàn)情境中學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)解決具體問題的經(jīng)驗(yàn)和思維方法，提高解決問題的能力。

[追問]碳酸鈣處理后的廢水鈣離子濃度過高，水的硬度會(huì)增加，有沒有更環(huán)保的試劑呢？若向?yàn)V液中逐滴加入碳酸鈉溶液，有何現(xiàn)象？發(fā)生哪些反應(yīng)？

[分組實(shí)驗(yàn)]向廢液中逐滴加入碳酸鈉溶液直至過量，振蕩試管，觀察現(xiàn)象？學(xué)生：剛開始有氣泡，局部有渾濁，振蕩后渾濁消失，最后，渾濁不再消失。

[追問]為什么會(huì)有如此的現(xiàn)象？發(fā)生了哪些反應(yīng)？化學(xué)反應(yīng)有先后順序嗎？

[設(shè)計(jì)意圖]教育部在《關(guān)于全面深化課程改革落實(shí)立德樹人根本任務(wù)的意見》中的要求：學(xué)生應(yīng)具備適應(yīng)終生發(fā)展和社會(huì)發(fā)展需要的必備品格和關(guān)鍵能力，突出強(qiáng)調(diào)個(gè)人修養(yǎng)、社會(huì)關(guān)愛、家國(guó)情懷、更加注重自主發(fā)展、合作參與、創(chuàng)新實(shí)踐。通過學(xué)生親自實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生感悟化學(xué)反應(yīng)的實(shí)質(zhì)和原理。同時(shí)，又復(fù)習(xí)了水的硬度、廢酸的污染處理問題，一舉多得。

四、教學(xué)反思

本節(jié)課以探究實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳的廢液引入，圍繞廢液創(chuàng)設(shè)一系列情境，按照情境一問題一假設(shè)一實(shí)驗(yàn)一討論的思路，系統(tǒng)復(fù)習(xí)酸和堿的性質(zhì)、結(jié)構(gòu)、用途，廢液的回收利用等。在教學(xué)內(nèi)容中尋找、挖掘顯性的和潛在的育人素材，教學(xué)方式上，有意識(shí)地較多設(shè)計(jì)激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)主動(dòng)參與的活動(dòng)，凸顯學(xué)生的體驗(yàn)和感悟。力爭(zhēng)實(shí)現(xiàn)教師教得生動(dòng)，學(xué)生學(xué)得有效。雖然只是一節(jié)普通的復(fù)習(xí)課，但是體現(xiàn)了發(fā)展了學(xué)生的核心素養(yǎng)，發(fā)揮了化學(xué)課的育人功能。