基于真實情境的主題式復習課教學實踐與反思
——以“造紙中的化學”為例

王勝男

（新橋初級中學 江蘇 常州 213100）

高質量的復習課應該具有以下三個作用：給學生再次學習的機會、給學生方法的指導以及能夠讓學生的能力和素養(yǎng)得到發(fā)展。有效課堂要讓學生體會化學學習的價值和意義，感受化學知識的確是與日常生活是息息相關的。［1］與傳統(tǒng)的教師講授、學生練習的復習方式不同，基于真實情境的主題式復習課，由教師選取恰當?shù)乃夭?，對素材進行加工處理，設計多層次的問題和多元化的活動，將知識學習、能力發(fā)展、觀念建構、素養(yǎng)發(fā)展融合在解決問題和實驗探究中。

一、以“造紙”為主題情境的主題式復習課教學設計流程

造紙是我國四大發(fā)明之一，這是學生小學就學習過的知識，但是造紙具體涉及的步驟，及這些步驟中包含的化學知識是學生所不了解的。因此，本節(jié)課選取“造紙”為主題情境，帶領同學們探秘造紙中涉及到的化學知識，具體設計思路如圖1所示。

圖1 “造紙中的化學”教學設計流程圖

二、以“造紙”為主題情境的主題式復習課課堂實錄

環(huán)節(jié)一：廢液成分分析

【導語】中國是一個擁有五千年悠久歷史文化的文明古國，四大發(fā)明促進了人類文明的進步與社會的發(fā)展。今天老師就帶著大家一起探秘四大發(fā)明之一——造紙中的化學。在明代宋應星所著的《天工開物》中，就已經詳細記載了古法造紙的工序，人們將采集好的樹皮進行浸泡、蒸煮、抄紙、烘干，最終得到了紙張。［2］

【情境】古法造紙視頻（筆者剪輯，可用微信或QQ掃圖2二維碼觀看）

圖2 古法造紙流程

【問題1】通過視頻，可以獲知造紙原料的主要成分是什么？加入的蒸煮試劑是什么？

【學生】造紙原料的主要成分是纖維素；加入的蒸煮試劑是石灰乳。

【資料卡1】造紙原料主要由纖維素、半纖維素和木質素組成，蒸煮過程加入堿性物質主要目的是腐蝕、溶解木質素。［3］

【資料卡2】蒸煮試劑堿性強弱與紙張質量、蒸煮時間關系；石灰法制漿的缺點。

【講述】因此現(xiàn)代造紙對蒸煮試劑進行了改良，使用堿性更強的NaOH。

【資料卡3】加NaOH溶液蒸煮后的廢液，主要成分是NaOH和木質素，木質素是有機物。

【問題2】如何證明蒸煮后的廢液Ⅰ中有NaOH？

【學生】可以使用酸堿指示劑；可以向廢液Ⅰ中加入硫酸銅溶液，若產生藍色沉淀即可證明；可以向廢液Ⅰ中加入硫酸銨溶液混合加熱，若產生刺激性氣味氣體即可證明。

【歸納】堿的化學性質。

【問題3】堿具有這些通性的原因是什么？

【學生】溶液中具有大量OH-。

【過渡】工業(yè)上處理該廢液一般采取先蒸發(fā)濃縮，然后對其中的木質素進行燃燒處理。

【問題4】木質素燃燒會產生什么？由此推測燃燒處理后的廢液Ⅱ的主要成分可能是什么？作出合理猜想。

【學生】木質素燃燒生成CO2，與NaOH溶液反應生成Na2CO3，因此廢液Ⅱ的成分猜想：①NaOH、Na2CO3；

②Na2CO3。

【活動】設計實驗證明猜想。

【學生】先加過量的氯化鈣溶液，將產生的白色沉淀過濾掉，再向過濾液中加入無色酚酞試液。若溶液變紅，則猜想①成立；若溶液不變色，則猜想②成立。

【追問】還有其他的實驗方法嗎？

【學生】也可以先加無色酚酞試液，再加過量的氯化鈣溶液。

【問題5】如何判斷氯化鈣溶液加過量？

【學生】向過濾液中加碳酸鈉溶液，若產生白色沉淀，則氯化鈣溶液過量。

【追問】是否有其他方法？

【學生】向過濾液中繼續(xù)加入氯化鈣溶液，若不產生白色沉淀，則氯化鈣溶液過量。

【實驗】驗證實驗盒中模擬廢液Ⅱ的成分（分組實驗后小組代表描述實驗現(xiàn)象和結論）。

設計意圖：學生對造紙術有一些簡單了解，但是不清楚造紙中所包含的化學相關學科知識。以古法造紙的流程圖引入，讓學生對造紙工序有個大概了解，激發(fā)學生的學習興趣，引發(fā)學生的學習欲望。通過對古法造紙和現(xiàn)代造紙中蒸煮試劑的講述，復習了常見的兩種堿。讓學生設計實驗方案證明蒸煮后的廢液Ⅰ中含有NaOH，復習了堿的通性。對廢液Ⅰ蒸發(fā)濃縮得到廢液Ⅱ，進一步讓學生猜想廢液Ⅱ的成分，從自主設計實驗方案并進行實驗驗證，幫助學生復習科學探究的一般步驟，培養(yǎng)學生科學探究的能力與思維，并通過該流程復習了氫氧化鈉部分變質和全部變質的檢驗方法；在學生說出實驗方案后，進一步提問如何判斷氯化鈣過量，因為在平時上課的講解中我們只是強調了過量，但是學生并沒有意識到底什么時候就是過量的，這里就進一步復習了鈣離子的一個特征檢驗方法。

環(huán)節(jié)二：廢液成分含量測定

【問題6】前面我們對模擬廢液Ⅱ的成分進行了定性檢驗，那么如何對混合物中的某一成分進行定量測定？

【活動】根據(jù)提供的實驗藥品和實驗儀器設計實驗方案，并搭建出合適的裝置圖測定廢液Ⅱ中Na2CO3的含量。

【學生】方案一：碳酸鈉能與稀硫酸反應生成二氧化碳氣體，測定二氧化碳質量即可求出碳酸鈉質量。設計的實驗裝置如圖3所示。

圖3 測定CO2氣體質量的裝置示意圖

【追問】使用該裝置測定二氧化碳質量是否存在誤差？如何改進減少誤差？

【學生】反應生成的二氧化碳有部分會殘留在錐形瓶中，使測定二氧化碳質量偏低。裝置可做如圖4所示的改進。通過反應前后通入氮氣，可減少實驗誤差。

圖4 改進后測定CO2氣體質量的裝置示意圖

【追問】是否還有其他測定方法？

【學生】方案二：碳酸鈉能與稀硫酸反應生成二氧化碳氣體，也可以通過測定二氧化碳體積來求碳酸鈉質量。設計的實驗裝置如圖5所示。

圖5 測定CO2氣體體積的裝置示意圖

【追問】使用該裝置測定二氧化碳體積是否存在誤差？如何改進減少誤差？

【學生】分液漏斗中滴加的液體有一定體積，使測定二氧化碳體積偏大，因此可將分液漏斗改為恒壓分液漏斗。

【分析】恒壓分液漏斗的優(yōu)點。

【追問】是否還有其他測定方法？

【學生】碳酸鈉能與氯化鈣溶液反應生成碳酸鈣沉淀，可以通過兩者反應后測定沉淀的質量計算得到碳酸鈉質量。

【歸納】間接測定混合物中成分含量的一般思路：依據(jù)成分性質確定實驗原理、基于原理搭建實驗裝置、力求精確進行實驗操作、收集數(shù)據(jù)代入方程式計算。

設計意圖：從學生自主實驗進行定性分析廢液成分后，進一步要求學生能設計實驗方案并選擇儀器搭建合適的裝置測定出廢液Ⅱ中Na2CO3的含量。在學生討論完搭建好裝置圖后再讓學生進行誤差分析，不斷地進行裝置改進。在這個過程中，所有同學都能參與課堂，共同合作解決問題。討論后，教師歸納出混合物中成分測定的一般方法，對今后的解題具有指導作用。通過該環(huán)節(jié)的學習，學生們在討論中進步，在質疑中突破，提升了解決問題的能力。

環(huán)節(jié)三：廢液循環(huán)利用

【問題7】含NaOH、Na2CO3的廢液Ⅱ如何處理？

【學生】加適量的酸將廢液調節(jié)至中性后排放。

【追問】廢液加酸直接排放會浪費資源，仿照下列廢液Ⅰ處理流程（圖6），是否可以在廢液Ⅱ中添加某種試劑實現(xiàn)廢液Ⅱ的循環(huán)利用？

圖6 廢液Ⅰ處理流程

【學生】可通過加入氫氧化鈣或者氫氧化鋇將Na2CO3轉化為NaOH，NaOH可作為蒸煮試劑重新利用。

【問題8】根據(jù)資料卡4判斷，在實際的工業(yè)流程處理中選擇氫氧化鈣還是氫氧化鋇？

【資料卡4】氫氧化鈣和氫氧化鋇的價格和安全性對比分析。

【學生】氫氧化鈣更便宜且安全性高，故在實際工業(yè)流程處理中應選擇氫氧化鈣。

【問題9】廢液Ⅱ處理得到的CaCO3能否在整個流程中實現(xiàn)循環(huán)利用？

【學生】碳酸鈣高溫煅燒可以得到氧化鈣，氧化鈣和水反應得到氫氧化鈣，氫氧化鈣進一步可以加入到廢液Ⅱ中進行循環(huán)利用。

【講述】整個流程的物質循環(huán)、能量循環(huán)（圖7）。

圖7 物質和能量循環(huán)

【追問】你能嘗試寫出整個流程圖中涉及到的化學方程式嗎？

【學生】板書方程式。

【視頻】再生紙的拓展（筆者剪輯，可用微信或QQ掃圖8二維碼觀看）。

圖8 再生紙的拓展

【回顧】這節(jié)課關于“造紙”我們復習了哪些知識？

【歸納】由古法造紙和現(xiàn)代造紙的蒸煮試劑引出兩種常見的堿——氫氧化鈣和氫氧化鈉，繼而復習了堿的通性，進一步對造紙廢液的成分進行了定性分析和定量測定。最后，通過對廢液進行循環(huán)處理，滲透了物質循環(huán)和能量循環(huán)的理念?？偨Y形成板書（圖9）。

圖9 “造紙中的化學”板書設計

設計意圖：讓學生想方法對廢液中氫氧化鈉和碳酸鈉進行處理，學生一般只能簡單地想到加酸處理至中性后再排放，這里教師引導學生加酸處理其實會浪費資源，然后引導學生仿照流程圖，讓學生選擇合適的試劑使碳酸鈉轉化成氫氧化鈉進行循環(huán)利用；并從使用試劑的價格和危險性方面進行比較，選擇合適的試劑，同時對反應后產生的碳酸鈣進行處理，實現(xiàn)循環(huán)利用。教師進一步講述該流程中不僅物質可以循環(huán)使用，能量也可以循環(huán)使用，最后通過再生紙視頻的播放，讓學生認識到無論是在工業(yè)生產還是我們的生活中，都要有綠色循環(huán)發(fā)展的意識。

三、教學反思

1.基于真實情境，打造有效課堂

社會在不斷發(fā)展，科技在不斷革新，學生的認知在不斷深化。傳統(tǒng)的講授練習的教學模式早已被擯棄，尋求能被學生喜愛且課堂效率高的授課模式成了一線教師的首要任務。近來，基于真實情境的主題式授課廣受一線教師的青睞，但是，如何將合適的情境與新授課以及復習課的知識相結合，需要教師精心設計課堂。

本節(jié)課從真實情境造紙出發(fā)，既激發(fā)了學生的學習興趣和欲望，又將涉及堿的性質、鹽的性質、混合物中物質成分含量的測定、廢液的處理等學科知識融入情境。同時，注重學生的自主發(fā)展，積極開展合作學習、創(chuàng)新實踐等活動，讓學生積極參與課堂，發(fā)揮他們的主觀能動性。

2.注重學習細節(jié)，提升學習質量

學生通過新授課的學習，腦海中的知識是零散的，是一個個的點，如何將點與點串聯(lián)起來，形成知識線和知識面，需要教師引導和學生的主動建構。在復習課中，不只是要做到知識的重現(xiàn)，更重要的是知識的應用、轉移和升華。強調學習的細節(jié)，就能為學生開闊思維、自主建構搭建腳手架。

例如，關于氫氧化鈉的變質程度檢驗實驗中，部分學生只機械地記憶加入過量的氯化鈣溶液，如何讓學生真正知道在進行實驗時加入的量就是過量呢，通過學生設計實驗方案驗證氯化鈣溶液過量促進學生深入思考，從而加深理解。因此，教師應抓住每一個學生容易忽視的細節(jié)，提升每一節(jié)課的學習質量。

3.通過問題解決，發(fā)展核心素養(yǎng)

化學來源于生活，化學的學習有利于解決生活中的問題，促進生活質量的提升。在復習課學習中，注重將生活問題轉化為學科問題，通過真實問題的解決促進素養(yǎng)的發(fā)展。

本節(jié)課將學科知識巧妙地融合在真實情境中，從造紙流程中的廢液出發(fā)，設計三個教學環(huán)節(jié)，環(huán)節(jié)中又設計了一系列問題，讓學生通過多元化的活動解決了問題，培養(yǎng)學生用化學知識解決實際問題的能力和科學探究的思維。讓學生在解決問題中樹立起保護環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展意識，培養(yǎng)科學態(tài)度與責任素養(yǎng)，深刻理解綠色化學的重要性。