基于真實情境的學生活動設計
——以“廢水中的離子區(qū)分”教學為例

哈爾濱市星光中學 冷 晶

《義務教育化學課程標準（2022 年版）》 中有很多新名詞的引入，如“真實情境”“深度思考”等，令化學課堂發(fā)生了巨大的變化。學生走出課堂要與真實的世界鏈接，要形成高通路遷移，體悟化學學科的本體價值及對生活、社會和生命的價值[1]。與傳統(tǒng)的教學不同，2022 年版課程標準追求認知的結構化，使之成為一種反映專家思維的自然知識，在新的情境中可以被激活。

一、教學背景

“廢水中的離子區(qū)分”，是在學生學習完人教版化學九年級全一冊第四單元課題1“生活中常見的鹽”之后設計的一節(jié)專題課。本課是在學生初步掌握了復分解反應發(fā)生的基本規(guī)律之后，有針對性地對氫氧根離子、碳酸根離子、碳酸根離子和氫氧根離子共存的幾種不同情況展開的探究。離子區(qū)分的考察，能夠真實地反映出學生對于離子知識的掌握情況，同樣也能啟發(fā)學生的深度思考。但是對于以往的氫氧根離子和碳酸根離子的共存區(qū)分時，主要的背景是圍繞著氫氧化鈉的變質問題，本次設計出的新的情境是“帶著化學試劑去旅行”，對造紙廠的廢水展開的一系列的探究活動，在探究中提升方法，在方法中總結規(guī)律，在規(guī)律中實踐應用。

二、教學現(xiàn)場

環(huán)節(jié)一：趣味情境，引出問題

本課一開始，教師創(chuàng)設了情境“帶著化學試劑去旅行”。以一條河邊發(fā)現(xiàn)了A 造紙廠排放的廢水引入，請學生猜想廢水中可能含有哪種成分。根據(jù)已有的知識經(jīng)驗，在教材中提到了碳酸鈉和氫氧化鈉都有“造紙”的用途，教師可引導學生對猜想進行檢驗。

環(huán)節(jié)二：利用學生已有知識經(jīng)驗，解決部分問題

學生活動一：設計實驗方案，區(qū)分氫氧根離子和碳酸根離子。

學生結合課前任務，匯報氫氧化鈉和碳酸鈉能與哪些物質發(fā)生反應，并總結出相應的實驗現(xiàn)象（見表1）。

表1 課前任務單

引導學生結合已有的知識和經(jīng)驗分析，對比它們的化學性質，哪些方法無須實驗就能排除。預設學生的答案1：酸堿指示劑不可以——因為它們遇到兩種溶液的現(xiàn)象相同。答案2：非金屬氧化物不可以——CO2通入氫氧化鈉溶液雖然能與它反應，但是沒有明顯現(xiàn)象，與碳酸鈉溶液混合后也無明顯現(xiàn)象。答案3：酸是一定能區(qū)分出這兩種物質的，某些能與碳酸鈉反應且產(chǎn)生明顯實驗現(xiàn)象。答案4：不確定某些可溶性的鹽是否能區(qū)分。

環(huán)節(jié)三：深度思考，探究原理

教師帶領學生結合教材第114 頁的溶解性表找線索（見表2）。

表2 部分酸、堿和鹽的溶解性表（室溫）

在此過程中，教師要引領學生拆解表格提供的信息，并且能讓學生從中總結日后分析表格的方法。學生通過對比分析了解表中的鎂離子以下都不能區(qū)分，因為它們分別與這兩種離子結合后產(chǎn)生的現(xiàn)象是相同的，進而得出只有鋇離子和鈣離子可以用于區(qū)分。教師繼續(xù)發(fā)問：用含有鋇離子和鈣離子的哪些物質呢？學生再次利用表格找到六種含有鋇離子和鈣離子的溶液，即：氫氧化鈣、氫氧化鋇、氯化鋇、氯化鈣、硝酸鋇和硝酸鈣溶液。教師小結：區(qū)分氫氧根離子和碳酸根離子時，可以選擇的試劑有：稀鹽酸、稀硫酸，含有鋇離子、鈣離子的溶液，進而由學生親自實驗對比現(xiàn)象驗證結論。

環(huán)節(jié)四：難度升級，區(qū)分混合離子成分

通過大家的合作，成功地檢驗出了A 造紙廠的水樣中含有的物質是碳酸鈉，而在下游處發(fā)現(xiàn)了另外的一處B 造紙廠，在它們的匯合處又取了水樣，請學生繼續(xù)猜想該溶液中溶質的成分。學生能想到兩種結果：1.碳酸鈉；2.碳酸鈉和氫氧化鈉。若想證明哪種猜想是正確的，只需要證明有無氫氧化鈉存在即可，教師可請學生結合溶解性表和這兩種物質的化學性質進行分析（見表3）。

表3 部分酸、堿和鹽的溶解性表（室溫）

學生在研討中發(fā)現(xiàn)，證明氫氧化鈉這種物質是否存在的方法中，碳酸根離子會對實驗現(xiàn)象產(chǎn)生干擾。因此，必須要先檢驗碳酸根離子，并且把它除干凈。在上一個問題的討論中，學生積累了經(jīng)驗，知道了可以用含有鋇離子和鈣離子的溶液除去碳酸根離子，在這個問題中，這六種物質能否都用來區(qū)分呢？學生繼續(xù)利用表格分析，含有氫氧根離子的物質不能用來區(qū)分。因為它會向溶液中引入氫氧根離子，對后續(xù)的判斷有干擾。并且總結出加入的試劑的量要過量，才能將碳酸根離子完全除干凈。學生實驗，驗證猜想，匯報交流。結合第二個區(qū)分實驗總結出，加入的試劑要考慮以下因素：

1.試劑的用量。

我國企業(yè)的財務管理與內(nèi)部控制工作，還存在著不少問題，比如內(nèi)控管理制度不健全、會計審核不規(guī)范、固定資產(chǎn)管理不到位、財務人員素質不高等，為了改變這一現(xiàn)狀，我們需要對癥下藥，強化會計內(nèi)控管理的制度建設，強化會計管理基礎工作，創(chuàng)新管理模式，注重固定資產(chǎn)的管理，同時，加強培訓，全面提高會計內(nèi)控管理人員的素質，從而有效保護企業(yè)資產(chǎn)，提高企業(yè)的競爭力。

2.所加入的試劑不能引入待檢測的物質中所含的離子。

環(huán)節(jié)五：課堂反饋

請結合所學知識，設計實驗區(qū)分氫氧化鈉溶液與氫氧化鈉、碳酸鈉的混合溶液的方法。

環(huán)節(jié)六：課后延伸

根據(jù)課上分析得出了廢水的主要成分，請學生進一步設計造紙廠廢水的處理方案。

三、教學思考

（一）把握基于真實情境的活動設計的特點

一是真實性。在本課中，教師將“氫氧化鈉的變質問題”換成了探究廢水成分的問題，并且在課上訓練和課下作業(yè)中將廢水中另一種成分的探究和廢水的處理都融合在其中，讓學生能夠在一個貼近生活的情境中體會化學學習源自于生活，又能服務于生活的本質?；顒釉O計基于真實情境，使學生能夠在實際場景中體驗和應用所學知識和技能，這種真實性可以增強學生的學習效果和記憶力。

二是實踐性。本次活動設計注重實踐操作，學生不僅要在頭腦中構思和猜想，還需要親自動手完成任務或解決問題。通過實踐，學生能更好地理解和掌握所學內(nèi)容，并培養(yǎng)實際應用能力。通過符合學情的問題設計，深入淺出，啟發(fā)思維，同時也對學生化學學科思想的建立具有引領性。

（二）搭建區(qū)分離子的方法體系

在初中化學中，教師可以引導學生使用以下方法來區(qū)分離子。

一是溶解性。觀察離子化合物在水中的溶解性。一些離子化合物在水中能夠溶解，形成溶液，而另一些離子化合物則不能溶解。例如，氯化鈉（NaCl）和硫酸銅（CuSO4）能夠溶解在水中，而碳酸鈣（CaCO3）不能溶解。

二是氣體的產(chǎn)生。觀察離子化合物與酸或堿反應時是否產(chǎn)生氣體。一些離子化合物與酸或堿反應時會產(chǎn)生氣體，而另一些則不會。例如，碳酸氫鈉（NaHCO3）與酸反應會產(chǎn)生二氧化碳氣體，而氯化鈉（NaCl）與酸反應則不會產(chǎn)生氣體。

三是氣味。一些離子化合物具有特殊的氣味，可以通過嗅覺來區(qū)分。例如，氯化氫（HCl）具有刺激性氣味，而硫化氫（H2S）具有臭雞蛋味。

四是顏色變化。觀察離子化合物在特定條件下的顏色變化。一些離子化合物在特定條件下會發(fā)生顏色變化，可以通過觀察顏色來區(qū)分。例如，氯化銅（CuCl2）在水溶液中呈藍色，而氯化鐵（FeCl3）在水溶液中呈黃色。

這些方法可以幫助學生區(qū)分離子化合物，但需要注意的是，這些方法只是初步的區(qū)分方法，對于一些復雜的離子化合物，需要更多的實驗和更嚴謹?shù)姆治霾拍苓M行準確的區(qū)分。

本課想重點突破的問題有兩個：其一是讓學生自己總結出區(qū)分碳酸根離子和氫氧根離子的方法，即總結出加酸、含有鋇離子和鈣離子的溶液的方法。其二是讓學生自己總結出區(qū)分碳酸根離子和碳酸根離子、氫氧根離子混合的方法，既要能考慮用量，又要能考慮到不能引入干擾離子的問題。不是單純地讓學生去記憶只能加含有鋇離子和鈣離子的鹽溶液，而是通過對溶解性表的分析，自己總結出正確的方法。在一層一層剝開迷霧，接近真相的過程中，學生從一開始找不到突破口，到最后結合了溶解性表自己探索出答案，這是一個很有成就感的過程。

（三）深入開發(fā)學生探究思維、邏輯思維

在學生的匯報中，教師沒有馬上評價學生的結論，而是讓學生相互評價各自的特點及其合理性[2]。生生討論和評價，發(fā)揮了合作學習和探究學習的作用，同時引發(fā)了學生的自我反思，在“感悟與反思”環(huán)節(jié)中，有兩位學生都談到了在實驗中的互評、互學的收獲與反思，學生的真實感受是對課堂效果的最有利的評價。