基于核心素養(yǎng)“科學(xué)態(tài)度和社會責(zé)任”培養(yǎng)的教學(xué)設(shè)計(jì)

水資源作為生命之源，其重要性不言而喻。然而，隨著工業(yè)化進(jìn)程的加速，水污染的問題日益嚴(yán)峻。初中化學(xué)“水的凈化”一課，正是培養(yǎng)學(xué)生環(huán)保意識、節(jié)約意識的重要載體。通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，學(xué)生可以了解水的凈化過程及其原理，掌握基本的凈水方法。同時(shí)，本節(jié)課也是培養(yǎng)學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)的重要途徑。如教師通過實(shí)驗(yàn)探究、討論交流等方式可以培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維、科學(xué)探究能力和社會責(zé)任感。

一、教材與學(xué)情

（一）教材分析

初中化學(xué)“水的凈化”作為九年級上冊第四單元課題2的內(nèi)容，在化學(xué)教學(xué)中具有重要地位?！八膬艋笔抢^學(xué)生學(xué)習(xí)了空氣、氧氣等常見氣體性質(zhì)后接觸到的另一種生活中的常見物質(zhì)。本節(jié)內(nèi)容結(jié)合生活實(shí)際引導(dǎo)學(xué)生了解生活用水的簡單處理過程，將吸附、沉淀、過濾、消毒等凈化水的方法有序聯(lián)系起來，體現(xiàn)了知識間的連貫性。同時(shí)，學(xué)生親歷凈水過程能夠增強(qiáng)對化學(xué)的興趣。教師借助實(shí)驗(yàn)探究能夠培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，使學(xué)生認(rèn)識到化學(xué)知識在解決實(shí)際問題中的重要性，以及水資源的珍貴，提升其社會責(zé)任感。

（二）學(xué)情分析

九年級學(xué)生已經(jīng)掌握了一些基本的化學(xué)知識和實(shí)驗(yàn)操作技能，對飲用水的來源有一定的認(rèn)識，對水污染也有一定的了解，并知道一些凈化水的方法。通過親身參與凈水實(shí)驗(yàn)，學(xué)生能夠直觀地看到水的變化，產(chǎn)生對化學(xué)的興趣。通過本課題的學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠認(rèn)識到水資源的珍貴和污染的嚴(yán)重性，從而增強(qiáng)節(jié)約用水的意識和環(huán)保意識。此外，水的凈化是教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)，學(xué)生需要掌握過濾操作的基本技能，了解不同凈化方法的原理和適用范圍，并能夠根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的凈化方法。

二、素養(yǎng)目標(biāo)

（一）科學(xué)態(tài)度培養(yǎng)

通過實(shí)驗(yàn)探究、觀察等方式引導(dǎo)學(xué)生形成尊重事實(shí)、實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度。在觀察水的凈化過程中，學(xué)生能夠理解并接受實(shí)驗(yàn)結(jié)果，不盲目相信權(quán)威，而是基于證據(jù)進(jìn)行推理和判斷。教師通過創(chuàng)設(shè)有趣的實(shí)驗(yàn)情境和提出具有挑戰(zhàn)性的問題，激發(fā)學(xué)生對化學(xué)現(xiàn)象的好奇心和探究欲。在探索不同凈化方法的過程中，學(xué)生能夠體驗(yàn)到科學(xué)發(fā)現(xiàn)的樂趣，產(chǎn)生對化學(xué)科學(xué)的熱愛之情。教師通過引導(dǎo)學(xué)生對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行討論，培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維和解決問題的能力。通過學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠獨(dú)立思考，提出合理的假設(shè)，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，并能對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行科學(xué)的解釋。

（二）社會責(zé)任感的培養(yǎng)

教師通過講授水污染的現(xiàn)狀和危害，以及凈化水的重要性，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識到保護(hù)水資源的重要性，使學(xué)生形成節(jié)約用水、保護(hù)環(huán)境的意識，引導(dǎo)學(xué)生為改善環(huán)境質(zhì)量貢獻(xiàn)自己的力量。學(xué)生通過化學(xué)知識的學(xué)習(xí)和實(shí)踐，提升科學(xué)素養(yǎng)，更好地應(yīng)對與化學(xué)相關(guān)的社會問題。如運(yùn)用化學(xué)知識解釋生活中的現(xiàn)象，識別并抵制偽科學(xué)信息，成為有科學(xué)素養(yǎng)的公民。學(xué)生通過參與社會公益活動等方式將所學(xué)知識應(yīng)用于實(shí)際生活，為社區(qū)或社會作出貢獻(xiàn)。學(xué)生在學(xué)習(xí)中意識到自己作為社會成員的責(zé)任和義務(wù)，能積極參與社會公益事業(yè)，為構(gòu)建和諧社會貢獻(xiàn)力量。

三、教學(xué)設(shè)計(jì)

（一）視頻導(dǎo)入——水中毒事件

每一個(gè)學(xué)生對“水”都不陌生。洗臉、洗澡需要水，做飯也需要水。因此，在教學(xué)前，教師可先向?qū)W生介紹水的功能。此外，為了激發(fā)學(xué)生對本節(jié)知識的學(xué)習(xí)興趣，教師可以利用多媒體中的圖片、視頻等教學(xué)資源，向?qū)W生展示水污染的場景，如黑水潭、水中毒等案例。

教師：水是生命之源，是人類生存和發(fā)展不可或缺的資源。然而，隨著工業(yè)化、城市化的快速發(fā)展，水資源正面臨著前所未有的威脅。水污染這個(gè)看似遙遠(yuǎn)實(shí)則緊迫的問題，已經(jīng)悄然來到我們身邊。工業(yè)廢水、生活污水、農(nóng)業(yè)污染……這些污染源像無形的殺手，悄無聲息地侵蝕著我們的水資源。

（教師播放水污染的視頻和圖片）

教師：看完視頻和圖片，大家有什么感受？

學(xué)生：本來是干凈的水源，被污染之后就變成了黑色、紅色甚至黃色的水，如果不小心喝到了肯定會生病的。

教師：是的。表1是近年來的三起水污染事件，它們都對當(dāng)?shù)厝藗兊慕】岛徒?jīng)濟(jì)發(fā)展造成了嚴(yán)重影響。

學(xué)生：哇，真可怕！

教師：水污染的危害是巨大的。它不僅破壞了水體的生態(tài)平衡，導(dǎo)致水生生物大量死亡，還直接威脅到人類的健康。被污染的水中可能含有重金屬、有毒化學(xué)物質(zhì)、病原微生物等有害物質(zhì)，長期飲用這樣的水會引發(fā)各種疾病，甚至危及生命。因此，我們必須高度重視水污染問題，采取有效的措施來保護(hù)和凈化水資源。

（二）知識回顧——水的介紹

在學(xué)習(xí)“水的凈化”前，應(yīng)該讓學(xué)生意識到為什么要學(xué)習(xí)水的凈化，原因除了上面提到的水污染危害外，還要讓學(xué)生回顧之前學(xué)習(xí)的有關(guān)水資源的知識，讓學(xué)生意識到水資源的稀缺性，從而認(rèn)識到水的凈化的意義，使學(xué)生養(yǎng)成珍惜水資源的社會責(zé)任感。

教師：同學(xué)們，我們之前學(xué)習(xí)了有關(guān)水的內(nèi)容，今天我們來回顧一下。首先，誰能說說按用途水可以分為哪些種類？

學(xué)生：老師，我記得水可以分為生活用水、農(nóng)業(yè)用水和工業(yè)用水。

教師：這些水在使用前需要達(dá)到什么樣的標(biāo)準(zhǔn)呢？

學(xué)生：生活用水需要經(jīng)過凈化，達(dá)到飲用水標(biāo)準(zhǔn)，比如去除細(xì)菌和有害物質(zhì)。農(nóng)業(yè)用水需要適合作物生長，不能含有對作物有害的物質(zhì)。工業(yè)用水則根據(jù)不同的工業(yè)需求有不同的標(biāo)準(zhǔn)。

教師：這位同學(xué)回答得非常全面。接下來，我們聊聊地球上的水資源分布。誰能說說地球上的水資源主要有哪些形式？

學(xué)生：地球上的水資源主要有河流、湖泊、地下水和冰川等形式。

教師：這些水資源占地球總水量的百分比是多少呢？

學(xué)生：我記得地球上大部分的水都是海水，大概占了97%以上，而淡水資源只占很小的一部分，大約為2.5%。

教師：雖然地球上的水資源很多，但是淡水資源只占一小部分。這就是我們要學(xué)習(xí)水的凈化，保護(hù)水資源的原因。

學(xué)生：老師，為了保護(hù)水資源我們能做些什么呢？

教師：我們可以從減少污染、節(jié)約用水和合理利用水資源做起。比如，不亂扔垃圾，減少工業(yè)廢水排放，節(jié)約用水，或?qū)σ呀?jīng)被污染的水進(jìn)行凈化等。

（三）情境創(chuàng)設(shè)

學(xué)習(xí)化學(xué)知識需要有與之相應(yīng)的情境，教師借助教學(xué)情境可以向?qū)W生展示實(shí)驗(yàn)步驟，幫助學(xué)生養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度；也可以向?qū)W生展示實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，激發(fā)學(xué)生的化學(xué)學(xué)習(xí)興趣。在本節(jié)教學(xué)中，教師可以借助多媒體向?qū)W生展示水凈化的實(shí)驗(yàn)步驟，為接下來的實(shí)驗(yàn)探究奠定基礎(chǔ)。

教師：同學(xué)們，今天我們先通過多媒體展示一個(gè)有關(guān)“水的凈化”的故事：有一個(gè)探險(xiǎn)小隊(duì)進(jìn)了沙漠深處，因水源短缺，隊(duì)員們口渴難耐。此時(shí)，隊(duì)長發(fā)現(xiàn)不遠(yuǎn)處有一片小綠洲，綠洲的中心是一灘淺水，但當(dāng)他跑過去才發(fā)現(xiàn)，淺灘的水十分渾濁。那如何才能喝到干凈的水呢？現(xiàn)在，讓我們通過視頻來看看水是如何被凈化的。

（播放多媒體視頻，展示水的凈化過程）

教師：同學(xué)們，視頻看完了，誰能總結(jié)一下水的凈化過程包括哪些步驟？

學(xué)生：老師，視頻里提到了沉淀、過濾、吸附和消毒這幾個(gè)步驟。

教師：很好。沉淀可以幫助我們?nèi)コ械拇箢w粒雜質(zhì)，過濾可以去除更小的顆粒，吸附可以去除顏色和異味，消毒則可以殺死水中的細(xì)菌和病毒。接下來，我們將在實(shí)驗(yàn)室里進(jìn)行“水的凈化”實(shí)驗(yàn)，讓同學(xué)們親身體驗(yàn)一下。

學(xué)生：那我們今天會用到哪些實(shí)驗(yàn)器材呢？

教師：我們會用到燒杯、漏斗、濾紙、明礬、活性炭以及渾濁的水等。每個(gè)小組都會有一套器材，你們需要按照步驟合作完成實(shí)驗(yàn)。

學(xué)生：聽起來很有趣，我已經(jīng)迫不及待想要開始了！

教師：在開始實(shí)驗(yàn)之前，我們還有一些安全須知需要講解。請大家注意聽，以確保實(shí)驗(yàn)的安全性。

（四）實(shí)驗(yàn)探究

動手做實(shí)驗(yàn)是學(xué)習(xí)化學(xué)知識的重要手段。前面的準(zhǔn)備工作完成之后，教師可以組織學(xué)生開展化學(xué)實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)共包括三個(gè)部分：一是對沉降、過濾和消毒三部分進(jìn)行操作。二是觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象——渾濁的水變清澈的過程。三是記錄和分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，總結(jié)實(shí)驗(yàn)過程。

教師：大家看這杯渾濁的水，里面的雜質(zhì)都懸浮著的，我們可以放置一段時(shí)間再觀察雜質(zhì)的狀態(tài)，也可以加入一些明礬來觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

（學(xué)生加入明礬并攪拌均勻）

學(xué)生：老師，我看到水里有一些小顆粒在聚集。

教師：是的，這就是明礬發(fā)揮的作用。明礬溶于水后，形成的膠狀物可以吸附水中的懸浮雜質(zhì)，使它們沉降下來。這個(gè)過程就叫做吸附沉降。大家想想為什么要先進(jìn)行這個(gè)步驟呢。

學(xué)生：老師，我覺得是為了先把大顆粒的雜質(zhì)去除，這樣后面的步驟就更容易進(jìn)行了。

教師：非常棒！這是沉降環(huán)節(jié)的目的，先把比較容易沉降的大顆粒雜質(zhì)去除掉，減輕后續(xù)操作中的負(fù)擔(dān)。

教師：接下來我們進(jìn)入過濾環(huán)節(jié)。同學(xué)們要注意觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象哦！

（演示“一貼二低三靠”原則，學(xué)生跟著操作）

學(xué)生：老師，我們發(fā)現(xiàn)過濾后的水變得清澈多了，但還是有一點(diǎn)點(diǎn)渾濁。

教師：這是很正常的現(xiàn)象，因?yàn)槲覀兊臑V紙不能完全把所有的微小雜質(zhì)都過濾掉。不過相比之前，水已經(jīng)干凈很多了。大家能說說過濾的原理嗎？

學(xué)生：過濾，就是利用濾紙的小孔讓液體通過，把固體雜質(zhì)留在濾紙上，這樣就把固體和液體分離開了。

教師：雖然經(jīng)過沉降和過濾，水看起來清澈了不少，但它里面可能還含有一些細(xì)菌等微生物，所以我們還需要進(jìn)行消毒?，F(xiàn)在往過濾后的水中加入少量的消毒劑（次氯酸鈉溶液），大家再觀察一下。

學(xué)生：老師，我沒看到有什么特別的現(xiàn)象。

老師：是的。消毒環(huán)節(jié)很多時(shí)候不會有明顯的視覺現(xiàn)象，但是消毒劑在水中會殺死細(xì)菌等微生物，從而使水達(dá)到飲用的標(biāo)準(zhǔn)?，F(xiàn)在我們來總結(jié)“水的凈化”實(shí)驗(yàn)，如圖1。

（五）知識拓展

教師：同學(xué)們，你們知道硬水和軟水的區(qū)別嗎？

學(xué)生：老師，我聽說硬水里面含有很多礦物質(zhì)，比如鈣和鎂。

教師：沒錯(cuò)，硬水中含有較多的可溶性鈣鎂化合物，而軟水則含有較少或不含這些化合物。我們可以通過一個(gè)簡單的實(shí)驗(yàn)來區(qū)分硬水和軟水。誰能說說怎么用肥皂水來測試？

學(xué)生：老師，我們可以取一些水樣，加入肥皂水，然后攪拌。如果泡沫多，就是軟水；如果泡沫少，還有浮渣，那就是硬水。

教師：很好。這個(gè)實(shí)驗(yàn)的原理是硬水中的鈣、鎂離子與肥皂反應(yīng)，生成不溶性的沉淀，減少了泡沫的產(chǎn)生。那么，硬水對我們有什么影響呢？

學(xué)生：硬水會讓洗滌劑的效果變差，還會在水壺和水管里形成水垢。

教師：這位同學(xué)說得很對。那我們有什么辦法可以軟化硬水嗎？

學(xué)生：我聽說煮沸水可以軟化硬水。

教師：煮沸是一種方法，特別是對于暫時(shí)硬水。除此之外，我們還可以采用離子交換法或者添加化學(xué)藥劑來軟化硬水。

四、總結(jié)與反思

（一）優(yōu)點(diǎn)

“水的凈化”教學(xué)通過實(shí)驗(yàn)、討論的方式進(jìn)行，增強(qiáng)了課堂的互動性，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和參與感。教師在導(dǎo)入部分使用多媒體課件和水樣進(jìn)行教學(xué)，能夠提高教學(xué)效率，增強(qiáng)教學(xué)的直觀性和趣味性。案例中不僅介紹了水的凈化步驟，還對學(xué)生的知識進(jìn)行了拓展，豐富了學(xué)生的知識，幫助學(xué)生更好地理解和掌握了知識點(diǎn)。此外，本案例將化學(xué)知識與學(xué)生的生活實(shí)際緊密相連，能夠讓學(xué)生感受到化學(xué)知識的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

（二）不足

案例中沒有提及如何收集學(xué)生的反饋，以及如何根據(jù)學(xué)生的反饋調(diào)整教學(xué)策略，一定程度上會影響到教學(xué)效果和對學(xué)生學(xué)習(xí)效果的評估。案例中涉及的內(nèi)容較多，可能在實(shí)際教學(xué)中難以在有限的課時(shí)內(nèi)完成，所以，教師需要對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行合理的安排。雖然案例提到了培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探索精神，但在教學(xué)過程中，缺乏如何引導(dǎo)學(xué)生形成正確的情感態(tài)度和價(jià)值觀的教學(xué)，教師可在對水資源的珍惜和保護(hù)這部分內(nèi)容中進(jìn)一步加強(qiáng)。

“水的凈化”的教學(xué)中，教師通過創(chuàng)設(shè)真實(shí)的情境，引導(dǎo)學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)探究、觀察分析等方式深入理解水的凈化過程及其原理，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神。同時(shí)，教師結(jié)合生活實(shí)際和社會熱點(diǎn)問題，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注水資源保護(hù)問題，激發(fā)其保護(hù)水資源的意識，培養(yǎng)其社會責(zé)任感。此外，教師還利用多媒體等科技手段豐富了教學(xué)形式，提升了課堂教學(xué)效率，值得肯定。

（作者單位：1.環(huán)縣第五中學(xué)；2.慶陽市環(huán)縣環(huán)城初級中學(xué)）

編輯：蔚慧敏