喚醒記憶有效銜接建構模型化解難點*——“物質的分離與提純”活動單導學教學設計與反思

孫美榮

（江蘇省沙溪高級中學江蘇蘇州215400）

一、設計思想與理論依據

本教學設計依據《普通高中化學課程標準（實驗）對物質分離與提純的學習要求和“必修1”模塊的功能定位。高中化學課程要有利于學生進一步了解化學學科特點，加深對物質世界的認識；有利于學生體驗科學探究的過程，學習科學研究的基本方法，加深對學科本質的認識，提高創新精神和實踐能力。通過以化學實驗為主的多種探究活動，使學生體驗科學探究的過程，激發學習化學的興趣，強化科學探究的意識，促進學習方式的轉變，培養學生的創新精神和實踐能力［1］。

教學設計的核心目標是：重新審視和梳理已有的化學基礎知識，體驗化學家研究化學物質的基本思路。能夠根據混合物的性質特點，選擇不同的分離方法對物質進行分離。本設計對學生認識萃取的相關障礙點進行了分析，尋找特殊事例為突破口，構建萃取本質的一般模型。形成了認識萃取的有效途徑——建構模型的教學設計思路。

二、教材呈現及學情分析

1.學生的認識發展分析

在初中《化學》學習過程中，學生對物質的分離和提純方法的體驗是分散不成體系的。如在學習水的凈化時知道過濾是將不溶于液體的固體物質與液體分離的一種方法。隨著對物質溶解性的認識，知道了從溶液中析出晶體的過程叫結晶。知道從海水中提取氯化鈉用蒸發結晶的方法，從硝酸鉀溶液中獲得硝酸鉀采用冷卻結晶的方法。學到化石燃料時認識分餾可以將石油分離成汽油、煤油等。尤其是學習油脂時借助拓展視野欄目的圖片信息中，從大豆中提取油脂用了熱水浴蒸發掉己烷—蒸餾的原理。植物油和水互不相溶且分層—這些零散的認知為本節課學習過濾、結晶、分液和蒸餾打下了良好的基礎。

2.教材呈現

蘇教版《化學1》的第一專題中，用一單元章節的篇幅介紹研究化學的實驗方法，將過濾、結晶、蒸發、萃取、分液等實驗方法逐一介紹。從萃取操作介紹的前后知識點來看，教材將萃取與分液作為一個整體進行介紹，使得學生正確區分萃取和分液產生困難。從萃取操作上來看，教材采取在溴水中加四氯化碳，振蕩、靜置，但插圖上加入的四氯化碳與溴水體積相近，也未突出四氯化碳與溴水的分界面，使得振蕩前后實驗現象對比不夠鮮明。教材的知識呈現在一定意義上使得萃取的學習變得困難［2］。

3.學生認識障礙點分析

學生對于溴、碘單質和四氯化碳的物理性質不熟悉。萃取、分液必須依賴溴、碘單質和四氯化碳等元素化合物的性質特點，顯然增加了學生對萃取過程理解的難度。由于學生對萃取、分液的認識還比較模糊，如何從學生已有的知識出發，尋找新知識的生長點，成為本節課課堂教學設計的一個難點和重點。

三、教學目標

（1）初步學會過濾、結晶、萃取和分液、蒸餾等分離物質的實驗技能，能獨立完成一些簡單的物質分離、提純的實驗操作。初步學會根據混合物中各組分的性質差異，選擇恰當的分離方法對物質進行分離。（知識與技能）

（2）體驗科學探究的過程，學習運用以實驗為基礎的研究方法。以分組對比試驗為抓手建構萃取本質的一般模型。（過程與方法）

（3）激發學習化學的興趣，細致觀察、一絲不茍的實驗態度。提煉實驗現象背后呈現出的知識價值。（情感態度與價值觀）

四、教學主要流程與設計意圖

活動1喚醒記憶有效銜接

學生回憶：請依據混合物中各組分性質的差異，選擇恰當的分離方法分離下列混合物：⑴除去氯化鈉固體中混有的少量泥沙_____；⑵從氯化鈉溶液中獲得固體氯化鈉_____；⑶從硝酸鉀熱飽和溶液中獲得硝酸鉀固體______；⑷從海水中獲得純水______；⑸從石油中獲得汽油、煤油_____。

有效銜接：學生小組合作交流設計方案

（1）實驗室中用KClO3在MnO2催化下受熱分解制取氧氣。從反應后的KCl和MnO2的混合物中分離、回收這兩種物質，需要使用哪些分離方法？如何洗滌二氧化錳？怎樣證明二氧化錳已經洗滌干凈？請簡述實驗方案。

（2）現有混有少量氯化鉀的硝酸鉀粉末，請參照課本圖1－11的溶解度曲線，設計實驗方案提純硝酸鉀。如何洗滌氯化鉀晶體才能確保其溶解損耗量最小？

（3）某些地區的自來水中含有Fe3＋，實驗室可通過蒸餾自來水的方法獲得少量純凈的水（蒸餾水）。實驗過程中應該注意哪些操作細節？

師生歸納：探討組分性質差異、所需要的儀器和操作注意事項。

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設計意圖：立足于學生已有經驗，使學生初步學會依據物質組分性質差異，選擇恰當的分離或提純方法。讓學生從研究物質的實驗方法這個角度來審視和梳理已有的化學基礎知識，懂得將已有的知識歸類建構是學好化學的重要方法之一。同時在原有過濾結晶知識基礎上，規范沉淀的洗滌、晶體的洗滌和蒸餾操作中的實驗操作細節，學會用化學用語規范表述。

活動2聯系生活遷移新知

創設情境：多媒體投影展示初中教材中從大豆中提取油脂圖片。

a.5g大豆研碎放到試管中，加入10mL己烷（一種有機溶劑），振蕩后，靜置幾分鐘；

b.取過濾器過濾提取液；

c.把提取液放在小燒杯中，用熱水浴蒸發掉己烷；

d.觀察得到的大豆油的顏色和狀態；

e.把油移入試管，向試管里加入10mL水，振蕩靜置后，觀察實驗現象。

設問：通過觀察上述圖片你能說出幾種物質分離的方法？你能說出選擇該種分離方法的依據嗎？

小組1：分離提取液和豆粉殘渣用的是過濾，依據是豆粉殘渣不溶于提取液，可采用過濾的方法將它們分離。提取液是油脂的己烷溶液，用蒸餾的方法將己烷蒸出，依據是油脂和己烷的沸點有較大差異。

小組2：分離方法除了有過濾、蒸餾外，還有一種分離方法將油脂和水分離開。

小組3：分離油脂和水的方法叫分液，依據是油脂和水互不相溶且密度不同分層了。

拓展新知：依據液態物質的混合物中各組分性質的差異，可選擇使用分液、萃取和蒸餾等分離方法。

師生總結：①分液。②分液漏斗使用操作注意點。

設計意圖：選取從大豆中提取油脂這一學生熟悉的教學情境，能促進學生對物質分離方法的深入思考，激發學生學習萃取和分液的興趣和探究欲望。引導學生在學習過程中親身體驗，通過對實驗和事實進行分析形成分液的概念。把基本概念運用到生活實踐中，能加深對概念的理解，提高學生的觀察能力、思維能力和學習方法。

活動3建構模型化解難點

創設情境：西紅柿湯是紅色的，但如果再加入菜油，會發現菜油層特別鮮紅，你能用化學知識解釋這現象背后的原因嗎？

教師點撥：西紅柿中的番茄紅素在水中的溶解度較小，番茄紅素在菜油中的溶解度較大。大多數的番茄紅素從水中被轉移到油脂中去了，形成了番茄紅素的油脂溶液特別得鮮紅。

實驗探究1教師在分液漏斗里做萃取的演示實驗

投影：已知苯和四氯化碳是兩種與水互不相溶的有機溶劑，溴和碘在水中的溶解度不大，溴和碘易溶于有機溶劑（酒精、苯和四氯化碳）。苯和酒精的密度比水小，四氯化碳的密度比水大等性質信息。

實驗探究2學生分組實驗

請用試管做對比實驗，體驗萃取過程，觀察填表。

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感悟歸納：一種液體與另一不相溶的液體混合，充分接觸，使溶質從一種溶劑中進入另一種溶劑中。

構建模型：學生畫出模型——建立萃取本質的粗坯模型

萃取過程①與②示意圖

概念建立：利用物質在互不相溶的溶劑中溶解度的不同，將物質從一種溶劑轉移到另一種溶劑稱為萃取。

設計意圖：為了引導深度體驗，要創設一個問題情境，將學生已有的知識體驗運用到新的知識學習之中而被激發。以特殊事例為抓手，通過苯、四氯化碳和酒精三種有機溶劑性質的差異，讓學生親自動手實驗，感受萃取操作的過程，通過不同溶劑的對比，理解萃取的實質，構建萃取本質的一般模型，有效突破萃取概念的教學難點。有意義學習將先前知識與現實需要結合起來，深層學習通過實驗行動獲得知識，轉換學習是知識與技術的重建與超越，并用于解決現實問題。［3］

五、教學反思

本節課的教學過程中，始終關注有意義的學習必須以學習者原來的認知結構為基礎，新的學習能否實質性地開展，關鍵在于學習者已經知道了什么。學習是學習者在特定情境中自主建構知識的過程，而不是信息的單項傳輸和移植的過程。

（1）對萃取概念的教學，是在開發教材的基礎上，重整并超越教材，設計具有明顯對比度的實驗，讓學生獲得深刻的情感體驗，通過對現象的分析和思考，師生間的對話與溝通，達成建立萃取概念的教學目標。同時注意引導學生關注生活，感受化學從生活中來又回歸生活之中的理念，使原本屬于教材知識層面上的深化運用，深入到學生深層知識結構中。

（2）立足課堂，把教學活動當作有機整體，把教學過程看作是師生為實現教學目標，圍繞教學內容共同參與，通過對話，溝通和合作活動，產生交互影響，以動態生成的方式推進教學活動的過程，是師生對教材文本理解個性化意義建構的過程。是對教材文本與自己已有的知識經歷和生活經驗的整合。

（3）通過設計對比試驗教學，遵循學習科學的最新研究主張，學習并理解深層的概念比記憶表層的事實與步驟更為重要。學習在實驗對比中獲得的情感體驗比單純做課堂練習更為重要。活動單導學促成小組合作性學習比獨立性學習更為重要。教學的有效性最終取決于學生學習的有效性，教學設計和教學過程應服從和服務于學生的有效學習這個最終目標［4］。

［1］教育部.普通高中化學課程標準（實驗）［S］.北京：人民教育出版社，2003

［2］陸余平，趙拯.對萃取概念教學的探討［J］.化學教育，2011，（4）

［3］［4］柳國輝，諶啟標.腦學習理論及其對有效教學的啟示［J］.中國教育學刊，2011，（8）