基于主題式教學的初中化學復習課課例研究

劉艷

摘要：以工業造紙為線索，從走進造紙工業，探討廢水成分，廢水的初步處理三個環節，讓學生掌握有機物，碳循環，酸堿鹽和凈水等相關知識。創設真實而有意義的教學情境，有利于激發學生學習興趣，幫助學生更好地理解和運用知識，體悟化學的學科價值，提高學生科學素養。

關鍵詞：造紙;主題教學;依綱據本

文章編號：1008-0546（2019）01-0058-03 中圖分類號：G632.41 文獻標識碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2019.01.018

一、教學背景

臨近中考，以題海戰術為主要模式的復習課堂已經讓學生和老師都十分疲憊，而且學生的基礎知識大多也掌握到位，目前這個復習階段，學生真正需要一節怎樣的化學課？圍繞有意義的主題進行教學可以加速學生對已學內容的內化及長期記憶，近年來符愛琴名師工作室一直致力于研究化學的主題式教學，讓化學教學的載體更情景化、更生活化，打通了學生書本世界和生活世界的界限。筆者在深思熟慮之后，決定選擇以工業造紙為載體，既立足書本，帶領學生回歸書本知識，查漏補缺，又提升了學生在新情境下應用知識的能力。

二、教學目標

1. 通過對造紙原料、工藝、廢水成分、廢水處理的分析，讓學生在運用知識解決實際問題的過程中鞏固酸堿鹽、碳循環、凈水等相關化學知識。

2. 通過交流討論、小組合作、實驗探究等活動，鍛煉學生的動手操作能力，養成按化學學科特點分析問題、解決問題的能力。

3. 通過對造紙廢水的處理，讓學生感受到真實的、有趣的、有用的化學，體現從生活走向化學，從化學走向社會，感受到化學的學科價值和學科魅力，激發學生熱愛化學、保護環境的責任感。

三、教學過程設計

1.感悟歷史，“燃”起學習熱情

師：述說紙的發展歷程

設計意圖：引導學生感受化學在促進世界文明的發展方面做出的貢獻，增強學生的民族自尊心和自豪感。

【Q1】你知道紙有哪些用途？請至少說出10種。

師：紙有很多用途，其中最重要的用途——傳播知識文化。紙的發明，深刻影響了世界文明的發展。今天我們就一起走進造紙工業。

2.走進造紙工業

（1）介紹造紙原料

【Q2】 請大家思考我們所使用的紙張的最初的原料是什么？綠色植物是通過什么化學反應實現從無機物到有機物的轉化，請寫出化學方程式。在這個反應中體現了能量如何轉化？

過渡語：綠色植物通過光合作用為其他生物提供食物和充足的氧氣，從而維持空氣中二氧化碳、氧氣之間的循環。

設計意圖：初中化學具有很強的基礎性和啟蒙性，因此中考仍把規范使用化學用語作為考查基點。2018年中考考試說明上明確提出“了解一些對人類生命活動具有重要意義的有機物（如葡萄糖、淀粉、油脂、蛋白質、維生素等）”，其能力要求為A級，即識記，是最基本的能力層級[1]。這一環節的設計讓學生在中考前對知識的復習扎實到位，而不是眼高手低。

（2）了解造紙工藝（圖2）

師：在造紙工藝中一個非常重要的環節就是對原料進行預處理—堿液高溫蒸煮，利用堿液的強腐蝕性溶解某些有機物。請大家回憶書本，猜測堿液中的成分（鏈接書本P47燒堿用途、P54純堿用途）。

【Q3】 請你找出書本第七章課后的哪個趣味實驗也用到了類似的原理？

【鏈接書本P50】葉脈書簽的制作

設計意圖：讓學生意識到對書本上知識做深入學習的重要性，培養學生仔細研讀教材的習慣，特別是書本上的課后習題，趣味家庭小實驗等。

師：通過堿液高溫蒸煮，然后切割，我們就可以得到紙漿（圖3右）。

【Q4】 紙漿中的主要成分是一種天然有機高分子化合物，大家猜下可能是什么物質？

【生】猜想：①淀粉②纖維素③蛋白質

【學生活動】四人一組，分組實驗，檢驗紙漿主要成分。

【物質檢驗】

淀粉檢驗：取樣，滴加? ? ?，若? ? ?，則是淀粉。

蛋白質檢驗：取樣，? ? ?，若有? ? ?，則是蛋白質。

設計意圖：紙漿對于學生來說比較陌生，在課堂上教師能夠實物展示“紙漿”，這讓學生眼前一亮，也拉近了學生和造紙之間的距離。正所謂學生看實驗視頻不如教師演示實驗，教師演示實驗不如學生分組實驗。實驗是化學的最高“法庭”，學生通過實驗檢驗紙漿主要成分，這一設計能有效吸引學生在化學實驗的感召下開展學習活動，通過合作團隊的共同努力獲取化學知識，發展實驗探究能力。而關注學生的探究學習，關注學生的學習過程，是新課程的重要要求。

【Q5】淀粉和纖維素之間有哪些共同點？哪些不同點？

【學生活動】先獨立思考，再相互交流，代表回答。

【教師小結】共同點：糖類;元素組成相同C、H、O;有機高分子化合物。

不同點：相對分子質量（Mr）纖維素>淀粉（書P75）

淀粉遇碘水變藍，纖維素遇碘水不變藍。

【拓展視野】淀粉和纖維素結構（圖4）。

設計意圖：采用對比的方法分析淀粉、纖維素這兩種物質，看似簡單，但學生卻不容易回答全。特別是淀粉和纖維素誰的相對分子質量更大，學生不易想到，這也是書本上學生容易遺忘的知識點。這一環節可以再次引起學生對書本的關注，在“考試說明”上明確提出復習要重視課標，依綱據本[1]。

3.探究造紙廢水中的成分

過渡語：漢代以后，雖然造紙工業在不斷完善和成熟，但造紙的四個步驟基本上沒太大改變。在生產過程中制漿產生的廢水，污染最為嚴重，叫做黑液。

教師：展示模擬紙漿廢水——黑液（圖5）。

【Q6】 請大家回憶造紙流程，推測下黑液中的成分？

【生】氫氧化鈉、碳酸鈉。

【Q7】根據大家的猜測，說明黑液呈堿性。如何檢測黑液的酸堿性呢？

【教師小結】 測定有顏色的溶液的酸堿性需要用pH計。若用pH試紙，色素的存在會干擾pH的測定。

【生】黑液中還有色素、懸浮物、有機物（木質素、半纖維素）。

【Q8】 從物質分類的角度判斷廢水中涉及到哪些不同物質種類？

4.處理造紙廢水

請你運用我們所學過的化學知識對造紙廢水進行初步的凈水處理。

【生】過濾→活性炭吸附→加酸中和

【拓展視野】實際生產中由于廢水量大，而且也沒有這么大的濾紙，工業上往往采用格柵、篩網（圖6）去除懸浮物。為了去除直徑更小的固體雜質，超濾膜應運而生。

【演示實驗】活性炭吸附

設計意圖：讓學生意識到盡管我們在初中階段所學的專業化知識非常有限，但卻是有實用價值的。而我們初中階段的化學啟蒙教育應努力將學科知識與學生生活、社會生產緊密結合在一起，這樣的課堂才能激發學生興趣。強化環保教育，認識“綠色化學”的重要意義。

【Q9】請你寫出加酸中和的化學方程式。從微觀角度解釋一下加酸中和的微觀本質。

【鞏固訓練】“宏觀—微觀—符號”三重表征是化學獨特的表示物質及其變化的方法。

①氫氧化鈉和稀硫酸微觀模擬圖：

微粒甲：? ? ? ?，微粒乙：? ? ? ?。

微觀本質：? ? ? ?。

②畫出碳酸鈉和稀硫酸的微觀模擬圖，找出微觀本質。

設計意圖：學習和研究化學不僅要從宏觀的視角對物質性質和變化進行觀察和描述，還要從微觀結構上進行解釋，以掌握事物的本質和規律，還要用化學符號進行表達和交流。從“宏觀、微觀、符號”三個水平上認識和理解化學知識，即“三重表征”思維 [2]。

師：化學是一門以實驗為基礎的學科，接下來我們就動手對廢水進行加酸處理至中性。

實驗目的：處理50g NaOH質量分數為1.6%造紙廠堿性廢水。

藥品和儀器：燒杯、膠頭滴管、量筒、pH試紙、玻璃棒、表面皿、20%稀硫酸（密度=1.14g/mL）

【學生活動】四人一組，學生分組實驗。

【PPT】實驗注意事項

設計意圖：凸顯實驗的學科價值，強化知識的應用價值。該實驗設計來源于書本課后習題，既鍛煉了學生的基本實驗操作能力（例如：pH值的測定），又讓學生認識到定量研究對于工業廢水處理的重大作用。體悟廢水的處理依賴化學，培養學生運用知識分析問題，解決問題的能力。

師：如果由于計算失誤或者操作失誤導致廢水呈酸性了，該怎么進行后續處理呢？

生1：繼續加呈酸性的廢水;生2：加石灰漿;生3：加氫氧化鈉。

【教師小結】 實驗方案的評價與選擇的視角：（1）環保的視角;（2）原料的視角;（3）能源的視角;（4）操作的視角。

【Q10】廢水中的有機物該如何去除呢？

【資料卡片】廢水生化法，是利用微生物的新陳代謝作用，使廢水中有機污染物轉化為無害物質，以實現凈化的方法。

【現學現用】河水里的微生物使有機物（以C6H10O5表示）轉化為CO2和H2O的過程中所需的O2量叫生化需氧量（BOD），BOD是衡量水體質量的一個指標。

（1）寫出C6H10O5和O2反應生成CO2和H2O的化學方程式為? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 。

（2）20°C時，1L某水體（假使該水的密度為1g/mL）中含有機物（C6H10O5）的質量分數為0.001%。則該水體的BOD為? ? ? ? ? ? ? g/L。

（3）20°C時，1L水中溶O2 0.0092g。上述水體適合于魚類生存嗎？原因是? ? ? ? ? ? ? ? ? 。

設計意圖：拓展學生視野，初步了解何謂生化法。通過計算初步感知有機物對水體的污染，對魚類生存的危害。

【設置懸疑】：請大家在白紙上滴加稀鹽酸和水，看到什么現象？工業上為了紙張的強度、白度經常需要加填充劑，大家想知道是什么嗎？請大家課后查閱相關資料一探究竟。

設計意圖：本節課以學生實驗結尾，將學生的注意力再次拉回紙張中化學物質探究上來，將化學課堂延伸到了課后，這也讓學生對下一節化學課充滿期待。

四、教后反思

本節課的重點不僅在于知識層面，更在于讓學生認識到化學不是純粹的符號的堆積，知識的簡單記憶背誦，化學就在我們身邊，化學學科和我們的生產生活密不可分，而且環境的保護也依賴于化學。引導學生用“化學的眼睛”觀察我們賴以生存的世界，蘊含著教育工作者對初中化學啟蒙教育的價值取向。

參考文獻

[1] 常州市教育科學研究院.七科考試說明[M].南京：江蘇鳳凰教育出版社，2018：134-135

[2] 王寶斌.核心素養：化學教學的應然追求[J].中學化學教學參考，2017（8）：27-29