整合教材內(nèi)容探究化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改進(jìn)方法

向美蓉

摘 要：“離子反應(yīng)”在中學(xué)階段的基本概念理論知識(shí)中占有極其重要的地位，貫穿整個(gè)高中化學(xué)教學(xué)。在“離子反應(yīng)”教學(xué)設(shè)計(jì)中，教師應(yīng)依據(jù)離子反應(yīng)的相關(guān)概念，讓學(xué)生從微觀角度認(rèn)識(shí)物質(zhì)在水溶液中存在的形式及其所發(fā)生的反應(yīng)，并整合教材內(nèi)容，探究實(shí)驗(yàn)方法改進(jìn)，培養(yǎng)學(xué)生建立微觀分析化學(xué)的思路和方法。

關(guān)鍵詞：化學(xué)教學(xué);離子反應(yīng);教學(xué)設(shè)計(jì);探究實(shí)驗(yàn);改進(jìn)方法

中圖分類(lèi)號(hào)：G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1008-3561（2019）18-0056-02

《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》的基本理念要求重視開(kāi)展“素養(yǎng)為本”的教學(xué)，倡導(dǎo)開(kāi)展以實(shí)驗(yàn)為主的多種探究活動(dòng)，重視教材內(nèi)容的結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)，促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變。而“離子反應(yīng)”第二課時(shí)是由離子反應(yīng)的概念、書(shū)寫(xiě)離子反應(yīng)方程式及離子反應(yīng)（復(fù)分解型）發(fā)生的條件三部分內(nèi)容構(gòu)成的。本節(jié)課旨在達(dá)成幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)離子反應(yīng)的本質(zhì)、初步學(xué)會(huì)從微觀的角度認(rèn)識(shí)物質(zhì)在水溶液中存在的形式及其所發(fā)生的反應(yīng)的教學(xué)目的。在實(shí)際教學(xué)中，教師通常以離子反應(yīng)的概念及書(shū)寫(xiě)來(lái)落實(shí)教學(xué)目標(biāo)。課時(shí)為40分鐘，如果將三部分都作為授課內(nèi)容，面面俱到，必然不能突出重點(diǎn)。針對(duì)學(xué)生缺乏從微觀角度認(rèn)識(shí)物質(zhì)在水溶液中反應(yīng)實(shí)質(zhì)的認(rèn)識(shí)這一問(wèn)題，筆者將教材內(nèi)容進(jìn)行重新整合，把離子反應(yīng)（復(fù)分解型）發(fā)生的條件提前講。本節(jié)課的實(shí)驗(yàn)無(wú)危險(xiǎn)，且操作比較簡(jiǎn)單，學(xué)生可以分組探究。

一、情境導(dǎo)入

通過(guò)“清水”變“牛奶”的魔術(shù)表演引入新課，吸引學(xué)生的眼球，讓學(xué)生感受到化學(xué)的奇妙。

二、實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程設(shè)計(jì)

教師可首先請(qǐng)兩位學(xué)生上臺(tái)書(shū)寫(xiě)B(tài)a（OH）2和H2SO4的電離方程式。一方面復(fù)習(xí)舊知識(shí)，另一方面為“魔術(shù)”揭秘做鋪墊。

實(shí)驗(yàn)探究一選取的試劑是BaCl2與CuSO4溶液，讓學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象推測(cè)生成的物質(zhì)是BaSO4，引導(dǎo)學(xué)生從微觀視角認(rèn)識(shí)水溶液中物質(zhì)行為及反應(yīng)的思維方式和方法，從而引出離子反應(yīng)的概念。之所以選擇試劑BaCl2與CuSO4溶液，是為了給后續(xù)實(shí)驗(yàn)中的離子驗(yàn)證做鋪墊，選擇有顏色的Cu2+，是為了吸引學(xué)生的注意力。但如果把BaCl2溶液滴加到CuSO4溶液中，反應(yīng)剛開(kāi)始時(shí)產(chǎn)生的白色沉淀較為明顯，當(dāng)?shù)渭拥揭欢繒r(shí)，Cu2+顏色干擾了白色沉淀的觀察。對(duì)于操作實(shí)驗(yàn)來(lái)說(shuō)，學(xué)生很難做到從頭到尾細(xì)致地觀察一個(gè)實(shí)驗(yàn)，容易錯(cuò)過(guò)開(kāi)始的最佳觀察時(shí)機(jī)。為此，筆者設(shè)計(jì)了將CuSO4溶液滴加到BaCl2溶液中，這樣更便于學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，并且回答問(wèn)題時(shí)也不會(huì)因離子的干擾出現(xiàn)差錯(cuò)。教師通過(guò)對(duì)比反應(yīng)前后離子的數(shù)目，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)離子反應(yīng)的實(shí)質(zhì)。通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察，學(xué)生可以知道實(shí)際參加反應(yīng)的離子是Ba2+和SO42-，生成的物質(zhì)是BaSO4。教師再引導(dǎo)學(xué)生用離子符號(hào)寫(xiě)出表達(dá)式，從而引出離子方程式的概念。

實(shí)驗(yàn)探究二是設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，讓學(xué)生用現(xiàn)有的試劑及根據(jù)已學(xué)的知識(shí)，驗(yàn)證反應(yīng)后的溶液中Cu2+、Cl-是否存在（如果選用試劑是Na2SO4溶液，則需要驗(yàn)證的陽(yáng)離子是Na+，而高一學(xué)生根據(jù)已有的知識(shí)無(wú)法檢驗(yàn)）。這樣，既能幫助學(xué)生從微觀的角度認(rèn)識(shí)離子反應(yīng)，又能培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究能力和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。在探究Cl-環(huán)節(jié)，沉淀溶解平衡會(huì)導(dǎo)致溶液中除了Cl-外還存在SO42-，因此需要排除SO42-的干擾，那么，如何除去Cl-中的SO42-呢？學(xué)生剛開(kāi)始考慮到用硝酸鋇，轉(zhuǎn)念一想，又覺(jué)得不妥。若有SO42-存在，則需要靜置后再取上層清液進(jìn)行試驗(yàn)，靜置是需要一定時(shí)間的，會(huì)導(dǎo)致本節(jié)課無(wú)法得到實(shí)驗(yàn)結(jié)果。最后學(xué)生決定用HNO3酸化的AgNO3來(lái)檢驗(yàn)待測(cè)液中的Cl-，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證Ag2SO4是溶于HNO3的白色沉淀。

在探究復(fù)分解型離子反應(yīng)發(fā)生條件時(shí)，教師安排了兩個(gè)探究實(shí)驗(yàn)。學(xué)生在前兩個(gè)實(shí)驗(yàn)后，可以直接得出離子反應(yīng)發(fā)生條件之一為產(chǎn)生沉淀，而通過(guò)觀察后面兩個(gè)探究實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象，可知離子反應(yīng)發(fā)生條件之二是放出氣體，條件之三是生成水。

三、探究過(guò)程問(wèn)題設(shè)計(jì)

教師應(yīng)通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究的方法幫助學(xué)生深入理解反應(yīng)的內(nèi)涵，培養(yǎng)學(xué)生解決化學(xué)問(wèn)題的思維能力，讓學(xué)生經(jīng)歷“提出猜想→設(shè)計(jì)方案→實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證”的過(guò)程，并得出結(jié)論，從而構(gòu)建科學(xué)探究思維模型。在“離子反應(yīng)”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，除教師演示外，可讓學(xué)生從以下問(wèn)題入手開(kāi)展探究實(shí)驗(yàn)，見(jiàn)表1。

例如，在探究實(shí)驗(yàn)一中，提出猜想：等體積等物質(zhì)的量濃度的BaCl2與CuSO4溶液混合，是否能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)？設(shè)計(jì)方案：向盛有0.1mol/L BaCl2 溶液2mL的玻璃瓶中滴加0.1mol/L CuSO4 溶液2mL。得出結(jié)論：產(chǎn)生白色沉淀，證明有新物質(zhì)生成。這樣就能從宏觀上引導(dǎo)學(xué)生分析并歸納出驗(yàn)證物質(zhì)反應(yīng)的一般方案：驗(yàn)證新物質(zhì)的生成，如產(chǎn)生沉淀或反應(yīng)物的消失（如含酚酞的氫氧化鈉溶液加入鹽酸紅色褪去），這一過(guò)程是為了培養(yǎng)學(xué)生宏觀辨識(shí)能力。又如，在探究實(shí)驗(yàn)一中，提出猜想：BaCl2與CuSO4溶液混合前后離子濃度有何變化？是不是混合后溶液中所有離子都發(fā)生了反應(yīng)？設(shè)計(jì)方案：取實(shí)驗(yàn)一反應(yīng)后的上層清液于兩只試管中，向其中一只滴加Cu（OH）2溶液，另一只試管中滴加HNO3酸化的AgNO3溶液。得出結(jié)論：滴加Cu（OH）2溶液的試管中產(chǎn)生了藍(lán)色絮狀沉淀，滴加HNO3酸化的AgNO3溶液試管中產(chǎn)生了白色沉淀，證明實(shí)驗(yàn)一中Cu2+、Cl-的確沒(méi)有結(jié)合。通過(guò)產(chǎn)生白色沉淀這一現(xiàn)象，推測(cè)Ba2+、SO42-參與了反應(yīng)，而Cu2+、Cl-并沒(méi)有結(jié)合。

上述過(guò)程中，教師從微觀上引導(dǎo)學(xué)生探究溶液中微粒的變化，關(guān)注溶液中微粒間的相互作用。基于微粒作用觀的教學(xué)方法，可以促進(jìn)學(xué)生的認(rèn)知從宏觀向微觀轉(zhuǎn)變。教師還要引導(dǎo)學(xué)生將實(shí)際參與或者生成的物質(zhì)用符號(hào)寫(xiě)出來(lái)，也就是用離子方程式表示。

四、教學(xué)效果

通過(guò)本節(jié)課的學(xué)習(xí)，學(xué)生掌握了探究實(shí)驗(yàn)的步驟，提高了實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力、操作能力、思考能力、觀察能力和實(shí)驗(yàn)探究能力。同時(shí)通過(guò)整合教材內(nèi)容，深層次挖掘探究實(shí)驗(yàn)，學(xué)生從“電離”的視角認(rèn)識(shí)“離子反應(yīng)”的實(shí)質(zhì)，構(gòu)建“離子反應(yīng)”的概念。學(xué)生從微觀角度“再認(rèn)識(shí)復(fù)分解反應(yīng)”，從“離子”的視角判斷是否有新的微粒生成，體會(huì)到從微觀粒子的角度認(rèn)識(shí)水溶液間離子的反應(yīng)更能反映其實(shí)質(zhì)性，從而發(fā)現(xiàn)原有的認(rèn)識(shí)方式具有一定的局限性，促進(jìn)了從微觀向宏觀認(rèn)知的轉(zhuǎn)變。教師依托于實(shí)驗(yàn)，并通過(guò)任務(wù)驅(qū)動(dòng)，培養(yǎng)了學(xué)生“宏觀辨識(shí)與微觀探析”的能力。

總之，教師通過(guò)對(duì)教材的優(yōu)化處理，層層深入，構(gòu)建出完整的框架，在課堂教學(xué)中培養(yǎng)了學(xué)生的化學(xué)素養(yǎng)，提高了學(xué)生的化學(xué)水平。但教師還應(yīng)不斷探索并嘗試行之有效的教學(xué)策略，以實(shí)現(xiàn)化學(xué)教學(xué)質(zhì)量的提高。

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