沈倩



摘要:基于酸堿鹽知識網絡的復雜性,創造性地利用生活中常見的干燥劑作為探究主線,在探究的過程中,通過回憶知識點設計方案完成實驗探究,總結酸堿鹽之間的關系,完善酸堿鹽的知識網絡圖,同時將定性和定量探究相結合,讓學生進一步完善自我的科學探究意識,發展學生的化學學科核心素養。最后對酸堿鹽知識進行遷移運用,升華主題。
關鍵詞:透析生活;實驗探究;干燥劑;構建知識;遷移運用
文章編號:1008-0546(2019)10-0054-04 中圖分類號:G632.41 文獻標識碼:B
doi:10.3969/j.issn.1008-0546.2019.10.014
一、問題的提出
酸堿鹽的知識點多而復雜,知識點之間聯系緊密,在生活以及生產中應用廣泛。因此也成為中考化學考查的重點以及難點。一部分學生遇到有關酸堿鹽的題目時,由于對知識點掌握得不牢固,對物質性質不熟悉,對化學反應的發生以及各個物質之間的區別和聯系不明確,導致學生遇到酸堿鹽的題目時就開始退縮,沒有有效的解題方法,沒有清晰的解題思路,沒有熟悉的知識網絡,對酸堿鹽的題目很難下手。當前大多數的酸堿鹽復習課主要是知識梳理一方法歸納一遷移運用一題海演練的形式,這樣的復習課容量大、時間緊湊,學生沒有足夠的思考時間,課堂缺少生機和樂趣,不能激發學生學習的主動性與積極性,復習效果也差強人意。
“興趣是最好的老師”,筆者認為酸堿鹽的知識之所以成為難點,主要是因為知識點多,單純的知識點枯燥乏味,學生沒有建立起知識之間的聯系,所以酸堿鹽的復習課可以從學生熟悉的情境出發,如:讓學生了解生活中常見的干燥劑——硅膠干燥劑、鐵粉干燥劑以及生石灰干燥劑,引發學生關注,激發學生們的學習興趣,在了解這三類干燥劑的干燥原理的同時,通過對鐵粉干燥劑以及生石灰干燥劑成分的探究,利用已學酸堿鹽的知識解決探究過程中的問題,使學生建立起酸堿鹽的知識網絡結構,再通過知識的梳理和應用,進一步鞏固和完善已有的知識網絡體系,這樣的復習效果會更好。另外,實驗探究題作為中考必考題,要求學生學會分析、大膽猜想、合理驗證、全面思考、清晰表達,這就要求教師在平時的課堂教學中要滲透探究性教學,培養學生良好的思維習慣,提升學生化學學科核心素養,形成科學的探究意識和探究理念以及掌握科學的探究方法。
二、設計框架思路
如圖1所示。
三、教學過程
1.透析生活,發現真理
【提出問題】介紹常見干燥劑的種類、應用領域,簡要介紹硅膠的原理是因其具有的眾多細孔吸附空氣中的水分,從而達到除濕干燥的目的。另外兩種干燥劑的干燥原理是什么?屬于什么變化?
【學生解答】鐵粉干燥劑是利用鐵與空氣中水、氧氣共同作用而生銹達到干燥目的,而生石灰干燥劑是利用氧化鈣與水反應的原理,都有新的物質生成,屬于化學變化。
設計意圖:化學并不是簡單知識的結合體,而是日常的生活和生產原理的體現,讓化學的課堂從生活出發,讓學生意識到原來生活中的種種有趣的現象均與化學息息相關,激發學生學習化學的興趣,讓課堂真正成為有活力的課堂。
2.成分探究,揭示真理
【提出問題】活動探究一:現有一包食品袋中取出的干燥劑(主要成分是鐵粉,其他成分不溶于水也不與酸反應),現對它的成分進行探究。它的成分有哪些?
【學生解析】首先對其成分進行猜想,有三種情況:未變質,部分變質,全部變質,成分分別為鐵粉、氧化鐵以及鐵和氧化鐵的混合物。
【小組討論】如何對你的猜想進行驗證?
【組員發言】學生1:可以利用磁鐵來吸引固體,若能被吸引則說明有鐵粉。
【教師反問】是不是具有磁性的一定是鐵粉?回憶我們之前學過還有哪一種物質也具有磁性?
【學生回答】學生2:還有四氧化三鐵也具有磁性,可以用磁鐵將鐵粉分離出來,再向分離出的固體中加入稀鹽酸,若有氣泡產生則可說明成分中有鐵粉。
【提出問題】如何證明剩下的固體中是否含有氧化鐵呢?
【學生回答】學生3:可以向該粉末中加入稀鹽酸若粉末逐漸溶解,并且溶液由無色變成黃色,則說明該固體中含有氧化鐵。
【實驗探究】向分離后的兩種固體中加入稀鹽酸,觀察實驗現象。
【學生總結】根據實驗現象分析得出:該固體粉末是鐵和氧化鐵的混合物。
【總結過渡】在鐵粉變質的探究實驗中,涉及到了哪些化學方程式?請寫出來。
設計意圖:通過對鐵粉干燥劑的成分的提問,引發學生思考,并進一步激發學生的探究欲望,同時教師利用學生的這種探究欲望,提出問題,引導學生對已學知識點進行回憶,利用已學知識解決實際問題。學生在探究過程中很容易出現思維局限的問題,此時教師適時引導,讓學生能夠選擇正確的探究方向,掌握正確的探究方法。
【提出問題】活動探究二:一包久置的生石灰(CaO)干燥劑是否變質,成分是什么?首先,大家說說看,生石灰變質會發生哪些反應?
【學生匯報】氧化鈣與水反應生成氫氧化鈣,氫氧化鈣再與空氣中的二氧化碳反應生成碳酸鈣和水。
【引導討論】對其成分進行猜想,有三種情況:未變質,部分變質,全部變質,成分分別是什么?
【組員發言】變質的情況分為以下三種:
設計意圖:生石灰干燥劑的變質成分偏多,難度較大,通過幫助學生進行變質情況的分類,并進行組內合作討論,學生們能夠列舉出所有的變質可能,這樣的引導分析讓學生能夠更深一步地思考、分析、討論,掌握物質成分探究的思維方式。
【追問學生】如何驗證猜想呢?我們可以先檢驗哪種物質?
【學生回答】生4:取部分該干燥劑于試管中,加水后看有無放熱現象,若有,則說明有生石灰。
生5:向固體粉末中滴加足量稀鹽酸,有氣泡出現,說明這包干燥劑中有碳酸鈣。
【討論交流】為什么要加入“足量”的鹽酸?
【學生匯報】若成分中同時存在氫氧化鈣和碳酸鈣,鹽酸會先與氫氧化鈣反應,少量的鹽酸無法證明碳酸鈣的存在。
【實驗探究】取固體粉末少許,分別加入兩支試管中,一支試管中加入水,另一支試管中加入足量稀鹽酸。觀察實驗現象。
【學生總結】該固體粉末中無氧化鈣,有碳酸鈣。
【提出問題】如何證明固體中有無氫氧化鈣?你有哪些方案?
【各抒己見】生6:取干燥劑固體于燒杯中,加水溶解,靜置后取上層清液于試管中,通入二氧化碳,若變渾濁,則表明有氫氧化鈣。
生7:也可以取上層清液,加酚酞,若變紅則含有氫氧化鈣。
生8:也可在上層清液中加CuCIz溶液,若能產生藍色絮狀沉淀則含有氫氧化鈣。
生9:加入碳酸鈉,氯化鐵也可以。
【教師小結】也就是利用氫氧化鈣的化學性質,來檢驗氫氧化鈣的存在。
【實驗探究】每個小組選擇一個實驗方案,將相應的試劑加入至上層清液中,觀察實驗現象。
【學生總結】該固體粉末是碳酸鈣和氫氧化鈣的混合物。
設計意圖:通過對物質化學性質的回憶,讓學生設計實驗方案,構建實驗思維模型,形成嚴謹的科學態度,讓學生在實踐中訓練科學的思維方法。驗證粉末中是否含有氫氧化鈣,就是讓學生對堿的化學性質進行回憶,利用氫氧化鈣的化學性質進行實驗方案的設計,讓學生學以致用,再通過實驗探究進一步加深對堿的化學性質的理解和應用。
【提出問題】活動探究三:若有一份干燥劑粉末,變質后的成分有氧化鈣、碳酸鈣、氫氧化鈣,你如何設計實驗證明氫氧化鈣的存在呢?
【資料支持】①碳酸鈣在900℃左右分解產生氧化鈣和二氧化碳;②氫氧化鈣500℃以上失去結合水成為氧化鈣。
【稍作提示】有氧化鈣存在時,用定性的方法好像沒有辦法檢驗氫氧化鈣,當定性的方法行不通的時候,我們是不是可以選擇定量的方法呢?
【討論分析】取樣,用天平稱量固體的質量記為m1,將固體加熱至500~C以上(小于900℃)至固體的質量不再發生變化,稱量質量為m2,若m1=m2,則固體中無氫氧化鈣,若m1>m2,則固體中含有氫氧化鈣固體。
【追問學生】若稱量得出固體的質量m1>m2,問如何計算出混合物中氫氧化鈣的質量?
【學生展示】投影學生運算答案(如圖2):
【總結過渡】在生石灰變質的實驗探究中,涉及到了哪些化學方程式?請寫出來。
設計意圖:通過這樣的形式讓學生知道,實驗探究驗證可以從兩個方面入手:一個是定量的方法,一個是定性的方法,若定性的方法行不通,可從定量的方面考慮,定量的探究不僅可以知道物質的成分也能知道各物質成分的質量,培養學生縝密的探究思維和方法。
3.構建知識,運用真理
【提出問題】通過以上探究實驗以及寫出的化學方程式,能否總結出各個物質類別之間的關系并連線?
【小組討論】學生總結物質類別之間的關系(如圖3):
【知識運用】三位“探險隊員”走進了化學迷宮(如圖4),請你運用總結的知識網絡圖幫助它們避開危險走出迷宮,并在表格中寫出正確的路線圖。
【學生總結】三位探險隊員的路線圖為:HCI:3-4-8:NaOH:1-5-7;NazCO3:1-5-8。
設計意圖:讓學生通過以上的探究和總結,構建酸堿鹽之間的知識網絡圖,形成知識網絡體系并進行應用,讓學習真正地成為深度學習和有效率的學習。
4.整合資源,深化真理
【觀看視頻】視頻1:9歲的小學生因誤用生石灰干燥劑導致爆炸并失明。
視頻2:干燥劑的十二大妙用讓生活變得更加便利。
【課堂小結】學完本節課,你有什么感想?
生10:干燥劑是生活中常見的物質,但是卻能挖掘出這么多的化學知識,我們要有一雙善于發現的眼睛去發現生活中的化學知識,利用恰當的方法探究知識發現更多的真理。
生11:學習完本節課,對酸堿鹽的知識又有了進一步的理解與認識,在日后的學習中,我會更加注意知識點之間的聯系,學會總結與歸納。
設計意圖:讓學生構建知識體系的同時,對學生進行情感態度與價值觀的教育。讓化學從生活中來,再回到生活中去。
四、教學反思
筆者認為一堂酸堿鹽的復習課不能僅僅以對知識點的重復和再現為主,而是要通過探究讓學生主動構建酸堿鹽的知識結構體系,并且要學會思考,培養良好的思維習慣,在課堂中滲透知識結構體系的應用。本堂課以生活中常見的干燥劑為切入點,讓學生認識干燥劑的種類及其干燥原理,通過對干燥劑成分進行探究、設計實驗、進行驗證、分析總結、實踐應用、評價反思,讓學生在建構知識的同時掌握物質成分探究的方法和規律。
1.準確定位學生的學習狀態,充分發揮學生的主體性
平時應該多花時間對學生的學習能力、學習水平以及學習狀態進行調查、分析、反思和研究,并且需要針對學生的真實學情來開展真正適合學生的課堂教學。一堂沒有充分學情分析而上出來的課,沒有課堂的生機與活力,沒有發揮學生的主體性,同時也是違背教學規律的。由于學生們對酸堿鹽的知識掌握得不透徹,應用知識點的能力不強,因此本節課的設計思路是選擇從生活中的化學導入,引發學生的關注,激發學生學習化學的主動性和積極性,培養學生科學的思維方法,并且在學習和探究的過程中幫助學生梳理知識點,引導學生掌握正確的分析方法和解題方法。
2.合理設置探究問題,注重學生的思考、探究與合作
化學學科的核心素養提出后,也對教師提出了新的高要求,在課堂教學中,教師應注重培養學生科學的思維方法,發展學生的學科核心素養,例如在講解生石灰變質時,教師的講解和引導應該要啟發學生的思維,并促進學生思維發散,將復雜的問題簡單化,克服學生認知上的不足。通過步步引導、層層推進、步步落實,讓學生真切地感受到實驗探究的趣味性,同時也引導學生去發現知識之間的聯系。
3.注重知識點之間的聯系,幫助學生構建知識網絡體系
著名心理學家維果斯基的“最近發展區”理論中提到了學生的發展有兩種水平,一種是現有水平,另一種是發展水平,兩者之間的差異就是最近發展區,真正有意義的教學要著眼于學生的最近發展區。我相信我們的復習課也是一樣,通過復習能夠讓學生在原有水平上有所提升,對知識的理解與運用上升到一個新的層次,這才是有意義的復習課。教師應該讓枯燥乏味的知識形成一個體系呈現給學生,并且在熟悉的情境中應用這個知識體系,這樣才能讓學生能夠構建出自己的知識網絡體系。
4.提升教師自身素養,提高教育教學水平
教學要有創造性,教師必須拓寬自己的視野,不能永遠停留在同一高度。平時應該加強先進教育教學理論的學習,利用教育教學理論去指導教學實踐;注意提升自己的業務水平,加強自身的教育素養;堅持訓練教學基本功以及掌握現代化的教學手段,來豐富課堂教學實踐,促進教學水平的不斷提升。