基于真實情境的主題式復習課教學實踐與反思

摘要：以“牙膏中的化學”為例，圍繞牙膏成分的定性檢驗和定量測定，設計分組實驗，組織學生進行實驗探究，設計問題串，引導學生進行深度學習。提出初中化學主題式復習的原則：融入真實情境，激發學習興趣;開展實驗探究，發展核心

素養;進行深度學習，培養高階思維。

關鍵詞：化學核心素養;真實情境;深度學習;主題式復習

文章編號：1008-0546（2022）05-0061-05中圖分類號：G632.41文獻標識碼： B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2022.05.014

真實、具體的情境是學生化學學科核心素養形成和發展的重要平臺，也為學生化學學科核心素養提供了真實的表現機會[1]。初中化學復習課的設計要指向培育學生的化學核心素養。主題式復習就是選擇以一種學生熟悉或感興趣的物質為研究對象，設計問題鏈進行有針對性的復習，打破知識模塊間的壁壘，將分散的知識重新建構與整合，建立以該化學物質為中心的網絡化知識體系，使知識立體化、思維系統化、方法程序化[2]。基于真實情境的主題式復習是當前備受學生青睞的復習課型之一。

一、教學理念與設計思路

化學源于生活，又服務于生活。學生學習了化學之后，能否從化學的視角來認識和研究物質是學生化學學科核心素養形成的重要表現。復習課要既滿足復習要求，又回應學生需要;既源于課內知識，又走入生活實際，這是復習課應有的價值追求[3]。復習課的教學不僅要喚醒學生“沉睡”的知識，還要引導學生構建知識結構，更要幫助學生提升知識應用的能力。實驗本身具有獨特的魅力，在化學復習課中引入化學實驗，特別是分組實驗，對于長期處于紙筆訓練的初三學生而言，無疑是“雪中送炭”。牙膏是日常生活中我們每天要用到的生活用品，學生對它既熟悉，又陌生。本節課主要通過牙膏水溶液的酸堿性和碳酸鈣的檢驗，幫助學生鞏固物質成分的定性檢驗方法;通過牙膏中碳酸鈣的定量研究，幫助學生掌握物質中成分定量測定的一般方法;通過牙膏的妙用，幫助學生樹立學以致用的觀念。本節課的教學流程如下圖1，讓學生在真實的情境中高效地融入課堂，在實驗中形成學科能力，在問題中形成高階思維。

二、課堂實錄

環節一：情境引入

【展示】教師向學生展示一條中華牙膏并提出問題，老師手上拿的是什么？

【學生】牙膏。

【問題】牙膏在生活中有什么作用啊？

【學生】牙膏可以用來刷牙。

【教師】牙膏不僅可以清潔我們的口腔，還可以清潔茶杯、金屬等表面的污垢，甚至可用來美容和醫用的效果。市場上的牙膏品牌繁多，但不同的牙膏其基本成分差不多。今天我們就用中華牙膏來研究牙膏中的化學。

設計意圖：通過牙膏創設真實情境，讓學生感知牙膏在生活中的妙用。創設的教學情境越真實，越容易發揮學生的主動性，學生主動建構的知識就越可靠，越容易解決真實情境中的問題，從而真正理解和掌握知識，進而促進學生高階思維能力的發展[4]。

環節二：初探牙膏

【問題】中華牙膏是否溶于水？其水溶液是酸性還是堿性？如何設計實驗方案進行驗證？

【學生】交流實驗的方案。

【教師】請同學們根據下面實驗步驟來探究中華牙膏水溶液的酸堿性，并將實驗的現象和結論填寫在表 1中。

【分組實驗】檢驗中華牙膏水溶液的酸堿性（見表 1）。

【學生】牙膏不能完全溶解，說明牙膏中含有難溶物，滴酚酞后液體變紅色，說明此牙膏水溶液呈堿性。此牙膏水溶液的pH大約為9。

【問題】用pH試紙測定溶液pH要注意什么？

【學生】pH試紙不能用水濕潤，也不能浸到溶液中檢測。

【交流討論】中華牙膏加水溶解后測得的pH是如何變化？為什么？

【學生】偏小。中華牙膏水溶液本來呈堿性，稀釋后pH偏小。

【追問】若用濕潤的pH試紙測某種溶液pH 時，測得的pH如何變化？

【學生】若待測液為酸性，則測得的pH偏大，若待測液為中性，則測得的pH不變，若待測液為堿性，則測得的pH偏小。

【教師】我們不難發現，溶液稀釋后的pH都向7靠攏。

設計意圖：溶液酸堿性的檢驗雖然是課本上的實驗，在復習課中作為分組實驗開展，既激發學生的興趣，又打破了部分學生認為牙膏的水溶液呈酸性的錯誤認識。問題是思辨的源泉，通過設問用濕潤pH試紙測得未知溶液的pH 變化，來培養學生的思辨能力。

環節三：再探牙膏

【教師】不同品牌的牙膏其基本成分相同。

【問題】如果某牙膏中的摩擦劑是CaCO3、Al（OH）3、 SiO2中的某一種，請問如何檢驗？請設計實驗方案。

【學生】取樣于試管中加入足量的稀鹽酸。

【教師】該牙膏的摩擦劑有3種可能，猜想1：摩擦劑是CaCO3;猜想2：摩擦劑是Al（OH）3;猜想3：摩擦劑是SiO2。

【交流討論】若在小燒杯擠入少量該牙膏，并加入足量的稀鹽酸，用玻璃棒充分攪拌。請根據實驗結論填寫表2。

【學生】若有氣泡冒出，固體完全溶解，則猜想1成立;若無氣泡冒出，固體完全溶解，則猜想2成立;若無氣泡冒出，固體不溶解，則猜想3成立。

【追問】某固體加鹽酸有氣泡冒出，固體一定含有碳酸鹽嗎？為什么？如何證明其中含有碳酸鹽？

【學生】不一定。能與鹽酸反應產生的氣體不一定是二氧化碳。還要檢驗生成的氣體，要將生成的氣體通入澄清石灰水中。

【教師】牙膏能與稀鹽酸產生二氧化碳，說明牙膏中含有碳酸鈣。下面請同學們進行分組實驗來探究中華牙膏中是否含有碳酸鈣。

【分組實驗】檢驗中華牙膏中是否含有碳酸鈣（見表3）。

【學生】加入稀鹽酸有氣泡冒出，澄清石灰水慢慢變渾濁，說明此牙膏中含有碳酸鈣。

【問題】如何證明長期放置的氫氧化鈉溶液中是否有碳酸鈉？

【學生】取樣加入稀鹽酸，看是否有氣泡冒出。

【追問】鹽酸的量是否有要求？為什么？

【學生】稀鹽酸要過量。因為鹽酸先要和氫氧化鈉反應，少量的鹽酸檢驗不出碳酸鈉。

【追問】是否還有其它的方法？

【學生】取樣加入適量的氯化鋇溶液，看是否有白色沉淀生成。

【教師】檢驗長期放置的氫氧化鈉溶液中是否有碳酸鈉，就是檢驗碳酸根離子，要防止氫氧根離子的干擾，通常方法有化氣法和沉淀法。

【問題】我們對物質進行檢驗的一般步驟是什么？

【師生總結】物質檢驗的一般步驟：提出假設?根據物質性質? 設計方案? 實驗探究? 觀察現象? 得出結論。

設計意圖：證據推理是化學重要的核心素養之一，通過牙膏中碳酸鈣的檢驗培養學生的基于證據的邏輯推理能力。同時在物質的檢驗中要防止某些雜質的干擾。

環節四：回探牙膏

【教師】前面我們研究物質的定性檢驗，如何對物質的成分進行定量測定呢？

【問題】化學興趣小組對牙膏樣品中碳酸鈣進行定量測定。已知該牙膏摩擦劑由 CaCO3、Al（OH）3組 成，其它成分遇鹽酸無氣體產生。實驗原理：取一定質量的牙膏與足量的稀鹽酸反應，測量生成的CO2的 體積或質量（已知該狀態下CO2的密度），再計算出碳酸鈣的質量。

方案一：甲同學設計了圖2所示的裝置，通過反應后右側注射器（注射器最大量程為20 mL）內收集到氣體的體積來進行計算。同學們觀看了他的設計后，都認為該方案中樣品的取用的量需要一定的控制，這是為什么？

【學生】樣品量不能過多，否則產生的氣體過多會超過注射器的量程。

【教師】控制樣品的用量，不僅要考慮藥品的過量問題，還要考慮藥品量不足，甚至藥品太少對實驗的影響。

【學生】樣品量也不能過少，產生的氣體太少，注射器測不出來。

【問題】化學興趣小組同學們討論后，一致認為注射器的摩擦會影響生成的CO2的完全收集。

方案二：乙同學設計了圖3所示的裝置，與甲同學的相比，僅僅在收集方法上不同。同學們觀看了他的設計后，都認為所測得CO2氣體的體積將會偏大還是偏小，你認為他們的理由是什么？你的改進方案是什么？廣口瓶內原有的空氣對實驗結果有沒有影響？

【學生】測得的氣體體積偏小，因為二氧化碳能與水反應和溶于水而消耗。改進的方案是在水面上加一層植物油，而上方的空氣對實驗沒有影響。

【問題】同學們討論后，一致認為把裝置改進后測得生成的CO2氣體體積會偏大，你認為他們的最主要理由是什么？

【學生】滴入的鹽酸有一定的體積，導致測定的氣體體積偏大。

【教師】測定氣體的體積要排除滴入液體對實驗結果的影響。

【問題】方案三：丙同學設計了圖4所示的裝置。同學們觀看后一致認丙同學的設計中最經典的是在分液漏斗和錐形瓶之間連接一根橡膠管，你認為橡膠管作用是什么？

【學生】橡膠管的作用是避免滴下的液體造成測得氣體體積偏大。

【教師】如果沒有這個橡皮管，鹽酸能否順利滴下呢？那么橡皮管還有什么作用？

【學生】這根橡皮管還能起到平衡氣壓，便于液體滴下的作用。

【教師】此橡皮管不僅起到平衡氣壓，便于液體滴下，還能消除滴下液體對氣體體積的影響。

【問題】如圖4裝置，如何檢查裝置的氣密性？

【學生】提高水準管，當液面靜止后，看兩側液面是否存在穩定的高度差，若液面有穩定高度差，則氣密性良好。

【問題】通常實驗前須估算藥品用量，如果實驗過程中，發現鹽酸的量不足，應中途加酸還是重新實驗？為什么？

【學生】應重新實驗，因為中途添加酸時，會造成氣體逸散，影響氣體體積的精確測量。

【問題】用圖4裝置測定氣體的體積讀數時，實驗中，如何移動水準管？

【學生】上移水準管，使兩側液面相平。

【教師】究竟是上移水準管，還是下移水準管呢？看老師現場操作一下（演示氣密性的檢查和氣體體積的讀數等操作）。

【學生】哦，應該是下移水準管，使兩側液面相平。

【問題】方案四：牙膏樣品中碳酸鈣的定量測定。利用圖5裝置進行實驗，充分反應后，測定C 中生成的 BaCO3沉淀質量，以確定碳酸鈣的質量分數。實驗過程中需持續緩緩通入空氣，其作用除充分攪拌反應物外，還有什么作用？

【學生】使生成的二氧化碳被完全吸收，避免影響測定結果。

【問題】若缺少裝置A，則實驗結果如何變化？裝 置D的作用是什么？若缺少裝置D，則實驗結果如何變化？

【學生】若缺少裝置A，則實驗結果偏大。裝置D 的作用是防止空氣中的二氧化碳與氫氧化鋇反應影響測定結果。若缺少裝置D，則實驗結果偏大。

【教師】此裝置是通過測定碳酸鋇質量來求二氧化碳的質量，所以實驗要防止影響二氧化碳的測定。由于裝置A是除去所通空氣中的二氧化碳，缺少裝置 A，則實驗結果偏大。而裝置D是防止空氣中的二氧化碳進入C 中，否則測得結果偏大。

【問題】能否通過直接稱量裝置 C在實驗前后的質量差來求碳酸鈣的質量分數？為什么？

【學生】不能。因為鹽酸有揮發性，C裝置會吸收從B中揮發出的HCl氣體導致C裝置增重。

【追問】若滴加鹽酸不宜過快，則測定結果如何？

【學生】滴加鹽酸過快會導致二氧化碳來不及吸收，使測定結果偏小。

【追問】若在A-B之間增添盛有濃硫酸的洗氣裝置，則測定結果如何？為什么？

【學生】測定結果不變，因為A-B之間增添盛有濃硫酸的洗氣裝置只能起到吸收進入 B裝置中的水蒸氣。

【教師】組合實驗中我們首先要明確實驗的目的，嘗試了解每一個裝置的作用，最終整個裝置是為了實現此實驗的目的。

【問題】實驗中準確稱取8.00 g樣品三份，進行三次測定，測得 BaCO3平均質量為3.94 g。則樣品中碳酸鈣的質量分數是多少？

【學生】（板演）設樣品中碳酸鈣的質量為X

【教師】根據碳元素守恒，我們可以建立BaCO3與 CaCO3的粒子個數比關系，求出CaCO3的質量，從而求出碳酸鈣的質量分數。

設計意圖：對于碳酸鈣的定量研究，從研究測定氣體的體積到研究氣體的質量或沉淀的質量，測定氣體體積的裝置的逐漸演變遵循學生的認知特點，體現化學學科嚴謹求實的思維。同時在課堂上教師現場演示部分組合裝置，增強學生對實驗功能的理解。問題的設計層層推進，促進學生反思，培養學生的高階思維能力。

環節五：反思總結

【教師】本節課以牙膏為研究對象，重點研究了牙膏成分的定性檢驗和定量測定。求混合物中某物質的質量，有哪些方法呢？

【學生】有兩種方法①直接法，直接設法稱量純凈物的質量。②間接法，即將轉化為其它可測量的物質進行測量。

【問題】可測量的物質通常轉化為測量什么？

【學生】轉化為測量氣體或沉淀。

【問題】測氣體有哪些方法？

【學生】可以測氣體的體積或質量。

【教師】化學不僅研究物質的性質，而且還要研究好物質的用途，才能更好地為我們生活服務。同學們，你們現在能知道牙膏為什么在生活中可以去污漬和消腫止痛呢？

【學生】牙膏中有摩擦劑可以起到去污漬的效果，牙膏呈堿性可以消腫止痛。

【教師寄語】生活無小事，處處有化學！愿同學們，珍惜當下，勤奮學習，熱愛生活，學好化學，用好化學，快樂生活！中考加油！

設計意圖：在反思中總結，在總結中反思。學習是為了自己將來更好地生活，引燃學生心中的一把火。

三、教學反思

1.融入真實情境，激發學習興趣

好奇是學生的天性，特別是與自身關系密切的事物，更能激發學生興趣。對學生來說，一個具有挑戰性的情境，更能激發學生的感性認識，調動學生學習本能、欲望、興趣，產生解決問題的驅動力，讓學生用探究的眼光、批判性思維和開放性視野，尋找解決問題的策略[5]。一節復習課，不能是知識點的簡單回顧和應用，而要將知識融入在真實的情境中，將技能融合在學生活動中，讓學生在真實情境中提升實驗綜合能力。情境的設置并不僅僅為了開頭引入，還要圍繞設置的情境進一步開展探究，層層深入，最好一境到底，實現“知識”“情境”的有機融合，在學習活動中學生實現“素養”的提升。“牙膏中的化學”主要圍繞牙膏的成分定性檢驗和定量測定的真實情境開展探究，一境到底，學生在真實情境活動中增強了學習的求知欲。

2.開展實驗探究，發展核心素養

從某種意義上來說，實驗探究的過程，是培養學生理性判斷思維、創新精神和實踐能力的過程，也是作為一種研究手段獲得證據，構建不同發展階段理論模型的過程[6]。復習課中如何提升學生的化學核心素養，要重視實驗的功能價值，對于一些在新授課中做過的實驗可以進行整合，帶到復習課的課堂上來，可以轉變為教師演示實驗、師生合作實驗，甚至是學生分組實驗。帶有實驗的課堂不僅僅氣氛活躍，更為重要的是學生基于證據推理的能力、科學精神等素養得到有效培養。“牙膏中的化學”不僅安排了牙膏水溶液酸堿性檢驗和碳酸鈣的定性檢驗這兩個分組實驗，還安排了用測定氣體體積的組合裝置（如圖4）來檢查裝置氣密性和正確讀取氣體體積的教師演示實驗，讓學生真正看到這些復雜實驗裝置及操作，而不是“紙上談兵”。

3.進行深度學習，培養高階思維

深度學習將學生置于真實的情境中，建立情境、問題（任務）與學生活動三位一體的教學關系，基于真實情境產生需要解決的問題，通過探究問題解決的學習活動，建立新知與舊知的邏輯關系，培養學生的高階思維能力[7]。學生問題的解決，不是老師簡單的告知，而是學生通過課堂上有梯度的問題串的解決，重構知識體系，通過分析、評價和創造，實現高階思維能力的提升。學生對具有一定挑戰性的問題的思辨過程就是深度學習，王國崢提出復習課的課堂要提倡“3論”（討論、爭論、辯論）的學習方式[8]，學生在深度學習的過程中能逐步形成高階思維能力。

參考文獻

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[7]楊玉琴，倪娟.深度學習：指向核心素養的教學變革[J].當代教育科學，2017（8）：43-47.

[8]王國崢.促進學生高階思維發展的化學復習課實驗設計的研究[J].化學教育，2016，37（5）：32-36.