基于 PCK 理論下的初中化學教學設計

徐萍

【摘要】學科教學知識（簡稱PCK）是教師在教學活動中形成的教學實踐經驗。傳統的教學設計往往過分強調學科知識，從而忽視學生的能力培養。基于PCK理論，我們將教師所掌握的知識經驗與實驗探究相結合，創設問題情境，培養學生的創新意識和實踐能力。本文以《幾種常見的鹽》為例，談談PCK理論對于在初中化學教學過程中的實際應用。

【關鍵詞】PCK? 初中化學? 教學設計? 幾種常見的鹽

【中圖分類號】G633.8 ? 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2022）03-0148-03

1.問題的提出

PCK最早是由舒爾曼教授提出來的重要概念，簡言之，就是教師將自己所掌握的學科知識轉化成學生易于理解的形式的知識。[1]目前大多數的教師采取灌輸式教學，照本宣科，缺乏對于知識的理解與運用、科學的態度和方法、創新思維和實踐能力的培養等。[2]作為一名新時代的人民教師，我們應該從學生的立場出發，將PCK的理論運用于課堂教學之中，讓學生掌握理論知識，形成科學探究的一般思路、方法，培養創新意識和實踐能力，實現真正的育人價值。[3]

基于PCK 理論的教學設計是以素養、知識、興趣、策略和評價為導向的學科教學設計，利用學生已有的知識經驗，依據一定的學科主題，選擇最恰當的教學策略與評價方式，促進學生的全面發展。[4]根據《初中化學課程標準》，針對各個主題獨有的特點，結合PCK的教學內容，提出了“1+5”的教學模式，即1個學科主題、5條PCK主線的教學設計模式。[5]我們基于PCK的理論，通過不斷思考、歸納與總結，以滬教版九年級下冊第七章第三節《幾種常見的鹽》為學科主題，展開實踐研究。

2.基于PCK的《幾種常見的鹽》的教學設計

2.1 教學內容與學情分析

教學內容：《幾種常見的鹽》選自滬教版化學九下的第七章第三節，本節課主要涉及氯化鈉（NaCl）、碳酸鈉（Na2CO3）、碳酸氫鈉（NaHCO3）、碳酸鈣（CaCO3）這四種常見鹽。繼認識鹽的組成及特點，并學習了鹽的相關知識后，對酸堿鹽知識網絡進行補充和提升。由于本節課的內容與生產生活緊密相關，我們從學生身邊熟悉的事物出發，充分結合實驗探究的一般思路、方法，引導學生不斷思考，培養學生的觀察能力。

學情分析：學生最早認識的鹽是食鹽，在學習鹽的分類后，了解了鹽的組成及特點，并學習了鹽的相關性質。學生不了解這四種常見鹽的性質及其在生產生活中的重要作用。在學習中學生可能遇到的困難是碳酸鈉與碳酸氫鈉性質的實驗探究。

2.2 教學目標與評價目標

教學目標：了解四種常見鹽的性質及其在生產生活中的應用，從而掌握相關的理論知識;通過實驗探究的方法，鍛煉學生的實驗技能，培養學生的創新思維和實踐能力;通過查閱侯德榜的相關資料，培養學生自主學習和獲取信息的能力。

評價目標：通過對Na2CO3、NaHCO3實驗探究的方法，診斷學生科學探究的思路、方法;通過學生觀看誤用假鹽（亞硝酸鈉）導致中毒事件的視頻、查閱侯德榜的相關資料等，診斷學生獲取信息、加工和表達信息的能力;通過對碳酸根離子的檢驗實驗探究，診斷學生知識運用能力、分析概括能力和整理歸納的能力;通過紙筆測驗，診斷學生掌握本節課相關知識、技能與方法的程度。

2.3 教學設計思路

課的教學內容緊扣PCK的理論，設計了“1+5”的教學模式，基于《幾種常見的鹽》為學科主題，設計了5條主線，具體內容如下：

素養線：以科學探究與創新意識為素養線、為主旨，從生產生活出發，創設問題情境，發揮學生的主觀能動性，發展科學探究的能力，培養學生的創新思維。通過進一步引導學生認識這四種常見的鹽在生產生活中的應用，從而培養學生熱愛化學、熱愛生活的情感。

知識線：課程知識的內容為NaCl性質及其應用、Na2CO3性質及其應用、NaHCO3性質及其應用、CaCO3性質及其應用、掌握CaCO3、CaO、Ca（OH）2三種物質的檢驗轉化方法及CO32-的檢驗。學生已有的基礎知識是知道了鹽的組成特點、溶解性及化學性質，已會的基本技能是較簡單地設計和完成相應的化學實驗。

興趣線：生活實例分別為燒菜用食鹽調味、蒸饅頭用小蘇打發酵、洗碗用純堿去油污、喝茶會遇見水垢。學生活動有查閱關于我國著名化學家侯德榜的相關資料、Na2CO3和NaHCO3性質的探究、CO32-的檢驗等。通過思維導圖、PPT展示等方式展示這四種常見的鹽在生活中的應用，如NaCl用于配制生理鹽水、小麥選種、作調味品等。

策略線：整個教學環節的設計以實驗探究策略為主，以問題驅動、合作學習、類比推理策略等為輔。在教學設計的過程中，我們需要把驗證與模仿性的實驗改為命題與探索性的實驗，培養學生的交流與合作能力，培養學生的邏輯思維能力，培養學生樂于探究的精神，提高學習效率。[6]

評價線：活動表現評價：通過探究Na2CO3和NaHCO3性質、CO32-的檢驗等，診斷學生合作與交流的意識、實驗技能的掌握情況，并及時做出相應的調整。紙筆測驗：通過實際數據診斷學生描述與解釋化學現象的能力，知識的掌握程度，以及運用所學知識進行分析、判斷的能力。

2.4教學過程

【情境導入】我們說中國的美食文化博大精深，想要做好一頓色香味俱全的飯菜，是十分不容易的，今天我們就來揭秘一頓飯中的化學。

【展示】我們在燒菜時用食鹽調味、蒸饅頭用小蘇打發酵、洗碗用純堿去油污、喝茶會遇見水垢。

【教師】在這里，我們用到了哪些鹽？請你介紹一下它們的化學式。

【學生】燒菜用的食鹽是NaCl、蒸饅頭用的小蘇打是NaHCO3、洗碗用的純堿是Na2CO3、喝茶遇見的水垢是CaCO3。

【教師】通過課前的自主預習，請你們通過思維導圖、PPT展示等方式介紹它們的用途。

【學生】食鹽的用途：在醫療上可以配制生理鹽水;農業上可以用10%～16%的食鹽溶液來選種;食品上可以作防腐劑（用食鹽腌制蔬菜、魚、肉、蛋等）、作調味品;工業上是重要的化工原料，生產氯氣、燒堿;交通上在路面撒鹽來使冰雪融化。純堿的用途：生產玻璃、造紙、紡織、生產洗滌劑等;碳酸氫鈉的用途：制作發酵粉、泡沫滅火器、治療胃酸過多等;碳酸鈣的用途：制作建筑材料、煉鐵、制作補鈣劑等。

【播放視頻】我們燒菜用食鹽調味，但是我國曾多次發生誤用假鹽（亞硝酸鈉）導致中毒事件。通過這段視頻，你知道哪些信息？

【學生】誤用的假鹽是指亞硝酸鈉（NaNO2），容易致癌……

【教師】在蒸饅頭的過程中用小蘇打去發酵，洗碗過程中用純堿去油污，由于純堿（Na2CO3）與小蘇打（NaHCO3）的化學式很相似，我們通過已學的知識和技能，以及我們手上的實驗儀器和藥品，你能設計哪些實驗探究它們的物理性質與化學性質？

【學生活動】

活動1：一支試管中加入2g Na2CO3與5mL H2O，另一支試管中加入2g NaHCO3與5mL H2O，同時振蕩，仔細觀察實驗現象。

交流與討論1：當加入的水一樣時，剩余較多固體的是碳酸氫鈉，當固體剛好溶解時，碳酸鈉所需的水更少。

結論1：Na2CO3比NaHCO3的溶解度大。

活動2：分別取Na2CO3、NaHCO3的飽和溶液，測它們的pH值;或者取樣，分別滴加無色酚酞，觀察實驗現象。

交流與討論2：Na2CO3和NaHCO3飽和溶液的pH值分別約為12、8;滴加酚酞后紅色更深的是Na2CO3。

結論2：Na2CO3比NaHCO3的堿性強。

活動3：兩支試管中分別加入1g Na2CO3與NaHCO3固體，加熱，若產生氣體，將產生的氣體通入澄清石灰水中，觀察實驗現象。

交流與討論3：NaHCO3：觀察到澄清石灰水變渾濁;Na2CO3：無明顯現象。

結論3：Na2CO3比NaHCO3的穩定性強。

活動4：取兩支試管，一支試管中加入2mL Na2CO3的飽和溶液，并且滴加0.5mol/L的HCl;另一支試管中加入2mL NaHCO3的飽和溶液，并且滴加0.5mol/L的HCl，同時振蕩，觀察實驗現象。

交流與討論4：NaHCO3：反應劇烈，立即有大量氣泡產生;Na2CO3：剛開始無明顯現象，一段時間后產生大量氣泡。

結論4：Na2CO3與NaHCO3都能與HCl反應，根據實驗現象和化學方程式可知，Na2CO3與HCl反應時，可以看成兩步，一份Na2CO3與一份的HCl反應先生成一份的NaHCO3，接著再與一份的HCl反應。

活動5：一支試管中加入2mL Na2CO3溶液，并且滴加CaCl2溶液;另一個試管中加入2mL Na2CO3溶液，并且滴加Ca（OH）2溶液，同時振蕩，觀察實驗現象。

交流與討論5：都有白色沉淀生成。

結論5：Na2CO3能與CaCl2和Ca（OH）2反應。

【教師】請同學們打開書本P54，閱讀《拓展視野》，你能得出哪些信息？

【學生】20世紀20年代，我國著名的化學家侯德榜先生……

【教師】飯菜做得太美味了，一不小心吃多了，有些人就會喝點茶消食，剛準備打開水壺，就發現水壺里有白色的物質，這就是碳酸鈣。最后，讓我們了解一下碳酸鈣的物理、化學性質。

【演示實驗】第一步：取兩塊大理石（一個常溫、一個在酒精噴燈下灼燒），看其是否容易被捏碎或敲碎;第二步：將灼燒后的大理石放入冷水中，仔細觀察實驗現象;第三步：在冷水中靜置后，取上層清液分別加入兩支試管中，其中一支加入2滴酚酞試液并振蕩，向另一支試管中吹氣，仔細觀察實驗現象。

【學生】第一步：大理石本身不易被捏碎或敲碎，但煅燒后的大理石易捏碎或敲碎;第二步：出現白色粉末;第三步：滴入酚酞試液的試管中溶液由無色變為紅色，另一支試管中吹氣后溶液變渾濁。

【教師】上述實驗說明了石灰石、生石灰與熟石灰的性質及其相互轉化方式，請小組交流討論，畫出它們之間的關系，比一比哪一個小組畫得又快又好。

【學生】展示成果。

【教師】從我們今天學到的化學反應中，我們發現HCl能和哪些物質反應？

【學生】NaHCO3、Na2CO3、CaCO3都能和鹽酸反應。

【教師】從化學式看它們的組成都有相同的什么？

【學生】都含有碳酸根離子。

【教師】我們如何檢驗CO32-，需要的試劑和檢驗方法分別是什么？

試劑：稀鹽酸，澄清石灰水;步驟：取樣，滴加稀鹽酸，若有氣泡產生，將產生的氣體通入澄清石灰水中，澄清石灰水變渾濁，則證明是CO32-離子。

【教師】經過這一節課的學習，同學們學到了什么，可以是知識點，也可以是想法和感受……

【學生】學生討論，總結收獲。

3.教學設計特色

基于PCK的理論設計了“1+5”的教學模式，落實素養線、知識線、興趣線、策略線和評價線這5條主線，整個教學環節的設計策略以實驗探究為主，以問題驅動、合作學習、類比推理等為輔，并且采取多樣化的評價方式，從學生熟悉的生產生活出發，讓學生不僅掌握學科知識，還能發展他們的創新意識和實踐能力，使不同層次的學生分別得到收獲和發展。

通過燒菜用食鹽調味、蒸饅頭用小蘇打發酵、洗碗用純堿去油污、喝茶會遇見水垢的生活實例，調動學生學習的積極性;通過課前的自主預習、思維導圖的展示，培養學生的自主學習能力;通過觀看誤用假鹽（亞硝酸鈉）導致中毒事件的視頻、查閱侯德榜的相關資料，培養獲取信息、加工和表達信息的能力;通過對Na2CO3、NaHCO3實驗探究的方法，培養學生科學探究的一般思路、方法;通過對碳酸根離子的檢驗實驗探究，培養學生知識運用、分析概括能力和整理歸納的能力等。

參考文獻：

[1]劉思敏.學科教學知識（PCK）的研究綜述[J].文教資料，2013（34）：155-156.

[2]李梅.淺談初中化學教材對提升學生核心素養的重要性[J].學周刊，2019（26）：120-122.

[3]李偉勝.學科教學知識（PCK）的核心內涵辨析[J].西南大學學報：社會科學版，2012，38（1）：26-31.

[4]柯芳，林雨虹，楊水金.基于化學學科核心素養的PCK教學設計——以“構成物質的基本微粒”為例[J].湖北師范大學學報（自然科學版），2021（2）：113-118.

[5]廖梁.主題式學科教學知識的不同教學取向及其成因——以化學學科為例[J].課程·教材·教法，2014，34（7）：72-77.

[6]司克娟.初中化學課堂創造教育初探[J].學周刊，2019（27）：32.