基于UbD理論的初中化學復習教學設計

柳翔

《義務教育化學課程標準（2022年版）》明確指出：“化學是一門以實驗為基礎的學科，實驗是學習化學的重要手段。通過實驗探究可以幫助學生獲取化學知識，激發化學學習興趣，培養科學素養。”因此，本教學設計以“有反應無明顯現象的實驗探究”為例，基于UbD（“追求理解的教學設計”）理論進行設計，旨在落實化學學科核心素養的培養，促進學生的全面發展。本教學設計將遵循《義務教育化學課程標準（2022年版）》所提出的課程理念，以“科學探究與創新意識”核心素養為目標，通過實驗探究有反應無明顯現象的化學反應，培養學生的實驗設計和實驗操作能力。同時，本教學設計還將注重學生的實際需求和認知特點，從學生的已有經驗出發，引導學生通過觀察、思考和總結形成對化學反應的深入理解。

一、教學背景

“有反應無明顯現象的化學反應”是初中化學復習課中一種挑戰性的實驗主題。本文著眼于那些化學反應并不通過明顯變化表現的物質，學生往往難以通過觀察實驗現象來判斷這些化學反應。實驗引導學生思考如何設計實驗，從“無明顯現象”到“呈現出可觀察變化”，意在教導學生從理解化學反應的本質、探究反應物和生成物的性質等方面入手。本次復習主要以二氧化碳與氫氧化鈉的反應為例，基于UbD理念，鼓勵學生進行小組討論并設計簡單的化學實驗方案，培養學生設計實驗的能力，讓學生積極參與實驗、觀察、思考，并最終收集數據以得出結論。

二、教學目標

1.學生更加深入地理解有反應無明顯現象的化學反應的本質和規律。

2.學生掌握“沒有明顯現象的化學反應”相關題目的解題方法和思路。

3.通過小組合作，學生設計并完成有反應無明顯現象的實驗，提高實驗設計和實驗操作能力。

4.學生形成對化學反應的深入理解，培養科學素養和創新意識。

三、教學過程

（一）導入新課

師：同學們，我們之前學過二氧化碳與氫氧化鈉反應的知識，這個反應會生成什么呢？

生1：二氧化碳與氫氧化鈉反應生成碳酸鈉和水。

師：很好，那么這個反應有沒有什么明顯的現象呢？

生2：沒有，我們無法通過觀察來判斷這個反應是否發生了。

（設計意圖：通過問題導入，引導學生回憶所學過的化學反應和實驗操作，激發學生對“有反應無明顯現象的實驗探究”的興趣。）

（二）復習碳酸鈉的化學性質

通過PPT展示和講解，引導學生復習碳酸鈉的化學性質，為后續的實驗探究打下基礎。首先，教師可以展示碳酸鈉的化學式——Na2CO3，并講解其組成的元素和化學結構。接著，教師介紹碳酸鈉的一些重要化學性質：（1）堿性——碳酸鈉可以與鹽酸反應生成氯化鈉、水和二氧化碳；（2）熱穩定性——碳酸鈉在高溫下不易分解等。通過這些講解和展示，教師可以幫助學生回憶和理解碳酸鈉的化學性質，為其后續的實驗探究打下基礎。例如，學生可以利用碳酸鈉的堿性來鑒別溶液中的酸堿性，以此來探究二氧化碳與氫氧化鈉的反應等。

（設計意圖：作為UbD理念的一部分，復習碳酸鈉的化學性質旨在幫助學生回顧和理解這一重要化學物質的性質，為后續實驗探究提供必要的知識基礎。同時，教師也可以鼓勵學生思考如何利用所學的化學性質進行實驗設計和操作，進一步培養他們的實驗能力和科學素養。）

（三）實驗方案設計

通過小組討論和教師指導，讓學生根據所學知識設計有反應無明顯現象的實驗方案，并匯報方案的設計思路和可行性。首先，教師可以讓學生以小組形式進行討論。在討論過程中，學生可以借助之前復習的化學反應的實驗方案設計等知識，共同思考如何設計一個有反應無明顯現象的實驗。教師可以在各個小組之間巡回指導，了解學生的討論情況，并適時給予反饋和建議。在小組討論的基礎上，教師可以讓每個小組匯報他們的實驗方案，匯報內容包括實驗目的、使用的試劑和器材、實驗步驟、預期結果以及設計思路等。

在這個過程中，教師可以讓其他小組的學生進行提問或提出補充建議，從而促進學生之間的互動和交流。

（設計意圖：實驗方案設計旨在鼓勵學生運用所學知識創新思考，并合作設計出無明顯現象的化學反應的實驗方案。在這個過程中，教師可以提供必要的指導和幫助，引導學生將理論知識轉化為實際操作技能。）

（四）實驗操作與觀察

教師按照實驗方案設計將學生分為兩組，兩個小組進行以下兩種實驗。

實驗一：借助酸堿指示劑判斷反應發生。

實驗步驟：

1.在實驗室中準備好碳酸鈉溶液、鹽酸溶液和酸堿指示劑（如酚酞指示劑）。

2.將適量的碳酸鈉溶液倒入一個燒杯中，再滴入幾滴酚酞指示劑。此時，燒杯中的溶液呈紅色，表示碳酸鈉溶液呈堿性。

3.另取一個燒杯，倒入適量的鹽酸溶液。此時，燒杯中的溶液呈酸性。

4.將步驟2中滴有酚酞指示劑的碳酸鈉溶液慢慢滴入步驟3中的鹽酸溶液中，觀察現象并記錄數據。

5.在實驗結束后，可以發現燒杯中的溶液由紅色變為無色，說明碳酸鈉與鹽酸發生了化學反應，溶液酸堿度發生了變化，從而驗證了無明顯現象的化學反應發生。

實驗二：借助氣球判斷二氧化碳是否被氫氧化鈉溶液吸收。

實驗步驟：

1.在實驗室中準備好碳酸鈉溶液、氫氧化鈉溶液、氣球和漏斗等器材。

2.將適量的碳酸鈉溶液倒入一個燒杯中，再倒入適量的鹽酸溶液。此時，燒杯中的溶液會發生反應，產生大量的氣泡。

3.將氣球套在漏斗上，并將漏斗插入燒杯中，等待一段時間后，可以發現氣球逐漸膨脹起來，說明燒杯中的反應產生了二氧化碳氣體，并且被氣球收集。

4.將收集的二氧化碳氣體捏住，快速轉移至裝有氫氧化鈉溶液的燒杯中。

5.隨著時間推移，可以發現氣球緩慢變小。

這個實驗可以證明二氧化碳氣體被氫氧化鈉溶液所吸收，因為如果二氧化碳未被吸收，氣球就不會變小。在學生進行實驗操作的過程中，教師需要巡回指導，確保學生能夠正確地使用實驗器材和試劑進行實驗操作。同時，教師還需要及時糾正學生的錯誤操作，并引導學生仔細觀察實驗現象并記錄數據。

（設計意圖：在這個階段，學生將根據自己設計的實驗方案進行操作，通過觀察實驗現象并記錄數據來探究化學反應的發生。）

（五）數據分析與結論

在復習化學反應實驗的過程中，教師可以讓學生根據之前所學的知識對實驗方案進行數據分析，并得出結論。首先，學生需要認真觀察實驗操作和現象，并記錄數據。其次，學生需要對數據進行深入分析，并總結出實驗的結論。

在借助氣球判斷二氧化碳是否被氫氧化鈉溶液吸收的實驗中，學生可以觀察到氣球的變化情況，并記錄下實驗數據。通過分析數據，學生可以得出結論：氫氧化鈉溶液可以吸收二氧化碳氣體。

此時，教師可以進一步引導學生思考：這個實驗現象說明了什么？學生回答：這個實驗現象說明了氫氧化鈉與二氧化碳發生了化學反應。

教師在肯定學生的回答后，可以進一步引導他們思考：這個化學反應在現實生活中的應用是什么？學生可以聯想到：既然氫氧化鈉溶液可以吸收二氧化碳氣體，就可以應用于工業廢氣中回收溫室氣體。

通過這個過程，教師可以幫助學生鞏固所學的化學知識，提高他們的實驗技能和分析能力。同時，教師還可以引導學生將所學的知識應用到現實生活中，提高他們的學習興趣和積極性。

（設計意圖：作為UbD理念的一部分，數據分析與結論旨在鼓勵學生運用所學知識對實驗數據和現象進行深入分析和總結，得出科學結論。在這個過程中，教師可以提供必要的指導和反饋，引導學生透過現象看本質，發現化學反應的規律。）

（六）鞏固拓展

首先，教師可以提供一些與所學化學反應相關的練習題，讓學生進行解答。這些練習題可以包括選擇題、填空題、計算題等，以便學生能夠全面地掌握化學反應的相關知識。例如，教師可以設計一些關于碳酸鈉和鹽酸反應的練習題，讓學生寫出反應的化學方程式、描述反應現象等。

其次，教師還可以提供一些案例分析，讓學生運用所學知識解決實際問題。例如，教師可以讓學生分析工業上如何利用氫氧化鈉溶液吸收二氧化碳氣體，生活中如何利用酸堿指示劑檢測溶液的酸堿性等。通過這些案例分析，學生可以更深入地理解化學反應在實際生產生活中的應用價值。

同時，教師還可以引導學生思考其他有反應無明顯現象的化學反應，并讓他們設計出相應的實驗方案。例如，教師可以讓學生思考如何設計實驗方案驗證二氧化碳與氫氧化鈉溶液的反應，學生可以借助之前所學的知識，設計出相應的實驗方案并進行驗證。

（設計意圖：通過鞏固拓展環節，學生可以進一步鞏固所學知識，并將它們應用到其他化學反應中。同時，教師也可以通過學生的練習和案例分析結果，了解學生對化學反應知識的掌握情況，以便為后續的教學提供有益的反饋。）

（七）課堂總結

在課堂總結中，教師可以讓學生回顧本節課所學的化學反應和實驗操作。首先，教師引導學生總結碳酸鈉與鹽酸的反應原理、反應現象以及實驗操作過程中的注意事項等。其次，教師可以讓學生思考這個化學反應在實際生活中的應用，如利用碳酸鈉溶液治療胃酸過多的疾病等。

除了讓學生回顧所學內容，教師還可以強調本節課的重點和難點。例如，教師可以強調碳酸鈉與鹽酸反應的本質是酸和堿的中和反應，這個反應在化學反應中具有重要的地位。教師還可以讓學生思考這個反應與其他化學反應之間的聯系和區別，如二氧化碳與氫氧化鈉的反應等。

最后，教師可以引導學生反思學習過程中的問題和收獲。教師可以讓學生思考自己在實驗操作過程中的不足之處，如是否出現了操作錯誤或觀察不到預期的實驗現象等問題。同時，教師還可以讓學生分享自己在實驗操作過程中的成功經驗和學習心得，以便其他學生借鑒和參考。

（設計意圖：UbD理念非常重視學習內容的總結與分析，課堂總結旨在幫助學生回顧本節課所學的重點和難點，并鼓勵他們對學習過程中的問題和收獲進行反思。通過總結和反思，學生可以更好地鞏固所學知識，并為后續的學習做好準備。）

四、教學反思

在本節復習課中，學生通過自主梳理和討論，對化學反應的相關知識點進行了復習和鞏固。通過案例分析和實驗方案設計，學生能夠更加深入地理解化學反應的原理和應用。

總體來說，本節復習課的教學效果較為理想，但仍存在一些需要改進的地方。一是在案例分析環節，教師可以引導學生更加深入地分析和挖掘案例中的信息和知識點，以更好地培養他們解決問題的能力和創新思維能力。二是在實驗方案設計環節，教師可以提供更加具體和實際的實驗情境和要求，以更好地引導學生設計和實施實驗方案。

（作者單位：寧夏回族自治區永寧縣閩寧第二中學）

編輯：陳鮮艷