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摘 要
本文以实验探究为媒介,通过“善发现”“巧探究”“微辨析”“写反应”“妙应用”“会总结”等环节来探究酸的化学性 质,整合梳理知识,应用“宏—微—符”相结合的化学思维,帮助学生理解“结构决定性质,性质决定用途”的学科观念。 通过自主探究,建构一类物质性质研究的思维模型和方法,发展学生的学科核心素养。
《义务教育化学课程标准(2022 年版)》中,提出了初中化学课程要培 养的核心素养,主要包括化学观念、 科学思维、科学探究与实践、科学态 度与责任。本文以除垢剂、除锈剂为 真实情境,在教学中开展科学探究与 实践,开展以实验为主的多样化探究 活动,倡导学生在“做中学”“用中 学”“创中学”,培养学生解决实际问 题的能力。当前核心素养深入课堂已 落地实践,在化学课中体现出“化学 味”才能走出传统化学课堂的桎梏, 让核心素养在初中化学课堂上生根发 芽。在科学探究与实践活动中,开展 自主学习,培养学生自主、合作、探 究的能力。在探究酸的化学性质学习 中,帮助学生形成“结构决定性质, 性质决定用途”的化学观念,发展学 生的学科核心素养。
一、教学背景分析
(一)教材分析
本节是沪教版化学(九年级下 册)第七章第 2 节“常见的酸和碱” 第 2 课时“酸的化学性质”的内容教学,核心内容是学习酸的化学性质以 及变化规律,对于整个初中化学物质 性质的学习具有先导性和基础性的作 用。首先,从知识体系上看,酸的化 学性质与气体的制取、金属、碱、盐 等知识的有着高度的交叉和重合,既 对已有知识进行了重现,也为后续学 习做好铺垫。其次,从方法技能上看, 本课是继金属的化学性质学习后,利 用探究性实验,较为全面地学习不同 类别物质化学性质共性的延续,培养 学生设计完整探究性实验方案并将思 路外显的能力。再者,从思维观念上 来看,帮助学生形成“结构决定性质、 性质决定用途”的化学观念,构建物 质性质及其变化的思维模型,能依据 物质类别和信息提示预测其性质,并 解释简单的化学问题。
(二)学情分析
学生是带着“前概念”走进课堂 的,在前面学习中接触过稀盐酸、稀 硫酸,了解酸能跟一些物质发生反应, 对“事实性知识”能通过记忆进行匹 配,但对“概念性知识”把握不清; 已形成简单的微粒观,但对应用微粒观来解决物质的鉴别、分离等问题存 在一定困难;能依据实验方法进行基 本的实验操作、实验观察和得出实验 结论,但尚不能对复杂体系进行自主 探究,对一类物质性质的学习的思维 方式的建构认知体验不够。
因此,本堂课采用“自主合作、 实验探究”为主要学习形式,按照 “情景问题分析→建构知识结构→分析 解决问题 →总结交流提升”的思路对 酸的化学性质知识进行建构和系统性 学习,进一步深化学生对基本观念的 认识、对基本规律的理解、对基本方 法的掌握,让学习从被动的“经验记 忆型”接受知识向自主学习的“探索 理解型”转变。
二、教学流程
本节课以生活中常见的除垢剂和 除锈剂为情境突破口,对酸的化学性 质进行实验探究,学习探究一类物质 化学性质的思维模型和方法。
(一)善发现
【任务 1】让学生了解铁锈的主要 成分是氧化铁、水垢的主要成分是碳酸钙和氢氧化镁等物质,探究生活中 怎样有效去除铁锈和水垢。
学生: 用食醋,专门的除锈剂、 除垢剂。
教师: 老师带来了除垢剂和除锈 剂。请同学们观察他们的标签内容, 结合已学知识,交流讨论除锈和除垢 的原理的是什么?并预测稀盐酸、稀 硫酸等酸类物质可能具有的化学性质。
学生: 根据标签内容,我们猜测 酸能与水垢成分中的碳酸钙反应,能 与铁锈的主要成分氧化铁反应,也能 与金属反应,因为锅炉除垢剂的主 要成分中有金属材料保护剂。在除锈 剂的注意事项中表明:勿与碱性产品 混用,对铝、镁等金属有一定的腐蚀 性,说明酸类物质能用碱类、金属单 质反应。稀盐酸、稀硫酸同属酸类物 质,预测应该也具有上述性质。同 时,在第二章学习二氧化碳时,学习 了碳酸能使紫色石蕊试液变红,猜测 稀盐酸、稀硫酸也能使紫色石蕊试液 变红。
教师: 非常好,同类别物质性质 应有相似性,但稀盐酸和稀硫酸的元 素组成不同,组成决定性质,说明二 者性质也存在差异性。那我们这节课 就通过实验探究来探究验证猜测。
设计意图:从生活中创设真实趣 味的情境,从已有的认知出发,回顾 旧知,能调动学生学习的积极性,在 真实情境中引导学生预测酸类物质的 性质,符合学生的认知规律,强化化 学来源于生活服务于生活的观念。
(二)巧探究
【任务 2】让学生任选表 1 中的实 验药品,设计并完成探究实验,实验 过程中严格遵守实验规范,记录实验 现象并根据实验现象判断稀盐酸或稀 硫酸分别能与哪些物质进行反应。
[学生]自主选择实验药品后分小组进行实验探究,在实验中独立思 考、合作实验、观察并记录实验现象。
[教师]巡视指导学生实验和小 组交流,使师生、生生对话更高效, 课堂气氛更和谐。
[提问]分组实验结束,请各小 组代表回答你们小组进行了哪些实验 探究,看到那些实验现象,得出怎样 的实验结论?
[学生]小组代表回答问题,并 展示填写的“学习活动单”(见表 2)。
[点拨]根据实验探究,验证上 述猜想的正确,也解释了除锈剂和除 垢剂标签中的注意事项,请同学们尝 试归纳总结出酸的化学性质?
[学生]讨论、总结酸的化学性 质:①能与某些碳酸盐反应;②能与 碱反应;③能与某些金属氧化物反应; ④能与某些活泼金属反应; ⑤能使紫 色石蕊试液变红。实验现象中,稀硫 酸能与氯化钡反应,但稀盐酸不能。
[过渡]稀硫酸能与氯化钡反应, 但稀盐酸不能的原因是什么呢?请同 学们进一步进行探究。
设计意图:本环节进行探究实验,观察记录实验,分析实验结果, 交流讨论,让学生切身感受自主探究 的乐趣,锻炼了实践操作能力、归纳 总结能力,利用实验探究解决实际问 题的能力,培养学生科学探究与实践 的科学意识,帮助学生建构研究一类 物质化学性质共性的思维框架,在实 验探究中实现由“要我学”向“我要 学”的转变,实现发展科学思维、科 学探究与实践、科学态度与责任等化 学学科核心素养。
(三)微辨析
【任务 3】从元素组成看来分析酸 类物质,用微粒的观点解释说明酸类 物质有通性和差异性的原因。
学生: 酸的组成中都含有氢元素, 在水溶液中都解离出了氢离子—— 酸 有通性;但在水溶液中解离出的酸根 离子不同—— 酸的化学性质也存在差 异性。
教师:请从溶液中微粒变化的角 度分析稀盐酸与碳酸钠溶液反应过程, 认真观察稀盐酸和碳酸钠溶液反应 (见图 1)的微观转化过程,找出实际 反应的微粒?
学生: 反应本质是:稀盐酸中的 H+ 和碳酸钠溶液中的 CO3 反应,反应 中 H+ 在不断减少。
教师:酸类物质通性其实就是哪 种微粒的性质?
学生:氢离子。
教师:请同学们依据稀盐酸和碳 酸钠反应的微观反应实质,找出稀硫 酸与氯化钡溶液反应的微观本质?
学生:两者反应的微观本质是 SO4(2)- 和 Ba2+ 结合形成硫酸钡沉淀。
教师:从微观角度分析稀硫酸能 和氯化钡溶液反应而稀盐酸不反应的 原因是什么?
学生:由于两种酸的酸根阴离子 的不同,导致稀硫酸和稀盐酸化学性 质存在差异性。
通过微观辨析,发现酸类物质化 学性质的共性是在酸溶液中都存在氢 离子,也追溯了酸类物质化学性质差 异的微观本质是酸根阴离子的不同。
设计意图:学科核心素养不是直 接由教师教出来的,而是在问题情境 中借助问题解决的实践培养起来的。 本环节以问题链为主线,层层递进为 学生搭建思维框架,引导学生从微观 角度辨析酸类物质化学性质共性的本 质原因,让学生在微辨析中体会用理 论知识解决问题的乐趣,巩固酸类物 质化学性质的学习,在问题中帮助学 生构建思维模型:现象 →性质 →结构 →物质,让“结构决定性质”的化学 观念得到内化,培养“宏—微—符” 三重表征的化学学科思想。
(四)写反应
【任务 4】将实验探究和微观辨析 相对应,用化学方程式表示酸的化学 性质。
学生: 总结书写稀盐酸和稀硫酸 参与反应的化学方程式。
教师: 巡视指导、投屏展示学生 书写的化学方程式。
教师: 化学方程式是宏观与微观 的桥梁,是将反应现象、微观本质与 化学符号的融合体,能更直观地帮助 我们研究物质的组成与构成、性质与 变化规律。
设计意图:化学方程式的书写, 是将酸类物质化学性质的宏观表象和 微观本质相结合,也对酸类物质化学性质进行了回顾,真正实现“宏 — 微—符”相结合的思维表征,将抽象 化知识具象化,体现了物质性质和转 变的本质。
(五)妙应用
【任务 5】教会学生了解物质的性 质和物质的用途,掌握酸类物质在生 活、生产和科学研究中的用途。
学生: 利用酸能和活泼金属反 应,可以进行实验室制取 H2.依据酸 能和碳酸盐反应,可以在实验室制取 CO2.在生活中用酸类物质除水垢和铁 锈等。
教师: 酸类物质还有哪些用途? 阅读课本第 44 页。
设计意图:通过思考和阅读教 材,使知识在实际生产生活中得到提 升,实现对知识的灵活应用,体会化 学来源于生活并服务于生活的观念。
(六)会总结
【任务 6】通过本节探究性学习, 让学生获取相应的化学知识。
学生: 展示交流、讨论收获。
教师: 进行点评和总结,强化方 法,完善板书。
在总结环节,教师要梳理思路方 法,建构研究同类物质性质思维模型, 演绎推理其他同类物质具有相似的化 学性质,掌握由于物质的组成和构成 存在差异,所以性质也存在差异性的 化学思维。同时,利用性质和用途的 关系,能更好地利用物质。
设计意图:分享学习收获,回顾 所学知识,进行归纳总结,培养学生 语言表达能力,体验知识积累的方法 及其重要性,将所学方法不断强化, 帮助学生建构研究一类物质性质的化 学思维。
三、结语
本节课以生活情境为主线,设计探究性实验,在活动中串起教学,让 学生经历真实的实验探究过程,用 “善发现”“巧探究”“微辨析”“写反 应”等活动,让学生成为课堂的主体, 让学生的学习从“被动的接受者”向 “主动的探究者”转变,让自主学习、 自主探究真实发生在课堂中,让师生、 生生的思维得到碰撞,从而获取灵感, 学生将会更加乐于主动去获取新知识、 探索新知识,在无形中发展并提升学 生的化学核心素养,使化学学科观念 内化于心、外化于行,培养学生善于 发现、勇于猜想、积极探究的科学探 究精神,实现学科核心素养的培养和 提升。
参考文献:
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