核心素养为本的化学单元复习教学设计
——以“溶液”复习课为例
摘 要:以结晶实验及结晶的美丽视频引入,以溶液的前世今生为主线,以“自斟自饮”——配制 50g 溶质质量分数为 0.4% 的碳酸氢钠溶液为辅线,层层递进。通过实验探究,使学生的逻辑推理能力、合作能力、创新能力、社会责任等核心素养在化学课堂上得以发展。
关键词:核心素养;溶液;知识建构;创新意识;社会责任
一、问题的提出
一位学者曾说过这样的话:兴趣来源于知识格局。某些学生之所以对学习没有兴趣,不是因为他们不想学,而是因为他们不会,他们的知识格局太差,听不懂老师讲的什么,尤其是复习课,有些学生新知识掌握不好,更不会把整个单元知识进行整合,形成系统,应用知识更是纸上谈兵,无所适从。因此,课堂上激发学生的学习兴趣尤为重要。
要激发学生的学习兴趣,关键是要让学生乐学、学会,要让学生能够将所学的知识联系起来,形成知识网络。教师如果能站在整个单元甚至整册教材的高度上设计教学,统领教学,会促进学生对知识形成整体的认识,帮助学生建立系统的知识体系,提高他们的学习能力。
二、教学背景
促进学生的学科能力发展是学科教学的核心目标之一。[1]化学学科核心素养为:宏观辨识与微观探析、变化观念与平衡思想、证据推理与模型认知、实验探究与创新意识、科学精神与社会责任。那么,如何在复习课中培养学科能力、提高核心素养呢?引导学生深度学习是非常必要的。所谓的深度学习,是指在教师的引领下,学生围绕具有挑战性的学习主题,全身心积极参与、体验成功、获得发展的有意义的学习过程。而深度学习的基本核心要素之一是单元学习主题,在复习“溶液”这一单元时,我确立的复习主题是“溶液的前世今生”。
三、教材分析
《溶液》分三个课题,课题1从定性的角度初步认识溶液,课题2从定量的角度研究物质的溶解性,课题3进一步从定量的角度认识溶液组成的表示方法,三个课题密切相关,逐步深入,完全符合初中学生的一般认识规律。
课题1《溶液的形成》:关于溶液的一些初步知识,其中涉及溶解过程,包括溶液的形成、溶质、溶剂和溶液的概念,溶解过程中的吸热和放热现象等。这一课题主要是使学生从宏观上认识溶液的特征,从微观上认识溶液是溶质以分子或离子形式分散到溶剂中形成的均一体系。在此基础上形成有关溶液的较为科学的概念,为后面的教学做好准备。
课题2《溶解度》:以物质的溶解度为核心展开的,主要从定量的角度介绍物质在水中溶解的限度,学生通过活动与探究,了解饱和溶液的概念,可以加深对溶解现象的理解。
课题3《溶液的浓度》:主要围绕溶液的浓稀,即一定量的溶液中含有多少溶质这一问题展开,引出溶液中溶质的质量分数的概念,并结合这一概念进行计算,初步学习配制溶质质量分数一定的溶液。
四、学情分析
选用2020年和2019年中考“溶液”试题,检测学生对这个单元的学习情况,发现学生能够初步领会溶液、饱和溶液、溶解度和溶质质量分数等概念的含义,但没有形成知识网络,不能综合运用这些知识解决实际问题。
五、复习目标
(1)对本单元各知识点进行梳理,形成知识体系。
(2)通过解决真实情境中的问题,提高学生获取信息、加工信息的能力,从而加深对溶液、饱和溶液、溶解度、溶质的质量分数等概念的理解和掌握。
(3)建立本单元概念之间的联系,提高综合运用溶液知识解决复杂问题的能力。
(4)培养化学学科核心素养:宏观辨识与微观探析、变化观念与平衡思想、证据推理与模型认知、实验探究与创新意识、科学精神与社会责任。
六、复习内容
通过对《义务教育化学课程标准(2011年版)》[2]和近三年德州市中考试题的分析,确定《溶液》单元复习的核心知识和体验活动如下表:
七、教法学法
教法:采用了问题互动、演示实验、多媒体辅助、学生归纳等教学方法。
学法:主要采用自主学习、小组讨论、实验探究等方法。
八、“溶液”复习教学流程
(一)课前准备
1.演示实验:
蒸发食盐水溶液
(1)所需仪器:三脚架、蒸发皿、玻璃棒、烧杯、酒精灯。
(2)所需药品:20%的食盐水溶液。
2.分组实验:
“自斟自饮”——配制 50g 溶质质量分数为 0.4% 的碳酸氢钠溶液
(1)所需仪器:天平、烧杯、筷子(玻璃棒)、塑料小勺(药匙)、量筒、滴管 。
(2)所需药品:蒸馏水、小苏打、蔗糖(添加剂) 。
(二)课堂实录
1.创设情境,导入新课
[教师]烧杯内盛的是一种无色的液体,它可能是蒸馏水或者食盐水,猜猜它是什么?怎么证明呢?
[学生]可以尝尝,咸的为食盐水;无味,则为蒸馏水。
[学生]它可能是蒸馏水,可以用物理方法,蒸发,如果是蒸馏水,则没有痕迹留下,如果是食盐水则会留下白色痕迹。
[学生]可以用化学方法,加入硝酸银溶液,如果出现白色沉淀,则为食盐水;无现象,则为蒸馏水。
…
[教师]尝的办法不好,万一老师记错物质了呢?实验室里药品是不能尝的。请同学们看看讲桌上的仪器和药品,我们可以用哪种方法区分呢?
[学生](异口同声)可以用蒸发的办法。
设计意图:通过思考问题激发学生学习兴趣,同时复习鉴别物质的方法,并提高演示实验时学生的注意力。
2.问题驱动,实验探究
[教师]蒸发用到哪些仪器?操作时要注意什么?
[学生]用到:铁架台(附铁圈)、蒸发皿、玻璃棒、酒精灯。
[教师]也可以用三脚架代替铁架台。
[学生]注意:用玻璃棒搅拌,让液体受热比较均匀。
[学生]待蒸发皿中有大量固体时便停止加热,靠预热烘干剩余液体。
[教师]蒸发完成后能直接用手拿下蒸发皿吗?
[学生]不能,要用坩埚钳拿下。
[教师]大家请看蒸发皿中留下了什么?
[学生]蒸发皿中出现了白色固体,说明无色液体是食盐水溶液。
[教师]可以看到这滴小小的液体里蕴藏着大秘密,其实很多液体中都蕴藏着大秘密,请欣赏一段美丽视频,看看其他液体中还会蕴藏哪些秘密呢?
设计意图:通过欣赏结晶的视频,培养宏观辨识与微观探析能力,对学生进行微粒观教育,学会从微观角度考虑问题的方法;通过结晶视频引出“结晶是从溶液中析出晶体的过程”,进而引出“溶液的前世今生”。
3.复习旧知,建立联系
[教师]如果我是溶液,我想问:(1)我是谁?即什么是溶液?其组成是什么?
[学生]溶液是一种或几种物质分散到另一种物质里,形成均一的、稳定的混合物。
[学生]溶液由溶质和溶剂组成。溶质指被溶解的物质,溶剂指能够溶解其他物质的物质。
[学生]m溶液= m溶质+m溶剂,V溶液≠V溶质+V溶剂。
[学生]溶液具有均一性和稳定性。
[教师]大家总结的很全面,我还想问:(2)我在哪?
[学生]溶液无处不在,比如:实验室里的溶液、种植花草的营养液、厨房里的食醋、各种饮料、农药、消毒剂等。
[教师]我还想问:(3)我有什么用?请看一组图片。
[师生总结]比如:食醋是调味品,碘酒可用来消毒,苏打水、啤酒为饮料、75%酒精可消毒,新冠疫情期间很重要。种植花草的营养液给植物提供营养。新冠疫苗预防我们得新冠肺炎。
[教师]刚才提到“上好的饮品”—苏打水:养胃,缓解消化不良、口感清爽,促进体内热气排出、有一定杀菌功能、抗氧化,防止皮肤衰老。
大家想不想拥有一瓶这样的苏打水?
设计意图:用拟人手法解决三个问题,拉近溶液与学生的距离,提高学生学习兴趣和获取信息、加工信息的能力,培养科学精神与社会责任。
4.刨根问底,了解本质
[教师]大家跃跃欲试,都想配制一瓶这样的苏打水,但我们必须先了解一下,问题(4)它是怎么来的?请看图一苏打水的配料表。
自制苏打水配料表:
提示: NaHCO3 由钠离子(Na+)和碳酸氢根离子(HCO3-)构成 。
思考:溶液中含有的粒子有哪些?
[学生]含有的粒子主要有:钠离子、碳酸氢根离子、蔗糖分子、水分子。
[教师]下面我们看一组动画,了解蔗糖和小苏打溶解的微观过程。蔗糖溶于水形成蔗糖溶液的过程是分子的分散过程。小苏打(NaHCO3)溶于水形成碳酸氢钠溶液的过程是离子的分散过程。
设计意图:通过此环节培养学生证据推理与模型认知、宏观辨识与微观探析能力,学会从微观角度考虑问题,研究事物的本质。
5.实际应用,内化提高
[教师]溶解过程中常伴随吸放热现象 ,下面请同学们回答以下问题:
(1)图二烧杯中无色溶液可能是由下列哪种物质溶于水形成的?
(2)溶于水后溶液温度不变的是?
(3)溶于水后溶液温度升高的是?
(4)溶于水后溶液温度降低的是?
A.植物油 B.NaOH C.NaCl D.NH4NO3
[学生](1)BCD (2)C (3)B (4)D
[教师]刚刚我们了解了溶解时的吸放热现象,这是通过物理变化实现的,有没有化学变化放热的例子?(除燃烧外)
[学生]生石灰溶于水、镁和盐酸反应等。
[教师]如果我们想吃到一顿美味佳肴,但又不愿意做饭,也不方便外出,怎么办呢?自嗨锅来了。
请大家欣赏自嗨锅美食视频。
[教师]“自嗨锅”的发热原理:
利用发热包内的物质与水接触,释放出热量,从而使得上层食材锅内的食物吸收热量后温度升高。一般自嗨锅的发热包是用碳酸钠、焙烧硅藻土、铁粉、铝粉、焦炭粉、活性炭、盐,生石灰等组成,主要反应物为生石灰。”
化学反应方程式为?请一位同学板书,其他同学写到练习本上。
[学生]CaO+H2O=Ca(OH)2
设计意图:学习知识是为了应用,解决实际问题,将所学知识迁移到需要解决的问题情境中去,破除传统学习中的机械学习、碎片学习和浅层学习,实现深度学习。
[教师]如果我想把苏打水饮料做的甜一些,能不能在一定量的水中无限制地加蔗糖呢?
[学生]不可以,需要考虑溶液的状态是否饱和。
[教师]什么是饱和溶液、不饱和溶液?
[学生]回答、理解、记忆。
[教师]请大家看图三,讨论并回答以下问题:
[学生](1)b;c;d (2)c (3)b (4)220g+(120g-40g)=300 g
(5)c溶液比b溶液浓度大
[教师]饱和溶液与不饱和溶液能否转化呢?
[学生]归纳总结转化方法:(见图四)
[教师]饱和溶液与不饱和溶液之间的转化办法有时需要考虑溶解度随温度变化情况,什么是溶解度呢?
[学生]在一定温度下,某固态物质在100克溶剂里达到饱和状态时所溶解的质量,叫做这种物质在这种溶剂里的溶解度。
[教师]注意几个关键词:一定温度、100克溶剂、饱和状态、溶解的质量。请看例题:(见图五)
[学生]思考、回答。
[教师]影响固体溶解度的因素有哪些呢?
[学生]总结、归纳。(见图六)
[教师]注意:溶解度与溶质、溶剂的质量无关。
下面我们比较一下蔗糖与碳酸氢钠在不同温度时的溶解度:(见表一)
蔗糖和碳酸氢钠它们的溶解度受温度的影响情况各是怎样的呢?
[学生]蔗糖的溶解度受温度的影响比较大,碳酸氢钠的溶解度受温度的影响比较小。
[教师]怎样更直观看出蔗糖和碳酸氢钠它们的溶解度受温度的影响情况?
[学生]溶解度曲线图。(见图七)
[教师]看图七、八思考并回答问题:
[学生](1)KNO3中混有少量NaCl,提纯KNO3可用降温结晶的方法。
(2)P点:t1℃时,KNO3和NaCl 两物质的溶解度相等;P点左右,两物质溶解度的大小关系相反。
(3)t1℃时,取 40g KNO3 加入50g水中,所得溶液的质量为70g。
(4)N→C:增加溶质;恒温蒸发溶剂;N→P:降温。
[教师]请再思考以下例题:(见图九)
[学生]选择D选项。
[教师]“我的饮料我做主”,调配合适的甜度,还需了解溶液的浓度。公式怎样的?
[学生]
[教师]多了解一点并填空:
(1)多糖 :100g溶液中溶有10g蔗糖 。
(2)半糖(5 %):100g 溶液中溶有 g蔗糖。
(3)微糖(2%):提供40 g溶质质量分数为10%的蔗糖溶液,则加入 g的水可以配成2%的蔗糖溶液。
[学生](1)10%(2)5(3)160
[教师]稀释或浓缩前后,溶质的质量不变 。
加入水的质量=稀释后溶液的质量-稀释前溶液的质量。
[教师]通过以上学习,我们积累了一定量的知识,是否形成系统了呢?大家可以自己画一下思维导图,也可以参照老师提供的知识网络图,重新梳理一下有关溶液的内容。(见图十一)
(图十一)
设计意图:通过师生共同解决几个例题并适度拓展,培养学生运用已有知识的能力;将本单元所学的知识建立联系,逐渐形成知识网络,让学生意识到化学知识并不是孤零零的,而是互相关联、相辅相成的,同时为将要开展的探究实验做好知识储备。
[教师]下面我们开始实验:“自斟自饮”-配制 50g 溶质质量分数为 0.4% 的碳酸氢钠溶液。所需仪器?药品?步骤?
[学生]明确所用仪器、药品、操作步骤,进行实验。
(1)所需仪器:天平、烧杯、筷子(玻璃棒)、塑料小勺(药匙)、量筒、滴管。
(2)所需药品:蒸馏水、小苏打、蔗糖(添加剂)。
(3)步骤:计算 → 称量→量取 → 溶解。
计算:所需碳酸氢钠的质量为0.2 g,所需水的质量为49.8 g。称量:用托盘天平称量 0.2 g 碳酸氢钠;量取:用量筒量取49.8 ml 蒸馏水。溶解:将所称取的碳酸氢钠放入烧杯中,再加入量取的蒸馏水。用玻璃棒搅拌使其充分溶解。最后加入一定量的蔗糖调整口味。
[教师]饮料虽好,但不能“贪杯”哟! 可能带来的危害见图十二。
(图十二)
[教师]慧玩!慧学!慧生活!
设计意图:通过小组实验,增强学生实验探究与创新意识、培养学生细致、全面观察实验、分析、推理能力,培养科学精神与社会责任;交流和分享实验收获、提高团队意识,引导学生体验学习科学的方法,形成正确的科学观点和态度。
九、板书设计
溶液
一、定义、组成
二、饱和溶液、不饱和溶液
三、溶解度
四、溶质质量分数
十、教学反思
“溶液”是人教版九年级《化学》下册第9单元内容,包括溶液的形成、溶解度、溶液的浓度3个课题,本单元涉及概念较多,一节课同时解决多个问题,学生不容易真正掌握知识的本质,因此,我在组织本单元复习时,做了大量准备工作,研读教材、课程标准、文献等相关资料,了解深度教学、学科理解、大概念、主题教学等观念和方法,经过思考、整合,精心筛选教学内容,构架出来一个具有独特思路的教学设计。在课堂教学的实施过程中,充分展现了其优势,同时也暴露了很多问题,具体反思如下:
(一)优点:
1.利用线索备课,问题设计层层递进,具有结构性和连续性,呈现清晰的脉络。
以“溶液的前世今生”为主线,解决了“我是谁”、“我在哪?”、“我有什么用”、“我是怎么来的”四个问题,用拟人的手法提高学生的学习兴趣,梳理了本单元重要概念并进行练习巩固,形成知识网络,将碎片的知识整合起来。以“自斟自饮”——配制 50g 溶质质量分数为0.4%的碳酸氢钠溶液”为辅线,学生带着这个任务进入学习,精力更集中,思维过程全程参与,让学习真正发生,有效促进和发展学生化学学科核心素养。
2.联系生活实际,加深理解化学概念,具有连续性和整体性,凸显化学知识的应用。
本教学设计突出了“体验式学习”过程,针对学生的实际经验,充分利用与生活有关的内容,从蒸发食盐水溶液入手,欣赏美丽结晶的视频,到溶液无处不在,到溶液用途,再到自斟自饮、配制饮料,不断创设情境,逐步引导学生发现问题、提出问题,解决问题,引导学生探究活动。让学生体会到化学就在我们的身边,激发学生学习化学的兴趣。不仅有效地帮助学生理解学科知识,而且有效地应用“体验式学习”,学生在具体体验、反思观察、总结归纳、实践应用等不同阶段的鲜活表现,尤其最后学生一定要品尝一下自己配制的饮料时,让我深刻感受到“体验式学习”在化学课上是多么重要,只要全身心参与了,哪怕失败,学生也在整个过程中不断反思,深度学习,体验成功,不仅激发了学生对化学学科实践创新的兴趣,更增强了学生发现与提出问题、分析与解决问题的科学探究能力。
3.学习效果良好,思路清晰活动顺畅,具有目的性和计划性,有序开展课堂教学;整堂课的时间掌控也可以;问题设计难易适中,学生活动较为合理,充分体现了学生为主体,教师为主导的学习方式,以人为本,学生积极参与、意犹未尽。
(二)不足:
1.本节课设计时,开展了教师演示实验——蒸发食盐水溶液,在实验过程中,有些细节处理不够得当,如取的食盐水过多,实验时间较长,导致整节课后半部分时间局促,分配上还应稍做调整。教师实验时注意事项学生描述较少等。
2.课堂中虽然设计了较多的问题启发学生深度思考,但有时留给学生独立思考的时间短,较快地给出了答案。
3.虽然课前老师做了大量准备,但个别学生准备不足,有些概念学过了几乎忘没了,复习前应该让学生提前回顾有关的内容,避免课上紧追慢赶,知识消化不良。
总之,学生核心素养的提升是一个内生外显的过程,学生学习内容需要活动、体验,教师要精心设计、恰当选择合适的课堂体验活动,给学生一个锻炼、学习的平台,促使学生学科素养的全面提升。复习课中适时为学生创设真实陌生的问题情境,设置挑战性问题任务,促使学生自主调用认识角度进行多步推理、系统思考、完整探究;促使知识结构化、功能化、素养化,利于学生建构认识模型和经验图示,建构理解、提高能力、发展素养。现今时代,学生既要知识也要素养,通过学习逐步形成正确的价值观念、优良品格、科学精神、关键能力,作为教师,我们任重而道远。
参考文献:
[1]王磊,周冬冬,支瑶,等.中国电化教育,2019(1): 28-34
[2] 中华人民共和国教育部.义务教育化学课程标准(2011年版). 北京:北京师范大学出版社,2012
- 【发布时间】2021/9/8 15:27:21
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