唤醒记忆有效衔接建构模型化解难点*——“物质的分离与提纯”活动单导学教学设计与反思

孙美荣

（江苏省沙溪高级中学江苏苏州215400）

一、设计思想与理论依据

本教学设计依据《普通高中化学课程标准（实验）对物质分离与提纯的学习要求和“必修1”模块的功能定位。高中化学课程要有利于学生进一步了解化学学科特点，加深对物质世界的认识；有利于学生体验科学探究的过程，学习科学研究的基本方法，加深对学科本质的认识，提高创新精神和实践能力。通过以化学实验为主的多种探究活动，使学生体验科学探究的过程，激发学习化学的兴趣，强化科学探究的意识，促进学习方式的转变，培养学生的创新精神和实践能力［1］。

教学设计的核心目标是：重新审视和梳理已有的化学基础知识，体验化学家研究化学物质的基本思路。能够根据混合物的性质特点，选择不同的分离方法对物质进行分离。本设计对学生认识萃取的相关障碍点进行了分析，寻找特殊事例为突破口，构建萃取本质的一般模型。形成了认识萃取的有效途径——建构模型的教学设计思路。

二、教材呈现及学情分析

1.学生的认识发展分析

在初中《化学》学习过程中，学生对物质的分离和提纯方法的体验是分散不成体系的。如在学习水的净化时知道过滤是将不溶于液体的固体物质与液体分离的一种方法。随着对物质溶解性的认识，知道了从溶液中析出晶体的过程叫结晶。知道从海水中提取氯化钠用蒸发结晶的方法，从硝酸钾溶液中获得硝酸钾采用冷却结晶的方法。学到化石燃料时认识分馏可以将石油分离成汽油、煤油等。尤其是学习油脂时借助拓展视野栏目的图片信息中，从大豆中提取油脂用了热水浴蒸发掉己烷—蒸馏的原理。植物油和水互不相溶且分层—这些零散的认知为本节课学习过滤、结晶、分液和蒸馏打下了良好的基础。

2.教材呈现

苏教版《化学1》的第一专题中，用一单元章节的篇幅介绍研究化学的实验方法，将过滤、结晶、蒸发、萃取、分液等实验方法逐一介绍。从萃取操作介绍的前后知识点来看，教材将萃取与分液作为一个整体进行介绍，使得学生正确区分萃取和分液产生困难。从萃取操作上来看，教材采取在溴水中加四氯化碳，振荡、静置，但插图上加入的四氯化碳与溴水体积相近，也未突出四氯化碳与溴水的分界面，使得振荡前后实验现象对比不够鲜明。教材的知识呈现在一定意义上使得萃取的学习变得困难［2］。

3.学生认识障碍点分析

学生对于溴、碘单质和四氯化碳的物理性质不熟悉。萃取、分液必须依赖溴、碘单质和四氯化碳等元素化合物的性质特点，显然增加了学生对萃取过程理解的难度。由于学生对萃取、分液的认识还比较模糊，如何从学生已有的知识出发，寻找新知识的生长点，成为本节课课堂教学设计的一个难点和重点。

三、教学目标

（1）初步学会过滤、结晶、萃取和分液、蒸馏等分离物质的实验技能，能独立完成一些简单的物质分离、提纯的实验操作。初步学会根据混合物中各组分的性质差异，选择恰当的分离方法对物质进行分离。（知识与技能）

（2）体验科学探究的过程，学习运用以实验为基础的研究方法。以分组对比试验为抓手建构萃取本质的一般模型。（过程与方法）

（3）激发学习化学的兴趣，细致观察、一丝不苟的实验态度。提炼实验现象背后呈现出的知识价值。（情感态度与价值观）

四、教学主要流程与设计意图

活动1唤醒记忆有效衔接

学生回忆：请依据混合物中各组分性质的差异，选择恰当的分离方法分离下列混合物：⑴除去氯化钠固体中混有的少量泥沙_____；⑵从氯化钠溶液中获得固体氯化钠_____；⑶从硝酸钾热饱和溶液中获得硝酸钾固体______；⑷从海水中获得纯水______；⑸从石油中获得汽油、煤油_____。

有效衔接：学生小组合作交流设计方案

（1）实验室中用KClO3在MnO2催化下受热分解制取氧气。从反应后的KCl和MnO2的混合物中分离、回收这两种物质，需要使用哪些分离方法？如何洗涤二氧化锰？怎样证明二氧化锰已经洗涤干净？请简述实验方案。

（2）现有混有少量氯化钾的硝酸钾粉末，请参照课本图1－11的溶解度曲线，设计实验方案提纯硝酸钾。如何洗涤氯化钾晶体才能确保其溶解损耗量最小？

（3）某些地区的自来水中含有Fe3＋，实验室可通过蒸馏自来水的方法获得少量纯净的水（蒸馏水）。实验过程中应该注意哪些操作细节？

师生归纳：探讨组分性质差异、所需要的仪器和操作注意事项。

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设计意图：立足于学生已有经验，使学生初步学会依据物质组分性质差异，选择恰当的分离或提纯方法。让学生从研究物质的实验方法这个角度来审视和梳理已有的化学基础知识，懂得将已有的知识归类建构是学好化学的重要方法之一。同时在原有过滤结晶知识基础上，规范沉淀的洗涤、晶体的洗涤和蒸馏操作中的实验操作细节，学会用化学用语规范表述。

活动2联系生活迁移新知

创设情境：多媒体投影展示初中教材中从大豆中提取油脂图片。

a.5g大豆研碎放到试管中，加入10mL己烷（一种有机溶剂），振荡后，静置几分钟；

b.取过滤器过滤提取液；

c.把提取液放在小烧杯中，用热水浴蒸发掉己烷；

d.观察得到的大豆油的颜色和状态；

e.把油移入试管，向试管里加入10mL水，振荡静置后，观察实验现象。

设问：通过观察上述图片你能说出几种物质分离的方法？你能说出选择该种分离方法的依据吗？

小组1：分离提取液和豆粉残渣用的是过滤，依据是豆粉残渣不溶于提取液，可采用过滤的方法将它们分离。提取液是油脂的己烷溶液，用蒸馏的方法将己烷蒸出，依据是油脂和己烷的沸点有较大差异。

小组2：分离方法除了有过滤、蒸馏外，还有一种分离方法将油脂和水分离开。

小组3：分离油脂和水的方法叫分液，依据是油脂和水互不相溶且密度不同分层了。

拓展新知：依据液态物质的混合物中各组分性质的差异，可选择使用分液、萃取和蒸馏等分离方法。

师生总结：①分液。②分液漏斗使用操作注意点。

设计意图：选取从大豆中提取油脂这一学生熟悉的教学情境，能促进学生对物质分离方法的深入思考，激发学生学习萃取和分液的兴趣和探究欲望。引导学生在学习过程中亲身体验，通过对实验和事实进行分析形成分液的概念。把基本概念运用到生活实践中，能加深对概念的理解，提高学生的观察能力、思维能力和学习方法。

活动3建构模型化解难点

创设情境：西红柿汤是红色的，但如果再加入菜油，会发现菜油层特别鲜红，你能用化学知识解释这现象背后的原因吗？

教师点拨：西红柿中的番茄红素在水中的溶解度较小，番茄红素在菜油中的溶解度较大。大多数的番茄红素从水中被转移到油脂中去了，形成了番茄红素的油脂溶液特别得鲜红。

实验探究1教师在分液漏斗里做萃取的演示实验

投影：已知苯和四氯化碳是两种与水互不相溶的有机溶剂，溴和碘在水中的溶解度不大，溴和碘易溶于有机溶剂（酒精、苯和四氯化碳）。苯和酒精的密度比水小，四氯化碳的密度比水大等性质信息。

实验探究2学生分组实验

请用试管做对比实验，体验萃取过程，观察填表。

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感悟归纳：一种液体与另一不相溶的液体混合，充分接触，使溶质从一种溶剂中进入另一种溶剂中。

构建模型：学生画出模型——建立萃取本质的粗坯模型

萃取过程①与②示意图

概念建立：利用物质在互不相溶的溶剂中溶解度的不同，将物质从一种溶剂转移到另一种溶剂称为萃取。

设计意图：为了引导深度体验，要创设一个问题情境，将学生已有的知识体验运用到新的知识学习之中而被激发。以特殊事例为抓手，通过苯、四氯化碳和酒精三种有机溶剂性质的差异，让学生亲自动手实验，感受萃取操作的过程，通过不同溶剂的对比，理解萃取的实质，构建萃取本质的一般模型，有效突破萃取概念的教学难点。有意义学习将先前知识与现实需要结合起来，深层学习通过实验行动获得知识，转换学习是知识与技术的重建与超越，并用于解决现实问题。［3］

五、教学反思

本节课的教学过程中，始终关注有意义的学习必须以学习者原来的认知结构为基础，新的学习能否实质性地开展，关键在于学习者已经知道了什么。学习是学习者在特定情境中自主建构知识的过程，而不是信息的单项传输和移植的过程。

（1）对萃取概念的教学，是在开发教材的基础上，重整并超越教材，设计具有明显对比度的实验，让学生获得深刻的情感体验，通过对现象的分析和思考，师生间的对话与沟通，达成建立萃取概念的教学目标。同时注意引导学生关注生活，感受化学从生活中来又回归生活之中的理念，使原本属于教材知识层面上的深化运用，深入到学生深层知识结构中。

（2）立足课堂，把教学活动当作有机整体，把教学过程看作是师生为实现教学目标，围绕教学内容共同参与，通过对话，沟通和合作活动，产生交互影响，以动态生成的方式推进教学活动的过程，是师生对教材文本理解个性化意义建构的过程。是对教材文本与自己已有的知识经历和生活经验的整合。

（3）通过设计对比试验教学，遵循学习科学的最新研究主张，学习并理解深层的概念比记忆表层的事实与步骤更为重要。学习在实验对比中获得的情感体验比单纯做课堂练习更为重要。活动单导学促成小组合作性学习比独立性学习更为重要。教学的有效性最终取决于学生学习的有效性，教学设计和教学过程应服从和服务于学生的有效学习这个最终目标［4］。

［1］教育部.普通高中化学课程标准（实验）［S］.北京：人民教育出版社，2003

［2］陆余平，赵拯.对萃取概念教学的探讨［J］.化学教育，2011，（4）

［3］［4］柳国辉，谌启标.脑学习理论及其对有效教学的启示［J］.中国教育学刊，2011，（8）