净水实验的流程化整合尝试的教学案例

张庆华

【案例背景】

1.案例内容来源于人教版九年级化学上册第四单元课题2“水的净化”，本课题教学目标之一：学习并练习沉淀、过滤、吸附和蒸馏等净化水的方法。

2.听过很多本课题的公开课，发现如下问题：

（1）教材第75页实验4-1，明矾净水的实验所需时间较长，现象并不是很明显；如果在实验的同时，播放高速高清的明矾净水视频，效果应该更好。

（2）教材对于吸附实验只是做了一个简单的介绍，没有明确指出应安排演示或学生实验，因此，大部分课堂上很少安排吸附实验。学生对吸附净水缺乏最直接的感受与体会。

（3）很多学生知道了活性炭吸附主要是除去自然水中颜色和异味等可溶性杂质，误以为活性炭能吸附自然水中所有的可溶性杂质，自然也就认为活性炭可以把硬水变软水，海水变淡水，对于这种情况老师一般采取的方法就是指出后再强调，要他们记住活性炭主要吸附颜色和异味等可溶性杂质，不能吸附可溶性钙镁化合物和海水中的氯化钠。导致学生缺少一个最直接、最真实的体验和探究的过程，把一个本可培养学生探究能力的机会变成了一个只让学生识记的知识点。

（4）对上述实验的安排相对比较孤立，没有连续性，没有进行流程化的整合安排，使学生对自来水厂水的净化流程的认识不够完整。

3.在一节市级公开课上我大胆对上述净水实验进行了适当的调整，并进行流程化的整合尝试，取得不错的效果，得到听课老师的一致肯定。

【案例过程】

1.实验用品：学生自带的河水或湖水、纯水、肥皂水，添加了适量氯化钙和红墨水以及泥沙做成的实验水样、活性炭、明矾溶液、烧杯、滤纸、铁架台、漏斗、玻璃棒。

2.多媒体投影仪以及影音播放设备。

第一步：教师提供红色浑浊水样，用两个烧杯各取大半烧杯水样，向其中一份加入适量明矾溶液搅拌，静置，对比，观察现象，并播放明矾净水视频。

现象：（1）两份水样都变得澄清一些，加入明矾的水样相对更加澄清。

（2）水样依然是红色。

结论：沉淀法有一定的净水效果，明矾可以吸附杂质而沉淀，沉淀法主要除去水中不溶性雜质。

第二步：取其中一份经处理过的液体，一分为二，将其中一份过滤，另一份作对比。

现象：（1）滤液比过滤前澄清。

（2）滤液仍然是红色。

（3）滤纸上出现泥沙等固体。

结论：过滤只能除去水中不溶性杂质，不能除去可溶性杂质。

第三步：将上述滤液一分为二，向其中一份加入适量活性炭，静置一段时间后过滤，另一份作对比。

现象：吸附后红色变淡或消失。

结论：活性炭具有吸附性，可以吸附水中颜色、异味等可溶性杂质。

第四步：取第三步实验得到的无色澄清水样，一分为二，老师提问：“经过过滤、吸附后得到的无色清水是纯净物吗？”

实验验证：取两支试管，分别加入等量的纯水和其中一份第三步实验得到的无色澄清水样，再分别滴入等量的肥皂水，振荡。

现象：纯水中出现较多泡沫，浮渣较少；待测水样中泡沫少，浮渣较多。

结论：（1）经过滤、吸附后得到的无色澄清水样是混合物，仍然含一些可溶性性杂质，比如可溶性钙镁化合物。

（2）活性炭不能吸附可溶性钙镁化合物这类可溶性杂质。

第五步：投影“生活中有水垢的盛水器具图片”，引导学生思考水垢的形成条件，思考除去可溶性钙镁化合物的方法。

实验验证：取另一份第三步实验得到的无色澄清水样，加入试管中并加热至沸腾，冷却后滴入肥皂水，振荡。

现象：出现较多泡沫。

结论：煮沸可以除去水中可溶性钙镁化合物，使硬水变软水。

第六步：分析并归纳自来水厂的净水过程。

自来水厂的净水方法：沉淀法、过滤法、吸附法、投药消毒。

【总结并板书】

自然水中的杂质类型 相应的净化方法

1.不溶性杂质 沉淀法、过滤法……

2.可溶性杂质

颜色、气味等 吸附法……可溶性钙镁化合物 煮沸……其他杂质 自己查阅有关资料学习

3.细菌病毒 煮沸、漂白粉、氯气……

【案例反思】

实验是进行科学探究的重要手段。如何使单调的化学实验基本操作教学更富启发性、探究性和人文精神，体现出其应有的实际应用价值，达到科学教育与人文教育相映生辉的效果，是中学化学教师努力的方向。我在使用九年级化学新教材中，对《水的净化》（第一课时）教学做了初步尝试与课后调查，感触颇多。

1.所上班级的学生实验基础几乎为零，影响了实验的流畅度与效果，课堂进度也受到影响。

2.过滤后滤纸变红，吸附后再过滤时没有更换新滤纸，导致滤液返红，影响了吸附的效果。

3.由于时间关系，本节课无法进行蒸馏的实验，所以本节课安排的是第一课时，重点在于解决自来水厂相关的净水方法，蒸馏实验安排在第二课时。

4.本节课重点在于让学生动手参与水净化的各种方法，练习了动手能力，体验了水净化的过程，体会到了净水的成就感，由于进度的原因没有引导学生从变化的角度对上述净水方法进行分析和讨论，同样留到第二课时解决。

5.课前没有安排学生进行上网调查，实地考察、水厂参观，没有布置学生自制净水器，没有充分调动学生挖掘身边的化学素材，没有充分激发学生的积极性和学习兴趣。同时，对学生的学情了解不够，导致教学效果受到影响，这是本节课的一大遗憾。

6.实验准备中的一些发现：

（1）分别采用品红溶液和红墨水作为有色溶液的净化，在吸附时发现活性炭对红墨水的吸附效果不如对品红溶液的吸附，但是品红溶液经过过滤后颜色有较明显的变浅现象（什么原因？需要进一步去思考和研究）；经多次试验比较后最终选择红墨水作为试验水样中的添加色。

（2）进行硬水和软水对比试验时，所用肥皂水用凉开水进行配制，所用软水也是采用凉开水，结果当时效果较好，时间稍长后肥皂水变得黏稠，实验时泡沫也较少（什么原因？仍然需要进一步思考和研究）。课后用市售某品牌纯净水代替上述凉开水，解决了上述问题。

编辑 韩 晓