基于主题式教学的初中化学复习课课例研究

刘艳

摘要：以工业造纸为线索，从走进造纸工业，探讨废水成分，废水的初步处理三个环节，让学生掌握有机物，碳循环，酸碱盐和净水等相关知识。创设真实而有意义的教学情境，有利于激发学生学习兴趣，帮助学生更好地理解和运用知识，体悟化学的学科价值，提高学生科学素养。

关键词：造纸;主题教学;依纲据本

文章编号：1008-0546（2019）01-0058-03 中圖分类号：G632.41 文献标识码：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2019.01.018

一、教学背景

临近中考，以题海战术为主要模式的复习课堂已经让学生和老师都十分疲惫，而且学生的基础知识大多也掌握到位，目前这个复习阶段，学生真正需要一节怎样的化学课？围绕有意义的主题进行教学可以加速学生对已学内容的内化及长期记忆，近年来符爱琴名师工作室一直致力于研究化学的主题式教学，让化学教学的载体更情景化、更生活化，打通了学生书本世界和生活世界的界限。笔者在深思熟虑之后，决定选择以工业造纸为载体，既立足书本，带领学生回归书本知识，查漏补缺，又提升了学生在新情境下应用知识的能力。

二、教学目标

1. 通过对造纸原料、工艺、废水成分、废水处理的分析，让学生在运用知识解决实际问题的过程中巩固酸碱盐、碳循环、净水等相关化学知识。

2. 通过交流讨论、小组合作、实验探究等活动，锻炼学生的动手操作能力，养成按化学学科特点分析问题、解决问题的能力。

3. 通过对造纸废水的处理，让学生感受到真实的、有趣的、有用的化学，体现从生活走向化学，从化学走向社会，感受到化学的学科价值和学科魅力，激发学生热爱化学、保护环境的责任感。

三、教学过程设计

1.感悟历史，“燃”起学习热情

师：述说纸的发展历程

设计意图：引导学生感受化学在促进世界文明的发展方面做出的贡献，增强学生的民族自尊心和自豪感。

【Q1】你知道纸有哪些用途？请至少说出10种。

师：纸有很多用途，其中最重要的用途——传播知识文化。纸的发明，深刻影响了世界文明的发展。今天我们就一起走进造纸工业。

2.走进造纸工业

（1）介绍造纸原料

【Q2】 请大家思考我们所使用的纸张的最初的原料是什么？绿色植物是通过什么化学反应实现从无机物到有机物的转化，请写出化学方程式。在这个反应中体现了能量如何转化？

过渡语：绿色植物通过光合作用为其他生物提供食物和充足的氧气，从而维持空气中二氧化碳、氧气之间的循环。

设计意图：初中化学具有很强的基础性和启蒙性，因此中考仍把规范使用化学用语作为考查基点。2018年中考考试说明上明确提出“了解一些对人类生命活动具有重要意义的有机物（如葡萄糖、淀粉、油脂、蛋白质、维生素等）”，其能力要求为A级，即识记，是最基本的能力层级[1]。这一环节的设计让学生在中考前对知识的复习扎实到位，而不是眼高手低。

（2）了解造纸工艺（图2）

师：在造纸工艺中一个非常重要的环节就是对原料进行预处理—碱液高温蒸煮，利用碱液的强腐蚀性溶解某些有机物。请大家回忆书本，猜测碱液中的成分（链接书本P47烧碱用途、P54纯碱用途）。

【Q3】 请你找出书本第七章课后的哪个趣味实验也用到了类似的原理？

【链接书本P50】叶脉书签的制作

设计意图：让学生意识到对书本上知识做深入学习的重要性，培养学生仔细研读教材的习惯，特别是书本上的课后习题，趣味家庭小实验等。

师：通过碱液高温蒸煮，然后切割，我们就可以得到纸浆（图3右）。

【Q4】 纸浆中的主要成分是一种天然有机高分子化合物，大家猜下可能是什么物质？

【生】猜想：①淀粉②纤维素③蛋白质

【学生活动】四人一组，分组实验，检验纸浆主要成分。

【物质检验】

淀粉检验：取样，滴加     ，若     ，则是淀粉。

蛋白质检验：取样，     ，若有     ，则是蛋白质。

设计意图：纸浆对于学生来说比较陌生，在课堂上教师能够实物展示“纸浆”，这让学生眼前一亮，也拉近了学生和造纸之间的距离。正所谓学生看实验视频不如教师演示实验，教师演示实验不如学生分组实验。实验是化学的最高“法庭”，学生通过实验检验纸浆主要成分，这一设计能有效吸引学生在化学实验的感召下开展学习活动，通过合作团队的共同努力获取化学知识，发展实验探究能力。而关注学生的探究学习，关注学生的学习过程，是新课程的重要要求。

【Q5】淀粉和纤维素之间有哪些共同点？哪些不同点？

【学生活动】先独立思考，再相互交流，代表回答。

【教师小结】共同点：糖类;元素组成相同C、H、O;有机高分子化合物。

不同点：相对分子质量（Mr）纤维素>淀粉（书P75）

淀粉遇碘水变蓝，纤维素遇碘水不变蓝。

【拓展视野】淀粉和纤维素结构（图4）。

设计意图：采用对比的方法分析淀粉、纤维素这两种物质，看似简单，但学生却不容易回答全。特别是淀粉和纤维素谁的相对分子质量更大，学生不易想到，这也是书本上学生容易遗忘的知识点。这一环节可以再次引起学生对书本的关注，在“考试说明”上明确提出复习要重视课标，依纲据本[1]。

3.探究造纸废水中的成分

过渡语：汉代以后，虽然造纸工业在不断完善和成熟，但造纸的四个步骤基本上没太大改变。在生产过程中制浆产生的废水，污染最为严重，叫做黑液。

教师：展示模拟纸浆废水——黑液（图5）。

【Q6】 请大家回忆造纸流程，推测下黑液中的成分？

【生】氢氧化钠、碳酸钠。

【Q7】根据大家的猜测，说明黑液呈碱性。如何检测黑液的酸碱性呢？

【教师小结】 测定有颜色的溶液的酸碱性需要用pH计。若用pH试纸，色素的存在会干扰pH的测定。

【生】黑液中還有色素、悬浮物、有机物（木质素、半纤维素）。

【Q8】 从物质分类的角度判断废水中涉及到哪些不同物质种类？

4.处理造纸废水

请你运用我们所学过的化学知识对造纸废水进行初步的净水处理。

【生】过滤→活性炭吸附→加酸中和

【拓展视野】实际生产中由于废水量大，而且也没有这么大的滤纸，工业上往往采用格栅、筛网（图6）去除悬浮物。为了去除直径更小的固体杂质，超滤膜应运而生。

【演示实验】活性炭吸附

设计意图：让学生意识到尽管我们在初中阶段所学的专业化知识非常有限，但却是有实用价值的。而我们初中阶段的化学启蒙教育应努力将学科知识与学生生活、社会生产紧密结合在一起，这样的课堂才能激发学生兴趣。强化环保教育，认识“绿色化学”的重要意义。

【Q9】请你写出加酸中和的化学方程式。从微观角度解释一下加酸中和的微观本质。

【巩固训练】“宏观—微观—符号”三重表征是化学独特的表示物质及其变化的方法。

①氢氧化钠和稀硫酸微观模拟图：

微粒甲：       ，微粒乙：       。

微观本质：       。

②画出碳酸钠和稀硫酸的微观模拟图，找出微观本质。

设计意图：学习和研究化学不仅要从宏观的视角对物质性质和变化进行观察和描述，还要从微观结构上进行解释，以掌握事物的本质和规律，还要用化学符号进行表达和交流。从“宏观、微观、符号”三个水平上认识和理解化学知识，即“三重表征”思维 [2]。

师：化学是一门以实验为基础的学科，接下来我们就动手对废水进行加酸处理至中性。

实验目的：处理50g NaOH质量分数为1.6%造纸厂碱性废水。

药品和仪器：烧杯、胶头滴管、量筒、pH试纸、玻璃棒、表面皿、20%稀硫酸（密度=1.14g/mL）

【学生活动】四人一组，学生分组实验。

【PPT】实验注意事项

设计意图：凸显实验的学科价值，强化知识的应用价值。该实验设计来源于书本课后习题，既锻炼了学生的基本实验操作能力（例如：pH值的测定），又让学生认识到定量研究对于工业废水处理的重大作用。体悟废水的处理依赖化学，培养学生运用知识分析问题，解决问题的能力。

师：如果由于计算失误或者操作失误导致废水呈酸性了，该怎么进行后续处理呢？

生1：继续加呈酸性的废水;生2：加石灰浆;生3：加氢氧化钠。

【教师小结】 实验方案的评价与选择的视角：（1）环保的视角;（2）原料的视角;（3）能源的视角;（4）操作的视角。

【Q10】废水中的有机物该如何去除呢？

【资料卡片】废水生化法，是利用微生物的新陈代谢作用，使废水中有机污染物转化为无害物质，以实现净化的方法。

【现学现用】河水里的微生物使有机物（以C6H10O5表示）转化为CO2和H2O的过程中所需的O2量叫生化需氧量（BOD），BOD是衡量水体质量的一个指标。

（1）写出C6H10O5和O2反应生成CO2和H2O的化学方程式为                          。

（2）20°C时，1L某水体（假使该水的密度为1g/mL）中含有机物（C6H10O5）的质量分数为0.001%。则该水体的BOD为              g/L。

（3）20°C时，1L水中溶O2 0.0092g。上述水体适合于鱼类生存吗？原因是                  。

设计意图：拓展学生视野，初步了解何谓生化法。通过计算初步感知有机物对水体的污染，对鱼类生存的危害。

【设置悬疑】：请大家在白纸上滴加稀盐酸和水，看到什么现象？工业上为了纸张的强度、白度经常需要加填充剂，大家想知道是什么吗？请大家课后查阅相关资料一探究竟。

设计意图：本节课以学生实验结尾，将学生的注意力再次拉回纸张中化学物质探究上来，将化学课堂延伸到了课后，这也让学生对下一节化学课充满期待。

四、教后反思

本节课的重点不仅在于知识层面，更在于让学生认识到化学不是纯粹的符号的堆积，知识的简单记忆背诵，化学就在我们身边，化学学科和我们的生产生活密不可分，而且环境的保护也依赖于化学。引导学生用“化学的眼睛”观察我们赖以生存的世界，蕴含着教育工作者对初中化学启蒙教育的价值取向。

参考文献

[1] 常州市教育科学研究院.七科考试说明[M].南京：江苏凤凰教育出版社，2018：134-135

[2] 王宝斌.核心素养：化学教学的应然追求[J].中学化学教学参考，2017（8）：27-29