美丽的“铝”途

罗余凌

摘 要：以“从铝土矿到铝合金”单元复习教学为例，在化学核心素养的引领下进行单元整体复习教学设计与实践。

关键词：核心素养；铝及其化合物；教学流程

一、教材分析

苏教版化学1（必修）专题3第一单元“从铝土矿到铝合金”是继学习金属钠、金属镁之后的又一金属元素代表，共包含“铝及铝合金、铝的氧化物与氢氧化物、从铝土矿中提取铝”三节教学内容。该教学内容在化学必修模块中起着承前启后的重要作用，对它的学习既是对专题1化学家眼中的物质世界分类观及其转化观的应用与巩固，又为将来学习化学2（必修）元素周期律等内容奠定了基础。

二、教学目标

结合学生发展化学学科核心素养的新课标要求与本校学生的实际认知水平，从“宏观辨识与微观探析”“变化观念与平衡思想”“证据推理与模型认识”“实验探究与创新意识”“科学精神和社会责任”五个维度确定了以下单元复习教学目标。

（1）宏观辨识与微观探析：从原子结构微观视角，回顾铝的相关性质，强化“结构决定性质”的观念；

（2）变化观念与平衡思想：以铝及其化合物的相互转化为载体，认识物质是运动和变化的，知道化学变化需要一定的条件；

（3）证据推理与模型认识：结合氧化铝、氢氧化铝能既能与酸又能与碱这一反应事实，建立两性氧化物、两性氢氧化物这一“两性”模型认知；

（4）实验探究与创新意识：通过实验探究，验证铝与前面所学Na、Mg金属的区别，培养学生善于合作、敢于质疑、勇于创新的核心素养；

（5）科学精神和社会责任：感受铝及其化合物在生活中的应用，深刻认识化学对满足人民日益增长的美好生活需要的重要贡献。

三、教学流程

环节一：“铝”途第一站，方案设计

【引入】展示铝合金自行车模型，让学生看并亲手触摸。

【教师】今天我们将骑着自行车来邂逅一次奇妙而美丽的“铝”途，旅途有很多站，先来看第一站。

【活动探究】现有一定量废弃铝合金（含镁），请设计实验方案实现金属铝的回收？

【学生】根据课本中从铝土矿中提取铝的工艺流程，相互讨论交流，绘制金属铝的回收方案。

【教师】拿出教具，背面有磁性的小方块，上面写着“废弃铝合金”“盐酸”“二氧化碳”“氨气”“氢氧化钠”“偏铝酸钠”“氯化铝”“氢氧化铝”“铝”“氧化铝”“冰晶石”“溶解”“过滤”“电解”“加热”等，请同学利用这些“磁铁方块”小教具展示自己的回收流程。

【教师】点评讲解，形成酸溶法与碱溶法两条途回收径，并归纳铝及其化合物的转化关系。

【投影】初见铝图。

环节二：“铝”途第二站，实验探究

【实验探究】向一个充满CO2气体的铝制易拉罐中，用针筒向内注射NaOH溶液，有何现象？

【学生】相互交流讨论，并推测：①易拉罐变瘪；②易拉罐变鼓；③易拉罐先瘪后鼓；④易拉罐先鼓后瘪。

【实验】用针筒向内注射NaOH溶液（用手按住注射器推杆），观察到易拉罐先瘪后鼓。

【教师】追问原因。

【学生】书写离子方程式：CO2+2OH-=CO32-+H2O，2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑

环节三：“铝”途第三站，定量探究

【定量探究】由铝屑与盐酸、氢氧化钠溶液反应制取1mol Al（OH）3，最少需要消耗HCI和NaOH的物质的量为 （ ）

A.3mol，3mol B.1mol，1mol

C.0.75mol，0.75mol D.0.25mol，0.25mol

【整理归纳】制备1mol Al（OH）3的可能方案有哪些？

【学生】交流与讨论，形成制备Al（OH）3的可能方案：①铝盐中加NaOH等强碱；②铝盐中加氨水；③偏铝酸盐中加盐酸等强酸；④偏铝酸盐中通CO2。

【教师】哪些方案好，请评价上述方案？

【学生】方案①③对试剂的用量有严格要求，过量会导致Al（OH）3受损，方案②④氨水或者CO2过量均不会引起Al（OH）3的溶解。

【教师】追问还有没有其他制备方案呢？并演示实验AlCl3溶液與NaAlO2溶液混合。

【学生】观察现象，写出化学反应方程式：AlCl3+3NaAlO2+6H2O=4Al（OH）3↓+3NaCl

【投影】完善铝图

环节四：“铝”途第四站，问题解决

【教师】通过同学们一起探究和思考，美丽的铝图跃然于纸上，只有我们熟悉了铝的转化关系才能解决更多与铝相关的化学问题。

【问题解决】若含量有1molMg2+和1molAl3+的混合溶液，横坐标依次加入NaOH溶液，盐酸，通入CO2气体，纵坐标为混合沉淀物的物质的量，请画出沉淀的量随反应的变化曲线，并写出各步反应的离子方程式。

【学生】完成问题解决，并阐述今天的收获。

四、教学反思

根据“无机物”主题核心素养关键能力系统模型，学习元素化合物首先要在问题情境中进行，因此本节课围绕核心素养教学目标，设计了回收铝方案的设计、制备Al（OH）3的可能方案等具体真实的教学情境，在情境中学生不断发现问题与解决问题，对新旧知识建立了有效的联系，实现了知识的自主构建；其次，学生在方案设计、实验探究与问题解决中，习得了宏观与微观、静态与动态、定性与定量相互结合的认知方式，有利于发展学生的高阶思维；最后，寓“铝图”的构建于课堂的“铝途”中，实现了孤立到系统的认知升华，从初步认识钠到镁再到铝的认识递进过程中，学生的元素观、转化观认知结构也得到了逐步完善，无形中提升了学生的元认知能力，化学学科核心素养也伴随着情境教学的推进得到了潜移默化的提升。

参考文献：

解慕宗.化学核心素养引领下的单元教学设计[J].中学化学教学参考，2018（7）：29

编辑 冯志强