核心素养下的初中化学教学与设计

马凌 袁方

摘 要：初中作为化学学科启蒙阶段，对培养学生的学科思维及科学探究能力起着重要作用。在发展学生核心素养、以育人为目标的背景下，教师不能延续固化的理论教学方式，需扭转思维，将“科学探究”融入日常教学，注重证据推理、知识生成与概念构建，从而培养学生“证据推理与模型认知”“科学精神与社会责任”的核心素养。以人教版化学九年级上册《水的净化》教学设计为例，利用身边的黄河水，以“自主发现问题”“提出并解决问题”的实验探究思路为主导思想，引导学生归纳净化水的流程，巩固过滤操作，带领学生体验科学探究与合作探究，培养化学学科素养。

关键词：化学教学;科学探究;教学案例

一、基本情况

（一）学情分析

水是人类日常生活中必不可少的资源，在本课开始之前，学生对饮用水的来源有一定的认识，对水污染也有一定的了解，并知道一些净化水的方法。经过前置学习，已经掌握了一些简单的实验操作技能。本课题与生活联系紧密，能增强学习体验感。

（二）教材分析

化学课程标准在知识层面要求学生了解吸附、沉降和过滤等净化水的常用方法。活动方面要了解水的处理方法并试验活性炭和明矾等净水剂的净水作用。

水是继学生学习了空气、氧气等常见气体性质后接触的另一种生活中的物质。如此安排既符合新课程要求，又与学生生活贴近，体现了知识间的连贯性。本节课以水为载体，围绕水的净化问题，将吸附、沉淀、过滤、消毒等净化水的方法有序联系起来。水的净化关系到人的饮水健康，探究水的净化方法有利于培养学生的思维能力、探究能力、动手能力，增强社会责任感。

（三）教学目标设置

（1）通过本节课的学习，学生能够说出净化水的方法及作用;掌握过滤操作基本技能及注意事项;了解自来水厂生产自来水的过程及净化水在生产生活中的意义。

（2）通过小组合作实验，强化学生观察、记录、分析现象的能力，培养学生从信息获取、证据推理到问题解决的科学探究能力。

（3）通过本节课的教学，增强学生爱护水资源的意识，提升社会责任感。

（四）教学重点、难点

1.教学重点

本节课的教学重点是过滤操作注意事项及净化水过程中的步骤及其作用。

2.教学难点

本节课的难点是过滤操作注意事项。

（五）教学方法

1.教师教法

（1）情境创设法：以身边的黄河水为素材，引导学生亲自对现有的黄河水进行净化，将学生置于真实情境中。

（2）问题驅动法：在每一步净化操作完成后，水中都会残留剩余杂质。以“你面前的这杯黄河水是否达到饮用标准？”这个问题促进学生深度思考，不断推动课程环节。

（3）实验探究法：学生合作实验，记录分析实验现象并对比归纳出实验结果，锻炼学生实验操作能力和科学思维能力。

（4）多媒体辅助：利用每种杂质逐步除去得到净化水的动画，加深学生记忆，增强趣味性。

2.学生学法

（1）自主学习法：学生课前查阅资料，了解河水净化的相关问题。

（2）合作探究法：实验中观察并记录现象，小组交流，对比分析实验失败的原因。

（六）课前准备

课前教师参照课标，查阅有关黄河水净化的技术发展[1-2]，对本节课内容进行详细的分析，形成完善的教学思路。

教师准备黄河水、明矾溶液、装有活性炭的注射器、烧杯、玻璃棒、漏斗、铁架台、滤纸。

学生课前参观自来水净化基地，对水的净化形成基本认识。

二、过程设计及意图分析

（一）情境导入

课件展示兰州市著名景点“中山桥”及黄河照片。

师：黄河对我们而言，不仅是景点那么简单，它更是我们的母亲河。我们的生活用水、饮用水都来自黄河。我这里有一杯刚取来的黄河水，这杯水是否符合饮用标准呢？说出你的理由？

生：思考回答“不符合”。

师生共同分析得出：新取的黄河水中含有泥沙、色素、异味、微生物等杂质，不能直接饮用。

设计意图：以身边的黄河水创设真实问题情境，拉近学生与化学学科的距离，激发学习兴趣。

（二）实验探究

师：如何将这杯水转变为能够饮用的自来水呢？请结合在参观自来水厂时获取的信息回答问题。

生：按照一定的顺序将这些杂质除去。

师：具体顺序是怎样的呢？请观察两杯黄河水，说出他们的差异。

展示已静置两天的和新取的黄河水

生：静置两天的黄河水更加澄清。

师生共同归纳：静置沉降可以将水中的大颗粒不溶物沉降，这是净化黄河水的第一步骤。

【实验探究】一

师：请大家观察桌面上已经静置两天的黄河水，是否完全澄清？若不澄清，则小组讨论，利用已有的药品设计方案对其进行净化。

生：思考回答“不完全澄清”。小组进行明矾净水实验。

实验中教师巡视指导。科学评价学生的实验方案及操作。

师：实验结束，请各小组分享你们的实验思路及结果。

生：准确表述自己的实验方案

（出现两种情况：①取少量明矾溶液于黄河水中，搅拌、静置，观察黄河水逐渐澄清。②对黄河水进行过滤操作，发现过滤速度很慢。）

师生共同归纳：静置后的黄河水中含有悬浮杂质无法依靠自身重力沉降。需借助胶状物明矾，将悬浮杂质吸附后沉降，此操作为吸附沉降。与静置沉降共同组成净水第一步骤：沉降。若不进行沉降，直接过滤，会导致滤纸被堵塞，过滤速度慢。

设计意图：设问“黄河水是否澄清”，引导学生发现净水过程中下一步需要除去的杂质。再设置开放性任务，通过小组合作实验进行互助学习，让学生亲身体验明矾净水过程并观察现象。最后引导出现不同方案的小组表达交流，得出更合理的方案。

【实验探究】二

师：沉降操作后，水变得澄清，但是水和泥沙有没有完全分离开？有没有方法能将他们完全分离？

展示漏勺、茶漏、纱布

师：生活中常用到的这些器具，共同作用是什么？谁的分离效果更好？

生：思考回答：共同作用是将固体和液体分离，纱布效果更好。

师：将固体与液体分离的操作叫作过滤。化学上对过滤要求较高，故使用孔径非常小的滤纸。请大家结合预习内容，利用现有仪器，对刚才进行过沉降操作的黄河水进行过滤。

生：操作实验。

师：巡视指导，将巡视过程中发现的错误操作整合为3个问题：

①哪一组滤液流下的速度最快？如何加快过滤速度？

②哪一组的滤液最澄清？如何避免滤液浑浊？

③操作中有没有液滴飞溅？如何避免液滴飞溅？

师：请大家将各组的实验结果展示在讲台上。

（互动交流中和学生一起找出以上三个问题的答案。引导学生自主总结过滤操作的注意事项：一贴、二低、三靠。净水的第二个大的步骤就是过滤。）

设计意图：在学生已经预习了过滤操作，保证安全的情况下，不过多指导。先让学生完成实验，在巡视过程中，将出现的错误记录整合。展示环节引导学生积极参与成果交流，回顾实验结果和过程，对比分析过滤操作要点。

【实验探究】三

师：过滤后得到的液体都是澄清的，能否直接饮用？为什么？

生：观察并回答“不能饮用，滤液中有色，有异味”。

师：如何除去色素和异味呢？请回忆家庭冰箱除异味剂的成分，选择现有仪器，对滤液进行再净化。

生：根据活性炭可吸附异味的生活常识，选择装有活性炭的注射器对滤液进行净化。发现液体澄清透明，异味消失。

师生共同归纳：活性炭具有疏松多孔的结构，能够吸附水中的异味及色素。这是净化水的第三个步骤：活性炭吸附。

师：被活性炭净化后的水，已经澄清透明无异味，是否符合饮用标准？为什么？

生：思考回答“不符合，水中还含有微生物和细菌”。

师：自来水厂为了除去其中的微生物和细菌，会在水中加入消毒剂来杀菌。这就是我们净水的第四個步骤，杀菌消毒。

设计意图：本环节让学生亲自实验，通过观察实验现象，能够直观体验活性炭的吸附效果。加深其对活性炭吸附这一净水步骤的理解。

（三）小结归纳

师：净化水的四个步骤大家已经非常熟悉了。学以致用，请大家合作完成习题，体验自来水厂管理员的工作。

生：回顾本节课知识，完成习题。课下完成课后活动。

1.请你来当自来水处理厂的净水员，完成自来水厂净水步骤。

（1）自来水厂净化水的操作排序，将序号填在前面

排序 目的

投药消毒

活性炭吸附

加入絮凝剂

沉淀

过滤

（2）选出每一步操作的目的

A.吸附水中的悬浮杂质

B.除去水中的不溶性杂质

C.除去可溶性杂质，吸附颜色和异味

D.杀死细菌  E.沉降杂质

（3）五个步骤中，属于化学变化的是：

2.课后活动：请同学们依据本节内容，课下自制净水器。

3.思考：自来水厂净化后的水是否属于纯净物？

师：大家已经体验了净水的全部过程，有没有发现，净水的方法全部都来源于生活，最终又能够应用于生活。其实，科学探究离我们并不遥远，就在各位的身边。

设计意图：将实验探究过程中逐条的净水步骤放在练习题中统一整合，将零散知识点提炼为框架模型，促进必备知识的掌握。

三、教学反思

（一）学科核心素养的体现

化学学科核心素养包含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。

利用身边的黄河水创造真实情境，帮助学生深刻体会化学与生活和社会的关系，培养其社会责任感。针对传统教学中先讲解后实验易导致学生理解不透的问题，本课调整教学流程，先让学生自主发现、提出问题，利用实验解决问题，最后归纳总结。围绕黄河水是否符合饮用标准的问题主线，交流提炼得出净化水的步骤和方法。符合核心素养要求下“启发、引导、深化、整合”的思维过程，培养其实验探究与创新意识。在过滤实验中，将学生的操作失误转化为课堂教学资源，并对其进行深化。课程结尾设置净化习题，将知识点整合统一并建立净化模型，培养其证据推理能力。

（二）教学目标的达成

本节课以黄河水净化为线索，使学生先后了解自来水厂净化水的步骤，以明矾和活性炭净水实验强化学生对两种净水方法的认识。以过滤实验中学生的不当操作为载体，对比分析得出操作注意事项，成功突破教学重难点。课后习题对本节知识内容进行巩固。总体能够达成本节课教学目标。

参考文献：

[1]高叶长.初中化学“水的净化”教学案例与反思[J].中学化学教学参考，2018（18）.

[2]郭强.黄河原水净化过程中混凝剂选用的试验研[J].山西科技，2006（1）.