周玲玲
摘要:以深度学习理论为指导,以探秘爆炸盐这一真实生活情境为载体,通过探气泡之秘、寻制取之法、悟去污之道三个环节引导学生进行深度学习,帮助学生形成化学观念、科学思维,建构知识和思维模型,从认识化学走向理解化学,从理解化学走向运用化学,实现知识一能力一素养的全面提升。
关键词:深度学习;思维模型;核心素养;全面提升
文章编号:1008-0546( 2023)09-0062-03
中图分类号:G632.41
文献标识码:B
doi: 10.3969/j.issn.1008-0546.2023.09.012
一、问题的提出
《义务教育化学课程标准(2022年版)》指出:化学课程立足学生的生活经验,基于大概念的建构,整体设计和合理实施单元教学,深化化学教学方式改革,落实核心素养。在现阶段的初中化学复习课中,教师往往采用知识点或考点罗列的方式,即使学生参与,思维深度得不到实质性的提高,不符合核心素养导向的化学教学。深度学习[1]视域下的化学复习是指在教师的引领下,学生围绕真实情境或具有挑战性的主题开展探究活动,利用比较、分析、归纳等方法,基于证据推理认识物质的性质、变化及用途。基于深度学习理念进行复习,有助于帮助学生形成认识世界的化学概念,有助于学生核心素养的形成(见图1)。
爆炸盐使用过程涉及“物质的性质与应用”“物质的化学变化”等重要的化学研究主题,旨在帮助学生归纳气体制备的思路与方法,了解化学反应的条件及影响因素。真实情境下的深度教学有助于激发学生的主观能动性,促进学生思维的提升和关键能力的形成。
二、深度學习视域下的案例设计思路
节课以新课标为指引、深度学习的四要素[2]为依据,根据中考评价体系的要求,基于探秘爆炸盐的情境主线,分为探气泡之秘、寻制取之法、悟去污之道等三个环节进行深度教学。教学流程如表1所示。
三、深度学习视域下的教学目标
1.运用氧气、二氧化碳的知识,认识和研究爆炸盐的转化、气体的制取以及去污的原理,在运用知识解决问题的过程中建构气体制备以及影响化学反应速率的模型。
2.通过自主互助、实验探究、交流分享和反思评价等活动,形成化学概念、解决实际问题,发展科学思维、强化创新意识。
3.通过感知、探究、体悟等学习环节,感受到真实的、有趣的、有用的化学,从认识化学走向理解化学,从理解化学走向运用化学,实现知识一能力一素养的全面提升。
四、深度学习视域下的教学过程
环节一:探气泡之秘
【情境展示】前几天老师在超市的洗涤区域发现了一款产品——“爆炸盐”(展示实物),非常吸引老师的眼球。它与普通的洗涤剂相比有什么特点呢,现在请大家通过视频了解。
【视频资料】爆炸盐之秘。
【教师提问】通过观看视频,你观察到了什么?你想了解哪些问题?
【学生提问】爆炸盐溶于水的过程产生很多气泡,请问气泡是什么?为什么爆炸盐能将衣服洗干净?
【教师引导】大家观察得非常仔细,现在让我们走进化学探究之旅,共同探究,逐一解答大家的疑惑。如果想知道产生的气泡是什么,离不开成分表的帮助。
【学生活动】阅读成分表。
【资料展示】爆炸盐的主要成分是过氧碳酸钠(Na2CO4),俗称固体双氧水,白色结晶颗粒。溶于水后,会产生碳酸钠(Na2CO3)和过氧化氢。
【学生活动】根据资料卡书写爆炸盐溶于水的表达式。
过氧碳酸钠+水→碳酸钠+过氧化氢
【教师引导】请大家根据资料卡的信息,推测出气体的主要成分?
【学生活动】根据元素守恒,学生有两种猜想,气体的成分可能是氧气或二氧化碳。
【归纳与提升】化学变化前后,元素守恒。
【小组活动】设计实验方案,验证气体的成分。
【小组实验】取1药匙爆炸盐于烧杯中,加入100mL水,搅拌均匀,取烧杯中的饱和水溶液于试管中,通人澄清石灰水中,观察现象。
【教师引导】没有观察到现象说明一定没有二氧化碳生成吗?有没有可能温度太低反应速度太慢呢?
【小组实验】加热上述试管
【师生总结】爆炸盐溶于水后,产生的气泡中没有二氧化碳。
【归纳与提升】升温可以加快反应速率。
【教师提问】饱和“爆炸盐”水溶液中有碳酸钠的存在,为什么没有产生二氧化碳呢?
【学生活动】学生根据实验室制二氧化碳的原理,得出爆炸盐溶于水的过程中,没有提供酸,因此没有产生二氧化碳。
【教师引导】爆炸盐中产生的气泡有没有可能是氧气呢?如何验证?
【演示实验】将带火星的木条放入盛有“爆炸盐”饱和水溶液的试管中,观察现象。
【教师提问】带火星的木条没有复燃,说明气泡中的气体不含有氧气吗?
【学生活动】根据已有的知识经验,猜测由于氧气浓度太低,不能使带火星的木条复燃。
【小组实验】(1)取烧杯中的溶液,倒人盛有二氧化锰(1药匙)的试管中;
(2)将带火星的木条放人试管内,观察现象。
【温馨提示】为了防止气泡逸散到大气中,带火星的木条伸人之前,用拇指堵住试管口。
【得出结论】爆炸盐溶于水后,产生的气泡中有氧气。
【学生活动】书写试管中产生氧气的表达式。
【归纳与提升】催化剂能加快化学反应速率。
设计意图:以爆炸盐为主线,可以激发学生的兴趣,使学生意识到化学与我们的生活息息相关,激发学生利用所学知识解决生活中问题的意识。通过探究爆炸盐溶于水产生的气体的成分,不仅可以帮助学生复习气体的性质及检验方法等知识,在探究过程中,还可以帮助学生形成变化观、元素观、守恒观等化学观念以及证据推理的核心素养。
环节二:寻制取之法
【教师提问】爆炸盐使用过程中会产生氧气,如何制备并收集氧气呢?
【小组实验】根据提供的仪器,搭建实验装置。
【教师提问】组装发生装置和收集装置的依据是什么?不同小组组装装置的优缺点各是什么?
【学生活动】回顾原理,总结各装置的优缺点。
【教师引导】老师这里有一个与大家不一样的收集装置——多功能瓶,收集氧气时,氧气应该在哪个导管进,如何验满?
【小组活动】根据氧气的性质,初步得出如何利用多功能瓶收集并验满气体。
【演示实验】多功能瓶收集氧气
【教师提问】为什么带火星的木条没有复燃呢?如何加快化学反应速率?
【学生活动】学生讨论总结:提升浓度可以加快反应速率。
【归纳与提升】提升反应物的浓度可以加快化学反应速率。
【教师提问】如果在集气瓶内装满水,氧气应该在哪个导管进?与排空气法收集氧气相比,有什么优势?
【小组活动】总结利用多功能瓶进行排水法收集气体的原理、方法及优点。
设计意图:学生搭建装置、辨析装置、探究多功能瓶使用方法的过程中就是建构模型的過程,使学生在探究过程中形成辩证的思维以及科学探究的意识。
环节三:悟去污之理
【资料展示】(1)碳酸钠的水溶液呈碱性,能与油污发生反应,生成能溶于水的物质而除去。
(2)过氧化氢具有氧化性,能将色素氧化而变为无色,从而达到去污的目的。
【教师引导】爆炸盐去污效果比较好,其实取决于碳酸钠和过氧化氢两种物质共同作用的结果。
【教师提问】很多人洗衣服的过程中,手长时间泡在爆炸盐的水溶液里,有不适感,对此你有何建议?
【学生活动】长时间接触爆炸盐溶液时,建议戴上橡胶手套。
【归纳与提升】化学指导我们正确运用物质。
【总结提升】今天这节课,我们从爆炸盐的用途人手,初识了爆炸盐,探究了气泡的组成、性质以及变化,再探了气泡的制备,爆炸盐的去污原理及使用方法,发现化学来源于生活、服务于生活。希望同学们能用化学的眼光观察世界,用化学的思维审视世界,用化学的语言表达世界,我们应该更爱化学!
设计意图:通过去污之道以及爆炸盐使用过程中的注意事项使学生感受到化学对人类生活的发展起到了指导作用,帮助学生形成安全意识和合理使用化学品的观念,培养了学生的社会责任感。
五、深度学习视域下的教学反思
1.情境真实,形成化学观念
真实、具体的问题情境是学生化学核心素养形成和发展的重要平台。素养导向的化学教学强调:创设真实问题情境,倡导在做中学、用中学、创中学。学生在真实情境的问题解决中主动参与、积极思考、创新实践,逐步形成核心素养导向下的化学观念。以“探秘爆炸盐”为例,爆炸盐是学生熟悉的生活用品之一,但是学生从未从化学的角度审视使用过程中的现象。教师引导学生以爆炸盐为主线,探究使用过程中的气体成分,学生在参与的过程中形成了元素观、变化观、守恒观等化学观念,使学生形成了认识世界的新视角。
2.问题驱动,发展科学思维
新授课着重于双基知识的传授,深度学习视域下的复习课不同于新授课,更注重于知识和思维模型的建构、学生科学思维的发展。本节课设计了多组探究性问题和引导性问题,学生在解决问题的过程中运用比较、分析、归纳等科学方法,证据推理的思维方式建构了认识物质性质、气体制备的思路与方法,同时对影响化学反应速率的因素也形成了系统的认识。
3.科学论证,彰显学科价值
化学是推动人类社会可持续发展的重要力量。义务教育阶段的化学课程旨在通过科学探究发展学生的科学思维、科学态度和社会责任。本文通过爆炸盐之秘的视频激发了学生的好奇心和探究欲,引导学生通过科学的方法依次完成三个环节的探究,不但帮助学生形成核心素养,也引导学生正确地认识化学课程的价值。
参考文献
[1] 乐凤楹.基于深度学习的高三化学复习教学研究——以“滴定曲线”复习课为例[J].中学教学参考,2022 (14): 54-57.
[2] 徐敏.基于深度学习的初中化学微课设计与实施——以沪教版九年级化学“常见的化学反应一燃烧”为例[J].教育与装备研究,2022,38(04):40-44.