• 张晓云:基于核心素养的主题式高三化学教学
  • ——《弱电解质的电离平衡》单元复习课教学设计与反思
  •           2018/4/5     浏览()     【
  • 基于核心素养的主题式高三化学教学

    ——《弱电解质的电离平衡》单元复习课教学设计与反思

    常州市北郊高级中学  张晓云

    尊敬的各位专家、全省的各位同行:

    大家下午好!很高兴能在江苏教育新时空与大家见面。下面我就《弱电解质的电离平衡》高三单元复习课,从以下三个方面谈谈自己的构想与感悟,不到之处恳请大家批评指正。

    一、教学构思

    本节课是20141020号在常州金坛一中上的高三一轮复习研讨课,研讨的主题是基于核心素养的主题式教学研究。这是我第一次接触主题式教学,什么是主题式教学,主题式教学的基本模式是什么?我在网上进行了搜索并结合自己的学习和认识进行了提炼和建构,主题式教学是指围绕着一个有关教材的化学主题,通过师生合作共同体的构建和身心的活动,促进学生认知结构的形成和人格完善的课堂教学。主题式教学的基本模式如下:

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     


    鉴于基础教育阶段化学课程用化学核心素养一词集中概括了化学学科的教育价值,并将其作为教育目标来引领课程、教材和教学的改革方向。大家知道,高中化学学科核心素养包括以下五个要素:1.宏观辨识与微观探析;2.变化观念与平衡思想;3.证据推理与模型认知;4.实验探究与创新意识;5.科学精神与社会责任。因此,基于对化学核心素养和主题式教学模式的认识,本人着力从发展学生核心素养和主题式教学两个方面对本节课进行了设计。首先,确定研究对象。我们知道醋酸是学生熟悉的弱酸,能否找到一种酸和醋酸类似,且这种酸学生对其熟悉却对其酸性不是很确定。回忆了高中的几本教材,在苏教版《有机化学基础》中寻找到了符合要求的酸——甲酸。其次,确定研究主题。在常州市教育科学研究院吴永才老师的提醒下,央视2套有一档大型互动求证节目“是真的吗”,由此确定了本节课的研究主题“甲酸是弱酸,是真的吗”。第三,确定素养要素。将化学核心素养要素渗透于教学环节,促进学生化学核心素养的发展。下面重点谈谈这一课例的教学设计。

    二、教学设计

    1.联系实际,引入主题

    人的皮肤被蚂蚁咬后发痒、起包(如图1),小包里面都是黄水,让人觉得难受。怎样缓解蚂蚁咬后症状?鉴于甲酸是人被蚂蚁咬后注入人体的化学物质,学生会想到用肥皂水,因为他们知道甲酸的结构中含有羧基,具有酸性,但甲酸的酸性到底如何?学生不甚清楚。因此,借鉴了央视2套一档大型互动求证节目是真的吗?,引入探究主题甲酸是弱酸,是真的吗?以此涵盖本节课的复习课题“弱电解质的电离平衡”。

    1 人的皮肤被蚂蚁咬伤后的症状

    2.破解主题,形成思路

    让学生明确探究主题后,教学就进入探索活动阶段。探索活动需要哪些知识支撑?探索活动到底如何进行?教师应带领学生一起破解题意,确立思路。为此,教师提出了以下问题引发学生形成研究思路:你准备用什么方法研究?实验前应该做什么?设计实验方案应该抓住的关键点是什么?学生通过这些问题的思考与回答,初步形成研究思路。

    3.交流合作,设计方案

    为了激发学生的团队合作和竞争意识,采用了这样的做法:请大家根据弱酸的特点,四人一组,相互合作,尽可能多的设计方案,然后进行小组交流,看哪一组设计的方案最多。小组代表设计的方案主要有:

    1 “甲酸是弱酸,是真的吗?的实验方案

    实验方法

    结论

    ①测相同浓度甲酸和盐酸溶液的pH

    pH(甲酸)>pH(盐酸),甲酸是弱酸

    比较相同浓度的甲酸与盐酸与锌反应的速率快慢

    甲酸与锌反应速率<盐酸与酸反应的速率,甲酸是弱酸

    比较相同浓度的甲酸与盐酸的导电性

    甲酸的导电能力弱于盐酸,甲酸是弱酸

    pH=1的甲酸溶液稀释至原来的100倍,测pH

    pH<3,甲酸是弱酸

    将一定浓度的甲酸溶液加热,观察pH的变化

    pH变小,甲酸是弱酸

    通过小组共同设计方案这一形式,使学生在民主平等的自由空间里表述和倾听,在争辩与讨论的动态过程中感悟和体验,在思维的碰撞中创新,在思想的交流中扬弃,在情感的沟通中融合,在智慧的展示中互相启迪[2]

    4有效追问,互动探究

    针对学生提出的实验方案,选择了部分方案进行了追问和验证:

    请大家看方案②,如果有锌粉和锌粒,你会选用哪种进行实验?为什么?

    锌粒,便于观察。如果使用锌粉,与酸反应速率太快,不易观察。

    演示实验1mol/L的甲酸和1mol/L的盐酸与等量的锌粉进行反应。

    现象和结论盐酸与锌粉反应的速率快,可以观察,能用锌粉。

    请大家观察试剂瓶中的锌粒,能否用锌粒?

    不能,因为锌粒的表面积不同,不能做到控制变量,违背了对比实验的要求。

    请大家看方案⑤,你有什么疑惑?

    加热,甲酸挥发,会使甲酸的电离平衡逆向移动,pH增大。同时,由于电离过程是吸热的,所以此平衡又会向右移动,pH下降。二者矛盾,那么pH到底是升高还是降低?

    演示实验0.1mol/L pH=3.3的甲酸溶液,加热一分半钟。如图2所示。

    图片1_副本图片2_副本

    2  0.1mol/L甲酸溶液升高温度前后的pH

    现象和结论pH下降到3.0,说明升高温度对甲酸电离的促进作用大于甲酸挥发带来的影响。

    可以看出,教师的有效追问并及时的验证可以为学生的反思活动提供支持,引导他们重新审视原有的思维角度,并让他们体验到问题不断发现和相应问题不断解决的喜悦,引领课堂教学向纵深发展。

    5拓展方案,合作探究

    在对学生设计方案互动探究的基础上,教师将更多的方案展现在学生面前,以此引发学生对方案的进一步拓展、讨论和探究。

    1)从弱电解质部分电离着手:

    ①测0.1mol/LHCOOHpH值。

    ②同温、同浓度的盐酸和甲酸的导电能力比较。

      温、同浓度的盐酸和甲酸分别与同样大小的镁反应的速率比较。

      别测0.1mol/L甲酸和0.1mol/L盐酸的pH值,进行比较。

      体积,pH相同的盐酸与甲酸,分别加入酚酞后用同浓度的NaOH溶液滴定,比较消耗的氢氧化钠体积。

      体积、pH相同的HClHCOOH,分别与足量的Mg反应,比较产生的气体体积。

    ⑦在等浓度甲酸和盐酸溶液中加入等量的NaOH,用温度计测溶液的温度变化。

    2)从平衡移动角度着手:

    ①测1mol/LHCOOH溶液的pH值,再测0.1mol/LHCOOHpH,进行比较。

    0.1mol/LHCOOH溶液的pH值,再测1mol/LHCOOHpH,进行比较。

    ②先测1mol/LHCOOH溶液的pH值,微热,再测溶液的pH,进行比较。

    3)从对应的强碱弱酸盐着手:

    0.1mol/L甲酸钠溶液的pH

    在这些方案中,哪些方案是比较理想的方案?为什么?

    从弱电解质部分电离着手的方案中比较理想的是①③④,从平衡移动角度着手的方案整体都较为理想,从对应的强碱弱酸盐入手的方案也比较理想。因为这些方案具备了以下要素:原理正确,装置简单,操作方便,现象明显。

        通过实验方案的评价活动,让学生能从不同角度对实验方案的优劣有一个认识,知道什么样的方案才是理想的。不理想的方案永远都不理想吗?为了培养学生用辩证的观点看问题,笔者安排了这样一个分组实验:用周转箱里提供的微型溶液导电实验器做0.1 mol/L甲酸和0.1mol/L盐酸的导电性对比实验,实验结果(如图3)。在实验中,学生可以深刻的体会到复杂的实验可以变的简单,方案由不理想也可以变的理想。

    IMG_3337IMG_3344

    3  0.1 mol/L甲酸和0.1mol/L盐酸的导电性对比实验

    6 回归情境,开放探究

    新课伊始,很多学生想到用肥皂水可以缓解蚂蚁咬后的症状,真的可以吗?原理究竟是怎样?为此,笔者安排实验:在0.1mol/L的甲酸中加入肥皂水,测pH

    现象:甲酸溶液的pH上升。

    问题:加入肥皂水为什么会使甲酸溶液的pH上升?

    学生对此有两种观点:观点1:硬脂酸根水解得到的氢氧根中和了甲酸电离出来的氢离子,使甲酸的电离平衡正向移动。观点2:硬脂酸根直接与甲酸电离出的氢离子作用,使甲酸的电离平衡正向移动。甲酸电离平衡的正向移动,是其中一个因素?还是两个?还是其它?对此安排学生根据本节课所学的内容课后进行研究性学习。通过实验,证实了肥皂水的确可以缓解蚂蚁咬后的症状,但缓解的真正原理学生间存在分歧,而课上探究这个问题已经来不及,通过把问题留给学生课后探究,给学生留下了反思的空间,让探究得到开放、课堂得到延伸。

    7提炼方法,总结提升

    方法是知识转化为能力的桥梁。本节课的主题式教学,不但运用了对比实验(控制变量)的化学思想方法,而且还运用了辩证的哲学思想方法,以及猜想与假设的潜科学思想方法。这样,通过方法的提炼与归纳,学生解决问题有可依,过程与方法的课程目标得到落实。同时,通过实验探究既复习了弱电解质的特点即存在着电离平衡以及对应的强碱弱酸盐呈碱性,又通过实验方案的评价,明确了理想实验方案应该具备的基本要素。

    三、教学反思

    通过本节课的设计和实施,我对基于核心素养的主题式教学有了更加深入的认识。

    (一)教学设计策略

    1.教学主题的选择

    教学主题的选择要把握三个原则,一是主题的形式要具有情境性和新颖性;二是主题的内容要具有启发性和探究性;三是主题的价值要具有实用性和发展性。从而形成了激起学生对知识复习的热情和唤起学生对复习知识的渴求的主题选择策略。

    2.教学思路的形成

    主题既是探究思路的起点,又是探究思路的主线。以主题诱发问题,以问题引发思维,以思维形成思路。在探究思路的形成过程中,以设计问题、提出问题,设计对话、生成对话,设计变式、扩展变式,引发思维、升华思维的教学策略,促进复习探究思路的形成和确立,以此为探究方案的设计指明方向。

    3.教学方案的建构

    探究方案的设计要遵循先放后收的原则,放的目的是为了开拓学生思维,提高学生课堂复习的参与度,收的目的是为了通过对方案的评价、甄别、辨析提高学生对知识复习的感受度和理解度。同时,探究方案的设计要集学生自主设计、合作设计、探究设计于一体,以此在探究方案的设计过程中,达到此处无声胜有声的复习效果。

    4.教学过程的优化

    主题式教学,过程是主线,活动是平台,效益是目标。只有将活动贯穿于确定思路、方案设计、探究互动复习过程的始终主题式复习教学效益才能凸显。因此,以主题为中心,以问题为导向,以探究为载体,形成学生自主活动、合作互动、师生、生生联动的主题活动场,使学生在活动参与中促进化学复习教学质量的提高。

    当然,本节课还有需要科学、合理的优化之处。一是学生提出的很多方案,如何给学生更多的机会让学生用实验验证自己的猜想与方案;二是学生课堂探究活动,如何“放”与“收”?从而让学生的课堂学习活动既放得开、又收得拢。这些还有待进一步研究。

     

    弱电解质的电离平衡学案10月21(张晓云).pdf

    张晓云上课课件(弱电解质的电离平衡).pdf

     

     

     

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