基于生活问题的主题单元复习课教学设计*——游泳池中的化学

任宁生 陈 凯 徐 惠

（1上海师范大学生命与环境科学学院 上海 200234；2南京晓庄学院教师教育学院 江苏 南京 211171；3江苏省苏州中学 江苏 苏州 215007）

一、设计思路

传统的中学化学复习课过于关注知识结构的建构和完善，以及解题技能的强化和熟练，所以相当一部分化学教师在复习课教学力争知识点再现面面俱到，并将其以知识网络形式呈现，辅以题组式的例题和习题讲练。教学实践表明，这样的复习方式缺乏对学生新奇感的刺激和挑战欲的激发。保志明老师也指出，由于目前高考评价制度的限制，所以高三的化学复习更易让教师产生一种错觉：急切而目标鲜明地进行复习、应试，那就是高效地教学，所以高三化学复习长期强调知识点梳理和习题演练，过分关注知识与技能的目标，却忽略了原本的学习者本身，忽略了过程与方法、情感态度与价值观目标的达成，这种急功近利的心态会让我们的学生损失太大：损失了学习的乐趣，损失了深层思维的乐趣，损失了交流倾听的乐趣，损失了动手探究的乐趣，其结果只能是欲速则不达，且对学生今后的发展危害巨大，这样的高效只能是低效甚至无效［1］。

在基础教育课程改革向前推进的过程中，将分散的教学内容进行整合，把具有紧密联系的知识点及背景作为一个单元整体，通盘考虑、整合设计，称之为“主题单元教学”。它打破了传统的“课”与“课”之间的联系，往往能够实现教学目标的综合、教学内容的整合、教学环节之间的配合，促进知识的联系和应用。目前在内地理科教学中并不多见，多用于阶段复习或总复习中，而港台地区已经多用于新课教学，又名“教学模组”。

化学教学中如何选取主题设计单元教学？首先要选取合适的落点和素材开发入手。

笔者尝试以同学生活中的化学问题为载体，在问题的揭示和解决过程中，培养学生从化学视角观察和分析生活问题的能力，激活、调用、强化、丰富学生在三年里所学的各个模块知识和技能，同时也促使学生的情感态度价值观得到升华［2］。游泳池水承载了多种化学物质，从无机物到有机物，有利有弊，体现不同物质的个性特征；游泳池中也在时刻发生变化，渗透了众多化学原理。教学设计立足于主题串联，以游泳池串联高考复习要点，涉及高中化学教材必修1以及化学反应原理、物质结构与性质、有机化学基础、实验化学等多个模块，渗透生活化学观点，进行知识的整合与升华。

二、教学设计

［课堂引入］

（教师）在炎热的夏季，游泳成了大众非常喜欢的运动之一，而随着游泳人数的日益增多，游泳池中池水的水质等问题等越来越得到人们的重视，让我们对游泳池中的化学问题进行一个较为深入的讨论。

［无机元素化学的复习］

（教师）呈现游泳池的相关图片，询问学生有颜色的原因。

（学生）讨论、猜测（硫酸铜溶液）。

（教师）如何检验 Cu2＋。

（学生）讨论、回答。

（教师）补充化学实验，将氨水逐滴滴加入硫酸铜溶液，与铝离子的沉淀反应对比

适量 NaOH：Al3＋＋OH－=A=l（OH）3↓

过量 NaOH：Al（OH）3＋OH－=AlO－2＋H2O

适量氨水：Cu2＋＋2NH3·H2OC=u（OH）2↓＋2NH＋4

过量氨水：Cu（OH）2＋4NH3·H2O［Cu（NH3）4］2＋＋2OH－＋4H2O

（学生）观察实验现象，记录。

（设计意图：教师通过颜色引导学生进入本节课的学习内容，通过硫酸铜的检验，回顾高中学过的几种金属的检验方法。学生通过观察和已有知识从简单的知识入手提高学习的兴趣，并通过简单对比，掌握适量或过量溶液对于同一反应物的不同化学变化的影响，同时脑海中强化配合物的概念。）

（教师）游泳池中除了硫酸铜这种消毒物质，更多的是次氯酸这种物质，而此物质之所以可以用于消毒，为什么？

（学生）讨论、回答。

（教师）次氯酸的消毒杀菌与漂白作用均是因为其强氧化性。将氯的几个含氧酸比较酸性和氧化性大小，并解释原因。

（学生）讨论、交流。

（教师）小结：拓展。提示将上述各酸对应的盐分别与KI反应，ClO－氧化性最强，无需用酸酸化即有I2析出。

（设计意图：教师通过新闻联系到次氯酸的生成，引出Cl2和水的可逆反应，复习可逆反应的相关概念，同时对次氯酸的性质进行复习；联系《物质结构与性质》选修模块，通过化合价对其氧化性和酸性进行深入探究。）

（教师）总结漂白剂。SO2和次氯酸的漂白原理有什么区别？为什么SO2不能用作游泳池水净化？

（学生）讨论、回答。

（教师）次氯酸电离方程式是HClO⇌H＋＋ClO－，什么因素是影响次氯酸的电离的主要因素？

（学生）讨论、回答。

（教师）呈现图表［3］。

（学生）观察、分析。

（教师）对于次氯酸而言，其久置失效的原因是什么？

（学生）回答。

（教师）在新制氯水中加入以下物质，讨论反应现象并写出相关化学反应方程式：①紫色石蕊试液；②FeCl2溶液；③AgNO3溶液；④Na2CO3溶液；⑤SO2通入氯水中；⑥镁粉。

（学生）讨论，回答。

（教师）既然次氯酸久置失效，那怎样衡量次氯酸失效呢？

（学生）讨论，回答。

（投影）拓展知识：在衡量次氯酸失效方面，引入一个新的概念“有效氯”。有效氯不是氯的百分含量，而是指含氯消毒剂的氧化能力相当于多少氯的氧化能力。即以一定量的含氯消毒剂与酸作用，在反应完成时，其氧化能力相当于多少质量的氯气的氧化能力。仔细揣摩概念，根据定义，此氧化能力是与氯气进行对比，那么与氯气在失去1mol电子时，次氯酸却失去2mol电子形成氧化态的Cl－。根据这个概念计算一个简单的次氯酸钙中的有效氯含量？

（学生）计算，练习。

（教师）根据有效氯的定义，确定以下几种百分比浓度都是1%的含氯消毒剂溶液：漂粉精（主要成分次氯酸钙）、优氯净（主要成分二氯异氰尿酸钠，分子式：C3Cl2N3NaO3）、二氧化氯、漂水（主要成分次氯酸钠）（由于四种溶液都很稀，它们的密度都可视为1）有效氯的相对大小。

（学生）讨论，计算。

（设计意图：通过问题组引导学生层层深入，深入认识化学平衡和次氯酸的漂白性；并拓展有效氯的相关概念，在新的问题解决中提高信息迁移能力。）

［化学原理的复习］

（教师）如何制备消毒水？分析电子得失。

（学生）计算，练习。

（教师）讲述个人经历，早上刚打开自来水发现水浑浊，放置一会，浑浊消失，写出相关化学方程式。

（学生）讨论，回答。

（教师）在70℃的温度下，将Cl2通入NaOH溶液中制取消毒水，却发生两个自身氧化还原反应，生成NaClO与NaClO3的物质的量之比为4∶1，写出该反应的化学方程式。

（学生）计算，讨论。

（教师）长期放置的消毒水中会发生什么反应。

（学生）回答。

（教师）长期放置的消毒水会失效，美国的某地已经将原来用于消毒的氯全部转化为了氯胺，为什么？

（学生）思考，讨论。

（教师）提示：如何由次氯酸经过取代反应生成氯胺？

（学生）讨论，回答。

（教师）例题：近年来，某些自来水厂在用液氯进行消毒处理时还加入少量液氨，其反应的化学方程式为：NH3＋HClO⇌H2O＋NH2Cl （一氯胺），NH2Cl较HClO稳定，试分析加液氨能延长液氯杀菌时间的原因：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

（学生）思考，回答。

（教师）人们在实际的游泳池中，因为人身上的一些排泄物等原因会使得泳池中的实际pH常常小于6，那么怎么样控制泳池中的 pH 恒定在 6.5－8.5之间？

（学生）讨论，思考。

（教师）总结：通常在控制溶液的pH时，常加入一些盐类物质反应调节，如溶液过强则加入碳酸盐，碱性过强加入弱酸性物质等。而在泳池中常加入碳酸盐物质降低溶液的酸性。

（设计意图：从游泳池出发，复习氧化还原反应、电子守恒，化学平衡和酸碱反应。）

［有机化学的复习］

（投影）：相对于无机消毒剂而言，有机消毒剂杀菌作用慢，性能却较为稳定，因此，现在普遍游泳池中，采用有机杀毒剂的较为多。但是，在使用这些消毒剂的过程中，我们依然会遇到相应的问题。南京市体育运动学校游泳池发生三氯异氰尿酸中毒事件，有28人中毒被送往医院检查和治疗。次日，28名游泳客人包括肇事工作人员王某入院检查和治疗，大部分中毒者伤情趋向平稳和好转，4人出现肺气肿和呼吸困难，一名9岁男童情况较为严重，仍在抢救之中。

（教师）在汶川的抗震救灾中，三氯异氰尿酸（TCCA）是应用最多的消毒剂之一。三氯异氰尿酸又称强氯精，化学式为C3Cl3N3O3，使用时需先将其溶解在水中，利用其水解产物的氧化性消毒灭菌。三氯异氰尿酸水溶液消毒的有效成分是什么？

（学生）回答。

（投影）出示三氯异氰尿酸结构式该结构中是否所有原子在同一平面？

（学生）讨论，交流

（投影）显示三氯异氰尿酸3D图，验证。

（教师）为了稳定含氯量，常向泳池中放入异氰尿酸，让它与次氯酸根反应，生成的二氯异氰尿酸不会光照分解，却可以向左移动平衡泳池中失去的次氯酸根，反应式如下：

从异氰尿酸的结果入手，分析异氰尿酸可能具有的性质和危害。

（学生）思考、讨论

（设计意图：从三氯异氰尿酸入手，复习有机物质官能团，理解结构、性质和用途的关系。）

［实验化学的复习］

（教师）设计一个实验来测量一下游泳池中氯的含量。

（学生）思考、讨论

（教师）提供资料：游泳池中的有效氯在酸性条件下可以将碘化钾氧化为单质碘，再用硫代硫酸钠滴定［4］。

（学生）讨论思路：确定实验原理→选择药品→设计装置→设计步骤→观察现象→列出计算式。

（设计意图：通过对实验的设计，运用本节课复习的知识，掌握常见实验操作方法和仪器的使用方法。）

［总结］

（教师）在游泳后为什么要习惯性的沐浴？

（学生）联系自身思考

（设计意图：拓展学生思维，并且让学生认识到物质的两面性，强调化学安全问题的重要性，从各方面考虑问题。）

三、教学反思

1.主题教学单元选材和线索组织

复习课为什么枯燥？一是内容重复，二是问题陈旧。关键是认识问题的视角没有变化，不能与学生已有的认知发生冲突，一味回顾旧知识，自然引不起学生兴趣。

主题单元能在不同内容和技能领域之间建立起有意义的连接，为学习提供一个富有价值的认知焦点。它在新旧知识、多领域知识之间建立的连接，将有助于学习者获取整体的、全面的、网状的知识，鼓励学习者从广泛的视角来进行思考，从而有助于提高学习者的学习迁移能力、高级思维技能和问题解决能力。

从生活问题中开发主题教学单元，是我们设计的出发点，利于在复习课中保持学生学习新鲜感。生活中的问题往往是综合性的，通过陌生的实际问题引发学生认知冲突，还能够较为有效地将高中化学不同模块重要的知识点有机串联起来，加强学生的综合应用知识解决问题的能力。

我们对于游泳池化学主题的素材开发适合单学科教学单元，既包括本课程的既定内容，又包括与该主题密切相关的部分拓展内容。复习知识点用生活案例承载，结合化学学科观念与思维方法，教学内容适当发散；进行这样一个设计来引领学生对化学实际运用的思考，涉及“是什么”，“为什么”，“怎么办”三层次问题，给学生提供一个由浅入深的思考过程，符合学生的认知规律。学生的化学学科意识得到加强，有助于学生今后学习触类旁通；在问题解决过程中，最大限度地激活学生的知识和技能储备，能加深学生积极的情感体验，强化学习的意义和价值，因而是一种有效的教学方式、复习方式。

2.主题教学单元开发展望

限于课时和常规教学进度，主题教学单元虽然还不能在教学一线广泛推广，但在复习课中使用，以其综合性还是有广阔前景，有利于提升学生对于学科知识的灵活应用。另外，目前学校提倡的校本课程开发可以主题教学单元形式呈现，不拘泥于原教材的体例，用社会新闻素材作为情境引发一系列知识的呈现。在主题教学单元中，也不必拘泥于学科的界限，多学科的融合更加有利于促进教师的团体合作、学生的解决问题能力，例如游泳池的话题可以结合物理谈浮力和水中的运动，联系生物谈细菌和灭菌等。

同时，我们不可否认主题教学单元的一些不足，如主题教学单元对教师的视野拓展、综合渗透的要求较高；学生也觉得主题单元教学与传统的复习模式相比，目标发散，而且知识涉及面过广没能考虑到考点细节。当然随着主题教学单元研究和实践的深入，该模式应该会成为中学化学复习课的主流之一，也会对于改善化学学习方法有一定促进作用。

［1］ 保志明.对高三化学复习课效率的反思［J］.中学化学教学参考，2011，（9）：48－50

［2］ 陈益.“主题串联式”有机化学单元复习教学设计［J］.化学教学，2010，（8）：56－59

［3］ http：／／www.dougdelamatter.com／website／science／chemistry／pool／pool1.pdf

［4］ 吴江华，杨慧荣，周志华.与84消毒液有关的一组实验设计［J］.中学化学教学参考，2005，（11）：23－24