基于 PCK 理论下的初中化学教学设计

徐萍

【摘要】学科教学知识（简称PCK）是教师在教学活动中形成的教学实践经验。传统的教学设计往往过分强调学科知识，从而忽视学生的能力培养。基于PCK理论，我们将教师所掌握的知识经验与实验探究相结合，创设问题情境，培养学生的创新意识和实践能力。本文以《几种常见的盐》为例，谈谈PCK理论对于在初中化学教学过程中的实际应用。

【关键词】PCK  初中化学  教学设计  几种常见的盐

【中图分类号】G633.8   【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2022）03-0148-03

1.问题的提出

PCK最早是由舒尔曼教授提出来的重要概念，简言之，就是教师将自己所掌握的学科知识转化成学生易于理解的形式的知识。[1]目前大多数的教师采取灌输式教学，照本宣科，缺乏对于知识的理解与运用、科学的态度和方法、创新思维和实践能力的培养等。[2]作为一名新时代的人民教师，我们应该从学生的立场出发，将PCK的理论运用于课堂教学之中，让学生掌握理论知识，形成科学探究的一般思路、方法，培养创新意识和实践能力，实现真正的育人价值。[3]

基于PCK 理论的教学设计是以素养、知识、兴趣、策略和评价为导向的学科教学设计，利用学生已有的知识经验，依据一定的学科主题，选择最恰当的教学策略与评价方式，促进学生的全面发展。[4]根据《初中化学课程标准》，针对各个主题独有的特点，结合PCK的教学内容，提出了“1+5”的教学模式，即1个学科主题、5条PCK主线的教学设计模式。[5]我们基于PCK的理论，通过不断思考、归纳与总结，以沪教版九年级下册第七章第三节《几种常见的盐》为学科主题，展开实践研究。

2.基于PCK的《几种常见的盐》的教学设计

2.1 教学内容与学情分析

教学内容：《几种常见的盐》选自沪教版化学九下的第七章第三节，本节课主要涉及氯化钠（NaCl）、碳酸钠（Na2CO3）、碳酸氢钠（NaHCO3）、碳酸钙（CaCO3）这四种常见盐。继认识盐的组成及特点，并学习了盐的相关知识后，对酸碱盐知识网络进行补充和提升。由于本节课的内容与生产生活紧密相关，我们从学生身边熟悉的事物出发，充分结合实验探究的一般思路、方法，引导学生不断思考，培养学生的观察能力。

学情分析：学生最早认识的盐是食盐，在学习盐的分类后，了解了盐的组成及特点，并学习了盐的相关性质。学生不了解这四种常见盐的性质及其在生产生活中的重要作用。在学习中学生可能遇到的困难是碳酸钠与碳酸氢钠性质的实验探究。

2.2 教学目标与评价目标

教学目标：了解四种常见盐的性质及其在生产生活中的应用，从而掌握相关的理论知识;通过实验探究的方法，锻炼学生的实验技能，培养学生的创新思维和实践能力;通过查阅侯德榜的相关资料，培养学生自主学习和获取信息的能力。

评价目标：通过对Na2CO3、NaHCO3实验探究的方法，诊断学生科学探究的思路、方法;通过学生观看误用假盐（亚硝酸钠）导致中毒事件的视频、查阅侯德榜的相关资料等，诊断学生获取信息、加工和表达信息的能力;通过对碳酸根离子的检验实验探究，诊断学生知识运用能力、分析概括能力和整理归纳的能力;通过纸笔测验，诊断学生掌握本节课相关知识、技能与方法的程度。

2.3 教学设计思路

课的教学内容紧扣PCK的理论，设计了“1+5”的教学模式，基于《几种常见的盐》为学科主题，设计了5条主线，具体内容如下：

素养线：以科学探究与创新意识为素养线、为主旨，从生产生活出发，创设问题情境，发挥学生的主观能动性，发展科学探究的能力，培养学生的创新思维。通过进一步引导学生认识这四种常见的盐在生产生活中的应用，从而培养学生热爱化学、热爱生活的情感。

知识线：课程知识的内容为NaCl性质及其应用、Na2CO3性质及其应用、NaHCO3性质及其应用、CaCO3性質及其应用、掌握CaCO3、CaO、Ca（OH）2三种物质的检验转化方法及CO32-的检验。学生已有的基础知识是知道了盐的组成特点、溶解性及化学性质，已会的基本技能是较简单地设计和完成相应的化学实验。

兴趣线：生活实例分别为烧菜用食盐调味、蒸馒头用小苏打发酵、洗碗用纯碱去油污、喝茶会遇见水垢。学生活动有查阅关于我国著名化学家侯德榜的相关资料、Na2CO3和NaHCO3性质的探究、CO32-的检验等。通过思维导图、PPT展示等方式展示这四种常见的盐在生活中的应用，如NaCl用于配制生理盐水、小麦选种、作调味品等。

策略线：整个教学环节的设计以实验探究策略为主，以问题驱动、合作学习、类比推理策略等为辅。在教学设计的过程中，我们需要把验证与模仿性的实验改为命题与探索性的实验，培养学生的交流与合作能力，培养学生的逻辑思维能力，培养学生乐于探究的精神，提高学习效率。[6]

评价线：活动表现评价：通过探究Na2CO3和NaHCO3性质、CO32-的检验等，诊断学生合作与交流的意识、实验技能的掌握情况，并及时做出相应的调整。纸笔测验：通过实际数据诊断学生描述与解释化学现象的能力，知识的掌握程度，以及运用所学知识进行分析、判断的能力。

2.4教学过程

【情境导入】我们说中国的美食文化博大精深，想要做好一顿色香味俱全的饭菜，是十分不容易的，今天我们就来揭秘一顿饭中的化学。

【展示】我们在烧菜时用食盐调味、蒸馒头用小苏打发酵、洗碗用纯碱去油污、喝茶会遇见水垢。

【教师】在这里，我们用到了哪些盐？请你介绍一下它们的化学式。

【学生】烧菜用的食盐是NaCl、蒸馒头用的小苏打是NaHCO3、洗碗用的纯碱是Na2CO3、喝茶遇见的水垢是CaCO3。

【教师】通过课前的自主预习，请你们通过思维导图、PPT展示等方式介绍它们的用途。

【学生】食盐的用途：在医疗上可以配制生理盐水;农业上可以用10%～16%的食盐溶液来选种;食品上可以作防腐剂（用食盐腌制蔬菜、鱼、肉、蛋等）、作调味品;工业上是重要的化工原料，生产氯气、烧碱;交通上在路面撒盐来使冰雪融化。纯碱的用途：生产玻璃、造纸、纺织、生产洗涤剂等;碳酸氢钠的用途：制作发酵粉、泡沫灭火器、治疗胃酸过多等;碳酸钙的用途：制作建筑材料、炼铁、制作补钙剂等。

【播放视频】我们烧菜用食盐调味，但是我国曾多次发生误用假盐（亚硝酸钠）导致中毒事件。通过这段视频，你知道哪些信息？

【学生】误用的假盐是指亚硝酸钠（NaNO2），容易致癌……

【教师】在蒸馒头的过程中用小苏打去发酵，洗碗过程中用纯碱去油污，由于纯碱（Na2CO3）与小苏打（NaHCO3）的化学式很相似，我们通过已学的知识和技能，以及我们手上的实验仪器和药品，你能设计哪些实验探究它们的物理性质与化学性质？

【学生活动】

活动1：一支试管中加入2g Na2CO3与5mL H2O，另一支试管中加入2g NaHCO3与5mL H2O，同时振荡，仔细观察实验现象。

交流与讨论1：当加入的水一样时，剩余较多固体的是碳酸氢钠，当固体刚好溶解时，碳酸钠所需的水更少。

结论1：Na2CO3比NaHCO3的溶解度大。

活动2：分别取Na2CO3、NaHCO3的饱和溶液，测它们的pH值;或者取样，分别滴加无色酚酞，观察实验现象。

交流与讨论2：Na2CO3和NaHCO3饱和溶液的pH值分别约为12、8;滴加酚酞后红色更深的是Na2CO3。

结论2：Na2CO3比NaHCO3的碱性强。

活动3：两支试管中分别加入1g Na2CO3与NaHCO3固体，加热，若产生气体，将产生的气体通入澄清石灰水中，观察实验现象。

交流与讨论3：NaHCO3：观察到澄清石灰水变浑浊;Na2CO3：无明显现象。

结论3：Na2CO3比NaHCO3的稳定性强。

活动4：取两支试管，一支试管中加入2mL Na2CO3的饱和溶液，并且滴加0.5mol/L的HCl;另一支試管中加入2mL NaHCO3的饱和溶液，并且滴加0.5mol/L的HCl，同时振荡，观察实验现象。

交流与讨论4：NaHCO3：反应剧烈，立即有大量气泡产生;Na2CO3：刚开始无明显现象，一段时间后产生大量气泡。

结论4：Na2CO3与NaHCO3都能与HCl反应，根据实验现象和化学方程式可知，Na2CO3与HCl反应时，可以看成两步，一份Na2CO3与一份的HCl反应先生成一份的NaHCO3，接着再与一份的HCl反应。

活动5：一支试管中加入2mL Na2CO3溶液，并且滴加CaCl2溶液;另一个试管中加入2mL Na2CO3溶液，并且滴加Ca（OH）2溶液，同时振荡，观察实验现象。

交流与讨论5：都有白色沉淀生成。

结论5：Na2CO3能与CaCl2和Ca（OH）2反应。

【教师】请同学们打开书本P54，阅读《拓展视野》，你能得出哪些信息？

【学生】20世纪20年代，我国著名的化学家侯德榜先生……

【教师】饭菜做得太美味了，一不小心吃多了，有些人就会喝点茶消食，刚准备打开水壶，就发现水壶里有白色的物质，这就是碳酸钙。最后，让我们了解一下碳酸钙的物理、化学性质。

【演示实验】第一步：取两块大理石（一个常温、一个在酒精喷灯下灼烧），看其是否容易被捏碎或敲碎;第二步：将灼烧后的大理石放入冷水中，仔细观察实验现象;第三步：在冷水中静置后，取上层清液分别加入两支试管中，其中一支加入2滴酚酞试液并振荡，向另一支试管中吹气，仔细观察实验现象。

【学生】第一步：大理石本身不易被捏碎或敲碎，但煅烧后的大理石易捏碎或敲碎;第二步：出现白色粉末;第三步：滴入酚酞试液的试管中溶液由无色变为红色，另一支试管中吹气后溶液变浑浊。

【教师】上述实验说明了石灰石、生石灰与熟石灰的性质及其相互转化方式，请小组交流讨论，画出它们之间的关系，比一比哪一个小组画得又快又好。

【学生】展示成果。

【教师】从我们今天学到的化学反应中，我们发现HCl能和哪些物质反应？

【学生】NaHCO3、Na2CO3、CaCO3都能和盐酸反应。

【教师】从化学式看它们的组成都有相同的什么？

【学生】都含有碳酸根离子。

【教师】我们如何检验CO32-，需要的试剂和检验方法分别是什么？

试剂：稀盐酸，澄清石灰水;步骤：取样，滴加稀盐酸，若有气泡产生，将产生的气体通入澄清石灰水中，澄清石灰水变浑浊，则证明是CO32-离子。

【教师】经过这一节课的学习，同学们学到了什么，可以是知识点，也可以是想法和感受……

【学生】学生讨论，总结收获。

3.教学设计特色

基于PCK的理论设计了“1+5”的教学模式，落实素养线、知识线、兴趣线、策略线和评价线这5条主线，整个教学环节的设计策略以实验探究为主，以问题驱动、合作学习、类比推理等为辅，并且采取多样化的评价方式，从学生熟悉的生产生活出发，让学生不仅掌握学科知识，还能发展他们的创新意识和实践能力，使不同层次的学生分别得到收获和发展。

通过烧菜用食盐调味、蒸馒头用小苏打发酵、洗碗用纯碱去油污、喝茶会遇见水垢的生活实例，调动学生学习的积极性;通过课前的自主预习、思维导图的展示，培养学生的自主学习能力;通过观看误用假盐（亚硝酸钠）导致中毒事件的视频、查阅侯德榜的相关资料，培养获取信息、加工和表达信息的能力;通过对Na2CO3、NaHCO3实验探究的方法，培养学生科学探究的一般思路、方法;通过对碳酸根离子的检验实验探究，培养学生知识运用、分析概括能力和整理归纳的能力等。

参考文献：

[1]刘思敏.学科教学知识（PCK）的研究综述[J].文教资料，2013（34）：155-156.

[2]李梅.浅谈初中化学教材对提升学生核心素养的重要性[J].学周刊，2019（26）：120-122.

[3]李伟胜.学科教学知识（PCK）的核心内涵辨析[J].西南大学学报：社会科学版，2012，38（1）：26-31.

[4]柯芳，林雨虹，杨水金.基于化学学科核心素养的PCK教学设计——以“构成物质的基本微粒”为例[J].湖北师范大学学报（自然科学版），2021（2）：113-118.

[5]廖梁.主题式学科教学知识的不同教学取向及其成因——以化学学科为例[J].课程·教材·教法，2014，34（7）：72-77.

[6]司克娟.初中化学课堂创造教育初探[J].学周刊，2019（27）：32.