大概念视域下初中化学单元教学的重构
2024-12-31李文瑾
《义务教育化学课程标准(2022年版)》(以下简称2022版课标)要求教师注重构建大概念统摄的单元教学内容,整体设计和合理实施单元教学,发挥核心素养的育人价值。以大概念为核心,将单元内容重新整合与优化,从而让学生建构结构化知识,帮助学生在情境中深入理解和应用知识,习得可迁移的学科素养。
一、教学现状分析
酸、碱、盐内容位于人教版九年级化学下册第十、十一单元,与生产生活紧密关联,集中了初中化学的许多重难点,也是学习评价中重要的组成部分。在常规教学中,知识呈碎片化,教师习惯讲授结论性知识,学生很难理解知识间的相互关系和本质规律,缺乏从解题到解决问题的思维发展,同时纵观初高中的学习要求,学生对酸、碱、盐的认识和探讨是逐步深入的进阶过程。因此立足新课程理念,优化初中酸、碱、盐的教学,是一线教师必要的探索与实践。
二、基于大概念的教材单元二次开发
在2022版课标中,酸、碱、盐的性质和用途属于“学习主题2 物质的性质与应用”,酸、碱、盐相关的化学反应属于“学习主题4 物质的化学变化”,结合教材内容分析,在“物质类别维度认识物质的性质与转化”这一学科大概念的统领下,确定单元大概念为“同类物质具有相似的性质,一定条件下含有同一元素的各类物质可以相互转化”,单元包括“初识胃痛诊疗”“胃痛诊疗之药物治疗”“胃痛诊疗之食物治疗”“胃痛诊疗之胃镜诊断”共4课时。
三、大概念统领下的单元教学目标
酸、碱、盐的学习是综合发展学生宏观辨识和微观探析的重要载体,结合2022版课标的要求和教材内容,以“合课标、可达成”为原则,在大概念的统领下,设计该单元教学目标如下:
(1)初步建立物质分类观并认识常见酸、碱、盐的性质与用途,感受化学的社会价值。
(2)能从微观角度认识酸、碱、盐及其反应本质,增进化学学科的深刻理解。
(3)从元素组成角度认识酸、碱、盐间的转化,建立酸、碱、盐转化的关系网络,形成物质转化的一般思路和方法。
四、单元教学过程
本案例将“酸、碱、盐”教学单元划分为有紧密逻辑关系的4个课时,分别从不同侧重点促进学生对学科大概念的理解,层层递进,逐步建构和完善酸、碱、盐的反应网络,促进学生认识物质的思路,发展学生知识关联和知识结构化的能力,围绕宏观辨识与微观探析相结合的活动、元素守恒进行物质转化的思路,发展学生的化学学科思维,树立科学态度,落实学科素养。具体教学设计如下:
(一)初识胃痛诊疗
【情境】胃酸的主要成分是盐酸,治疗胃酸过多的药物包括食品级铁粉、食品级氧化镁、氢氧化铝片、碳酸氢钠片等。
【问题】以上物质分别属于哪种物质类别?
【活动】组内交流,得出酸、碱、盐的分类。
【问题】从微观角度来看,酸、碱、盐中含有哪种微粒?
【教师】演示物质的导电性实验。
【活动】小组讨论,从宏观事实分析微观推理,得出酸、碱、盐溶液中存在的微粒。
【问题】酸的特征微粒为H+,碱的特征微粒为OH-,酸、碱是否分别具有相似的化学性质?
【活动】分组实验,验证酸、碱溶液与酸碱指示剂的反应,体会同类物质具有某些相似的化学性质。
【问题】酸、碱、盐所含微粒有差异,它们的性质和用途有什么不同?
【活动】 阅读课本,观看演示实验,认识常见酸、碱、盐的性质与用途。
设计意图:初步认识酸碱指示剂,引导学生从微观角度分析宏观现象,初步形成酸、碱、盐的分类、组成与构成模型,发展学生从离子角度认识酸、碱、盐的科学概念,并建立相应的分类思想与认识思路。
(二)胃痛诊疗之药物治疗
【情境】食品级铁粉、食品级氧化镁、氢氧化铝片、碳酸氢钠片治疗胃酸过多的反应原理分别是什么。
【活动】组内交流,回忆镁、锌、铁、铜分别与盐酸、稀硫酸能否反应,能反应的用化学方程式表征,总结规律:盐酸(稀硫酸)+氢前金属=盐+氢气。
【问题】对比酸和盐的组成元素,金属氧化物与酸能否反应生成盐?
【活动】分组实验:稀盐酸+生锈的铁钉,描述现象,书写化学方程式,类推氧化镁治疗胃酸过多的反应,总结规律:酸+金属氧化物=盐+水。
【问题】从元素组成的角度,酸与碱是否能生成盐?
【活动】分组实验:分别向Al(OH)3、Cu(OH)2、NaOH溶液中滴加足量稀盐酸,观察现象。
【问题】盐酸和NaOH能否反应,反应如何验证?
【活动】小组交流,探讨方案,进行验证实验。
【教师】播放中和反应的微观动画,实质变化的微粒是什么?
【活动】观看视频,交流表达,微观角度理解中和反应,书写化学方程式,说出真实改变的微粒,得出规律:酸+碱=盐+水。
【问题】对比元素组成,酸与盐是否可生成新盐?
【活动】分组实验:Na2CO3、NaHCO3分别与盐酸反应,已知CaCO3与盐酸的反应,书写化学方程式,并总结规律:酸+盐=新酸+新盐。小组交流,总结酸化学性质的网络图。
设计意图:从元素组成角度,运用类比思想,结合实验现象,初步建立酸的反应网络,强化了学生按类别认识物质的思维方法,能对无现象的实验进行改进,通过宏观现象和微观实质,全面客观地认识中和反应。
(三)胃痛诊疗之食物治疗
【情境】治疗胃酸过多时,可多吃一些如苏打饼干、皮蛋瘦肉粥等碱性食物。
【问题】如何可知皮蛋的酸碱度?
【活动】阅读课本,了解pH的含义及测定方法,分组实验,用pH试纸测定皮蛋的pH。
【教师】提供制作皮蛋的资料,能使鸭蛋变皮蛋的强碱是什么?
【活动】阅读资料,小组讨论,分组实验:碳酸钠与澄清石灰水反应,观察、描述实验现象。
【问题】能否从微观角度解释以上反应,反应前后实质变化的离子是什么?
【活动】组内交流,书写化学方程式 ,总结规律:盐+碱=新盐+新碱。
【问题】腌制皮蛋的容器为什么需用多层塑料薄膜进行密封?
【活动】小组讨论,结合CO2与Ca(OH)2的反应,分析原因,写出化学方程式,类推SO3与NaOH的反应,总结规律:某些非金属氧化物+碱=盐+水。
【问题】运用类比思想,盐能否转变为新盐?
【活动】分组实验:CuSO4与BaCl2溶液反应,观察实验现象,书写化学方程式,从微观角度解释实验,总结规律:盐+盐=两种新盐。
【教师】盐还可以和哪些类别的物质发生反应?回顾旧知,盐可与金属单质发生置换反应,前金+后金盐溶液=后金+前金盐溶液。
【活动】小组交流,总结碱、盐的反应网络图。
设计意图:学会定量测定pH的方法,引导学生从元素观和守恒观角度,初步构建碱、盐的反应网络,帮助学生形成研究化学反应的一般思路,让学生从微观层面理解物质间的反应,提高微观探析能力。
(四)胃痛诊疗之胃镜诊断
【情境】做胃镜时需要服用钡餐(硫酸钡),它不溶于水,不溶于酸,是常用的造影剂。
【问题】BaSO4与盐酸为什么不会发生反应?
【活动】分组实验:稀硫酸分别与NaOH、NaCl、K2CO3以及Ba(NO3)2溶液混合,讨论分析复分解反应发生的条件。
【教师】播放稀硫酸+NaCl、稀硫酸+Ba(NO3)2混合的微观动画,从微观角度解释复分解反应发生条件的本质为微观上要有离子数量变化。
【问题】能否用碳酸钡代替硫酸钡?
【活动】小组讨论,应用已学知识解决实际问题。
【问题】如果误服碳酸钡,该如何解毒?
【活动】小组交流,选取合适的解毒试剂。
【教师】师生共同完善构建酸、碱、盐的反应网络。
设计意图:结合实验现象和微观动画,梳理复分解反应的条件,完善酸、碱、盐的反应网络,在真实情境中展开学习,激发学生的好奇心和探究欲望,提高解决实际问题的能力。
(徐德明)