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教育论文

基于学生核心素养提升的化学课堂实录和评析

时间:2019年08月10日 所属分类:教育论文 点击次数:

摘要:这节课从资源的角度复习水的相关内容,从水资源的储量和分布,水的净化,硬水软化,水污染和治理,保护水资源和节约用水五大板块展开。教学中,重点关注学生分析问题、解决问题能力的培养,引导学生资源观、微粒观、实验观、价值观、元素观的构建,拓

  摘要:这节课从资源的角度复习水的相关内容,从水资源的储量和分布,水的净化,硬水软化,水污染和治理,保护水资源和节约用水五大板块展开。教学中,重点关注学生分析问题、解决问题能力的培养,引导学生资源观、微粒观、实验观、价值观、元素观的构建,拓展训练学生思维的深广度,力求务实高效。

  关键词:问题情境;核心素养;知识价值;思维广度;绿色化学

中学化学教学参考

  初中阶段的化学教育是化学教育的启蒙阶段,其主旨是为学生科学素养和化学核心素养的提升打下一定的基。Э翁媒萄г蚴茄Ш诵乃匮靡杂行嵘闹髡匠。为此,江苏省中小学教学研究室开发了“名师课堂——教学新时空”,利用网络面向全国进行课堂教学直播。笔者参加的活动的主题是“基于学生核心素养提升的化学课堂教学”,专家会现场评课。本节直播课是一节关于水资源的中考复习课。现将这节课堂实录和教学反思呈现给大家,期待交流和探讨。

  一、教学地位和主要内容

  水作为初中化学中非常重要的一种常见物质,它在2011版初中化学新课程标准中,身边的化学物质和化学与社会发展两个一级主题下都有涉及。课标中的具体要求是知道水对生命活动的重大意义,认识水是宝贵的自然资源,树立保护水资源和节约用水的意识。

  笔者认为:这些目标的达成绝不是喊喊口号就能实现的,而要付诸于行动。水资源不仅是化学学科研究的问题,地理、生物、物理等其他学科也会关注水资源的问题,也是一个社会化的综合性的问题。这节课主要是从化学的视角去研究水资源的问题,关注水资源的应用、净化、软化、污染和治理。

  二、教学目标

  1.认知性目标:知道硬水和软水的区别,了解吸附、沉淀、过滤和蒸馏的净水常用方法,知道活性炭和明矾的净水作用,利用已经掌握的酸碱盐的知识,从根本上去理解硬水软化和水污染的原因和治理的办法。

  2.技能性目标:能独立设计实验,能解决污水治理问题。3.体验性目标:通过硬水软化和污水处理的实验设计,初步意识到水污染对人类的:,初步形成水是生命之源的资源观,知道水对生命活动的重大意义,认识水是宝贵的自然资源,树立起保护水资源和节约用水的意识。

  三、教学的重点和难点

  重点:水的作用,水的净化过程,硬水软化,水污染的污染物研究和污染的治理。难点:硬水软化和污水治理。

  四、教学实录和设计意图

  1.了解水资源的稀缺,从化学视角感知保护水的重要性,感知化学的资源价值。【引入】请大家看一张图片。【师】这张照片是我国“风云二号”卫星从太空中拍摄的地球照片,可以看到地球是一颗蓝色的星球,这是为什么呢?【师】所以地球其实是个水球,那这些水主要是海水还是淡水呢?它们的比例关系是多少呢?【投影】地球上总水量图【师】观察这幅图,大家有什么发现呢?【师】由此可见,淡水资源极其稀少,非常宝贵。

  设计意图:从学生已有的知识,创设情境,引入课题,容易引起学生的兴趣,激发学生的参与热情,使复习更为高效,从水资源的分布图,让学生初步感受水资源的珍贵。【师】板书:水资源的专题复习。【过渡】首先请大家说说水在工、农业以及日常生活中的用途。【生】学生讨论回答。【师】大家刚才说的都很好。水的应用其实还有很多,随着我们学习的深入,将不断感知水的重要作用。

  下面是我给大家进行的一些总结:【投影】工业上:溶剂、冷却水、化工原料等,农业上:参与光合作用、输送养分等,生活上:洗涤、饮用等。【师】你能从化学的视角来分析一下这些用途吗?比如,工业上:作溶剂是因为很多物质都能溶于水,并且溶于水的物质化学反应会更快。冷却水是因为水的比热容比较大,所以也常常被用于灭火。化工原料:你要是个有心人,请你留意一下各个城市的化工厂,看它们都是位于哪里?大多都是这个城市靠近水源的地方,因为化工生产需要大量水,水也会直接参加化学反应。

  农业上:水是光合作用的原料,植物吸收运送养分也要靠水,没有土壤但是把植物所需营养溶于水中也可以栽培植物。生活上:我们每天洗漱需要水,水可以溶解许多物质,我们每天也需要饮用大量的水,水是我们必需六大营养物质之一。

  设计意图:老师了解学生的最近发展区,注意创设有价值的问题,在解决问题的过程当中,激发学生的兴趣,加强知识的巩固和更深入的理解。完善知识体系的进一步建构。通过精心设计的问题,让学生亲身经历学习过程,鼓励学生多角度、多层次的思考,在时间和空间上,保证学习活动正常展开和学习行为真实发生。在复习过程中,老师设计的这些问题,重点放在让学生在解决问题的过程中,感觉到化学与生活密切相关、化学学科是有价值的、学知识是能变成力量的。

  2.了解自来水的来之不易,引入水的净化,感知化学的知识价值。

  【过渡】现在自然界的淡水,我们可以直接饮用吗?只有极少部分水质好的地方可以,绝大多数都需要净化才行。【师】哪位同学知道自来水的生产过程呢?【投影】自来水的生产过程:沉降→过滤→吸附→消毒【师】在取水口处,首先进行的是自然沉降,然后还会进一步的加入一些絮凝剂使水更好地沉降,我们常用的絮凝剂是什么物质?【生】明矾。

  【师】加入明矾后起到什么作用呢?【生】使水中的悬浮杂质聚集成大颗粒【师】沉降的目的是为了更好地过滤,过滤不仅应用于生产,在实验室中也是一种常用的净水方法,过滤在净水过程中起到怎样的作用呢?【生】除去不溶于水的固体杂质。【师】进行吸附操作时,我们常用到的物质是?【生】活性炭。【师】加入活性炭的目的是?【生】脱色除臭。【师】这是利用了活性炭的什么性质?【生】吸附性。

  【师】经过前面的处理后得到的水已经是澄清透明的了,但是我们还要投药消毒,比如通入氯气等,为什么氯气能杀死细菌呢?【生】通过使细菌中蛋白质变性而把细菌除去。设计意图:将知识系统化,条理化,理清楚知识脉络,是复习知识的一个重要的任务,利用自来水净化过程的主线:沉降→过滤→吸附→消毒,将明矾作用,过滤中的要点,活性炭的作用和原理,以及消毒剂的原理这些零碎知识,利用一线把它们穿起来,利于知识的巩固和提升。

  3.创设除水垢的问题情境,引入硬水软化,感知化学的生活价值。

  【师】这些水通过管道输入用户家后,若要饮用,还常要煮沸,这是为什么呢?【生】防止经过管道输送到家庭户的自来水被二次污染。【过渡】如果有同学更细心地观察过煮水用的水壶,会发现水壶底部会产生一些白色的固体物质,有些地方的水很容易产生水垢,有些地方则需要较长时间。

  设计意图:真实、具体的问题情境是学生学科核心素养形成和发展的重要载体。教师在教学中创造真实而有价值的问题情境,促进学生有意义的学习,问题情境贴近生活实际,使学生充分认识化学科学的应用价值,通过有意识地强化学生应用知识的学习行为,全面提升学生分析问题、解决问题的能力。【投影】水壶水垢【师】这是由什么引起的呢?【生】水的硬度较大。【师】什么叫硬水?【生】水中含有较多的钙镁离子。【师】什么叫软水呢?【师】煮沸为什么可以降低水的硬度呢?

  【师】下面我们先来看一些资料:【投影】(经查阅资料:家庭用水中往往会含有可溶性碳酸氢钙Ca(HCO3)2等其它物质)【学生】思考,回答,书写化学反应方程式。【师】现在大家明白为什么煮沸可以降低水的硬度了吗?【生】使水中的钙镁离子形成沉淀。【师】我们把这种方法叫做煮沸沉淀法。除了煮沸,我们还可以通过加入一些化学试剂来降低水的硬度。【投影】有一杯主要含有氯化钙和氯化镁的硬水,某兴趣小组提出软化水的方案,请你一起来完成。可供选择的试剂有:Ca(OH)2溶液、NaOH溶液、Na2CO3溶液、肥皂水。

  【师】经过上述实验得到的水样是否为软水?请用实验方法进行验证。【生】取样加入肥皂水,搅拌或振荡,肥皂泡多垢状物少,是软水。【师】在进行实验设计时,我们一定要从操作、现象、结论三个方面进行阐述。大家猜测一下我们看到的现象应该是怎样的?该方案为什么能使水的硬度降低?

  【生】解释原理,物质之间反应,Ca2+、Mg2+转化为沉淀。写方程式。【师】小组反思:若①、②操作中所加物质顺序对调,能否实现硬水软化的目的?【生】水中最终还会有Ca2+。设计意图:通过除去氯化镁和氯化钙的实验探究题的分析,理解和掌握了化学试剂沉淀法的基本思路,问题的设计从三个层次展开,第一个是选择好试剂,写方程式,第二个层次是自选试剂解决自己实验遇到问题,对能力要求上一个层次,第三个追问两个过程对调添加试剂的顺序,看看又会有什么结果,分析实验的结果,学生通过小组合作交流,得出不可以随便调换顺序,理解要保证实验成功,不但要考虑试剂的选择,还应考虑试剂添加的顺序。

  学生的分析问题,解决问题的能力,就悄无声息地发生了质的飞跃。通过对比,学生总结出这种方法叫做化学试剂沉淀法。再次归纳前面两种方法的特点,很容易理解蒸馏法和离子交换法。通过这种复习,让学生形成基本的化学概念,体现元素观、转化观、守恒观的思想。【师】所以在实验操作时,我们除了要关注实验原理,还要关注操作顺序,这样才能正确地完成实验。【师】我们把这种方法叫做加化学试剂沉淀法。

  【小结】对于硬水的软化,除了刚才两种方法以外,还有蒸馏法和离子交换法等,今后我们将进一步深入地学习,但是这些方法共同的目的都是设法降低水中Ca2+、Mg2+的含量。设计意图:提高核心素养的途径之一是:教育内容要生活化。[1]基于学生实际生活经验的内容,更有利于培养学生的学习兴趣。了解化学与生活的关系,对某些实际生活经验的内容更有利于培养学生的兴趣,对某些生活中的实际问题作出自己合理的判断。形成积极的生活态度。从而提高自我生活质量,增强化学学习的价值感。

  4.寻找水体污染源,感知学化学的“有意义”价值。

  【过渡】虽然硬水的使用给人类的生产、生活带来许多不便,但是真正对人类威胁最严重的还是水体污染。【投影】水污染的照片【师】通过这一组照片,能总结出造成水污染的污染源有哪些吗?【生】工业三废,农业生产中化肥农药的不合理使用,生活污水的任意排放。【师】这些方面之所以成为污染源,是因为其中含有大量的污染物,你知道哪些污染物呢?【师】刚才看的这些方面究竟会产生哪些污染物呢?

  【师】1.硫酸2.引导:回忆碱的应用,氢氧化钠等可用于造纸。【小结】这些酸性或碱性物质为什么都是水体污染物呢?【启发】我们知道大多数农作物适宜什么样的土壤中生长?【师】各种生物的生长不仅对土壤的pH有要求,对水质的pH也有一定要求,过高或过低都会产生一些不良影响,所以水中含有酸性或碱性物质都会产生一定的:。【投影】3.重金属离子。下面来看看电池的随意丢弃,带来的:κ?

  【生】回使蛋白质变性,失去原来生理活性。【投影】4.化肥,氮、磷化合物【师】不仅化肥,含磷洗衣粉的使用也会引起水体富营养化。导致藻类生物集中在水面,水中的溶解氧急剧减少,导致水中大量生物窒息死亡。【投影】5.有机质【生】蛋白质、淀粉等有机质。【师】直接导致水体污染。【师】生活污水中还会含有许多氮、磷化合物造成水体富营养化。【师】通过刚才的讨论,我们知道了水体污染物主要有这一些。

  【投影】概括水体污染物的总结【师】还有一些物质处理不当也会引起水体污染,今后我们将逐渐认识。【师】知道了这些内容,我们就可以对不同的污染有正确的认识并采取积极有效的防治措施。如赤潮和水华:【投影】题目和问题①藻类疯狂生长的根本原因,②鱼类大量死亡的原因,③要防止这种情况发生,可采取的措施。

  设计意图:提高核心素养的途径之二是:整合STSE教育。[1]教学要关注科学、技术、社会与环境之间的关系。要让学生知道科技是一把双刃剑。通过环境污染的图片启发学生感受到污染的可怕和:,归纳出污染源,引导学生找出污染源中的污染物,分析污染物的特点从而理解水污染的本质是什么。

  水污染的污染物其实并不可怕,都是有用的物质,只不过是出现在了不该出现的地方,从而得出了“垃圾是放错了地方的资源”的结论。这种积极正面的引导,让学生在获得化学知识的同时,能够运用唯物辩证观去审视化学学科发展,运用科学的知识和方法去指导实践,公正、客观、无私地对待化学文化的价值,建立良好的社会责任感,弘扬化学精神,为人类社会发展造福。

  5.创设污水治理的情境,让学生意识到爱护水资源的重要性,感知化学的育人价值。

  【师】对一些废液的处理我们也应该可以正确理解。【投影】题目:某电镀厂产生的废水中,含有硫酸和硫酸铜。(1)该电镀厂的废水,能否直接排放?为什么?该厂技术人员打算除去Cu2+并降低污水的酸性,以达标排放。(2)请你设计实验完成上述实验目标。【生】学生讨论后小组选代表汇报。【师】通过上述两个污水处理的案例,可以看出水污染后治理非常困难,所以我们还是要重在保护水资源,防止水污染更要节约用水。

  【师】下面请大家来说说你所知道的节水的好办法。【生】学生回答生活中的具体节水措施。【师】本节课,我们对水资源有了进一步的认识,谁能总结一下本节课我们的收获有哪些?【生】总结归纳自己收获。【师】我们一定要,珍惜爱护身边宝贵的水资源。设计意图:通过电镀厂废水达标排放这个污水处理的案例,老师引导学生体会水污染的后续处理是非常困难的。让学生经历探索化的学习过程,以科学知识为载体,以科学方法为桥梁,借以提高学生的批判思维,培养在复杂情境中解决问题的能力。从而形成良好的科学态度和价值观。

  水资源重在保护。标本兼治——既要治理现有水污染,更要节约用水,防止新的水污染的发生,激发学生珍惜、爱护身边宝贵的水资源的社会责任感。体现了化学的学科价值和育人功能。

  五、课后反思这节课,力争让学生学习化学知识的同时,不仅获得化学知识,还获得自身的发展。实现了化学知识的教育价值,帮助学生扩大视野、丰富见识,训练化学思维,促进学生超越化学学科本身而获得的情感体验和价值追求。具体如下:

  1.呈现知识的教育价值

  这节课所有知识点都来源于实际生活。“知识都是真的,真的最高境界必然是美的[2]”。实现了知识的智育价值、德育价值、信息价值、应用价值、探究价值和情感价值等多重价值。这节课上体现的化学观念,为学生进行可持续发展打下基础。学生在写“煮沸可以降低水的硬度”的化学反应方程式中,第二位同学再次板演出正确的化学反应方程式后,我注意引导学生自我反思,表达思维路径,并点明是元素守恒思想的体现。

  在设计实验:要求电镀厂产生的废水能达标排放环节,学生运用酸和盐的知识,较为全面的提出解决方案。在知识到能力的转化过程中,也表现出学生思维的全面性、深刻性等。特别是有学生能够质疑、反思、做出选择、评价。如:有同学提出用氢氧化钙处理硫酸铜的方法,有学生说含钙离子的水是硬水(不妥!水的硬度会提升);此外,学生还提出,氧化钙更便宜(方法更好!)通过这样的复习能够提升学生更高一些的方法、能力、培养他们的科学素养。

  2.教学目标达成度高

  这节课,学生课堂参与度高,师生互动较好,学生对本节课的教学内容掌握较好。采用情境引入、强化辨识、形成练习等多种方式进行教学处理,教学目标达成度比较高。

  3.教学内容丰富、教学环节合理

  本节课从太空俯瞰地球的图片引入本节课的教学,直奔主题。水资源的用途很广泛,我力求从化学视角对其中的一些用途进行了深层次的挖掘,让学生知其然更知其所以然。在自来水的净化教学环节中,注重学生的基础知识的夯实也注重学生学习能力的提升,由学生熟知的煮沸方法可以降低水的硬度,引导学生思考该方法之所以能够实现硬水软化的本质,从而推广到化学试剂软化法、离子交换法等相同的软化本质,有利于学生将杂乱的知识进行系统归类,形成系统的知识脉络。

  从水净化自然地过渡到了水污染问题,选取几张代表性的图片,让学生通过观察这几张图片,感受到了目前水资源面临的严峻形势,水污染已经是社会化、综合性的问题,需要立即引起重视得以解决的问题,引导学生思考这些污染来源于哪些方面,以及这些污染源中带来水污染的主要是哪些物质?在潜移默化中牵引着学生从化学的视角去研究物质,利用化学知识去解决问题。在水污染带来的赤潮、水华问题中,通过给予学生某藻类的化学式C106H263O110N16P,分析导致藻类疯狂生长的原因,并追问分析的依据是什么,在教学中渗透学科观念的教学。

  通过分析电镀厂排放的废水中的化学成分,利用学生已有的化学知识基。罱讯忍荻炔煌奈侍,展开讨论,思考的问题层层深入,通过治理污染化学试剂的选择,到治理污染的试剂的用量,到治理污染投入的人力、物力、财力,让学生在解决本案例的过程中,感受到治理污染投入之多,难度之大,让学生深切地意识到保护水资源和节约用水的必要性和紧迫性。

  参考文献:

  [1][2]吴晗清,李国超.科学素养形成的实践策略[J].中学化学教学参考,2015(9):40-41

  [3]朱志江.束缚与解放高中化学课堂教学新常态[J].中学化学教学参考,2015(5):21-22

  教育类期刊推荐:《中学化学教学参考》 1972年10月创刊;由教育部主管,陕西师范大学主办;现为月刊,国际标准16开本,72页码;全国中文核心期刊,中学化学教育界的名刊。