落实核心素养 优化初中化学课堂

2022-04-20 06:31林婷玉
名师在线 2022年12期
关键词:溶液物质化学

文/林婷玉

引 言

目前来看,初中化学学科核心素养内容并未统一,但教师可从高中化学学科核心素养中获得启发,将初中化学教学内容与核心素养内容有机融合,对相关的教学内容与教学环节进行适当的优化,提升学生的化学学习体验,同时为其核心素养的培养做好铺垫。

一、落实宏观辨识素养,优化初中化学课堂

宏观辨识素养要求学生能够从不同层次认识物质的多样性,并对物质进行分类。在教学中,教师应结合初中化学内容为学生详细讲解相关概念,如氧化物、纯净物、化合物等,并注重创设相关问题情境,使学生通过作答,深化其对物质类型与本质的认识,并能够在宏观上把握物质的性质[1]。

对物质进行分类,有助于从整体上把握物质的性质。例如,根据无机物的组成,人们可将物质分为氧化物、酸、碱、盐四类。以下物质中与其他三项不属于同一类的是( )。

A.HCl B.FeSO4C.CuSO4D.Na2CO3

根据酸、碱、盐的定义可知,A项HCl电离出的阳离子只有氢离子,属于酸。B、C、D三项中的物质阳离子均为金属离子,而且阴离子分别为SO42-、CO32-,为酸根离子,属于盐,因此,选择A项。

宏观辨识与微观探析素养要求学生了解常见物质的组成性质、现象、变化、用途等一系列宏观事实,同时建立“物质由微粒构成”“微粒持续运动”“化学变化的基础为分子破裂和原子重组”等基本观念,了解元素、离子、原子结构示意图、离子符号、离子结构示意图,以及化学式、化学方程式等的含义和书写的基础知识。宏观辨识与微观探析素养具有典型的螺旋式上升特征,所以在不同阶段教师所采取的教学策略需兼顾不同侧重点,合理运用化学专业术语,充分发挥实验优势,培养学生的化学思维。化学专业术语是培养学生宏观辨识与微观探析素养的基础,若缺少化学专业术语,那么学生学习效率的提升必然会受到阻碍。只有在掌握扎实的化学专业术语的基础上,学生才能将微观变化与宏观现象结合起来。但化学专业术语较为抽象且知识容量较大,这无形中增加了学生的学习难度。所以,教师在教学中应注重挖掘化学用语涵盖的不同层面的含义,同时运用化学史、flash仿真动画与球棍模型,不断丰富学生对化学用语的认知,再将化学符号所呈现的微观结构与客观现象相结合,在此基础上凸显三重表征,以具体形式呈现其蕴含的定律与概率,促使学生深入理解所学化学知识。例如,在学习离子相关知识时,学生经常会在书写离子符号时出现错误,即错误标注离子符号右上角的电荷数与电性。教师在教学过程中可反复强调符号意义,并将离子符号的意义与正确的书写形式相结合,进一步深化学生对离子的认识[2]。

二、借助变化观念素养,优化初中化学课堂

变化观念素养要求学生认识到物质是变化的,而且变化遵循一定的规律。为使学生更好地理解与灵活运用质量守恒定律分析相关化学反应,教师应注重结合具体例题为学生展示质量守恒定律的具体应用,使其掌握相关的应用技巧。

图1为甲、乙、丙、丁四种物质在反应中的质量变化关系,则以下判断不正确的是( )。

图1

A.参加反应的甲和乙质量之比为14 : 26

B.丙可能是反应的催化剂

C.丁一定是生成物

D.x的值是7

在一个反应中,物质减少的是反应物,物质增加的是生成物,物质未增加的可能是杂质也可能是催化剂。另外,判断某种物质的质量可运用质量守恒定律。题目中反应前甲、乙、丙、丁的质量分别为14g、26g、3g、5g,反应后甲和乙的质量分别为2g、xg,减少量(参加反应的质量)为(14-2)g=12g、(26-x)g,丙的质量未发生变化,丁的质量增加(36-5)g=31g,由质量守恒定律可得12g +(26-x)g=31g,解得x=7,则乙参加反应的质量为(26-7)g=19g。综上所述,A项错误。

三、借助证据推理素养,优化初中化学课堂

证据推理素养要求学生具备证据意识,并能够结合物质的组成结构及变化进行分析推理。为提高学生的证据推理意识与能力,教师在教学中应引导学生运用思维导图整合相关的理论知识,做好证据的收集。同时,教师还要组织学生开展证据推理活动,在激活初中化学课堂的同时,使其体会到证据推理的成就感,积累证据推理经验与技巧。

某溶液中可能含有K2CO3、K2SO4中的一种或两种溶质。为测定其成分,进行如下实验:取一定量溶液加入烧杯中,先加入BaCl2,再加入HNO3,反应过程及生成沉淀的量和所加溶液质量的关系如图2所示,则以下推断中正确的个数有( )。

图2

①溶液中一定含有K2CO3、K2SO4;②a点时溶液只含有一种溶质;③bc段上任意一点(c点除外)均存在两种沉淀;④c点时溶液中只含有两种溶质。

A.1个 B.2个 C.3个 D.4个

由图线可知,反应先生成沉淀,而后部分沉淀溶解,但最终仍有沉淀存在,可知反应中生成了溶于酸和不溶于酸的两种沉淀,即溶液中一定含有K2CO3、K2SO4,①正确;a点时产生沉淀的反应进行完全,溶液中只含有KCl一种溶质,②正确;b点时沉淀BaCO3开始溶解,c点时全部溶解,因此,bc段(除c点外)存在BaCO3和BaSO4两种沉淀,③正确;c点溶液中的溶质为生成的KCl和Ba(NO3)2以及剩余的BaCl2,④错误。综上推断选择C项。

四、借助科学探究素养,优化初中化学课堂

科学探究素养要求学生能够从问题和假设出发,依据探究目的设计探究方案,并运用化学实验进行探究[3]。在初中化学教学中,教师应认真总结相关的化学实验知识,结合学生实际,设计相关的探究问题情境,并要求学生自己动手设计实验方案,在巩固其所学实验知识的同时,有针对性地促进其科学探究素养的提升。

在烧杯中盛适量NaOH溶液,采用胶头滴管向其中逐滴滴加HCl,并在反应中使用玻璃棒搅拌。为确定HCl和NaOH溶液是否完全中和,小明取出一定量反应后的溶液放入试管中,向其中滴加几滴无色酚酞试液,发现酚酞试液不变色,便认为两种物质恰好完全中和。

(1)中和反应的化学方程式为______________。

(2)小红认为小明的结论不完整,其认为除恰好中和外还有第二种可能,则该种可能为___________。

(3)请设计实验,探究反应后的溶液是否恰好中和。

酚酞试液遇酸不变色,将稀盐酸滴入NaOH溶液中发生反应HCl+NaOH=NaCl+H2O,若稀盐酸过量,酚酞不变色,但并不能说明恰好完全中和,因此第二种可能为稀盐酸过量。设计实验时学生可选择石蕊试液,石蕊试液遇酸变红色。实验时学生可使用试管取少量反应后的溶液,向其中滴加几滴石蕊试液,若不变色表示恰好中和,若变为红色则表示稀盐酸过量。

实验演示是初中化学不可或缺的组成部分。科学、合理且适当的演示实验,能够引领学生迅速进入学习状态,主动进行探究学习,促进情感态度与价值观、知识与技能等的发展。例如,在教学“氧气的化学性质”相关知识时,教师可以为学生呈现以下演示实验:在氧气中放入木炭;在氧气中放置蜡烛;在氧气中放入铁丝。教师通过演示实验可以调动学生的好奇心与学习兴趣,提升化学教学效率。验证性实验在初中化学教学中占据较大比例,虽然验证性实验较易开展,但不利于培养学生观察分析能力与分析问题、解决问题能力。因为化学教材明确写出验证性实验原理、步骤、现象,学生只需根据教材步骤完成实验即可,所以他们很少主动思考。而探究性实验过程具有非确定性,学生无法得知实验结果,需要在实验过程中发挥自身智慧,运用所学化学知识观察、分析和记录,在持续探究和验证中获得真理,切实了解事物本质与变化根源,从感性思维上升至理性思维,形成正确的探究态度与化学实验态度。此外,教师在教学中可适当运用对比实验,使学生深入且直观地了解事物的本质与特征,提升学习效率。在对比实验中,教师需采取保证实验科学性、间接性、新颖性相统一的方式,引领学生高效理解和掌握化学知识,发展创新能力与逻辑思维。例如,在教学“着火点”相关知识时,教师可同步讲解红磷与白磷着火点问题,并在此基础上指导学生开展同步实验,在对比中获得真知。

五、借助科学态度素养,优化初中化学课堂

科学态度素养要求学生具有探索未知、崇尚真理的意识,认识到化学在满足人民日益增长的美好生活需要中的重大贡献。教师在教学中可联系学生生活实际创设相关的问题情境,要求学生运用所学知识进行探索,在巩固其所学的同时,激发其学习化学知识的兴趣,锻炼其运用科学态度开展探索活动的意识与能力。

近年来,市场上出现了一种“自热火锅”,给人们用餐带来了诸多便利。用餐时,人们向“自热锅”的餐盒中加入水,将盛有食物的内盒子放到外盒中,内盒的食物不一会儿就会变热。教师在教学中可向学生提供一个备好的自热火锅,让学生探索自热火锅加入水后能够加热食物的原理。

学生拆开自热火锅发现在外盒底部有发热包,加入水,发热包便会放出热量。学生通过查阅资料发现,发热包的成分有生石灰、活性炭、焙烧硅藻土等。学生结合所学可知生石灰遇水会发生化学反应且释放大量的热,方程式为:CaO+H2O=Ca(OH)2。如此开展教学活动能很好地激发学生的学习兴趣,使其认识到化学在人们日常生活中的重要性,达到良好的教学效果[4]。

对于化学学科而言,并非单纯借助语言灌输观念就可以达到预期教学目的。观念始终贯穿于交流合作过程中,并在实践反思中生成。对此,初中化学教师可结合学生学情与知识开展科学探究与分层教学活动,引领学生正确认识化学现象与规律背后的原因,使学生形成良好的化学元素观。与此同时,化学教师在分层教学中还应注重激发学生的情感体验,因为学生会因积极的情感体验树立正确的学习态度,根据学科规范约束自身行为。

以“水的组成”教学为例,教师在提出实验室可运用分解双氧水的方式制备氧气时,可以随即提问:“为何能运用双氧水制备氧气?”学生在阅读教材并结合认知经验后回答:“双氧水由氢元素与氧元素组成。”随后教师为学生演示水通电分解实验。学生观察实验可发现有气泡从两个电极中冒出,其中正极气体体积大约为负极气体体积的为了强化学生观念认知,教师可以运用雪花片模型对化学变化微观过程进行模拟,在直观展现化学变化微观本质的同时使学生认识到化学反应前后元素守恒,为后续学习做好铺垫。观念教学与具体化学知识紧密相连,教师可通过科学探究活动使学生深入且形象地了解化学基本观念,突破学习障碍,提高学习效率。针对上述教学案例,教师可让基础知识薄弱和一般的学生回答简单问题,让基础知识扎实的学生通过实验了解化学知识形成过程,形成良好的化学观念和探究意识。

结 语

在新课程和新高考改革的背景下,初中化学教师应深刻理解与认识新一轮课程改革的意义,努力成为课程改革的积极践行者。在初中化学教学活动中,教师应做好与核心素养相关文件内容的学习与研究,寻找核心素养与初中化学教学内容的契合点,结合核心素养涵盖的内容,积极优化与调整相关教学策略,促进学生化学学习能力与核心素养的双重提升。

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