新课标背景下课堂教学设计与实施①
——以“溶液的形成”为例

2020-01-06 23:19黄秋萍庞荣飞石郦盘振杰韦友欢
科技创新导报 2020年32期
关键词:硫酸铜溶质溶剂

黄秋萍 庞荣飞 石郦 盘振杰 韦友欢

(广西民族师范学院化学化工学院 广西崇左 532200)

关键字:新课标 核心素养 教学设计 溶液

教育部制定的《普通高中化学课程标准(2017年版)》于2018年1月出版[1]。在新课标中,在“化学”的定义上补充了其“从微观层次认识物质,以符号的形式描述物质,在不同层面创造物质”的特征,同时提出了化学学科的“核心素养”。新课标的制定,就要求教师重视开展“素养为本”的教学,倡导真实问题情境的设计,开展以化学实验为主的多种探究活动,重视教学内容的结构化设计,激发学生学习兴趣并培养他们的创新和实践能力[2-4]。初中化学是高中化学的基础,为更好地体现化学学科育人的价值,适应高中学生发展核心素养的要求,初中化学教学也应结合新课程标准,要求学生知道科学探究可以通过实验、观察等多种手段获取事实和证据[5]。本论文以“溶液的形成”为例,在新课标背景下进行教学设计并实施教学,通过学习使学生初步具备一定的实验操作与观察分析能力,能够运用所学知识来描述溶液的形成过程。

1 教学内容分析及设计思路

1.1 教学内容分析

本课本节内容选自人教版初中化学九年级下册第九单元课题1《溶液的形成》第一课时,其课时内容包括溶液、溶解时的吸热或放热现象。本章节属溶液内容、对前面章节所学的微粒知识的应用,本课时中,学习溶液的形成以及其在生活中用途广泛,体现了不可替代的显著地位。我们在将溶液的应用到实际生产、生活中时,必须考虑溶液与人们息息相关的而且很多化学反应都在溶液中进行。本节教材介绍溶液的概念及其组成和溶解时的吸热或放热现象,通过实验探究,帮助学生了解溶液、溶解时的吸热或放热现象。溶液概念内涵“一种或几种物质分散到另一种物质里,形成均一的、稳定的混合物”架构了宏观-微观实质,有利于培养学生化学学科思维,不管学习溶液的形成的知识,还是学习溶解时的吸热或放热现象等理论的知识基础,起到承上启下的作用,为后面学习定量地描述溶解度、溶液的浓度以及酸碱盐一类物质等奠定了基础知识;既体现知识价值又体现教育价值,属于本单元的重点学习基础内容。

1.2 教学设计思路

结合新课程标准,要求学生知道科学探究可以通过实验、观察等多种手段获取事实和证据[6]。学生初步具备一定的实验操作与观察分析能力、运用所学知识来描述溶液的形成过程,但是由于学生处于心理素质不够成熟的阶段以及认知发展水平相对薄弱,在实验操过程作规范性不够、耗时多、实验现象的描述不到位,还需要老师引导并帮助深入分析、交流实验结果,在培养概括思维和实验探究能力方面也还需要提供引导。因此在教学设计中通过了解物质的溶解过程的宏观到微观过程,认识溶液的本质特征及溶液的组成,建立溶液、溶质、溶剂的概念,并且知道同一种物质在不同的溶剂或不同物质在同一种溶剂的溶解性是不同的。通过实验了解溶解时的吸热或放热现象,教学设计思路流程如下:感知自己亲身体验过的流眼泪到嘴边会略咸的好奇,引入课题→利用奥苏泊尔的呈现先行组织者进入探索“眼泪奥秘之旅”开展教学→直接进入实验探究,并更正平时的俗称,在化学上有专业的术语,什么是溶液,并且引出溶液是混合物→以学生实验过程中看到的实验现象来宏观描述溶液,也就是从外观和相态的转变→再由学生微观的视角来描述溶液的形成。在水分子的作用下,形成均一的稳定的混合物→通过氢氧化钠溶液滴入取不同的方位的硫酸铜溶液,发现都有沉淀生成,验证溶液的均一的稳定的特性以及溶液的组成,知道水是常用的溶剂,以及酒精也是常用的溶剂→接着进行探究实验:同一种物质在不同的溶剂或不同物质在同一种溶剂的溶解性是不同的,得到溶剂和溶质的辩证关系→开展溶解时会有吸热或放热的实验现象的实验探究→课堂练习,巩固应用新知识解决问题,形成、完善和建立“溶解”的知识结构来达到溶液的形成的掌握。

2 教学目标

2.1 知识与技能目标

初步了解溶液的形成概念和组成;理解溶液的本质特征,知道水是常见的溶剂,酒精、汽油也是常见的溶剂;能借助实验对溶质溶解属性的描述,初步形成对物质溶解能力的认识以及辩证关系。

2.2 过程与方法目标

通过学生自主探究实验,培养学生实验意识、操作技能、观察能力和分析问题的能力;通过比较归纳、讨论概括、实验探究等方法,培养学生获取知识的能力,使学生逐步掌握溶液的形成的知识。

3 教学过程

3.1 创设情境,引入新课

教师讲述:人一降临世界就会不停地哭哭啼啼,流出了眼泪,也许同学们长大伤心难过或者也会亲身感受过,当眼泪流下来到嘴边时,会尝到略咸的味道,那么眼泪到底是什么液体呢?想不想知道其中的奥秘呢?今天我们就一起走进探索“眼泪奥秘之旅”吧!

设计意图:从自身亲身经历的比较熟悉的话题引入新知识,感知化学知识就源于身边,并且激发学生的好奇心,为何眼泪如此地神奇,创设愉悦的认知情境,又自然地切入课题,引起学生注意。

3.2 利用奥苏泊尔的呈现先行组织者学习溶液的概念

教师讲述:眼泪一种液体,正常时泪腺所分泌的少量透明含盐溶液,弥散于眼球与眼睑之间,使之湿润而易于运动,通常也通过鼻泪管进入鼻腔。是一种弱酸性的透明的无色液体,其组成中绝大部分是水(98.2%),并含有少量无机盐、蛋白质、溶菌酶、免疫球蛋白A、补体系统等其他物质。温馨提示:眼泪是如此神奇的液体。那么同学们在日常生活中每天都吃到食盐(主要成分是氯化钠)以及在实验室用过的硫酸铜固体,我们今天就一起实验,揭开神秘液体“眼泪”。

请学生们根据提供的实验药品和仪器分别取适量的氯化钠固体和硫酸铜固体放到含有蒸馏水的烧杯中,并注意观察实验现象。

教师巡视课堂并提问:固体加入水后称呼这样的液体是什么?

学生回答:食盐水、硫酸铜水。教师更正学生的答案:老师在此更正同学们的表述,确实在生活中我们称食盐溶于水为食盐水,但是硫酸铜溶于水,我们化学上给了它一个名称是硫酸铜溶液。所以大家得到的液体都是溶液。

老师继续提问:为什么是溶液呢?溶液又是怎么形成的?

学生代表回答:因为烧杯里面有水和固体混合在一起,所以就是溶液。教师进一步解释:也就是说溶液是由两种或两种物质组成的混合物或两种物质组成的混合物。

教师引入问题继续提问:两种固体在水中发生什么变化?

学生回答:发现两种固体粉末都溶解到水中了、消失不见了。

教师提问:它们消失不见,都去哪里了呢?哪位同学可以回答?

学生代表回答:氯化钠固体微粒分散到水中,硫酸铜固体微粒分散到水中去了。氯化钠微粒在水分子的作用下,向水里面扩散,最终均一地分散到水分子中间,并以钠离子和氯离子的形式存在。

接着教师播放Flash动画微粒在水中的溶解的静态过程,加深学生对溶液微观形成的过程的理解。并由溶液的形成过渡到溶液的性质。

教师提问:刚才的探旅之途中,溶液是混合物的,如果我们把这两杯溶液保证水分不蒸发,温度不改变的条件下,它们会不会发生变化呢?

学生回答:不会,因为氯化钠和水不会分离的,硫酸铜和水也不会分离,它们都形成稳定的、均一的混合物。

教师提问:在实验中,像氯化钠固体和硫酸铜固体分散到水中这样的物质,在化学上我们称作什么呢?同样水能够溶解了固体或其他物质,我们又称作什么?

学生回答:是溶质,水是溶剂。

教师接着提问:溶液是由什么的组成的?

学生回答:溶剂和溶质。教师再次强调:溶液是由溶质分散到溶剂当中的混合物。教师继续引出问题:如果我们把刚刚两种溶液混合在一起,会发生什么现象呢?

3.3 溶液的组成以及特性的验证

教师操作:分别从装有CuSO4溶液的试管2的对角线上、中、下三个位置取适量的溶液置于试管3中。用同样的方法,从试管1中取等量的NaCl溶液置于试管3中,振荡静置,观察3根试管溶液的变化(要求保持水分不蒸发和温度不改变)。教师提问1:观察这3根试管溶液的变化,说明溶液有什么特点呢?学生回答1: 溶液都具有均一的稳定的特性。教师提问2:哪位同学可以总结一下溶液的概念呢?学生代表2:一种或几种物质分散到另一种物质里面,形成均一的、稳定的混合物,叫做溶液。能溶解其他物质的物质叫做溶剂;能被溶解的物质叫做溶质。教师结合眼泪的成份来点评学生的回答。

3.4 实验探究溶质的溶解性

教师提出问题:像氯化钠溶液它的溶剂是什么?溶质又是什么?硫酸铜溶液的溶剂是什么?溶质又是什么?学生回答:溶剂都是水,溶质分别是氯化钠和硫酸铜。教师提出问题过渡:那类似酒精能溶解碘,说一说它的溶剂和溶质?学生回答:溶剂是酒精,溶质是碘。教师提问:碘能溶于水吗?高锰酸钾能溶于汽油吗?请同学们结合课本27页的实验步骤进行实验,以四人为一组进行实验并填好实验现象的表格。

设计意图:自主合作探究实验,培养合作学习的意识与能力,得出结论:同一种物质在不同的溶剂或不同物质在同一种溶剂的溶解性是不同的。

3.5 探究溶解时溶液能量变化实验

教师陈述并提问:我们知道浓硫酸同样是溶液,在水分的作用下,硫酸分子微粒向水中扩散时形成浓硫酸溶液,现在老师手中一瓶浓硫酸,此刻将5mL浓硫酸倒入装有适量的水的小烧杯中,看看烧杯外壁温度有什么不同?同时强调浓硫酸稀释过程的事项。操作结束,请学生亲自触碰烧杯外壁感受温度的变化。学生回答:烧杯发烫。教师点评:浓硫酸的稀释过程会放出热量,所以我们感觉到烧杯发烫了。

教师要求学生展开实验探究溶液溶解过程中能量变化实验:请同学们根据桌面上提供的药品和仪器进行实验,进行之前仔细阅读课本29页的具体方案,设计自己的方案,再明确实验步骤。学生操作过程中,教师讲到实验的注意事项以及巡课堂,指导学生实验,指导学生规范操作。教师提问:看看哪一个小组做得又快又好实验完成后,分享一下你们的成果?学生代表回答:NaCl溶解过程其温度没有明显的变化说明热量变化不大;NaOH溶解后其溶液的温度明显上升,说明其放出了热量使温度升高;NH4NO3溶解后其溶液的温度明显下降,说明其吸收了热量使温度下降。教师点评并提问:实验现象的描述和结论总结都回答的很好,那么有哪个小组尝试用微观的视角解释溶解的过程呢? NaOH微粒在水分子的作用下向水中扩散形成NaOH溶液解离出钠离子和氢氧根粒子,释放出了热量使温度升高;NH4NO3微粒在水分子的作用下向水中扩散形成NH4NO3解离出铵根离子和硝酸根粒子吸收了热量使温度降低。点评学生的回答并播放Flash动画:三种物质的溶解过程以及热量的变化。

随后进行随堂练习:一种液体是否是溶液,必须具备的条件是什么?

4 教学反思

“溶液的形成”的教学设计中,以新课标为导向,教师以学生熟悉的“眼泪”出发引入溶液的概念,激发学生的学习兴趣和求知欲,能够较好地把学生的注意力集中起来。课堂教学中,教师不断引出问题,促进学生积极参与课堂讨论,在师生互动过程中学生从认识到深化、拓展,培养学生的学习能力。根据学生的回答可以有效地得到教学效果的反馈,根据反馈教师能灵活调控课堂,实施“教、学、评”一体化教学,实现具体的教学任务和目标。同时满足新课程标准,根据教学内容组织开展相关的实验教学,由学生通过实验以及对实验现象的观察和分析,锻炼学生的实验操作和观察分析能力,并能结合理论知识来解释实验现象,由实验再一次加深学生对理论知识的理解,掌握溶液的形成过程以及它的性质。经过不断地试讲和修改,该教学设计的教学取得较好的教学效果。

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