臺(tái)雪梅

摘要：通過(guò)銅及其化合物的主題復(fù)習(xí)，分析真實(shí)情境中的關(guān)鍵要素，主動(dòng)建構(gòu)復(fù)分解反應(yīng)條件的認(rèn)知模型，并將模型應(yīng)用于新的情境中解決實(shí)際問(wèn)題。從而促使學(xué)生形成高階思維、必備品格與關(guān)鍵能力。

關(guān)鍵詞：角色體驗(yàn);模型認(rèn)知;復(fù)習(xí)

文章編號(hào)：1008-0546（2022）02x-0066-04

中圖分類號(hào)：G632.41

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2022.02x.018

一、問(wèn)題的提出

偉大的教育家蘇霍姆林斯基曾經(jīng)說(shuō)過(guò)“在人的靈魂深處，都有一種根深蒂固的需要，就是希望感到自己是一個(gè)發(fā)現(xiàn)者、研究者、探索者?！敝锌级啅?fù)習(xí)的課堂中，不能將學(xué)生的學(xué)習(xí)停留在對(duì)知識(shí)的淺層次回顧上，一味地“炒剩飯”會(huì)導(dǎo)致學(xué)生疲于學(xué)習(xí)、思維僵化。教師應(yīng)該在對(duì)知識(shí)進(jìn)行深度加工[1]的同時(shí)，調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，讓他們?cè)隗w驗(yàn)發(fā)現(xiàn)者、研究者、探索者等不同角色中，實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)內(nèi)容的自我建構(gòu)[2]。

模型認(rèn)知是普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）提出的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的重要組成部分，要求學(xué)生可以通過(guò)分析、推理等方法認(rèn)識(shí)研究對(duì)象的本質(zhì)特征、構(gòu)成要素及其相互關(guān)系，建立認(rèn)知模型，并能運(yùn)用模型解釋化學(xué)現(xiàn)象，揭示現(xiàn)象的本質(zhì)和規(guī)律[3]。如何通過(guò)真實(shí)復(fù)雜的問(wèn)題情境，抽象簡(jiǎn)化出認(rèn)知模型，再將模型應(yīng)用于新的情境中，是廣大一線教師較為困惑的地方。

二、教學(xué)主題內(nèi)容與現(xiàn)狀分析

銅及其化合物在初中教材中，雖只是零星的分散在各章節(jié)中，沒有設(shè)置相關(guān)的專題，但在中考試卷中經(jīng)常以核心內(nèi)容出現(xiàn)。復(fù)分解反應(yīng)的條件是人教版化學(xué)九年級(jí)下冊(cè)內(nèi)容，酸、堿、鹽之間并不是都能發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)。因此，應(yīng)用復(fù)分解反應(yīng)的定義和復(fù)分解反應(yīng)的條件，判斷復(fù)分解反應(yīng)能否發(fā)生，是初中化學(xué)教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)，也是中考的高頻考點(diǎn)。

查閱文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn)，關(guān)于復(fù)分解反應(yīng)條件的教學(xué)研究多集中于學(xué)科觀念培育和三重表征的視角展開教學(xué)。例如嚴(yán)春建[4]從活動(dòng)設(shè)計(jì)要凸顯學(xué)科觀念、課堂教學(xué)要凸顯生本理念、學(xué)情反饋要凸顯多元理念等方面對(duì)復(fù)習(xí)課進(jìn)行反思;唐雪云[5]圍繞“皮蛋”創(chuàng)設(shè)主題情境組織教學(xué)，學(xué)生從宏觀、微觀、符號(hào)三重表征角度全方位認(rèn)識(shí)復(fù)分解反應(yīng)?？偟膩?lái)看，對(duì)于如何幫助學(xué)生建構(gòu)復(fù)分解反應(yīng)條件的認(rèn)知模型，并應(yīng)用模型解決實(shí)際問(wèn)題，研究者關(guān)注較少。在此背景下，有必要通過(guò)分析銅及其化合物搭建的真實(shí)情境中的關(guān)鍵要素，主動(dòng)建構(gòu)復(fù)分解反應(yīng)條件的認(rèn)知模型，并將模型應(yīng)用于新的情境中解決實(shí)際問(wèn)題。該教學(xué)實(shí)踐對(duì)于促使學(xué)生形成高階思維、必備品格與關(guān)鍵能力意義深遠(yuǎn)。

三、創(chuàng)新亮點(diǎn)

1.基于真實(shí)情境，體驗(yàn)不同角色

真實(shí)、具體的問(wèn)題情境是學(xué)生化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)形成和發(fā)展的重要平臺(tái)，為學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)提供真實(shí)的表現(xiàn)機(jī)會(huì)[3]。本課選擇銅及其化合物為主線開展教學(xué)，先結(jié)合學(xué)生的最近發(fā)展區(qū)，充分運(yùn)用分類法進(jìn)行歸納與整理，創(chuàng)設(shè)真實(shí)的問(wèn)題情境，引發(fā)學(xué)生思考，促使他們?cè)隗w驗(yàn)發(fā)現(xiàn)者、研究者、探索者等不同角色中，建構(gòu)主體知識(shí)。

2.數(shù)字化實(shí)驗(yàn)

傳統(tǒng)的酸、堿、鹽之間相互滴加實(shí)驗(yàn)，只能讓學(xué)生通過(guò)肉眼觀察到宏觀現(xiàn)象，本節(jié)課的立意是帶領(lǐng)學(xué)生探究復(fù)分解反應(yīng)宏觀現(xiàn)象背后的微觀本質(zhì)。因此本節(jié)課探究性實(shí)驗(yàn)借助數(shù)字化實(shí)驗(yàn)，通過(guò)準(zhǔn)確測(cè)定電導(dǎo)率變化，將微觀粒子的濃度變化以圖像形式呈現(xiàn)，增加了說(shuō)服力，拓寬了學(xué)生參與科學(xué)研究與創(chuàng)新學(xué)習(xí)的道路，提高了化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。

3.構(gòu)建認(rèn)知模型

證據(jù)推理與模型認(rèn)知是化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的重要組成部分，要求學(xué)生能基于證據(jù)進(jìn)行分析推理，能解釋證據(jù)與結(jié)論之間關(guān)系，能認(rèn)識(shí)化學(xué)現(xiàn)象與模型之間聯(lián)系，能運(yùn)用多種認(rèn)知模型來(lái)解決新情境下的陌生問(wèn)題[3]。本節(jié)課我們可以構(gòu)建以下認(rèn)知模型（見圖1），從宏觀辨識(shí)到微觀探析，逐步揭示復(fù)分解反應(yīng)的本質(zhì)。

四、教學(xué)目標(biāo)

參照《義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2011年版）》的相關(guān)要求，結(jié)合二輪復(fù)習(xí)的現(xiàn)狀及對(duì)教材的具體整合分析，將本節(jié)課的學(xué)習(xí)目標(biāo)確定為以下四個(gè)方面：

1.通過(guò)書寫初中化學(xué)所有含銅物質(zhì)的化學(xué)式等研討活動(dòng)，運(yùn)用物質(zhì)的分類觀，體驗(yàn)發(fā)現(xiàn)者的樂趣;

2.通過(guò)設(shè)計(jì)氫氧化銅的制備方案，構(gòu)建含銅元素物質(zhì)轉(zhuǎn)化的關(guān)系圖，提煉認(rèn)知模型，在應(yīng)用模型的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，重新審視復(fù)分解反應(yīng)的條件，體驗(yàn)研究者的樂趣;

3.以數(shù)字化實(shí)驗(yàn)為載體，通過(guò)測(cè)定復(fù)分解反應(yīng)中溶液電導(dǎo)率的變化，揭示復(fù)分解反應(yīng)的微觀實(shí)質(zhì)，搭建認(rèn)知模型，體驗(yàn)探索者的樂趣;

4.通過(guò)真題演練環(huán)節(jié)，調(diào)動(dòng)學(xué)生的興趣，促進(jìn)學(xué)生積極參與課堂，在分析問(wèn)題-建構(gòu)模型-應(yīng)用模型的過(guò)程中，形成學(xué)科思維方法，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)科觀念和學(xué)科核心素養(yǎng)。

五、教學(xué)流程

教學(xué)設(shè)計(jì)流程（見圖2）。

六、教學(xué)實(shí)錄

環(huán)節(jié)一：運(yùn)用物質(zhì)的分類觀，體驗(yàn)發(fā)現(xiàn)者的樂趣

【情境1】銅元素屬于微量元素還是常量元素？這種元素在人體中有哪些主要功能？（PPT展示圖片、資料卡片）

資料卡片1：在人體中，銅的主要功能是參與造血過(guò)程;增強(qiáng)抗病能力;參與色素合成。銅含量在體內(nèi)減少時(shí)，會(huì)影響鐵的吸收，導(dǎo)致鐵的利用障礙，最終發(fā)生缺鐵性貧血。

問(wèn)題1：我們學(xué)過(guò)哪些含有銅元素的物質(zhì)，將它們的化學(xué)式寫在學(xué)案上？

學(xué)生：盡可能多的寫出含有銅元素的物質(zhì)化學(xué)式。

問(wèn)題2：它們分別屬于哪種物質(zhì)類別？

學(xué)生：完成學(xué)案上的分類圖。

教師：展示學(xué)生列舉的含銅物質(zhì)分類圖，并在不斷研討中修正和補(bǔ)充完善，形成圖3。

設(shè)計(jì)意圖：課堂教學(xué)中通過(guò)問(wèn)題引領(lǐng)，讓學(xué)生在實(shí)踐、研討等活動(dòng)中自主發(fā)現(xiàn)物質(zhì)分類之美。學(xué)生通過(guò)自己的努力（而非教師直接給出），將原本分散在教材中各個(gè)角落的零散知識(shí)，系統(tǒng)的呈現(xiàn)在眼前。通過(guò)對(duì)含銅元素的物質(zhì)進(jìn)行分類的思維加工過(guò)程，使學(xué)生的化學(xué)學(xué)科思維變得更加有序。

環(huán)節(jié)二：構(gòu)建含銅元素物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化模型，體驗(yàn)研究者的樂趣

問(wèn)題3：這些含銅元素的物質(zhì)間可以相互轉(zhuǎn)化嗎？

學(xué)生觀點(diǎn)1：?jiǎn)钨|(zhì)銅可以轉(zhuǎn)化為氧化銅、氧化銅可以轉(zhuǎn)化為鹽;

學(xué)生觀點(diǎn)2：銅鹽可以轉(zhuǎn)化為氫氧化銅;

學(xué)生觀點(diǎn)3：?jiǎn)钨|(zhì)銅也可以轉(zhuǎn)化為銅鹽，比如銅在潮濕的空氣中生成銅綠。

教師：同學(xué)們歸納總結(jié)的很好，我們可以將剛剛的觀點(diǎn)初步整合為圖4。

【情境2】如何由銅絲制得氫氧化銅呢？

問(wèn)題4：現(xiàn)提供以下三種試劑：銅絲、稀硫酸、氫氧化鋇溶液，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)完成Cu、Cu（OH）2的轉(zhuǎn)化，并指出每一步反應(yīng)的基本反應(yīng)類型？

學(xué)生活動(dòng)：小組討論，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，每個(gè)小組選一名代表匯報(bào)，展示方案。

教師：引導(dǎo)學(xué)生思考正確的轉(zhuǎn)化路線，最終帶領(lǐng)學(xué)生畫出如下轉(zhuǎn)化關(guān)系圖5，從而將零散的知識(shí)點(diǎn)串起來(lái)，變得立體化、網(wǎng)狀化，建構(gòu)知識(shí)體系。

合成路線中涉及的化學(xué)方程式如下：12Cu+O22CuO化合反應(yīng)2CuO+H2SO4CuSO4+H2O復(fù)分解反應(yīng)3CuSO4+Ba（OH）2Cu（OH）2↓+BaSO4↓復(fù)分

解反應(yīng)

設(shè)計(jì)意圖：教師通過(guò)問(wèn)題驅(qū)動(dòng)引領(lǐng)學(xué)生復(fù)習(xí)相關(guān)反應(yīng)，建構(gòu)物質(zhì)類別轉(zhuǎn)化模型，并在真實(shí)情境中應(yīng)用模型解決問(wèn)題，過(guò)程中學(xué)生主動(dòng)交流、積極發(fā)言，通過(guò)小組合作學(xué)習(xí)探討實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)，充分體驗(yàn)研究者的角色。

環(huán)節(jié)三：再探復(fù)分解反應(yīng)的本質(zhì)，體驗(yàn)探索者的樂趣

問(wèn)題5：上述復(fù)分解反應(yīng)能發(fā)生，是因?yàn)榉鲜裁礂l件？

學(xué)生回答：1生成物中有氣體;2生成物中有水;3生成物中有沉淀。

教師：同學(xué)們分析的很好，教材中說(shuō)“只有當(dāng)兩種化合物互相交換成分，生成物中有沉淀或氣體或水時(shí)，復(fù)分解反應(yīng)才能發(fā)生”。我們也是一直根據(jù)這句話判斷物質(zhì)間能否發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)。那同學(xué)們有沒有考慮過(guò)為什么呢？以硫酸銅溶液與氫氧化鋇反應(yīng)為例，宏觀現(xiàn)象是：有沉淀生成。如果從微觀的角度分析，又有什么變化呢？

問(wèn)題6：為什么復(fù)分解反應(yīng)要求有沉淀或有水或有氣體生成呢？請(qǐng)嘗試從微觀角度分析。

學(xué)生：不清楚如何回答。

【情境3】如何通過(guò)實(shí)驗(yàn)使不可感知的微觀屬性可視化呢？

教師：這個(gè)問(wèn)題可能不太好回答，現(xiàn)在老師給你們演示一個(gè)實(shí)驗(yàn)。

【提出問(wèn)題】溶液中離子間的反應(yīng)是否可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)可視化呢？

【查閱資料】電導(dǎo)率傳感器用于測(cè)量溶液的導(dǎo)電性強(qiáng)弱;一定條件下，電導(dǎo)率的大小能反映離子濃度的大小。

【實(shí)驗(yàn)探究】向硫酸銅溶液中滴加氫氧化鋇溶液，測(cè)定反應(yīng)前后溶液電導(dǎo)率的變化（圖6）。

【實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)】

教師：請(qǐng)同學(xué)們認(rèn)真觀察該曲線，思考并回答以下問(wèn)題：

1.AB段溶液的電導(dǎo)率為什么下降？

2.B點(diǎn)的電導(dǎo)率最小，說(shuō)明什么？

3.BC段溶液的電導(dǎo)率為何上升？

【分析數(shù)據(jù)】學(xué)生先小組討論，教師引導(dǎo)，最后教師總結(jié)歸納如下：

原硫酸銅溶液中存在Cu2+、SO2-，滴加氫氧化4鋇溶液后產(chǎn)生沉淀，從電導(dǎo)率曲線看，溶液中離子濃度減小，直至電導(dǎo)率值最小，兩者恰好完全反應(yīng)。后來(lái)電導(dǎo)率數(shù)值增加，是因?yàn)槔^續(xù)滴加了過(guò)量的氫氧化鋇溶液，溶液中Ba2+、OH-濃度增加，電導(dǎo)率增大。

【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】復(fù)分解反應(yīng)的微觀本質(zhì)，是溶液中離子濃度明顯減小。

教師：其實(shí)無(wú)論是產(chǎn)生沉淀，還是生成水，或是產(chǎn)生氣體，其本質(zhì)原因都是，溶液中的離子濃度明顯減小，由此我們可以建構(gòu)復(fù)分解反應(yīng)條件的認(rèn)知模型。

設(shè)計(jì)意圖：通過(guò)問(wèn)題驅(qū)動(dòng)，激勵(lì)學(xué)生找到問(wèn)題的突破口，應(yīng)用數(shù)字化實(shí)驗(yàn)，使原本肉眼看不到的離子濃度變化，以電導(dǎo)率圖像的形式呈現(xiàn)，讓學(xué)生清晰的看到復(fù)分解反應(yīng)的微觀實(shí)質(zhì)，形成知識(shí)系統(tǒng)，提高思維建模能力。

環(huán)節(jié)四：真題演練，應(yīng)用模型

教師：下面我們可以從模型應(yīng)用的角度，來(lái)重新審視中考原題。

【例1】向等體積、含等碳原子數(shù)的碳酸氫鈉和碳酸鈉溶液中，分別逐滴加入一定濃度的鹽酸，根據(jù)圖像分析碳酸鈉與鹽酸反應(yīng)的過(guò)程，可以依次用以下兩個(gè)化學(xué)方程式表示：。

教師：巡視、關(guān)注學(xué)生完成的情況。用希沃將學(xué)生完成的題目投在電腦桌面，集中講評(píng)。

【情境4】通過(guò)今天的復(fù)習(xí)，相信你對(duì)銅及其化合物的相互轉(zhuǎn)化、復(fù)分解反應(yīng)的本質(zhì)更清楚了。下面請(qǐng)你幫助“探險(xiǎn)隊(duì)員”硫酸銅完成山洞探險(xiǎn)（圖7）吧，我們小組比試一下，看看誰(shuí)完成的又快又好。

設(shè)計(jì)意圖：本環(huán)節(jié)由2017年南京中考題開始，檢驗(yàn)學(xué)生應(yīng)用模型解決實(shí)際問(wèn)題的能力，又創(chuàng)設(shè)幫助“探險(xiǎn)隊(duì)員”硫酸銅完成山洞探險(xiǎn)的真實(shí)情境，激活學(xué)生思維，促使其深度思考。從當(dāng)年中考反饋的數(shù)據(jù)來(lái)看，很多學(xué)生即使通過(guò)數(shù)字化曲線分析得出第一步方程式是碳酸鈉與鹽酸生成碳酸氫鈉與氯化鈉，也不敢寫出：Na2CO3+HClNaHCO3+NaCl，根本原因是“復(fù)分解反應(yīng)需要生成沉淀或氣體或水”的這句話已經(jīng)根深蒂固，學(xué)生只知其然，而不知其所以然。這就要求我們?cè)谄綍r(shí)的教學(xué)中，教師要不斷深挖教材，結(jié)合學(xué)生的實(shí)際情況，運(yùn)用多種手段，建立認(rèn)知模型，講透宏觀現(xiàn)象背后的微觀本質(zhì)，促進(jìn)學(xué)生的深度學(xué)習(xí)。

七、結(jié)語(yǔ)

本節(jié)課選擇銅及其化合物為主線開展教學(xué)，借助數(shù)字化實(shí)驗(yàn)將復(fù)分解反應(yīng)的微觀本質(zhì)可視化，注重宏微結(jié)合，成功的幫助學(xué)生建立正確的模型認(rèn)知，有效地提升了學(xué)生的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。綜上，在設(shè)計(jì)中考二輪復(fù)習(xí)課時(shí)，教師應(yīng)該充分發(fā)揮自己的智慧，將零散的化學(xué)知識(shí)進(jìn)行有機(jī)整合，在認(rèn)真鉆研教材、解讀中考真題的過(guò)程中，幫助學(xué)生體驗(yàn)不同角色，為課堂教學(xué)增加一些創(chuàng)新性、趣味性，從而促使學(xué)生形成高階思維、必備品格與關(guān)鍵能力。

參考文獻(xiàn)

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