黃莉 張賢金 孫艷霞
摘要:將“教、學(xué)、評(píng)”一體化的理念融入化學(xué)實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí),以學(xué)生知識(shí)掌握的薄弱點(diǎn)為情境,利用多樣評(píng)價(jià)方式及時(shí)評(píng)價(jià)反饋學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握情況及存在問(wèn)題;創(chuàng)設(shè)有挑戰(zhàn)性的學(xué)習(xí)任務(wù),讓學(xué)生借助實(shí)驗(yàn)融合化學(xué)核心知識(shí)的聯(lián)系,提升學(xué)生對(duì)元素化合物知識(shí)、實(shí)驗(yàn)基本技能、問(wèn)題探究和實(shí)驗(yàn)計(jì)算的理解和掌握,建構(gòu)知識(shí)網(wǎng)絡(luò),促進(jìn)學(xué)生學(xué)科思維發(fā)展。以“硫酸四氨合銅的制備和探究”為例,嘗試“教、學(xué)、評(píng)”一體化理念下的化學(xué)實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)。
關(guān)鍵詞:“教、學(xué)、評(píng)”一體化;化學(xué)實(shí)驗(yàn);核心素養(yǎng)
文章編號(hào):1008-0546(2022)04x-0055-04
中圖分類號(hào):G632.41
文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B
doi:10.3969/j.issn.1008-0546.2022.04x.016
《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版2020年修訂)》提出積極倡導(dǎo)“教、學(xué)、評(píng)”一體化,有效開(kāi)展化學(xué)日常學(xué)習(xí)評(píng)價(jià),使每個(gè)學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)得到不同程度的發(fā)展?;瘜W(xué)日常學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)是化學(xué)教學(xué)不可或缺的有機(jī)組成部分,是實(shí)施“教、學(xué)、評(píng)”一體化教學(xué)的重要鏈條[1]。在新課或復(fù)習(xí)課教學(xué)過(guò)程中融入提問(wèn)、點(diǎn)評(píng)或練習(xí)等評(píng)價(jià)方式有助于實(shí)現(xiàn)教學(xué)的有效性。
化學(xué)實(shí)驗(yàn)是學(xué)生學(xué)習(xí)的薄弱點(diǎn),據(jù)福建省高三畢業(yè)班理科學(xué)生統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示,學(xué)生對(duì)陌生情境中實(shí)驗(yàn)問(wèn)題的把控能力明顯不足,實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識(shí)、技能和實(shí)驗(yàn)探究能力兩頭皆弱,缺乏實(shí)驗(yàn)中必要的證據(jù)推理和模型認(rèn)知能力,對(duì)于實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的理解、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象產(chǎn)生的原因分析、化學(xué)反應(yīng)原理的綜合運(yùn)用及定量分析等方面出錯(cuò)率高[2]。傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)停留在知識(shí)梳理、講題練題模式,學(xué)生無(wú)法實(shí)現(xiàn)思維建構(gòu)和知識(shí)遷移,難以提高核心素養(yǎng)。為此,改變高三實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)課模式,借助實(shí)驗(yàn)融合化學(xué)核心知識(shí)的聯(lián)系,提升學(xué)生對(duì)元素化合物知識(shí)、實(shí)驗(yàn)基本技能、問(wèn)題探究和實(shí)驗(yàn)計(jì)算的理解和掌握,建構(gòu)知識(shí)網(wǎng)絡(luò);將評(píng)價(jià)融入課堂教學(xué)過(guò)程,利用多樣評(píng)價(jià)方式及時(shí)評(píng)價(jià)反饋學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握情況及存在問(wèn)題,實(shí)施“教、學(xué)、評(píng)”一體化,開(kāi)展化學(xué)實(shí)驗(yàn)深度復(fù)習(xí),以促進(jìn)學(xué)生學(xué)科思維發(fā)展。本文以“硫酸四氨合銅的制備和探究”的教學(xué)為例,嘗試“教、學(xué)、評(píng)”一體化理念下的化學(xué)實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)。
一、教學(xué)主題內(nèi)容和教學(xué)現(xiàn)狀分析
實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)課要達(dá)到整合知識(shí)、提升思維、培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的目標(biāo),需針對(duì)學(xué)生的實(shí)際情況,選擇合適的主題才能有利于學(xué)生提升學(xué)科素養(yǎng)。在蘇教版
《物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》模塊專題4第二單元“配合物的形成”學(xué)習(xí)中,學(xué)生掌握了硫酸四氨合銅中配位鍵的形成、認(rèn)識(shí)簡(jiǎn)單配合物的成鍵特征,但對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的認(rèn)識(shí)還不全面。其次,學(xué)生經(jīng)過(guò)一輪復(fù)習(xí)后對(duì)元素化合物的知識(shí)、化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本操作有了較好的理解和掌握,但大多數(shù)化學(xué)實(shí)驗(yàn)操作方法僅限于書面表述,實(shí)驗(yàn)操作能力欠缺,知識(shí)遷移能力較弱。
本課例將硫酸四氨合銅作為情境素材貫穿課堂教學(xué),融入提問(wèn)和練習(xí),學(xué)生自評(píng)、同伴互評(píng)、教師點(diǎn)評(píng)等多種評(píng)價(jià)方式,促進(jìn)學(xué)生化學(xué)學(xué)科5大核心素養(yǎng)的發(fā)展。
二、教學(xué)思想與創(chuàng)新點(diǎn)
為培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng),筆者確立了思維模型引領(lǐng)、多種評(píng)價(jià)方式結(jié)合的配合物制備和探究教學(xué)主題。該主題挑戰(zhàn)性較大,課堂教學(xué)整合教材中的實(shí)驗(yàn)、挖掘試題中的實(shí)驗(yàn)素材,進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究,激發(fā)學(xué)生深度參與;幫助學(xué)生強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)基本操作,對(duì)元素化合物知識(shí)、實(shí)驗(yàn)技能和問(wèn)題探究能力進(jìn)行有效整合。同時(shí),融入提問(wèn)、點(diǎn)評(píng)、課堂練習(xí)及學(xué)生自評(píng)、學(xué)生互評(píng)等多種評(píng)價(jià)方式,實(shí)現(xiàn)“教、學(xué)、評(píng)”一體化,促進(jìn)化學(xué)實(shí)驗(yàn)有效復(fù)習(xí)。
“教、學(xué)、評(píng)”一體化秉承“為了學(xué)習(xí)的評(píng)價(jià)”和“作為學(xué)習(xí)的評(píng)價(jià)”的理念。即教學(xué)、學(xué)習(xí)與評(píng)價(jià)不僅具有一致性關(guān)系,且是三位一體的關(guān)系,評(píng)價(jià)持續(xù)地鑲嵌在教與學(xué)的過(guò)程之中,為教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成和教學(xué)策略的改進(jìn)提供證據(jù)[3]。因此,為了在教學(xué)活動(dòng)中能有效檢測(cè)學(xué)生目標(biāo)達(dá)成,設(shè)計(jì)相應(yīng)的教學(xué)目標(biāo)與評(píng)價(jià)任務(wù)(表1所示)。
四、教學(xué)流程
“硫酸四氨合銅的制備和探究”教學(xué)流程如圖1所示。
1.環(huán)節(jié)一:硫酸四氨合銅的制備
[情景導(dǎo)入]硫酸四氨合銅是一種絡(luò)氨銅類產(chǎn)品。絡(luò)氨銅可用于防治瓜類枯萎病、蔓枯病、疫病等?;瘜W(xué)組成上均為含[Cu(NH3)4]2+的鹽,其中廣譜殺菌劑硫酸四氨合銅[Cu(NH3)4]SO4高效、安全,是植物生長(zhǎng)激素,能促進(jìn)作物生長(zhǎng)。
[教師引導(dǎo)]如何制備硫酸四氨合銅?回顧制備類實(shí)驗(yàn)題的解題流程(圖2)。
[提出問(wèn)題]按照解題思維流程設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案,完成實(shí)驗(yàn)。
[學(xué)生活動(dòng)]分析討論,得出實(shí)驗(yàn)方案,完成實(shí)驗(yàn)。
反應(yīng)原理:CuSO4+2NH3·H2O=Cu(OH)2↓+(NH4)2SO4
Cu(OH)2+4NH3·H2O=[Cu(NH3)4](OH)2+4H2O
總反應(yīng):CuSO4+4NH3·H2O=[Cu(NH3)4]SO4+4H2O
[學(xué)生活動(dòng)]向裝有2mL0.1mol·L-1CuSO4溶液中逐滴加入1mol·L-1氨水,觀察描述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。
[知識(shí)運(yùn)用](2016全國(guó)卷I,27節(jié)選)元素鉻(Cr)在溶液中主要以Cr(藍(lán)紫色)、Cr(OH)(綠色)、CrO(橙紅色)、CrO(黃色)等形式存在,Cr(OH)3為難溶4于水的灰藍(lán)色固體,回答下列問(wèn)題:
Cr3+與Al3+的化學(xué)性質(zhì)相似,在Cr(2SO4)3溶液中逐滴加入NaOH溶液直至過(guò)量,可觀察到的現(xiàn)象是
[學(xué)生回答]藍(lán)紫色溶液變淺,同時(shí)有灰藍(lán)色沉淀生成,隨后沉淀逐漸溶解形成綠色溶液。
[教師總結(jié)]描述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的答題規(guī)范按“現(xiàn)象+結(jié)論”模式表述;以“海、陸、空”模式表述實(shí)驗(yàn)過(guò)程中溶液顏色的變化、沉淀的生成、氣泡的產(chǎn)生、液面的變化;固體表面有大量氣泡、固體溶解、固體顏色的改變;產(chǎn)生氣體的氣味、氣體顏色的改變等相關(guān)現(xiàn)象。
[教師提問(wèn)]如果往氨水中逐滴加入硫酸銅溶液直至過(guò)量又會(huì)有何現(xiàn)象?
[學(xué)生活動(dòng)]向裝有2mL1mol·L-1氨水中逐滴加入0.1mol·L-1CuSO4溶液,觀察描述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。
書寫相應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式。
設(shè)計(jì)意圖:以農(nóng)藥絡(luò)氨銅作為情境引入,讓學(xué)生感受到生產(chǎn)應(yīng)用和化學(xué)知識(shí)之間的緊密關(guān)聯(lián)。指導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用解題思維流程,準(zhǔn)確判定所需原料,分析實(shí)驗(yàn)原理,設(shè)計(jì)相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)步驟。引導(dǎo)學(xué)生正確表述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,總結(jié)答題規(guī)范,體會(huì)解題思路建立的必要性。
2.環(huán)節(jié)二:探究溶液中存在的微粒
[教師提問(wèn)]硫酸四氨合銅溶液中存在哪些微粒?
[學(xué)生活動(dòng)]設(shè)計(jì)方案,動(dòng)手實(shí)驗(yàn)。
[回答1]取少量硫酸四氨合銅溶液,先滴加稀鹽酸,再滴入BaCl2溶液,有白色沉淀生成,說(shuō)明溶液中存在SO2-。
[回答2]取兩份少量等體積硫酸四氨合銅溶液,分別加入等量的水和稀硫酸,加入稀硫酸的試管中溶液顏色變得更淺,說(shuō)明藍(lán)色溶液中存在的微粒是Cu(NH3)4]2+而不是Cu2+。
[回答3]取少量洗滌、干燥后的晶體于試管中加熱,并將濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙放在試管口,觀察到紅色石蕊試紙變藍(lán)。
[回答4]取少量硫酸四氨合銅溶液,加入NaOH溶液,看到淺藍(lán)色沉淀生成,上層清液接近無(wú)色。原因是[Cu(NH3)4]2+Cu2++4NH3,氫氧根離子結(jié)合銅離子生成氫氧化銅沉淀,使銅離子濃度減小,平衡向右移動(dòng)。
設(shè)計(jì)意圖:觀察學(xué)生自主實(shí)驗(yàn)、合作討論的狀態(tài),依據(jù)學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究的情況反饋診斷學(xué)生分析運(yùn)用信息能力、常見(jiàn)離子檢驗(yàn)方法、化學(xué)平衡移動(dòng)原理的運(yùn)用等核心知識(shí)的掌握程度,幫助學(xué)生形成自主學(xué)習(xí)、合作探究的意識(shí),培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維和探究能力。提升宏觀辨識(shí)與微觀探析、變化觀念與平衡思想、科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)的化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)。
3.環(huán)節(jié)三:獲取硫酸四氨合銅晶體
[教師引導(dǎo)]如何從硫酸四氨合銅溶液中獲得Cu(NH3)4SO4·H2O晶體?提供物質(zhì)分離提純的流程(圖3)。
[提供信息]1Cu(NH3)4SO4·H2O是一種易溶于水、難溶于乙醇的深藍(lán)色固體。
2Cu(NH3)4SO4·H2O在乙醇—水混合溶劑中的溶解度隨乙醇體積分?jǐn)?shù)的變化如圖4所示[4]。
[學(xué)生活動(dòng)]分析信息、運(yùn)用信息,思考選擇獲取固體的方法,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案。
[教師總結(jié)]獲取晶體的方法不能僅限于蒸發(fā)結(jié)晶或蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶的方法,還需考慮產(chǎn)品物質(zhì)的性質(zhì)特點(diǎn)才能選擇正確的操作方法。
[教師提問(wèn)]對(duì)過(guò)濾得到的粗產(chǎn)品需要洗滌、干燥以純化產(chǎn)品。選擇何種試劑洗滌粗產(chǎn)品晶體?洗滌劑選擇的依據(jù)是什么?
[學(xué)生回答]由于Cu(NH3)4SO4·H2O易溶于水、難溶于乙醇,可用酒精洗滌粗產(chǎn)品。選擇洗滌劑應(yīng)考慮物質(zhì)在洗滌劑中的溶解度,盡量減少產(chǎn)品溶解損失。
設(shè)計(jì)意圖:提升學(xué)生獲取信息解決問(wèn)題的能力,建構(gòu)晶體的獲取、洗滌、干燥等知識(shí)模型。進(jìn)一步幫助學(xué)生厘清基本實(shí)驗(yàn)操作,提升模型認(rèn)知素養(yǎng),實(shí)現(xiàn)知識(shí)向素養(yǎng)轉(zhuǎn)化。
4.環(huán)節(jié)四:測(cè)定所得產(chǎn)品的純度[內(nèi)容展示]SO2-質(zhì)量百分?jǐn)?shù)的測(cè)定(沉淀法)。
稱取ag試樣置于燒杯中,依次加入蒸餾水、稀鹽酸、BaCl2溶液,靜置檢驗(yàn)沉淀是否已完全。水浴加熱半小時(shí),冷卻至室溫。過(guò)濾、洗滌、干燥、稱量,所得BaSO4質(zhì)量為bg。
1如何判斷是否沉淀完全,沉淀是否洗凈?
2計(jì)算所得Cu(NH3)4SO4·H2O的純度。
[學(xué)生活動(dòng)]交流談?wù)?,回答?wèn)題。
1靜置,往上層清液中繼續(xù)滴加BaCl2溶液,沒(méi)有白色沉淀生成,說(shuō)明沉淀完全;取最后一次洗滌液加入稀硫酸,沒(méi)有白色沉淀生成,說(shuō)明沉淀洗凈。
設(shè)計(jì)意圖:通過(guò)對(duì)硫酸四氨合銅成分的測(cè)定,復(fù)習(xí)鞏固沉淀法這一經(jīng)典的定量分析方法,強(qiáng)化學(xué)生的計(jì)算能力。同時(shí),提升分析實(shí)驗(yàn)的能力。
六、教學(xué)反思
本教學(xué)案例以硫酸四氨合銅在生產(chǎn)生活中的作用為情境素材,以學(xué)生的學(xué)習(xí)障礙點(diǎn)配合物的制備和性質(zhì)探究來(lái)確定教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)方式。在教學(xué)設(shè)計(jì)中,注重在已有知識(shí)基礎(chǔ)上,對(duì)教材內(nèi)容的二次加工,針對(duì)學(xué)生知識(shí)系統(tǒng)中存在的認(rèn)知缺陷和不足,設(shè)計(jì)教學(xué)提問(wèn),設(shè)置教學(xué)沖突和學(xué)習(xí)活動(dòng);利用解題思維流程引導(dǎo)學(xué)生將所學(xué)知識(shí)進(jìn)行歸納總結(jié),構(gòu)建更加完整的知識(shí)體系;激勵(lì)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí),不斷優(yōu)化化學(xué)思維品質(zhì),提升探究與創(chuàng)新能力。同時(shí),設(shè)置問(wèn)題解決、探究實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)方案等多種教學(xué)活動(dòng),將評(píng)價(jià)融入教學(xué)活動(dòng)中,運(yùn)用提問(wèn)、點(diǎn)評(píng),學(xué)生自評(píng)、互評(píng)等方式,評(píng)價(jià)學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握程度及素養(yǎng)發(fā)展水平,收到較好的教學(xué)效果。
針對(duì)學(xué)生在課堂中的表現(xiàn)及通過(guò)提問(wèn)評(píng)價(jià)獲得的反饋,在課后需精選作業(yè)題對(duì)相關(guān)的探究進(jìn)一步強(qiáng)化,使“教、學(xué)、評(píng)”活動(dòng)有機(jī)結(jié)合,同步實(shí)施,形成
合力,有效促進(jìn)學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的形成與發(fā)
展[1]。
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