楊燕寧 倪剛

寧夏大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院 750021

0 引言

批判與質(zhì)疑作為學(xué)生發(fā)展的一個基本要點(diǎn)在《中國學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)》中被提出，合理思考、理性質(zhì)疑能夠幫助學(xué)生解決綜合復(fù)雜的問題[1]。普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)提出了“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識”的核心素養(yǎng)，要求學(xué)生學(xué)會發(fā)現(xiàn)問題，依據(jù)問題與假設(shè)、輔以化學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行深入探究[2]。

基于批判性思維的項(xiàng)目式學(xué)習(xí)，需要提供真實(shí)的化學(xué)情境，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題，善于分析證據(jù)，輔以化學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行推理判斷，作出合理評估，從而解決真實(shí)情境中的化學(xué)問題。

1 基于批判性思維確定項(xiàng)目主題

碳酸鈉和碳酸氫鈉的性質(zhì)及應(yīng)用是人教版化學(xué)必修一第二章“海水中的重要元素——鈉和氯”中第一節(jié)第二課時的內(nèi)容，通過對現(xiàn)有的教學(xué)案例進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)在教學(xué)時將碳酸鈉與碳酸氫鈉性質(zhì)的對比作為重點(diǎn)，而忽略了碳酸鈉和碳酸氫鈉在生活中的實(shí)際應(yīng)用[3]。制作饅頭是生活中最常見的場景。綜上，為了讓學(xué)生的所學(xué)能夠應(yīng)用于所作，以“饅頭無酸守護(hù)者——碳酸鈉和碳酸氫鈉的性質(zhì)及應(yīng)用”作為項(xiàng)目主題。

2 設(shè)計(jì)依據(jù)

2.1 內(nèi)容分析

內(nèi)容分析如表1所示。

表1 內(nèi)容分析

2.2 學(xué)情分析

已知：碳酸鈉和碳酸氫鈉的俗稱、簡單性質(zhì)和簡單用途。

未知：碳酸鈉和碳酸氫鈉的其他性質(zhì)，碳酸鈉和碳酸氫鈉的鑒別，碳酸鈉和碳酸氫鈉在生活中的其他應(yīng)用。

難知：碳酸鈉與碳酸氫鈉在生活中的具體應(yīng)用，分別與它們的哪些性質(zhì)有關(guān)系。

3 項(xiàng)目教學(xué)目標(biāo)

3.1 知識目標(biāo)

1）了解碳酸鈉和碳酸氫鈉的主要性質(zhì)，總結(jié)鑒別二者的方法。

2）了解碳酸鈉和碳酸氫鈉在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用。

3.2 能力目標(biāo)

分析碳酸鈉和碳酸氫鈉在廚房中的用途，推出其化學(xué)性質(zhì)。

3.3 素養(yǎng)目標(biāo)

在探究碳酸鈉和碳酸氫鈉性質(zhì)的過程中，培養(yǎng)學(xué)生聯(lián)系生活現(xiàn)象與化學(xué)知識的能力。

4 教學(xué)設(shè)計(jì)思路

在真實(shí)問題情境的建構(gòu)中，情境與三個教學(xué)環(huán)節(jié)相對應(yīng)，教師通過提供有力的證據(jù)指導(dǎo)學(xué)生活動，促進(jìn)學(xué)生化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)的達(dá)成，同時指出在此過程中批判性思維的體現(xiàn)，具體如表2所示。

表2 教學(xué)設(shè)計(jì)思路

5 項(xiàng)目實(shí)施過程及結(jié)果

介紹項(xiàng)目背景，形成項(xiàng)目學(xué)習(xí)小組，確定項(xiàng)目主題，師生共同制訂計(jì)劃，明確項(xiàng)目任務(wù)，確定關(guān)于項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的子任務(wù)，開展探究，最終形成項(xiàng)目成果。

5.1 介紹項(xiàng)目背景，提出項(xiàng)目問題

【項(xiàng)目背景】現(xiàn)代化學(xué)人張某某在制堿工廠考察時意外穿越到三國時期，他穿越時身上僅攜帶了一包碳酸鈉和一包碳酸氫鈉粉末。穿越后，他發(fā)現(xiàn)古代的饅頭又硬又酸，與現(xiàn)代的大相徑庭。以此為契機(jī)，向當(dāng)時蜀國丞相諸葛亮自薦他可以制作出蓬松且無酸的饅頭。

【提出項(xiàng)目問題】如何為饅頭“去酸”？

5.2 師生合作規(guī)劃項(xiàng)目研究方案

【資料卡片】饅頭發(fā)酵時會產(chǎn)生酵母菌、二氧化碳、乙醇、乳酸、醋酸等物質(zhì)。制作饅頭時會加入適量的碳酸鈉或碳酸氫鈉。

【教師提問】饅頭“去酸”，應(yīng)該選用哪種物質(zhì)。

【學(xué)生匯報1】從和面、發(fā)酵兩個步驟入手解決饅頭發(fā)酸的問題；可以從饅頭的蒸制步驟入手解決饅頭發(fā)硬的問題。

【學(xué)生匯報2】由資料卡片，猜測利用碳酸鈉或者碳酸氫鈉除酸。

【設(shè)計(jì)意圖】從饅頭的起源入手，增加學(xué)生對于傳統(tǒng)文化的重視。營造生活化、趣味化的教學(xué)情境，提高學(xué)生對于本節(jié)課的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生從化學(xué)角度入手解決生活中實(shí)際問題的能力。饅頭發(fā)硬發(fā)酸是因?yàn)樵陴z頭發(fā)酵的過程中，產(chǎn)生了多種酸性物質(zhì)。引發(fā)學(xué)生思考，可以利用哪些物質(zhì)，去除饅頭中的酸味。由一般到具體，培養(yǎng)學(xué)生的證據(jù)推理與模型認(rèn)知的能力。

【教師提問】如何驗(yàn)證碳酸鈉和碳酸氫鈉的酸堿性？

【學(xué)生回答】可用指示劑，以酚酞為例，若為堿性物質(zhì)，遇酚酞變紅?；蛘咧苯訙y量碳酸鈉與碳酸氫鈉溶液的pH，具體方案如表3所示。

表3 碳酸鈉與碳酸氫鈉的檢驗(yàn)方案

【教師點(diǎn)評】通過對碳酸鈉與碳酸氫鈉酸堿性的鑒別，發(fā)現(xiàn)碳酸鈉與碳酸氫鈉都顯堿性，同學(xué)們又初步判斷饅頭的發(fā)酸與發(fā)酵過程中產(chǎn)生的酸性物質(zhì)密不可分，通過這個實(shí)驗(yàn)，結(jié)合資料卡片的內(nèi)容，我們可以初步猜想解決饅頭發(fā)酸問題可能需要用到碳酸鈉與碳酸氫鈉。

【設(shè)計(jì)意圖】給出與問題有關(guān)的信息，為學(xué)生搭建證據(jù)推理的支架；鼓勵學(xué)生自主搜集資料，對于搜集到的資料進(jìn)行鑒別，鍛煉學(xué)生的批判性思維能力。

5.3 項(xiàng)目研究方案實(shí)驗(yàn)過程與成果

【子任務(wù)1 任務(wù)目標(biāo)】驗(yàn)證碳酸鈉和碳酸氫鈉的酸堿性。

【任務(wù)問題】如何檢驗(yàn)碳酸鈉和碳酸氫鈉的酸堿性？

【子任務(wù)1 成果】了解饅頭發(fā)酸的原因后，對于碳酸鈉和碳酸氫鈉的酸堿性進(jìn)行驗(yàn)證，明確碳酸鈉或者碳酸氫鈉可去除饅頭的酸味。

【設(shè)計(jì)意圖】給出與問題有關(guān)的信息，為學(xué)生搭建證據(jù)推理的支架，學(xué)生通過小組合作的方式，鍛煉合作能力、語言表達(dá)能力等；鼓勵學(xué)生自主搜集資料，對于搜集到的資料進(jìn)行鑒別，鍛煉學(xué)生的批判性思維能力。

【子任務(wù)2 任務(wù)目標(biāo)】碳酸鈉和碳酸氫鈉的鑒別。

【學(xué)生討論】學(xué)生根據(jù)討論結(jié)果，完善鑒別方案，如表4所示。

表4 碳酸鈉與碳酸氫鈉的鑒別

【教師總結(jié)】在以上的鑒別方案中，發(fā)現(xiàn)碳酸鈉與碳酸氫鈉都可以與澄清石灰水發(fā)生反應(yīng)，且產(chǎn)生了白色沉淀，因此，不可用澄清石灰水直接鑒別二者。

【子任務(wù)2 成果】

成果1：總結(jié)出三種鑒別碳酸鈉和碳酸氫鈉的方法，如表5所示。

表5 碳酸鈉與碳酸氫鈉鑒別方法總結(jié)

成果2：總結(jié)碳酸鈉和碳酸氫鈉的性質(zhì)，如表6所示。

表6 碳酸鈉與碳酸氫鈉性質(zhì)總結(jié)

【設(shè)計(jì)意圖】教師提出問題，引導(dǎo)學(xué)生聯(lián)系所學(xué)，通過對比分析，初步提出鑒別碳酸鈉與碳酸氫鈉的方法，設(shè)計(jì)表格，利用化學(xué)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證學(xué)生提出的方案，學(xué)生通過對方案的驗(yàn)證掌握鑒別碳酸鈉與碳酸氫鈉的原理方法。培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究與創(chuàng)新意識的化學(xué)核心素養(yǎng)。

【子任務(wù)3 任務(wù)目標(biāo)】根據(jù)碳酸鈉和碳酸氫鈉的性質(zhì)猜測二者的用途，并通過查閱資料驗(yàn)證。

【教師提問】市面上銷售的干粉滅火器利用了碳酸鈉或者碳酸氫鈉中的一種與酸反應(yīng)生成CO2的原理滅火，請同學(xué)們根據(jù)本節(jié)課所學(xué)的知識，思考干粉滅火器的成分中是碳酸鈉與碳酸氫鈉中的哪種？

【學(xué)生回答】碳酸氫鈉與酸反應(yīng)的速率快于碳酸鈉，在短時間內(nèi)能夠快速產(chǎn)生CO2，有效抑制火災(zāi)的擴(kuò)大，因此干粉滅火器中主要用到的是碳酸氫鈉。同理，加碳酸氫鈉可以使饅頭松軟也是因?yàn)楫a(chǎn)生了CO2。

【教師提問】治療胃酸時使用氫氧化鈉還是碳酸氫鈉？

【學(xué)生回答】胃酸也是酸的一種，碳酸氫鈉顯堿性，可用于抑制胃酸過多。

【教師補(bǔ)充】氫氧化鈉雖然是強(qiáng)堿，但因其具有腐蝕性，對人的口腔粘膜等具有破壞性，在醫(yī)學(xué)上不用氫氧化鈉作為治療胃酸的藥物。雖然碳酸氫鈉在理論上可以用于治療胃酸，但在醫(yī)學(xué)上通常選用氫氧化鋁治療胃酸過多。

【教師提問】很多人喜歡用碳酸鈉或者碳酸氫鈉清洗水果蔬菜表面殘留的農(nóng)藥，你覺得這種做法正確嗎？

【資料卡片】不同的農(nóng)藥有酸堿性之分。因此，會造成水果蔬菜表面殘留的農(nóng)藥在化學(xué)性質(zhì)上存在差異，可能為酸性農(nóng)藥殘留物或堿性農(nóng)藥殘留物。

【學(xué)生回答】根據(jù)水果蔬菜表面農(nóng)藥殘留種類的差異，若是酸性殘留物，由碳酸鈉和碳酸氫鈉都可以與酸發(fā)生反應(yīng)，可用二者清洗殘留在水果蔬菜表面的農(nóng)藥；若為堿性農(nóng)藥殘留物則不可以。

【子任務(wù)3 成果】碳酸鈉與碳酸氫鈉在生活中的用途與二者性質(zhì)的聯(lián)系，如表7所示。

表7 碳酸鈉與碳酸氫鈉用途—性質(zhì)聯(lián)系

【設(shè)計(jì)意圖】首尾呼應(yīng)，本設(shè)計(jì)從碳酸鈉與碳酸氫鈉的用途入手，又總結(jié)了碳酸鈉與碳酸氫鈉在生活中的其他用途。

5.4 項(xiàng)目成果梳理

【教師提問】通過對于饅頭無酸的守護(hù)——碳酸鈉和碳酸氫鈉性質(zhì)及應(yīng)用的學(xué)習(xí)，你有哪些收獲？

【師生交流談?wù)摗?/p>

1）知道了饅頭發(fā)酸的主要原因，以及如何去除饅頭中的酸味；

2）學(xué)會應(yīng)用簡單的方法鑒別碳酸鈉和碳酸氫鈉，并根據(jù)鑒別的結(jié)果總結(jié)碳酸鈉和碳酸氫鈉的性質(zhì)；

3）學(xué)習(xí)了碳酸鈉與碳酸氫鈉在生活中的其他用途。

6 項(xiàng)目教學(xué)反思

以張某某穿越到三國時期解決饅頭發(fā)酸發(fā)硬導(dǎo)入，提出了三個問題：使饅頭發(fā)酸的是哪種物質(zhì)？如何除去酸味？碳酸鈉與碳酸氫鈉在生活中的應(yīng)用有哪些？本設(shè)計(jì)從碳酸鈉、碳酸氫鈉二者的用途入手，先討論二者的性質(zhì)，后探討二者的鑒別，落腳點(diǎn)又在二者的用途，體現(xiàn)了以始為終的思想，達(dá)到了學(xué)以致用、學(xué)思結(jié)合的結(jié)果。在用途—性質(zhì)—用途學(xué)習(xí)過程中，提升高中學(xué)生的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。