溶洞形成的化学方程式-大概念理念的高中化学单元复习教学研究——“以离子平衡”为例

桦树

【设计意图】将所学知识运用到生活中

(二)第二课时 溶质的行为——弱电解质的电离

【情境导入】盐酸常常用来作为除去水壶水垢的试剂,为什么不用更安全的醋酸代替

【学生活动】小组讨论,提出猜想

【设计意图】与生活实际联系,激发学习兴趣

【实验探究】测定0.1mol/L的盐酸和醋酸溶液的pH,并用图像表示出来

【学生活动】分组实验,记录数据,并画出二者电离情况的图像

【设计意图】从宏观和微观视角理解知识,体会强弱电解质的电离

【类比学习】建立化学平衡,讨论:(1)醋酸的电离平衡是如何建立的?能否用图像表示出来?(2)影响醋酸电离的因素有哪些?如何影响的?

【学生活动】到黑板上画出图像并分析图像是如何得来的

【设计意图】建立水溶液中弱电解质电离平衡的概念,全部电离形成强电解质,部分电离形成弱电解质

【学以致用】能否通过加入热水和盐酸快速除去水垢?如果没有盐酸,可否用家中的食醋代替

【学生活动】利用厨房常见事物,动手操作除水垢

【设计意图】体会化学知识在生活中的应用,培养社会责任感和热爱化学的积极态度

(三)第三课时 可溶电解质的行为——盐类的水解平衡

【情境导入】从物质分类角度,碳酸钠属于盐类,但我们为什么称它为“纯碱”呢?为什么不同的盐类会显示不同的酸碱性呢?

【学生活动】小组讨论,提出猜想

【设计意图】设置认知冲突,从弱电解质过渡到盐类的水解

【实验探究】测定醋酸钠、硝酸钠和碳酸氢钠的pH,记录数据,画出图像。

【学生活动】分组实验,结合得到的数据结果分析原因

【设计意图】培养学生分析和总结归纳问题能力

【类比学习】类比醋酸的电离:电解质会在水中电离出H+,醋酸钠是如何电离的?用方程式表示出来

【学生活动】书写醋酸钠的电离方程式、水的电离方程式,进一步推导出醋酸钠的水解方程式

【设计意图】训练学生通过符号表征微观反应的能力,形成盐类水解的概念,丰富大概念体系

【学以致用】类比化学平衡,什么因素会影响盐类的水解?用什么表征盐类水解平衡

【学生活动】思考盐类水解平衡的影响因素,得出可以用水解平衡常数表征盐类水解,并说明其意义和应用价值

【设计意图】发展高阶思维,完善思维模式

(四)第四课时 难溶电解质的行为——沉淀的溶解平衡

【情境导入】视频:美丽的溶洞是怎么形成的?是否存在绝对不溶的沉淀

【学生活动】培养学生善于发现、勤于思考的习惯

【实验探究】设计实验验证AgCl溶液中存在沉淀溶解平衡

【学生活动】分成两个小组,分别向AgCl溶液中加入KI溶液和Na2S溶液,观察现象

【设计意图】培养学生实验探究能力,知道沉淀也存在溶解平衡

【类比学习】类比化学平衡,AgCl溶液是如何溶解的?

【学生活动】结合实验过程,分析沉淀平衡的影响因素

【设计意图】发展学生的证据推理能力

【学以致用】已知水垢的主要成分是CaSO4,如何通过所学知识完善除去水垢的过程

【学生活动】加入Na2CO3溶解浸泡一段时间,再利用盐酸或者醋酸除去

【设计意图】培养科学的态度和社会责任感

五、总结与反思

(一)教学总结

1.单元教学应准确确定大概念

教师应站在更高一点的角度,精确理解“水溶液中的离子平衡”这一单元的知识,凝练单元大概念,才能为学生提供多样化的学习方式并更好地帮助学生串联知识。以本单元为例,本单元涉及不同类型化合物的电离,将其整合成在水溶液中的行为这一大概念,帮助确定单元核心思想,再进一步学习知识就比较容易。

2.单元教学应巧妙融合大情境

真实情境下的问题驱动可以激发学生学习兴趣,更好地将知识应用起来。以本单元为例,从生活中除水垢问题入手,作为知识学习的线索,因为水垢的主要成分是难溶性沉淀,而通过盐溶液的浸泡,沉淀平衡发生移动,最后通过醋酸这一弱电解质与其发生的反应将其除掉,此过程包含了这一单元核心知识的应用。

3.单元教学应完善学生的知识结构

选择本单元作为复习课的重点单元,是因为本单元知识知识结构分散,知识点复杂难以理解。这就需要教师大胆创新,通过对教材的深度加工,设计出更系统的教学内容,使学生重新构建知识网络,帮助学生建立新旧知识间的联系。以本单元为例,学生初中时学过“复分解反应”,“酸碱盐”必修一学过“离子反应”再到本单元的“水溶液中的离子平衡”,学生的认知结构在不断丰富和完善,对知识的学习也是层层递进,化学核心素养也潜移默化地在不断提升。

4.单元教学应提升学生的元认知能力

在学生学习和成长的过程中,元认知能力起到一定的调节和监控作用。提升学生的元认知能力可以在学习过程中不断改进学习方法,调整学习模式,并对知识批判性吸收,对于化学学科,一味地灌输式教学是不会达到好的学习效果,所以单元教学应着眼于提升学生的元认知能力[5]。

以本单元为例,每课时均安排了实验探究环节,通过学生的动手操作,借助现有证据,不断修整,完善原有认知,在无形中提升了元认知能力。

(二)教学反思

(1)注重学生能力差异,因材施教。

在具体教学前,应分析不同学生的学习能力,根据具体情况控制教学难度,根据不同层次学生划分知识层次,整体把握教学难度。课后将习题分成难、中、易留给不同层次的学生。通过测试和评价,了解到不同学生对知识的掌握程度,对于学习能力较差的学生,可以进行针对性辅导,确保每个层次的学生都能取得进步。

(2)注重课标要求,循序渐进。

本单元知识有以下重点:理论知识内容:包括电离程度、水解程度、沉淀溶解平衡及符号的掌握。对学生的要求是:能正确书写相关方程式,理解概念性知识,掌握强弱电解质的概念;熟悉盐类水解平衡基本规律,沉淀溶解及转化;知道水的离子积常数,水解平衡常数,溶解平衡常数的意义,并会用符号表征[6]。以上内容需要根据学情循序渐进,首先引导学生将各种概念性的知识和化学观念在头脑中构建思维模型,随后将离子平衡规律和考点融入模型之中,并在做习题过程中实践应用。

(3)注重学生主体地位,教学相长。

学生是课堂的主人,把学生放在课堂中心。在教学中,可以提出探究性问题引导学生积极参与到课堂,比如:为什么碳酸钠是盐类,却呈碱性?如何证明水的电离?划分实验小组使学生自主找到证据加以理论解释现象,通过真实情境创设,调动学生课堂参与积极性,提高课堂效率。

参考文献

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