摘要：以“牙膏中的化学”为例，围绕牙膏成分的定性检验和定量测定，设计分组实验，组织学生进行实验探究，设计问题串，引导学生进行深度学习。提出初中化学主题式复习的原则：融入真实情境，激发学习兴趣;开展实验探究，发展核心

素养;进行深度学习，培养高阶思维。

关键词：化学核心素养;真实情境;深度学习;主题式复习

文章编号：1008-0546（2022）05-0061-05中图分类号：G632.41文献标识码： B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2022.05.014

真实、具体的情境是学生化学学科核心素养形成和发展的重要平台，也为学生化学学科核心素养提供了真实的表现机会[1]。初中化学复习课的设计要指向培育学生的化学核心素养。主题式复习就是选择以一种学生熟悉或感兴趣的物质为研究对象，设计问题链进行有针对性的复习，打破知识模块间的壁垒，将分散的知识重新建构与整合，建立以该化学物质为中心的网络化知识体系，使知识立体化、思维系统化、方法程序化[2]。基于真实情境的主题式复习是当前备受学生青睐的复习课型之一。

一、教学理念与设计思路

化学源于生活，又服务于生活。学生学习了化学之后，能否从化学的视角来认识和研究物质是学生化学学科核心素养形成的重要表现。复习课要既满足复习要求，又回应学生需要;既源于课内知识，又走入生活实际，这是复习课应有的价值追求[3]。复习课的教学不仅要唤醒学生“沉睡”的知识，还要引导学生构建知识结构，更要帮助学生提升知识应用的能力。实验本身具有独特的魅力，在化学复习课中引入化学实验，特别是分组实验，对于长期处于纸笔训练的初三学生而言，无疑是“雪中送炭”。牙膏是日常生活中我们每天要用到的生活用品，学生对它既熟悉，又陌生。本节课主要通过牙膏水溶液的酸碱性和碳酸钙的检验，帮助学生巩固物质成分的定性检验方法;通过牙膏中碳酸钙的定量研究，帮助学生掌握物质中成分定量测定的一般方法;通过牙膏的妙用，帮助学生树立学以致用的观念。本节课的教学流程如下图1，让学生在真实的情境中高效地融入课堂，在实验中形成学科能力，在问题中形成高阶思维。

二、课堂实录

环节一：情境引入

【展示】教师向学生展示一条中华牙膏并提出问题，老师手上拿的是什么？

【学生】牙膏。

【问题】牙膏在生活中有什么作用啊？

【学生】牙膏可以用来刷牙。

【教师】牙膏不仅可以清洁我们的口腔，还可以清洁茶杯、金属等表面的污垢，甚至可用来美容和医用的效果。市场上的牙膏品牌繁多，但不同的牙膏其基本成分差不多。今天我们就用中华牙膏来研究牙膏中的化学。

设计意图：通过牙膏创设真实情境，让学生感知牙膏在生活中的妙用。创设的教学情境越真实，越容易发挥学生的主动性，学生主动建构的知识就越可靠，越容易解决真实情境中的问题，从而真正理解和掌握知识，进而促进学生高阶思维能力的发展[4]。

环节二：初探牙膏

【问题】中华牙膏是否溶于水？其水溶液是酸性还是碱性？如何设计实验方案进行验证？

【学生】交流实验的方案。

【教师】请同学们根据下面实验步骤来探究中华牙膏水溶液的酸碱性，并将实验的现象和结论填写在表 1中。

【分组实验】检验中华牙膏水溶液的酸碱性（见表 1）。

【学生】牙膏不能完全溶解，说明牙膏中含有难溶物，滴酚酞后液体变红色，说明此牙膏水溶液呈碱性。此牙膏水溶液的pH大约为9。

【问题】用pH试纸测定溶液pH要注意什么？

【学生】pH试纸不能用水湿润，也不能浸到溶液中检测。

【交流讨论】中华牙膏加水溶解后测得的pH是如何变化？为什么？

【学生】偏小。中华牙膏水溶液本来呈碱性，稀释后pH偏小。

【追问】若用湿润的pH试纸测某种溶液pH 时，测得的pH如何变化？

【学生】若待测液为酸性，则测得的pH偏大，若待测液为中性，则测得的pH不变，若待测液为碱性，则测得的pH偏小。

【教师】我们不难发现，溶液稀释后的pH都向7靠拢。

设计意图：溶液酸碱性的检验虽然是课本上的实验，在复习课中作为分组实验开展，既激发学生的兴趣，又打破了部分学生认为牙膏的水溶液呈酸性的错误认识。问题是思辨的源泉，通过设问用湿润pH试纸测得未知溶液的pH 变化，来培养学生的思辨能力。

环节三：再探牙膏

【教师】不同品牌的牙膏其基本成分相同。

【问题】如果某牙膏中的摩擦剂是CaCO3、Al（OH）3、 SiO2中的某一种，请问如何检验？请设计实验方案。

【学生】取样于试管中加入足量的稀盐酸。

【教师】该牙膏的摩擦剂有3种可能，猜想1：摩擦剂是CaCO3;猜想2：摩擦剂是Al（OH）3;猜想3：摩擦剂是SiO2。

【交流讨论】若在小烧杯挤入少量该牙膏，并加入足量的稀盐酸，用玻璃棒充分搅拌。请根据实验结论填写表2。

【学生】若有气泡冒出，固体完全溶解，则猜想1成立;若无气泡冒出，固体完全溶解，则猜想2成立;若无气泡冒出，固体不溶解，则猜想3成立。

【追问】某固体加盐酸有气泡冒出，固体一定含有碳酸盐吗？为什么？如何证明其中含有碳酸盐？

【学生】不一定。能与盐酸反应产生的气体不一定是二氧化碳。还要检验生成的气体，要将生成的气体通入澄清石灰水中。

【教师】牙膏能与稀盐酸产生二氧化碳，说明牙膏中含有碳酸钙。下面请同学们进行分组实验来探究中华牙膏中是否含有碳酸钙。

【分组实验】检验中华牙膏中是否含有碳酸鈣（见表3）。

【学生】加入稀盐酸有气泡冒出，澄清石灰水慢慢变浑浊，说明此牙膏中含有碳酸钙。

【问题】如何证明长期放置的氢氧化钠溶液中是否有碳酸钠？

【学生】取样加入稀盐酸，看是否有气泡冒出。

【追问】盐酸的量是否有要求？为什么？

【学生】稀盐酸要过量。因为盐酸先要和氢氧化钠反应，少量的盐酸检验不出碳酸钠。

【追问】是否还有其它的方法？

【学生】取样加入适量的氯化钡溶液，看是否有白色沉淀生成。

【教师】检验长期放置的氢氧化钠溶液中是否有碳酸钠，就是检验碳酸根离子，要防止氢氧根离子的干扰，通常方法有化气法和沉淀法。

【问题】我们对物质进行检验的一般步骤是什么？

【师生总结】物质检验的一般步骤：提出假设⇒根据物质性质⇒ 设计方案⇒ 实验探究⇒ 观察现象⇒ 得出结论。

设计意图：证据推理是化学重要的核心素养之一，通过牙膏中碳酸钙的检验培养学生的基于证据的逻辑推理能力。同时在物质的检验中要防止某些杂质的干扰。

环节四：回探牙膏

【教师】前面我们研究物质的定性检验，如何对物质的成分进行定量测定呢？

【问题】化学兴趣小组对牙膏样品中碳酸钙进行定量测定。已知该牙膏摩擦剂由 CaCO3、Al（OH）3组 成，其它成分遇盐酸无气体产生。实验原理：取一定质量的牙膏与足量的稀盐酸反应，测量生成的CO2的 体积或质量（已知该状态下CO2的密度），再计算出碳酸钙的质量。

方案一：甲同学设计了图2所示的装置，通过反应后右侧注射器（注射器最大量程为20 mL）内收集到气体的体积来进行计算。同学们观看了他的设计后，都认为该方案中样品的取用的量需要一定的控制，这是为什么？

【学生】样品量不能过多，否则产生的气体过多会超过注射器的量程。

【教师】控制样品的用量，不仅要考虑药品的过量问题，还要考虑药品量不足，甚至药品太少对实验的影响。

【學生】样品量也不能过少，产生的气体太少，注射器测不出来。

【问题】化学兴趣小组同学们讨论后，一致认为注射器的摩擦会影响生成的CO2的完全收集。

方案二：乙同学设计了图3所示的装置，与甲同学的相比，仅仅在收集方法上不同。同学们观看了他的设计后，都认为所测得CO2气体的体积将会偏大还是偏小，你认为他们的理由是什么？你的改进方案是什么？广口瓶内原有的空气对实验结果有没有影响？

【学生】测得的气体体积偏小，因为二氧化碳能与水反应和溶于水而消耗。改进的方案是在水面上加一层植物油，而上方的空气对实验没有影响。

【问题】同学们讨论后，一致认为把装置改进后测得生成的CO2气体体积会偏大，你认为他们的最主要理由是什么？

【学生】滴入的盐酸有一定的体积，导致测定的气体体积偏大。

【教师】测定气体的体积要排除滴入液体对实验结果的影响。

【问题】方案三：丙同学设计了图4所示的装置。同学们观看后一致认丙同学的设计中最经典的是在分液漏斗和锥形瓶之间连接一根橡胶管，你认为橡胶管作用是什么？

【学生】橡胶管的作用是避免滴下的液体造成测得气体体积偏大。

【教师】如果没有这个橡皮管，盐酸能否顺利滴下呢？那么橡皮管还有什么作用？

【学生】这根橡皮管还能起到平衡气压，便于液体滴下的作用。

【教师】此橡皮管不仅起到平衡气压，便于液体滴下，还能消除滴下液体对气体体积的影响。

【问题】如图4装置，如何检查装置的气密性？

【学生】提高水准管，当液面静止后，看两侧液面是否存在稳定的高度差，若液面有稳定高度差，则气密性良好。

【问题】通常实验前须估算药品用量，如果实验过程中，发现盐酸的量不足，应中途加酸还是重新实验？为什么？

【学生】应重新实验，因为中途添加酸时，会造成气体逸散，影响气体体积的精确测量。

【问题】用图4装置测定气体的体积读数时，实验中，如何移动水准管？

【学生】上移水准管，使两侧液面相平。

【教师】究竟是上移水准管，还是下移水准管呢？看老师现场操作一下（演示气密性的检查和气体体积的读数等操作）。

【学生】哦，应该是下移水准管，使两侧液面相平。

【问题】方案四：牙膏样品中碳酸钙的定量测定。利用图5装置进行实验，充分反应后，测定C 中生成的 BaCO3沉淀质量，以确定碳酸钙的质量分数。实验过程中需持续缓缓通入空气，其作用除充分搅拌反应物外，还有什么作用？

【学生】使生成的二氧化碳被完全吸收，避免影响测定结果。

【问题】若缺少装置A，则实验结果如何变化？装 置D的作用是什么？若缺少装置D，则实验结果如何变化？

【学生】若缺少装置A，则实验结果偏大。装置D 的作用是防止空气中的二氧化碳与氢氧化钡反应影响测定结果。若缺少装置D，则实验结果偏大。

【教师】此装置是通过测定碳酸钡质量来求二氧化碳的质量，所以实验要防止影响二氧化碳的测定。由于装置A是除去所通空气中的二氧化碳，缺少装置 A，则实验结果偏大。而装置D是防止空气中的二氧化碳进入C 中，否则测得结果偏大。

【问题】能否通过直接称量装置 C在实验前后的质量差来求碳酸钙的质量分数？为什么？

【学生】不能。因为盐酸有挥发性，C装置会吸收从B中挥发出的HCl气体导致C装置增重。

【追问】若滴加盐酸不宜过快，则测定结果如何？

【学生】滴加盐酸过快会导致二氧化碳来不及吸收，使测定结果偏小。

【追问】若在A-B之间增添盛有浓硫酸的洗气装置，则测定结果如何？为什么？

【学生】测定结果不变，因为A-B之间增添盛有浓硫酸的洗气装置只能起到吸收进入 B装置中的水蒸气。

【教师】组合实验中我们首先要明确实验的目的，尝试了解每一个装置的作用，最终整个装置是为了实现此实验的目的。

【问题】实验中准确称取8.00 g样品三份，进行三次测定，测得 BaCO3平均质量为3.94 g。则样品中碳酸钙的质量分数是多少？

【学生】（板演）设样品中碳酸钙的质量为X

【教师】根据碳元素守恒，我们可以建立BaCO3与 CaCO3的粒子个数比关系，求出CaCO3的质量，从而求出碳酸钙的质量分数。

设计意图：对于碳酸钙的定量研究，从研究测定气体的体积到研究气体的质量或沉淀的质量，测定气体体积的装置的逐渐演变遵循学生的认知特点，体现化学学科严谨求实的思维。同时在课堂上教师现场演示部分组合装置，增强学生对实验功能的理解。问题的设计层层推进，促进学生反思，培养学生的高阶思维能力。

环节五：反思总结

【教师】本节课以牙膏为研究对象，重点研究了牙膏成分的定性检验和定量测定。求混合物中某物质的质量，有哪些方法呢？

【学生】有两种方法①直接法，直接设法称量纯净物的质量。②间接法，即将转化为其它可测量的物质进行测量。

【问题】可测量的物质通常转化为测量什么？

【学生】转化为测量气体或沉淀。

【问题】测气体有哪些方法？

【学生】可以测气体的体积或质量。

【教师】化学不仅研究物质的性质，而且还要研究好物质的用途，才能更好地为我们生活服务。同学们，你们现在能知道牙膏为什么在生活中可以去污渍和消肿止痛呢？

【学生】牙膏中有摩擦剂可以起到去污渍的效果，牙膏呈碱性可以消肿止痛。

【教师寄语】生活无小事，处处有化学！愿同学们，珍惜当下，勤奋学习，热爱生活，学好化学，用好化学，快乐生活！中考加油！

设计意图：在反思中总结，在总结中反思。學习是为了自己将来更好地生活，引燃学生心中的一把火。

三、教学反思

1.融入真实情境，激发学习兴趣

好奇是学生的天性，特别是与自身关系密切的事物，更能激发学生兴趣。对学生来说，一个具有挑战性的情境，更能激发学生的感性认识，调动学生学习本能、欲望、兴趣，产生解决问题的驱动力，让学生用探究的眼光、批判性思维和开放性视野，寻找解决问题的策略[5]。一节复习课，不能是知识点的简单回顾和应用，而要将知识融入在真实的情境中，将技能融合在学生活动中，让学生在真实情境中提升实验综合能力。情境的设置并不仅仅为了开头引入，还要围绕设置的情境进一步开展探究，层层深入，最好一境到底，实现“知识”“情境”的有机融合，在学习活动中学生实现“素养”的提升。“牙膏中的化学”主要围绕牙膏的成分定性检验和定量测定的真实情境开展探究，一境到底，学生在真实情境活动中增强了学习的求知欲。

2.开展实验探究，发展核心素养

从某种意义上来说，实验探究的过程，是培养学生理性判断思维、创新精神和实践能力的过程，也是作为一种研究手段获得证据，构建不同发展阶段理论模型的过程[6]。复习课中如何提升学生的化学核心素养，要重视实验的功能价值，对于一些在新授课中做过的实验可以进行整合，带到复习课的课堂上来，可以转变为教师演示实验、师生合作实验，甚至是学生分组实验。带有实验的课堂不仅仅气氛活跃，更为重要的是学生基于证据推理的能力、科学精神等素养得到有效培养。“牙膏中的化学”不仅安排了牙膏水溶液酸碱性检验和碳酸钙的定性检验这两个分组实验，还安排了用测定气体体积的组合装置（如图4）来检查装置气密性和正确读取气体体积的教师演示实验，让学生真正看到这些复杂实验装置及操作，而不是“纸上谈兵”。

3.进行深度学习，培养高阶思维

深度学习将学生置于真实的情境中，建立情境、问题（任务）与学生活动三位一体的教学关系，基于真实情境产生需要解决的问题，通过探究问题解决的学习活动，建立新知与旧知的逻辑关系，培养学生的高阶思维能力[7]。学生问题的解决，不是老师简单的告知，而是学生通过课堂上有梯度的问题串的解决，重构知识体系，通过分析、评价和创造，实现高阶思维能力的提升。学生对具有一定挑战性的问题的思辨过程就是深度学习，王国峥提出复习课的课堂要提倡“3论”（讨论、争论、辩论）的学习方式[8]，学生在深度学习的过程中能逐步形成高阶思维能力。

参考文献

[1]郑长龙，孙佳林.“素养为本”的化学课堂教学的设计与实施[J].课程·教材·教法，2018，38（4）：71-78.

[2]俞桂飞，高志鹏.基于真实情景的主题式复习课的设计及反思——以《暖宝宝中的化学》为例[J].教育与装备研究，2019，35（1）：60-64.

[3]周文荣，陈玲.基于真实情境彰显学科价值——初中“化学与社会发展”复习课[J].化学教育（中英文），2021，42（7）：43-49.

[4]马圆，严文法，宋丹丹.真实情境与化学学科核心素养的发展——基于《普通高中化学课程标准（2017年版）》的解读[J].化学教育（中英文），2019，40（19）：6-10.

[5]黄华文.基于真实情境的高中化学深度学习[J].教学与管理，2018（16）：50-52.

[6]单世乾，倪娟.基于探究实验建构认知模型的化学教学研究——以“原电池的工作原理”教学为例[J].化学教学，2018（12）：59-64.

[7]杨玉琴，倪娟.深度学习：指向核心素养的教学变革[J].当代教育科学，2017（8）：43-47.

[8]王国峥.促进学生高阶思维发展的化学复习课实验设计的研究[J].化学教育，2016，37（5）：32-36.