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“盐类水解”的项目式教学引发的思考*

2023-01-26伟邹晓慧胡倩申燕蔡钦孙

化学教与学 2023年2期
关键词:盐类平衡常数水解

江 伟邹晓慧胡 倩申 燕蔡 钦孙 聪

(1.深圳市红岭中学高中部 广东 深圳 518049;2.深圳大学附属中学高中部 广东深圳 518054;3.深圳市龙华高级中学广东 深圳 518109;4.深圳市教育科学研究院 广东 深圳 518000)

《普通高中化学课程标准(2017年版2020年修订)》提出:学生化学学科素养的发展是一个持续进步的过程,教师应结合学生的已有经验对单元和课时教学目标进行整体规划和设计。华东师大崔允漷教授提出运用“大任务”将要学习的“知识、技能、问题、情境、任务和评价”等教学因素结构化,形成一个完整的学习故事。[1]以某个项目任务为主线引领单元整体教学,通过教学内容的组织和整合,让单元整体教学更有利于知识的吸收与能力的获得。

选择性必修1“盐类的水解”项目式教学的整体设计是以铁盐制备铁黄FeO(OH)为主线,使用三个课时来完成,该课例在2021年11月广东省双新示范区建设交流研讨活动中向全省进行了现场展示。通过活动,我们碰撞出一些心得体会,现总结如下:

思考一、怎样将常规教学转化为项目式教学

“盐类的水解”常规教学一般是按照水解原理、影响因素和水解应用三个课时来完成的,主要进行知识点的教学。铁黄是一种常见的无机颜料,其工业制法的原料选择、制备方法以及条件控制均运用了大量盐类水解的知识,是作为盐类水解教学的绝佳素材。因此,我们的设计理念是运用铁黄的制备将盐类水解的教学任务结构化,突出粒子观、变化观、平衡观等学科观念;运用“POE”教学策略,组织学生分析讨论、预测现象、完成实验、现象解释、得出结论,培养学生科学探究素养;通过制备铁黄的精细化实验,引导学生对条件控制和原料选取的探究,优化制备铁黄的实验方案,培养学生解决复杂问题的能力。该项目式教学以情境线带动知识线的学习,在探究过程中落实能力和核心素养,其四条主线关系见图1。

图1 项目式教学主线

思考二、如何设计项目任务及教学流程

每节课都设计了两个项目任务,每个项目任务各设计两个核心的驱动性问题,通过问题引导学生思考、探究、讨论、总结和汇报。

1.三节课的项目任务

将知识、技能、问题、情境、任务和评价等教学因素结构化,形成一个完整的铁黄制备学习故事,见图2。

图2 项目任务

2.三节课的教学流程

第一课时项目任务教学导入任务一:探究盐溶液的酸碱性任务二:探究酸碱性强弱的原因第二课时任务一:探究影响盐类水解平衡的因素学生活动思考FeO(OH)与Fe(OH)3的异同点,预测制备这两种物质的反应原理(1)使用pH计测定室温下八种盐溶液的酸碱性(2)小组合作,分析pH不同的原因,定义盐类水解,并用符号表征(1)分析相同浓度的盐溶液pH不同的原因(2)初探由FeCl3水解制备铁黄的反应原理(1)配置FeCl3溶液的正确方法,探究pH对水解的影响(2)观察分析pH-t图像,探究温度、浓度等因素对盐类水解平衡的影响,多角度理解“越稀越水解”规律教师支持生活情境引入无机颜料铁黄提供pH计,准备浓度均为0.1 mol·L-1的 KNO3、NaCl、FeCl3、Na2CO3、CH3COONa、NH4Cl、NaHCO3、NH4HCO3八种溶液(1)提供弱电解质的电离平衡常数(2)设置开放性问题,引导学生讨论电离平衡常数的应用(1)实验探究:将0.81g氯化铁固体溶于50 mL蒸馏水的混浊现象(2)运用手持技术实现温度和浓度对平衡影响的曲线表征,深入理解稀释对水解平衡的影响设计意图images/BZ_19_1807_1972_2135_2201.png实物激趣,通过对比引出制备原料(1)规范学生使用pH计的技能(2)诊断学生从微粒视角认识盐类水解本质的水平(1)将电离平衡常数关联水解平衡常数(2)从定性到定量引导学生全方位看待水解平衡(1)形成认知冲突,帮助学生形成证据意识(2)通过“宏微符图”的四重表征,培养对数据的处理分析能力images/BZ_19_1769_2997_2173_3156.png

任务二:探究制备铁黄的条件控制第三课时任务一:确定制备铁黄的原料任务二:结合工业制法,优化铁黄的实验室制法(1)探究与FeCl3反应的碱性物质的选取(2)分组实验探讨制备铁黄的实验方案,得出结论通过计算说明用Na2CO3制备产品比用NaHCO3和NH4HCO3时更红的原因(1)了解工业制备铁黄的工艺设计意图(2)小组合作,结合理论分析和实验经验,展开制备铁黄实验探究(3)小组代表分析成功制备铁黄的关键,分享实验心得提供0.1 mol·L-1、0.05 mol·L-1的FeCl3溶液 和0.1 mol·L-1的NaOH、Na2CO3、NaHCO3、NH4HCO3四种碱性溶液引导学生利用平衡常数从定量角度探究制备铁黄时反应物的选择(1)提供工业制备铁黄的文献资料(2)提供砂芯漏斗和抽滤等装置,指导学生实验(3)从促进和抑制盐类水解的两个角度,归纳八种盐类水解的应用实例利用产品颜色差异这一生成性证据,促进学生证据意识的发展定量分析制备铁黄原料的碱性强弱,体会精细化实验的重要性优化提高铁黄含量和产量方案,体会盐类水解在物质制备中的应用价值images/BZ_20_1770_1004_2173_1271.png

思考三、项目式教学后带来的效果

以项目为统领的单元整体教学,可以明晰知识之间的内在联系,有利于把握教学内容的本质和关键。在教学实施中,我们发现制得的铁黄产品不稳定且产量少,教师引导学生转变思维,利用亚铁盐成功地制得了铁黄,让学生体验到由失败到成功的喜悦。在本次大单元的教学实施后,我们还有以下感受:

1.学生的感受:“对砂芯漏斗、手持仪器等设备感到新奇,做实验时很兴奋,都说探究好有意思,制铁黄很开心,这样的实验越多越好”,说明有深度的实验探究教学很受学生喜欢。

2.教师的感受:“这样的项目式教学接力课真不容易,需要前后呼应,层层递进,逻辑关联”。教师要通过学习方式的转变,精心设计驱动式任务,善于把握学生的生成性问题,碰撞出思维的火花。

3.反思不足:学生平时动手实验偏少,实验室技术设备需要提高,课堂讨论不够充分,留给学生思考的空间还不够充足。

本次项目式单元教学设计是深圳市双新学科示范基地的成果,并得到了广东省教研员程俊老师、深圳市教研员申燕老师、深圳大学附属中学蔡钦老师、龙华高级中学孙聪老师等众多专家的大力指导,特别感谢课程设计团队的指导!

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