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初中化学“水的净化”的项目式教学课例

2023-02-23谢娜辉

新课程·上旬 2023年20期
关键词:硬水软水烧瓶

谢娜辉

初中化学是项目式教学融合探究的最主要学科之一,因为初中化学与实际生活结合较多,在化学学科的项目式教学过程中,能帮助学生理解生活中的化学实例,使其更深入地学习化学学科中的理论知识。本文以“硬水、软水与健康饮水”为例,探究初中化学项目式教学的应用实践。

一、项目可行性分析

项目式教学的可行性分析主要分为三个方面的内容,一是项目目标设定需要基于课本内容,而且研究内容需要具备现实意义。二是要注重以学生为中心,素质教育要求教师在设计项目流程时要充分发挥学生的主动性,让学生自觉提出问题并寻求答案,培养学生发现问题和解决问题的能力。三是项目式教学作为近几年兴起的概念,主要是为了解决教学与实际脱离所产生的问题,因此项目式教学要注重实践与理论相结合。

“硬水、软水与健康饮水”是《义务教育化学课程标准(2022年版)》“物质的性质与应用”章節下第四单元“自然界的水”和第十二单元课题2“化学元素与人体健康”相结合的项目,能融合不同章节内容进行项目式教学,也是本项目的创新点之一。在传统的理论教学过程中,其实完成大纲教学并不难,但是想要在传递知识的同时让学生提升自身素养还是很困难的。化学学科与平常生活息息相关,很多日常现象都可以与化学知识结合起来,“硬水、软水与健康饮水”项目的教学不仅完成了教学内容中核心概念和重点知识的学习,还与实际生活紧密相连,真正实现了“做中学”“创中学”、在真实情境中学的理念。

在“硬水、软水与健康饮水”项目的教学环节中,非常注重学生能力的培养,不仅让学生更直观、更深刻地学习了硬水和软水的区别,还锻炼了学生的团体合作、资料搜集、沟通能力等。最后加入健康饮水的概念和方式,让学生能拓展学科以外的知识,同时为社会健康发展作出贡献。

二、项目教学目标

“硬水、软水与健康饮水”项目式教学的目标设计主要分为课程标准和课时目标两个维度。如表1。

表1 课程标准及课时目标

三、项目任务及教学流程

一个教学项目的完成通常是连续性的,且持续时间较长,因此在实际教学中教师可以将总任务分解为几个小任务,也可以分为不同阶段进行教学,这样不仅流程会变得更加清晰,教学过程也会更加充分,教学效果更好。如表2(见文末)。

四、项目实施过程及评价

项目式教学过程一是讲究理论与实际相结合,之前理论教学多注重对知识的讲解,而忽视了化学学科的实践应用和对生活的实际作用。二是讲究以学生为主体进行素质教育,教师在教学过程中起着引导和总结的作用,这样可以充分调动学生的积极性,让学生主动参与到课堂中,从而巩固学到的知识。

(一)区分硬水和软水并了解硬水的危害

师:水润万物而无声,一方水土养一方人,生活中那些澄清、透明的水是纯净水吗?我们烧水过程中的水垢是怎么产生的?

布置任务:请同学们以小组为单位,查阅相关资料,并将调研结果填在项目书的第一页。

小组查阅资料后总结并汇报:透明的水并不都是纯净水,可以将其概括为硬水和软水两类。水垢的形成是由于澄清透明的水中含有一些看不见的物质,那些物质溶解在水里,加热煮沸时沉淀出来了。

师:是的,同学们的结论非常正确,硬水和软水可以通过煮沸来区分:煮沸时产生水垢的是硬水,或晒干后有固体残留的是硬水。那么大家觉得还有什么方法可以简单区分硬水和软水呢?

生:不是很清楚,生活中没有接触过。

师:其实有一个很简单的方法,可以通过加入肥皂水的方法来区分软水和硬水。

(教师陈述并播放视频)同学们,请看视频中的反应,概括在硬水和软水中加入泡沫后的区别,将结果填写在项目书的对应位置。

生:加入肥皂水,产生少量泡沫,大量浮渣的是硬水。产生大量泡沫,少量浮渣或无浮渣的是软水。

(教师提供实验器具并邀请学生上台实验)

师:老师这里有三杯水,分别是白开水、山泉水和蒸馏水,现在请一位同学上台往杯子里添加等量的肥皂水。

学生上台实践,完成实验后将结果向同学们展示,并按照泡沫的多少进行排序。

师:既然我们已经学会了区分硬水和软水,那么大家觉得硬水在生活中有哪些危害呢?

学生小组讨论后汇报:硬水会使衣服变硬,而且也洗不干净。

师:是的,除了日常生活中的危害,硬水在供热时也存在危险,锅炉内结垢浪费燃料,而且会使锅炉内管道局部过热,严重时还可能引起爆炸。

(二)硬水软化的方法

师:我们上节课学了如何区分硬水和软水并讲解了硬水的危害,那这节课让我们一起来通过实验感受硬水软化的神奇过程吧!

【学生活动】

实验1:自来水蒸馏

实验过程:将自来水加入蒸馏烧瓶中,加入沸石,将温度计放在支管口处,打开冷凝水,点燃酒精灯,直到锥形瓶中收集到冷凝水。

用肥皂水测试自来水和冷凝水并记录现象。

得出结论:自来水蒸馏获得了纯净水。

教师总结:蒸馏是根据物质的沸点不同而分离混合物的方法,是一种液体与另一种液体(或固体)分离时常用的方法,而且蒸馏是物理变化。

师:在实验过程中,老师观察到很多同学的操作有一些错误,请同学们思考以下问题:(1)加热烧瓶时,为什么需在烧瓶底部垫上陶土网?(2)在烧瓶中为什么要加入沸石?(3)冷凝水为什么要下进上出?(4)为什么要弃去刚开始馏出的液体?

学生反思:确实,很多不规范的操作会使结论出现问题。(1)垫上陶土网是为了使烧瓶受热均匀,防止炸裂。(2)在烧瓶中加入沸石是为了防止液体爆裂。(3)冷凝水下进上出便于冷水充满冷凝管,有利于水蒸气的冷凝。(4)因为刚开始馏出的液体不纯。

(三)健康饮水的必要性

师:“药补不如食补、食补不如水补。”李时珍的这句话蕴含的道理也可以透过健康饮水来“窥探一斑”。水正是微量元素的最佳载体,因此有人说“饮”比“食”更重要。同学们通过课前的调研和资料搜集想必也对健康饮水有了一些感悟,请小组同学进行讨论并将结论写在项目书里。

学生讨论并总结:泡茶用软水好,但硬水煮沸后变成了软水,所以影响不大。但煲汤、打豆腐、酿酒、煲中药等用软水好。制作玩泡泡的肥皂水,用软水更好。

教师总结:同学们说得非常好,老师再为大家补充一个科学饮水小贴士。长期饮用过硬或者过软的水对身体健康都不利,因为人体中含有50多种元素,钙和镁都是生命必需元素。建议大家尽量饮用不同品牌、不同水源地、不同类型的水,既增加微量元素的摄入,又防止个别元素过量。

(四)结题训练

1.下列有关水的说法中,不正确的是( B )

A.用肥皂水可以鉴别硬水和软水

B.在净水过程中明矾用作杀菌消毒剂

C.煮沸可以降低水的硬度

D.在净水过程中用活性炭可以除去水里的色素和异味

2.中国的“茶文化”源远流长

(1)紫砂壶烧制原料中的紫砂黄泥含铁量很高,这里的铁是指( B )

A.单质 B.元素 C.原子

(2)泡茶时可用茶漏将茶叶和茶水分离,该做法与过滤操作的原理相似。

(3)用含杂質少的软水泡茶,能充分体现茶的色、香、味。生活中将硬水软化的方法为煮沸。

(五)教学评价

项目评价体系主要考查学生全方位的素质水平,基本包括目标完成度、合作能力、沟通能力、自主学习成果四个方面。评价的结论可以使用定量评价或者定性评价。本次项目设定的评价指标较为全面,且采用定量评价的方法进行综合评价,首先将教师评价、同组学生互评、学生自评三种评价方式分别赋予一定的权重,然后综合评分。最后赋予学生总评等级:85~100分赋予优秀,70~84分赋予良好,60~69分赋予合格;0~59分赋予不合格。

最终进行该项目教学的学生均获得及格及以上评价结果,该班级共50名学生,10人获得优秀,20人获得良好,20人获得合格。

五、项目实施效果和反思

首先,在本次“硬水、软水与健康饮水”项目实施过程中,能够发现学生确实更喜欢项目制的学习方式,而且学习效果更好。其次,教师使用了任务分解的方法,使学生有更多的时间可以深入了解硬水和软水的区分办法。而且加入实验,使得学生可以更直观地看到硬水软化的过程,使知识的印记更深。最后,学生在学习过程中也锻炼了自己搜集资料的能力与团队合作能力。

在之后的教学中,教师应开拓自己的教学思路,不局限于章节教学,也不局限于理论教学,而是以化学与实际生活结合为出发点,不断创新教学方法。

(作者单位:东莞市谢岗中学)

编辑:赵文静

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