萬(wàn)高飛 林振標(biāo)

摘要：提出基于學(xué)科素養(yǎng)為本的“物質(zhì)制備實(shí)驗(yàn)”結(jié)構(gòu)化教學(xué)設(shè)計(jì)，以期改變高考復(fù)習(xí)中單純的知識(shí)點(diǎn)傳輸與技能訓(xùn)練的安排，從而提高高考復(fù)習(xí)的有效性。

關(guān)鍵詞：高考復(fù)習(xí);物質(zhì)制備實(shí)驗(yàn);模型構(gòu)建;結(jié)構(gòu)化

文章編號(hào)：1008-0546（ 2020）08-0063-04

中圖分類號(hào)：G632.41

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

doi： 10.3969/j.issn. 1008-0546.2020.08.018

2018年11月19-20日，寧波市高中化學(xué)學(xué)考選考復(fù)習(xí)研討會(huì)在象山中學(xué)舉行。各縣（市）、區(qū)化學(xué)教研員以及全市高二、高三化學(xué)備課組長(zhǎng)參加了此次研討，群賢畢至，少長(zhǎng)咸集，躬逢盛會(huì)。本人應(yīng)邀請(qǐng)與會(huì)并開(kāi)設(shè)了主題為“更快、更高、更純——物質(zhì)制備實(shí)驗(yàn)再思考”的課堂展示，現(xiàn)將設(shè)計(jì)思路及課堂實(shí)錄呈現(xiàn)以此，以供各位同仁交流討論。

一、設(shè)計(jì)思路

長(zhǎng)久以來(lái)，圍繞著知識(shí)點(diǎn)、重點(diǎn)、考點(diǎn)為中心的“三點(diǎn)一測(cè)”的學(xué)科教學(xué)模式很難幫助學(xué)生理解主題中各知識(shí)點(diǎn)間的內(nèi)在聯(lián)系和邏輯關(guān)系，難以形成結(jié)構(gòu)化的知識(shí)體系。正如鐘啟泉在中國(guó)教育報(bào)發(fā)表的“單元設(shè)計(jì)”一文中所言：“基于核心素養(yǎng)的教學(xué)單元設(shè)計(jì)不是單純的知識(shí)點(diǎn)傳輸與技能訓(xùn)練的安排，而是教師基于學(xué)科素養(yǎng)，思考怎樣描繪基于一定目標(biāo)與主題而展開(kāi)探究活動(dòng)敘事的活動(dòng)，目的是為了創(chuàng)造優(yōu)質(zhì)的教學(xué)”[1]。 本單元教學(xué)設(shè)計(jì)以物質(zhì)制備實(shí)驗(yàn)為主題，圍繞著實(shí)驗(yàn)?zāi)康模óa(chǎn)率高、產(chǎn)品純，速率快）探討各步驟（原料預(yù)處理、主反應(yīng)、分離提純）中條件的控制，形成解決該類問(wèn)題的結(jié)構(gòu)化知識(shí)模型（如圖1）。

本節(jié)課選取控制同一條件在不同階段的作用辨析、達(dá)到相同作用下采取不同方法的研究等結(jié)構(gòu)化的教學(xué)內(nèi)容，這些教學(xué)內(nèi)容從屬于同一個(gè)學(xué)習(xí)主題，各教學(xué)內(nèi)容點(diǎn)依照知識(shí)的邏輯結(jié)構(gòu)分層遞進(jìn)，組成一個(gè)完整的知識(shí)鏈。

二、教學(xué)過(guò)程實(shí)錄

[教師]兩星期前我們學(xué)校剛舉行了校運(yùn)會(huì)，你們知道奧林匹克的格言是什么嗎？

[學(xué)生]“更快、更高、更強(qiáng)”

[教師]我們六班誰(shuí)是更快、更高，更強(qiáng)的代言人呢？

[學(xué)生]×××

[教師]×××，你知道物質(zhì)制備實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的更快、更高、更純分別代表什么嗎？

[學(xué)生]速率（度）快、產(chǎn)率（量）高、產(chǎn)品（物）純。

[教師]要達(dá)到以上要求，我們須對(duì)實(shí)驗(yàn)各個(gè)步驟進(jìn)行條件控制。物質(zhì)制備實(shí)驗(yàn)通常包含哪幾個(gè)步驟呢？

[學(xué)生]原料預(yù)處理主反應(yīng)一分離提純。

[教師]本節(jié)課我們主要從“探究不同階段控制同一條件的不同作用、控制不同條件達(dá)到相同作用的方法”等角度進(jìn)行物質(zhì)制備實(shí)驗(yàn)的再思考。

設(shè)計(jì)意圖：通過(guò)奧林匹克精神的三個(gè)“更”切入主題，點(diǎn)明物質(zhì)制備實(shí)驗(yàn)圍繞的三個(gè)目標(biāo)。

1.模型構(gòu)建

某興趣小組以苯胺為原料，按圖2的反應(yīng)原理和流程合成對(duì)氨基苯磺酸。

已知：苯胺是一種無(wú)色油狀液體，微溶于水，易溶于乙醇，熔點(diǎn)-6.1℃，沸點(diǎn)184.4℃。

對(duì)氨基苯磺酸是一種白色固體，微溶于冷水，可溶于沸水，易溶于堿性溶液，不溶于乙醇。

[教師]閱讀以上材料回答下列問(wèn)題：

Q1：步驟①控制了什么條件？其目的是什么？

Q2：該步驟中除了用冷水，還可以采取哪些措施達(dá)到相同目的？

Q3：步驟②③⑤也都采取了控制溫度的條件，其目的分別是什么？

Q4：步驟X的操作名稱是什么？該步驟為什么要控制溫度？

Q5：請(qǐng)結(jié)合不同實(shí)驗(yàn)階段談?wù)勀銓?duì)控制溫度的認(rèn)識(shí)？

[學(xué)生]Q1：采取了控制溫。目的是防止苯胺揮發(fā)、防止苯胺被氧化、降低產(chǎn)品的溶解度…

Q2：還可以通過(guò)控制滴加速度、不斷攪拌等措施

Q3：步驟②高于1700C為了提高反應(yīng)速率，低于1800C為了減少苯胺的揮發(fā)…步驟③目的降低對(duì)氨基苯磺酸的溶解度促進(jìn)其析出，提高產(chǎn)率，也可能是為了得到較大顆粒的晶體便于抽濾…步驟⑤目的是增大對(duì)氨基苯磺酸的溶解度，提高產(chǎn)率

Q4：趁熱過(guò)濾，防止溫度降低對(duì)氨基苯磺酸析出，降低產(chǎn)率

[小結(jié)]師生共同總結(jié)建立思維模型（圖3）。

設(shè)計(jì)意圖：經(jīng)過(guò)第一輪的復(fù)習(xí)，學(xué)生雖已初步形成化學(xué)反應(yīng)條件控制的觀念，掌握了條件控制的一般性方法等碎片化知識(shí)，但在具體運(yùn)用時(shí)常因?yàn)椴荒芘c實(shí)驗(yàn)?zāi)康募皩?shí)驗(yàn)步驟相對(duì)應(yīng)而出現(xiàn)錯(cuò)誤。如Q2問(wèn)題中有同學(xué)答為：“減小產(chǎn)品的溶解度，促使產(chǎn)品析出”、Q5問(wèn)題回答為：“過(guò)濾”等。究其原因可能是在一輪復(fù)習(xí)過(guò)程中過(guò)于注重從知識(shí)點(diǎn)和考點(diǎn)來(lái)設(shè)計(jì)單元復(fù)習(xí)，課堂教學(xué)變成了碎片化的知識(shí)點(diǎn)的教學(xué)和考點(diǎn)的訓(xùn)練，學(xué)生難以形成結(jié)構(gòu)化的知識(shí)?；谒仞B(yǎng)為本的結(jié)構(gòu)化的化學(xué)物質(zhì)制備實(shí)驗(yàn)，應(yīng)把結(jié)構(gòu)化的知識(shí)的學(xué)習(xí)和物質(zhì)制備實(shí)驗(yàn)的研究方法融合在一起，發(fā)展學(xué)生的核心素養(yǎng)。

2.模型應(yīng)用

[教師]不同階段控制溫度的作用各不相同，不同階段加入乙醇的作用是否相同呢？閱讀以下四段材料，回答下列問(wèn)題：

Q1：以下4段材料分別在哪個(gè)步驟加入了乙醇？

Q2：該步驟的實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖鞘裁矗?/p>

Q3：加入乙醇的作用分別是什么？

1.在小燒杯中加入約59新鮮動(dòng)物脂肪（如牛油）6mL 95%的乙醇，微熱使脂肪完全溶解。

Ⅱ.用鐵屑為原料制備三草酸合鐵（Ⅲ）酸鉀（K3 [Fe （C204）3]）的第3步反應(yīng)方程式為：2FeC204.2H20+H202+H2C204+3K2C204=2K3[ Fe（ C204）3 ]+6H20

已知：K3[Fe（C2O4）3].3H2O易溶于水，難溶于乙醇。某同學(xué)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案為：向溶液中加入適量“乙醇一過(guò)濾一洗滌一干燥”。

Ⅲ.葡萄糖酸鈣是一種可促進(jìn)骨骼生長(zhǎng)的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。葡萄糖酸鈣可通過(guò)以下反應(yīng)制得：C6H12O6（葡萄糖）+Br2+H2O→C6H12O7（葡萄糖酸）+2HBr

2C6H12O7（葡萄糖酸）+CaCO3一Ca（ C6H11O7）2（葡萄糖酸鈣）+H2O+CO2

相關(guān)物質(zhì)的溶解性見(jiàn)表1：實(shí)驗(yàn)流程如圖4。

第⑥步中，下列洗滌劑最合適的是乙醇一水混合溶液。

Ⅳ.氯化亞銅是工業(yè)中應(yīng)用非常廣泛的催化劑和還原劑，某研究小組用溶劑熱法制備形態(tài)均均、顆粒較小的氯化亞銅的方案如圖5。

已知：CuCl是一種白色難溶于水、難溶于乙醇的固體，在潮濕空氣中較易被氧化。

洗滌時(shí)可先用去氧水洗再用無(wú)水乙醇洗滌，洗滌后的產(chǎn)品放置在真空干燥箱中干燥。

[小結(jié)]師生共同總結(jié)建立思維模型如表2。

[教師]運(yùn)用剛才建立的模型，從實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)?zāi)康慕嵌人伎蓟卮鹣铝胁牧现械膯?wèn)題：

I.苯甲醛（微溶于水、易溶于有機(jī)溶劑，密度約等于水的密度）在堿性條件下發(fā)生岐化反應(yīng)可以制備苯甲醇（在水中溶解度不大、易溶于有機(jī)溶劑，密度約等于水的密度）、苯甲酸。反應(yīng)原理如下：2C6H5CHO+NaOH→C6H5CH2OH+ C6H5COONa

C6H5COONa+ HCl→C6H5COOH+NaCl

相關(guān)物質(zhì)物理性質(zhì)如表3、表4。

制備過(guò)程如圖6。

抽濾時(shí)，燒杯中苯甲酸晶體轉(zhuǎn)入布氏漏斗時(shí)，杯壁上還粘有少量晶體，用____沖洗杯壁上殘留的晶體。抽濾完成后用少量____對(duì)晶體進(jìn)行洗滌。

Ⅱ.二草酸合銅（n）酸鉀晶體化學(xué)式為K2 [Cu（C2O4）2].2H2O微溶于冷水，可溶于熱水，微溶于酒精，干燥時(shí)較為穩(wěn)定，加熱時(shí)易分解?，F(xiàn)以膽礬和草

步驟3所用的洗滌劑最合適的是

[小結(jié)]師生共同總結(jié)建立思維模型（表5）。

設(shè)計(jì)意圖：素養(yǎng)為本的教學(xué)要改變教師灌輸式講授，教師要敢于放手，積極組織學(xué)生開(kāi)展學(xué)習(xí)活動(dòng)。運(yùn)用教學(xué)對(duì)話、討論交流的合作學(xué)習(xí)方式，通過(guò)自己與學(xué)生、學(xué)生同伴間的對(duì)話，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)，思考質(zhì)疑，構(gòu)建學(xué)習(xí)共同體的舞臺(tái)。

[教師]在進(jìn)行化學(xué)實(shí)驗(yàn)分析時(shí)，首先應(yīng)思考Why（實(shí)驗(yàn)?zāi)康模寒a(chǎn)率、純度、速率等），再思考How（為了達(dá)到該實(shí)驗(yàn)?zāi)康牟捎玫木唧w操作方法和措施，不同的實(shí)驗(yàn)?zāi)康目赡苡孟嗤姆椒?，相同的?shí)驗(yàn)?zāi)康囊部赡苄枰煌姆椒?，形成具體問(wèn)題具體分析的科學(xué)思維方法。），再到What（現(xiàn)象、成果）。如圖8所示。

參考文獻(xiàn)

[1]王云生.課堂轉(zhuǎn)型與學(xué)科核心素養(yǎng)培養(yǎng)[M].上海：上海教育出版社，2003