翁志勇

摘要：本節(jié)課以一瓶生活污水為引入，采用問(wèn)題鏈的形式對(duì)生活污水的三級(jí)處理分別做了剖析及實(shí)驗(yàn)探究，并蘊(yùn)含著膠體的性質(zhì)及應(yīng)用的復(fù)習(xí)。整節(jié)課貫穿著粒子直徑大小微觀本質(zhì)，從而解釋膠體性質(zhì)的各種宏觀應(yīng)用，提升學(xué)生宏微結(jié)合的化學(xué)問(wèn)題分析及解決能力。

關(guān)鍵詞：宏微結(jié)合;生活情境;高中化學(xué);復(fù)習(xí)課

文章編號(hào)：1008-0546（2020）03-0054-03

中圖分類號(hào)：G632.41

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

doi： 10.3969/j .issn.1008-0546.2020.03.015

化學(xué)課堂是促進(jìn)學(xué)生化學(xué)核心素養(yǎng)形成和發(fā)展的重要載體，若要培養(yǎng)化學(xué)核心素養(yǎng)，作為化學(xué)教師在設(shè)計(jì)和組織教學(xué)時(shí)，要將傳統(tǒng)的以知識(shí)為核心的教學(xué)觀念，轉(zhuǎn)變?yōu)橐院诵乃仞B(yǎng)為導(dǎo)向的教學(xué)。而中學(xué)化學(xué)核心素養(yǎng)把宏微結(jié)合放在首位，凸顯出其重要性。因?yàn)榇怂仞B(yǎng)使得化學(xué)成為唯一一門通過(guò)研究微觀本質(zhì)來(lái)解釋宏觀現(xiàn)象的學(xué)科。

另外，化學(xué)新課標(biāo)中明確要求[1]：化學(xué)課程應(yīng)從學(xué)生的已有經(jīng)驗(yàn)和將要經(jīng)歷的社會(huì)生活實(shí)際出發(fā)，幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)化學(xué)與人類生活的密切關(guān)系，關(guān)注人類面臨的與化學(xué)有關(guān)的社會(huì)問(wèn)題，培養(yǎng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感、參與意識(shí)和決策能力。因此在化學(xué)課堂教學(xué)中，為了讓課堂與學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)息息相關(guān)并激發(fā)大部分學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，教師應(yīng)有意識(shí)地在生活情境中建構(gòu)化學(xué)知識(shí)，這樣可以極大地改善化學(xué)課堂教學(xué)現(xiàn)狀。特別是在復(fù)習(xí)課上，學(xué)生已經(jīng)有了初步的知識(shí)架構(gòu)，如果還是針對(duì)知識(shí)點(diǎn)羅列的復(fù)習(xí)，師生間難免有炒冷飯的感覺(jué)，容易造成課堂枯燥乏味。因此無(wú)論是學(xué)生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，還是新課標(biāo)及高考考查形式的要求，復(fù)習(xí)課的教學(xué)設(shè)計(jì)應(yīng)更多考慮情境生活化。

一、設(shè)計(jì)理念及總體目標(biāo)

新課標(biāo)中關(guān)于分散系的性質(zhì)的知識(shí)目標(biāo)就是認(rèn)識(shí)膠體是一種常見(jiàn)的分散系，但是能力目標(biāo)要求學(xué)會(huì)不同問(wèn)題不同情況分析及從微觀本質(zhì)上分析分散系特別是膠體的性質(zhì)及應(yīng)用。因此利用情境生活化做好分散系的性質(zhì)相關(guān)復(fù)習(xí)對(duì)于學(xué)生宏微結(jié)合核心素養(yǎng)及學(xué)習(xí)興趣的培養(yǎng)具有重要作用，對(duì)后續(xù)教學(xué)更有促進(jìn)作用。

本節(jié)課以一瓶生活污水為引入，采用問(wèn)題鏈的形式對(duì)生活污水的三級(jí)處理分別做了分析及探究，并將膠體的性質(zhì)及應(yīng)用復(fù)習(xí)蘊(yùn)含其中。整節(jié)課貫穿粒子直徑大小微觀本質(zhì)，從而來(lái)解釋膠體的性質(zhì)的各種宏觀應(yīng)用，提升學(xué)生微觀決定宏觀，本質(zhì)解釋現(xiàn)象的化學(xué)問(wèn)題解決能力。

二、教學(xué)流程及設(shè)計(jì)思路

基于學(xué)生的宏微結(jié)合觀念很難形成的特點(diǎn)，課堂導(dǎo)人采用生活情境化引入，聯(lián)系學(xué)生的日常生活現(xiàn)象，從污水的三級(jí)處理，引導(dǎo)學(xué)生從微觀本質(zhì)角度進(jìn)行思考，發(fā)展學(xué)生的想象力。在膠體的性質(zhì)及應(yīng)用教學(xué)中，滲透化學(xué)建模思想，采用多種有效的教與學(xué)方法，如實(shí)驗(yàn)、類比、對(duì)比、建模等。在該課教學(xué)中涉及的化學(xué)實(shí)驗(yàn)較多，通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究，挖掘細(xì)節(jié)，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析等，可以加深鞏固膠體性質(zhì)及應(yīng)用相關(guān)知識(shí)的復(fù)習(xí)，提升學(xué)生用宏微結(jié)合來(lái)思考日常生活實(shí)際問(wèn)題的能力，設(shè)計(jì)思路見(jiàn)圖1。

三、課堂實(shí)踐操作流程

板塊1：生活情境引入，基礎(chǔ)知識(shí)回顧

課堂引入是教學(xué)活動(dòng)組織的前奏，良好的引入方式可以將學(xué)生的注意力盡快轉(zhuǎn)移到課堂上，生活中有大量蘊(yùn)含化學(xué)知識(shí)的現(xiàn)象和問(wèn)題。因此在化學(xué)課堂教學(xué)中，可以聯(lián)系學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)，以學(xué)生熟悉的實(shí)物或生活中的現(xiàn)象和問(wèn)題來(lái)激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。

【承前啟后】上節(jié)課我們復(fù)習(xí)了物質(zhì)的分類及轉(zhuǎn)化，其實(shí)自然界物質(zhì)存在的形式大多數(shù)都是混合物形式，混合物可以組成我們美麗的景色，也可以產(chǎn)生有害的物質(zhì)。

【創(chuàng)設(shè)情境】播放教師參觀污水處理廠并收集污水的視頻，并展示收集的污水樣品，見(jiàn)圖2。

【問(wèn)題設(shè)計(jì)1】這瓶污水中可能存在哪些分散系？分別都有什么特征？

【基礎(chǔ)回顧】學(xué)生自然而然地回答溶液，懸濁液，乳濁液，膠體四種分散系，接著以表格的形式復(fù)習(xí)下這四種分散系的基礎(chǔ)知識(shí)，見(jiàn)表1。

【問(wèn)題設(shè)計(jì)2】如何判斷污水中存在膠體？

【實(shí)驗(yàn)操作】學(xué)生容易回答出丁達(dá)爾效應(yīng)，教師可以用激光筆照射這瓶污水，在垂直于光束的方向看到一條明亮的通路，證明污水中存在膠體。

【實(shí)驗(yàn)操作衍生】對(duì)污水進(jìn)行振蕩，用激光筆照射，發(fā)現(xiàn)不存在丁達(dá)爾效應(yīng)。

【結(jié)論】膠體只是物質(zhì)的一種存在狀態(tài)，而不是該物質(zhì)的固有狀態(tài)。只跟大多數(shù)分散質(zhì)的顆粒直徑大小有關(guān)，與分散質(zhì)種類無(wú)關(guān)。

以此情境作為復(fù)習(xí)課引入的切人點(diǎn)，可以將化學(xué)知識(shí)具體化，緊接著提出兩個(gè)問(wèn)題，以便學(xué)生進(jìn)行膠體基本內(nèi)容的復(fù)習(xí)，這樣學(xué)生對(duì)化學(xué)復(fù)習(xí)課不會(huì)產(chǎn)生畏難情緒，有利于后續(xù)學(xué)習(xí)。

板塊2：污水處理深入，穿插膠體性質(zhì)

在化學(xué)教學(xué)過(guò)程中，要時(shí)刻聯(lián)系生活情境中遇到的化學(xué)問(wèn)題，不斷地提出及分析問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生自主探究，利用物質(zhì)性質(zhì)舉一反三加以驗(yàn)證，在課堂實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證過(guò)程中加深對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的理解。

【問(wèn)題設(shè)計(jì)3】污水是如何處理的？

【流程剖析】展示污水處理廠的流程圖，并對(duì)流程圖中一、二、三級(jí)處理解讀，見(jiàn)圖3。

【文字解讀】一級(jí)處理，主要去除污水中呈懸浮狀態(tài)的固體污染物質(zhì)。

【舉一反三】學(xué)生由學(xué)過(guò)的過(guò)濾操作，可以推測(cè)出一級(jí)處理的主要處理方法類似于過(guò)濾操作，教師可以向?qū)W生展示流程中的格柵除污機(jī)，驗(yàn)證學(xué)生的推測(cè)。

【文字解讀】二級(jí)處理，主要去除污水中呈膠體和溶解狀態(tài)的有機(jī)污染物質(zhì)，使有機(jī)污染物達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。

【舉一反三】學(xué)生由二級(jí)處理中的關(guān)鍵字眼“膠體”，并結(jié)合前面過(guò)濾中需要濾紙，容易回答出除去膠體的操作可以用類似于半透膜性質(zhì)的材料來(lái)進(jìn)行滲析。

【文字解讀】三級(jí)處理，進(jìn)一步處理難降解的有機(jī)物、氮和磷等能夠?qū)е滤w富營(yíng)養(yǎng)化的可溶性無(wú)機(jī)物等。主要方法有生物脫氮除磷法，混凝沉淀法，電浮選凝聚法，活性炭吸附法等。

【實(shí)驗(yàn)展示】對(duì)收集到的污水進(jìn)行混凝沉淀法模擬實(shí)驗(yàn)，展示明礬處理24h前后的對(duì)照?qǐng)D，見(jiàn)圖4。

【問(wèn)題設(shè)計(jì)4】明礬為什么可以形成聚沉？

【知識(shí)回顧】學(xué)生可以回答出明礬中鋁離子的水解達(dá)到一定程度，形成氫氧化鋁膠體，增大接觸面積，膠體吸附周圍的雜質(zhì)，形成聚沉。

【問(wèn)題設(shè)計(jì)5】膠體為什么會(huì)聚沉？膠體為什么能夠穩(wěn)定存在？

【知識(shí)回顧】學(xué)生可以回答出膠體由于粒子直徑大小引起的布朗運(yùn)動(dòng)，及膠粒帶同種電荷相互排斥而穩(wěn)定存在。如果要想聚沉，可以通過(guò)添加電解質(zhì)溶液，帶相反電荷膠粒的膠體或加熱來(lái)實(shí)現(xiàn)。

【問(wèn)題設(shè)計(jì)6】膠體體系中可否通電？會(huì)產(chǎn)生什么現(xiàn)象？例如Fe（OH）3膠體

【知識(shí)回顧】學(xué)生可以回答出由于膠粒帶電，例如Fe（OH）3膠體帶正電，所以在通電的時(shí)候會(huì)移向陰極，陰極附近顏色加深。

【問(wèn)題設(shè)計(jì)7】那么可否在污水中通電產(chǎn)生膠體而達(dá)到凈水目的？

【實(shí)驗(yàn)展示】對(duì)收集到的污水按示意圖進(jìn)行電浮選凝聚法模擬實(shí)驗(yàn)，由于課堂時(shí)間有限，展示通電th后的照片，見(jiàn)圖5。

【問(wèn)題設(shè)計(jì)8】請(qǐng)同學(xué)們分別書寫陽(yáng)極、陰極的電極反應(yīng)式，并解釋上面懸浮物及下面沉淀物產(chǎn)生的原因。

【問(wèn)題探究】學(xué)生結(jié)合電解原理，得出陽(yáng)極產(chǎn)生的亞鐵離子被氧氣氧化成鐵離子，三價(jià)鐵離子在一定濃度下形成氫氧化鐵膠體并聚沉，對(duì)污水起到凈化作用。同時(shí)，陰極產(chǎn)生的氫氣把部分懸浮物吹上去，更有利于懸浮物的除去。

這些污水處理中的流程，所涉及到的基本知識(shí)學(xué)生雖然熟悉，但真正的原理未必清楚，通過(guò)具體情境的呈現(xiàn)及實(shí)驗(yàn)展示，學(xué)生既復(fù)習(xí)了膠體的性質(zhì)，又體會(huì)了化學(xué)在實(shí)際生活中發(fā)揮的作用，更加激發(fā)學(xué)生探究化學(xué)奧秘的愿望。

板塊3：膠體應(yīng)用拓展，回歸課堂習(xí)題

化學(xué)課堂教學(xué)是學(xué)生參與教學(xué)活動(dòng)，師生共同體驗(yàn)生活的過(guò)程。因此在教學(xué)中要多組織學(xué)生在解釋生活現(xiàn)象和應(yīng)用化學(xué)知識(shí)解決生活問(wèn)題的過(guò)程中提高探究能力，展現(xiàn)了學(xué)生的生命激情，從而使課堂呈現(xiàn)多樣化的形態(tài)。

【應(yīng)用拓展】展示分散系的性質(zhì)在其他領(lǐng)域中的應(yīng)用圖片，比如江河人?？谝仔纬缮持?，血液透析（血透），F(xiàn)eCl3溶液可止血，鹽鹵點(diǎn)豆腐等。

【宏微結(jié)合】請(qǐng)同學(xué)們自主挑一張圖片，用微觀的角度來(lái)解釋宏觀的現(xiàn)象，并從中得出本質(zhì)原因。

【歸納總結(jié)】在學(xué)生對(duì)圖片的宏微解釋過(guò)程中，教師對(duì)這節(jié)課的知識(shí)點(diǎn)凝聚精煉，使學(xué)生的知識(shí)掌握程度得到進(jìn)一步的升華，板書見(jiàn)圖6。

最后，課堂習(xí)題的選擇對(duì)一堂課的知識(shí)及能力的落實(shí)是至關(guān)重要的。如果純粹是化學(xué)知識(shí)的練習(xí)題，有時(shí)學(xué)生興致不濃，教學(xué)效果就大打折扣。而如果將習(xí)題鑲嵌在生活情境中，讓學(xué)生用宏微結(jié)合的思想去分析，那么不僅能將知識(shí)點(diǎn)落實(shí)到位，而且還能提高學(xué)生運(yùn)用化學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

四、教學(xué)反思

高中化學(xué)課程的學(xué)習(xí)，要求學(xué)生能通過(guò)觀察、辨識(shí)一定條件下物質(zhì)及其變化的宏觀現(xiàn)象，能從物質(zhì)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)相聯(lián)系、宏觀與微觀相結(jié)合的視角解決相關(guān)化學(xué)問(wèn)題。而高中生化學(xué)核心素養(yǎng)是在化學(xué)問(wèn)題解決中形成和發(fā)展的，因此本節(jié)課在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)上更多的采用問(wèn)題鏈的形式。整節(jié)課大部分時(shí)間，學(xué)生處在發(fā)現(xiàn)、分析和解決問(wèn)題過(guò)程中，最終學(xué)生克服障礙并發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的答案。本節(jié)課教學(xué)過(guò)程中，通過(guò)生活情境下宏觀問(wèn)題微觀解釋的途徑使化學(xué)核心素養(yǎng)之宏微結(jié)合更加深入學(xué)生心中，教學(xué)效果明顯。

培養(yǎng)學(xué)生化學(xué)核心素養(yǎng)中的宏微結(jié)合是個(gè)長(zhǎng)久過(guò)程，它絕不是幾節(jié)課的教學(xué)就可以完成的，需要學(xué)生不斷地學(xué)習(xí)以及教師不斷教學(xué)探索。為此，我們教師應(yīng)該改變自身教育的觀念，加強(qiáng)對(duì)學(xué)生思維能力的培養(yǎng)，不斷探索和促進(jìn)學(xué)生核心素養(yǎng)的發(fā)展，促進(jìn)宏微結(jié)合思想的形成，培養(yǎng)“全面發(fā)展的人”。

參考文獻(xiàn)

[1] 中華人民共和國(guó)教育部，普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）[M].北京：人民教育出版社，2018