資源簡介

雞蛋殼中的化學奧秘教學設(shè)計
義務(wù)教育階段化學學科觀念包涵的內(nèi)容
義務(wù)教育階段化學學科需要通過學生化學知識的學習，能夠構(gòu)建起從化學視角認識事物、解決問題的思想方法，逐步形成化學基本觀念。具體的知識多年后學生會遺忘很多，但是化學特有的思維和方法會在學生的大腦中留下深刻的印記，并能伴其終身，這就是化學學科觀念，即能夠適應(yīng)終身發(fā)展和社會發(fā)展需要的核心素養(yǎng)。結(jié)合課程標準分析化學學科觀念應(yīng)該包涵以下內(nèi)容：
1.1化學變化觀和物質(zhì)觀：
如物質(zhì)在一定條件下可以轉(zhuǎn)化為其他物質(zhì)；物質(zhì)世界充滿化學變化，人類的生活生產(chǎn)離不開化學變化；化學變化的基本特征是生成新物質(zhì)，化學變化伴隨著能量變化，化學變化過程中元素不改變，化學變化時質(zhì)量守恒；物質(zhì)有微粒性，分子、原子、離子等都是構(gòu)成物質(zhì)的微粒并可以相互轉(zhuǎn)化，核外電子在化學反應(yīng)中具有重要作用；物質(zhì)結(jié)構(gòu)決定物質(zhì)性質(zhì)等。
1.2化學過程和方法觀：
首先是科學探究觀，科學探究既要有觀察和實驗，也要有推理和判斷；還需要有合作和交流；對于科學探究提出問題和做出猜想尤為重要，猜想與假設(shè)必須有事實依據(jù)，獲取事實和證據(jù)可以通過實驗、調(diào)查、閱讀文獻資料等多種手段。定性和定量研究相結(jié)合是化學學習和研究的重要方法。
1.3化學三重表征思維觀：
宏觀、微觀、化學符號三層次來認識和理解化學知識，通過構(gòu)建三者的內(nèi)在關(guān)聯(lián)，實現(xiàn)宏、微、符之間的自由轉(zhuǎn)化的思維方法，逐漸成為化學科學區(qū)別于其他科學的最具表征的思維方式，即化學三重表征思維。
傳統(tǒng)的化學教學往往只關(guān)注知識教學，忽視科學方法和科學觀念的教學，或者顧此失彼，處理不好兩者的關(guān)系。
教學目標：
1、通過探究十學生們了解科學探究的一般流程和方法，進一步激發(fā)學習化學的興趣。
2、通過探究培養(yǎng)學生的動手能力，設(shè)計能力，分析問題和解決問題的能力。
教學重難點：通過探究對已經(jīng)學過的知識加深鞏固復(fù)習。
下面結(jié)合“雞蛋殼中的化學奧秘”教學片斷實錄，向各位專家和同行們請教。
基于學科觀念的教學片斷實錄
2.1 貼近生活的微視頻，創(chuàng)設(shè)情境激趣引入
師 同學們在生活中經(jīng)常吃雞蛋，你們知道雞蛋殼都去了哪里？
生 扔了。（垃圾桶）
師 今天我們看一段視頻，雞蛋殼有何妙用呢？（教師打開剪接的微視頻。）
師 雞蛋殼有如此種種妙用，那么雞蛋殼有什么成分呢？你想驗證嗎？
生 碳酸鈣。
生 想！
2.2探究一：檢驗雞蛋殼成分
師 你能提出什么方法來驗證嗎？
生 先加稀鹽酸，再用澄清石灰水。
師 下面請各小組合作探究雞蛋殼成分，雞蛋殼在廣口瓶中，鹽酸量取大試管量
的1/3為準，石灰水用小試管取2ml（約小拇指一指節(jié)高度）。實驗需要分
工合作，2人負責實驗，2人負責觀察記錄，2人負責調(diào)控和發(fā)言。
師 澄清石灰水變渾就說明雞蛋殼中含有碳酸鈣，對嗎？
生 不對，證明有碳酸根離子。
師 如何探究鈣離子呢？
（查閱資料:很多金屬或它們的化合物在灼燒時，使火焰呈特殊的顏色……）
圖1
圖2
師 下面請觀看我晚上關(guān)燈后錄制的微視頻，家用天然氣灼燒雞蛋殼 （如圖2）。
師 你覺得雞蛋殼中全是碳酸鈣嗎？
過渡：（投影：雞蛋殼中主要成分是碳酸鈣。）
那么我們?nèi)绾芜\用化學方法測定雞蛋殼中的碳酸鈣的質(zhì)量分數(shù)呢？
2.3測定雞蛋殼中的碳酸鈣的質(zhì)量分數(shù)
師 （投影圖片：討論思路分析。）請同學們小組討論有哪些化學方法？
生 與酸反應(yīng)后將二氧化碳通入氫氧化鋇溶液中，根據(jù)碳酸鋇的質(zhì)量求二氧化碳。
師 好!你就是將碳酸鈣轉(zhuǎn)化成二氧化碳，化學反應(yīng)本質(zhì)上就伴隨物質(zhì)的轉(zhuǎn)化。
（追問：如何測定二氧化碳呢？小組合作討論后寫出你們的方案，最好用圖
示表達便于你們的小組展示。）
師 你寫出了幾種方法？都寫出了三種方法了嗎？
生 方法一：CO2 + Ba(OH)2 ==BaCO3↓+ H2O
方法二：CO2 +2NaOH == Na2CO3 + H2O測質(zhì)量差（點評并板書：增重法）
方法三：雞蛋殼加入稀鹽酸并測定裝置總質(zhì)量的變化（點評并板書：減重法。） 師 轉(zhuǎn)化的思想，將碳酸鈣轉(zhuǎn)化成二氧化碳是一種常見的化學方法。
CaCO3 + 2HCl == CaCl2 + CO2↑+ H2O
100 44
X m
師 你還有其他方法嗎？
（點撥：轉(zhuǎn)換思想可否不測定質(zhì)量而是二氧化碳的體積呢？）
生 我用的方法是灼燒雞蛋殼并測定剩余的質(zhì)量，由高溫分解所得二氧化碳的
質(zhì)量求出碳酸鈣的質(zhì)量。
生 我用量氣管量出雞蛋殼加稀鹽酸生成二氧化碳的體積，再求出二氧化碳和碳酸鈣的質(zhì)量。
師 你們的辦法都很有創(chuàng)意，今天我在現(xiàn)有條件下選擇其中一種方法來實驗。出示下圖3中第一個裝置洗氣瓶，裝有氫氧化鈉飽和溶液為了充分吸收二氧化碳氣體，再出示精度到0.01g的電子天平，同學們能猜出我用什么方法？
（增重法！多名學生響亮回答）出示圖3中第二個裝置，加入老師事先用粉碎機加工的粉末狀的雞蛋殼2.02g，測定洗氣瓶裝置原始總質(zhì)量m1=181.32g 連接好裝置后開始反應(yīng)，繼續(xù)將洗氣瓶放在電子天平上，同學們可通過投影觀察天平讀數(shù)的變化。
圖3
師 我們靜心等待反應(yīng)進行的同時,回憶剛才小組合作探究碳酸根離子時固體藥品的取用、滴管的使用、同學間的協(xié)作我們還有些錯誤和欠缺。
（議論學生中對化學實驗操作有了新的認識:細節(jié)往往決定成敗！）
生 質(zhì)量穩(wěn)定不變了，m2=181.78g。
師 各小組開始利用增重法的數(shù)據(jù)，進行計算并展示。
生 w（CaCO3)=51.8%
師 查閱資料：碳酸鈣是雞蛋殼的主要成分,大約占蛋殼質(zhì)量的83%—90%。
你們的計算結(jié)果明顯偏小，為什么呢？可能有哪些原因請討論后回答。
生 ①雞蛋殼未完全反應(yīng)；②二氧化碳未完全被氫氧化鈉吸收。
生 ③氣密性不好；④鹽酸量不足。
師 （氣密性已檢查可以排除）提示：錐形瓶中最后除了殘留固體和溶液外還有物質(zhì)存在嗎？
生 （哦！）還有二氧化碳殘留！
師 如果二氧化碳氣流產(chǎn)生速度太快，洗氣瓶中氫氧化鈉溶液也來不及吸收，
測定的結(jié)果也是偏小如果將長頸漏斗換成可以減速的反應(yīng)儀器呢？
生 用分液漏斗！
圖4
2.4 拓展探究（如圖4）：自我優(yōu)化設(shè)計 ……
3反思
3.1多重的真實情境引發(fā)的探究專題復(fù)習，體現(xiàn)化學物質(zhì)觀和變化觀。
建構(gòu)主義理論認為：學習者是在一定的情境背景下，借助教師幫助和學習伙伴之間的協(xié)作活動，在已有知識基礎(chǔ)上通過意義建構(gòu)而獲得知識的。情境、協(xié)作、會話和意義建構(gòu)是學習環(huán)境中的四大要素。學習情境是首要的，也必須有利于學生對所學內(nèi)容的意義建構(gòu)。本課選擇密切聯(lián)系學生的生活實際的雞蛋殼為研究對象，通過雞蛋殼的妙用微視頻設(shè)置第一個情境-----生活情境，并由此展開了對雞蛋殼成分的討論和探究。結(jié)合實驗探究提出的實驗問題“我們?nèi)绾芜\用化學方法測定雞蛋殼中的碳酸鈣的質(zhì)量分數(shù)呢？”是第二個情境---問題情境，并由此將碳酸鈣質(zhì)量轉(zhuǎn)化成二氧化碳質(zhì)量的測定。經(jīng)過實驗數(shù)據(jù)推理計算得出的w（CaCO3)偏小“計算結(jié)果明顯偏小，為什么呢？”設(shè)置第三個情境---實驗情境，引發(fā)學生對難點實驗誤差的數(shù)據(jù)分析進行深度思考。多重情境的設(shè)置，增強學生的學習化學的興趣，加強了新舊知識間的聯(lián)系，適合的情境會引發(fā)學生的思考和討論，有助于對于重點難點知識的理解，促進深度學習，進而使他們感受到身邊的化學物質(zhì)及其相關(guān)轉(zhuǎn)化的化學變化，認識化學知識在生活實際中的應(yīng)用，體現(xiàn)了化學物質(zhì)觀和變化觀。
3.2定性到定量、合作中培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng)，體現(xiàn)化學過程觀和方法觀。
義務(wù)教育階段的化學課程以提高學生的科學素養(yǎng)為主旨。本節(jié)課中由定性探究雞蛋殼中的碳酸鈣到定量測定碳酸鈣質(zhì)量分數(shù)的科學探究，再到收集實驗數(shù)據(jù)、推理產(chǎn)生誤差引發(fā)思維沖突，激發(fā)學生分析誤差根源所在、改良裝置解決問題的深度探究欲望。課堂上學生積極主動地參與化學實驗、獲取化學知識、認識和解決化學問題，最終學生解決實際問題的能力得到了發(fā)展，探究素養(yǎng)得到了提升。更重要的是學生通過親身經(jīng)歷和體驗科學探究活動的過程，增進了對化學的情感，收獲了學習化學方法的自信。科學的形成就是永無止境的探索過程。本節(jié)課中“檢驗雞蛋殼成分”和“探究雞蛋殼中碳酸鈣的含量”案例都包含假設(shè)猜想、設(shè)計方案、實驗探究、觀察分析、評價展示。完整的科學探究過程，伴隨著教師引導(dǎo)學生的全程參與，學生自然能體驗到化學實驗的樂趣，了解科學探究的基本過程和方法，發(fā)展科學探究能力，提高自身的科學素養(yǎng)。
下課解散時間到了，許多小組的學生還在興趣盎然地擺弄著探究實驗的裝置。枯燥的中考復(fù)習課在愉悅的氛圍中收到了良好的效果，這就是源于過程和方法觀的化學課堂的魅力。
3.3證據(jù)收集和推理論證貫穿課堂，滲透宏微符三重表征思維觀。
化學關(guān)注物質(zhì)宏觀的性質(zhì)及變化，也關(guān)注物質(zhì)微觀的組成、結(jié)構(gòu)。處于初中階段的學生，其顯著特點是宏觀表征能力較強，而微觀和符號的表征能力較弱。
今日的化學教學必須重視化學思維方式的培養(yǎng)，從掌握知識轉(zhuǎn)變?yōu)閷W習思維方法。對于基于酸堿鹽等化學知識的專題復(fù)習，本節(jié)課重視實驗在化學教學中的探究功能，注重實驗數(shù)據(jù)收集和基于證據(jù)的推理論證能力的培養(yǎng)，滲透了宏微符三重表征思想。實驗探究雞蛋殼成分使知識的獲得從宏觀反應(yīng)現(xiàn)象氣泡、變渾濁和磚紅色入手，將碳酸鈣的檢驗分解成碳酸根離子和鈣離子的分別探究，進而深入到微觀粒子世界碳酸根離子和氫離子結(jié)合釋放出二氧化碳的本質(zhì)，以及鈣離子焰色反應(yīng)的微觀本質(zhì)。最后再回歸到用化學方程式來表達這種實驗探究的過程，同時通過再實驗、證據(jù)、計算和推理探究雞蛋殼中碳酸鈣的質(zhì)量分數(shù)并分析數(shù)據(jù)結(jié)果偏小的可能原因。這種從反應(yīng)表征深入到反應(yīng)本質(zhì)，從反應(yīng)基本原理深入到真實的實踐應(yīng)用，通過證據(jù)收集和推理論證進而將化學知識、化學符號與宏微世界融為一體，通過不斷建立宏微符之間內(nèi)在的溝通和聯(lián)系和轉(zhuǎn)換，促進化學知識和化學思維的形成。這就是化學學科獨特的三重表征思維。
核心素養(yǎng)的養(yǎng)成非一日之功，需要分階段反復(fù)實踐。在初三化學復(fù)習中，每節(jié)課都能用心于學生，每一天都能靜心于教學，每一年都能專心于實踐，定能靜待花開！

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