真實(shí)情境下任務(wù)驅(qū)動(dòng)的初中化學(xué)計(jì)算復(fù)習(xí)課教學(xué)實(shí)踐

在對(duì)化學(xué)計(jì)算教學(xué)背景分析的基礎(chǔ)上，闡述了真實(shí)情境下任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)下復(fù)習(xí)課設(shè)計(jì)框架與流程，利用“補(bǔ)鈣劑的選用、制備和保存”課例，從真實(shí)情境要蘊(yùn)含生活中的實(shí)際問(wèn)題、驅(qū)動(dòng)任務(wù)要促進(jìn)學(xué)生的真實(shí)參與、多元活動(dòng)要瞄準(zhǔn)認(rèn)知的有效建構(gòu)、課堂實(shí)踐要注重從“雙基”走向素養(yǎng)四個(gè)方面進(jìn)行了反思，以期促進(jìn)一線教師的認(rèn)識(shí)與實(shí)踐。一、化學(xué)計(jì)算教學(xué)的背景（一）教學(xué)現(xiàn)狀化學(xué)計(jì)算不僅是對(duì)學(xué)生計(jì)算技能的考查，更是學(xué)生綜合能力的表現(xiàn)。學(xué)生除了掌握化學(xué)計(jì)算的基本方法，還需感受計(jì)算的功能和價(jià)值，化學(xué)計(jì)算解決了什么實(shí)際問(wèn)題，對(duì)人類生活生產(chǎn)有什么作用。對(duì)于化學(xué)計(jì)算這個(gè)重難點(diǎn)，人教版初中教材中已經(jīng)做了很好的設(shè)計(jì)，其將涉及化學(xué)計(jì)算的內(nèi)容分布在各個(gè)單元，使學(xué)生的認(rèn)知和能力達(dá)到螺旋式的上升。然而目前的資料顯示，化學(xué)計(jì)算的復(fù)習(xí)缺乏整體規(guī)劃，只是將化學(xué)計(jì)算復(fù)習(xí)滲透到平時(shí)單元復(fù)習(xí)或?qū)ｎ}復(fù)習(xí)中，學(xué)生未能對(duì)計(jì)算有更深入的理解，大多數(shù)學(xué)生還停留在套用公式的表層化認(rèn)知中，缺少對(duì)化學(xué)計(jì)算的結(jié)構(gòu)化認(rèn)知。（二）對(duì)新課標(biāo)要求的分析《義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》中提出，學(xué)生需要初步學(xué)會(huì)從定性和定量的視角研究物質(zhì)的組成及變化，認(rèn)識(shí)質(zhì)量守恒定律對(duì)資源利用和物質(zhì)轉(zhuǎn)化的重要意義；能根據(jù)化學(xué)式進(jìn)行物質(zhì)組成的簡(jiǎn)單計(jì)算，能根據(jù)相關(guān)標(biāo)簽辨識(shí)某些食品、藥品的主要成分，并能比較、分析相應(yīng)物質(zhì)的含量；學(xué)習(xí)利用質(zhì)量關(guān)系、比例關(guān)系定量認(rèn)識(shí)化學(xué)反應(yīng)，認(rèn)識(shí)定量研究對(duì)化學(xué)學(xué)科發(fā)展的重大作用。由此看來(lái)，在中考前夕進(jìn)行化學(xué)計(jì)算的專題復(fù)習(xí)，逐步發(fā)展學(xué)生的系統(tǒng)思維，促進(jìn)學(xué)生核心素養(yǎng)的融合發(fā)展，顯得尤為重要。二、真實(shí)情境下任務(wù)驅(qū)動(dòng)的復(fù)習(xí)課設(shè)計(jì)流程“化學(xué)計(jì)算專題復(fù)習(xí)”一課的任務(wù)與活動(dòng)圍繞“補(bǔ)鈣劑的選用、制備和保存”展開(kāi)，使學(xué)生在真實(shí)情境中學(xué)會(huì)用化學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題，服務(wù)于生活。課堂教學(xué)安排三個(gè)任務(wù)：任務(wù)1.感知應(yīng)用：從補(bǔ)鈣的家人調(diào)查報(bào)告出發(fā)，根據(jù)資料判斷是否需要補(bǔ)鈣、要補(bǔ)多少鈣以及如何選擇合適的補(bǔ)鈣劑，從而達(dá)成對(duì)化學(xué)式相關(guān)計(jì)算的更深層次理解。任務(wù)2.理解原理：通過(guò)對(duì)葡萄糖逐步轉(zhuǎn)化為葡萄糖酸鈣過(guò)程中反應(yīng)物量的計(jì)算、不同濃度溶液轉(zhuǎn)化及反應(yīng)過(guò)程中條件的控制，讓學(xué)生真實(shí)感受化學(xué)計(jì)算工業(yè)生產(chǎn)中的功能和價(jià)值，深化對(duì)化學(xué)方程式計(jì)算和溶液計(jì)算的知識(shí)重構(gòu)。任務(wù)3.探究組成：通過(guò)了解葡萄糖酸鈣的保存方法，知道葡萄糖酸鈣的相關(guān)性質(zhì)。觀察葡萄糖酸鈣在無(wú)氧和空氣中高溫或灼燒時(shí)不同的現(xiàn)象，根據(jù)對(duì)熱重分析的數(shù)據(jù)處理活動(dòng)，實(shí)現(xiàn)化學(xué)反應(yīng)中元素質(zhì)量與微粒個(gè)數(shù)的計(jì)算能力達(dá)成，加深對(duì)宏觀、微觀和符號(hào)三重表征的領(lǐng)悟。三、真實(shí)情境下任務(wù)驅(qū)動(dòng)的復(fù)習(xí)課課例分享▲任務(wù)一：選用補(bǔ)鈣劑（感知應(yīng)用）［問(wèn)題1］你需要補(bǔ)鈣嗎？資料1：從年齡段來(lái)看，青少年每天需要的鈣最多，每天至少應(yīng)該攝入1300mg。成年人一般需要的鈣比較少，為每天最少800mg。教師：如果每天從食物中獲得的鈣元素量不足，就需要通過(guò)補(bǔ)鈣劑補(bǔ)充。那么，我們可以選擇哪些補(bǔ)鈣劑呢？需要怎樣考慮呢？學(xué)生1：從鈣片的價(jià)格考慮，我爸爸吃的是碳酸鈣咀嚼片，相對(duì)比較便宜。學(xué)生2：我爸爸也吃碳酸鈣片，他說(shuō)碳酸鈣片中含鈣量高。學(xué)生3：媽媽給我買的是葡萄糖酸鈣鋅口服液，口服液中的鈣、鋅更容易被吸收。學(xué)生4：我爺爺吃的是乳酸鈣液體膠囊，更容易消化……教師：看來(lái)大家是從價(jià)格、鈣元素含量、吸收效果及個(gè)人身體狀況等角度選擇合適的補(bǔ)鈣劑的。［問(wèn)題2］你知道怎么補(bǔ)鈣嗎？教師：以成年人每天最低需要800mg鈣元素為例，如果所需的鈣均來(lái)自補(bǔ)鈣劑，我們選擇服用碳酸鈣片或葡萄糖酸鈣［化學(xué)式（C6H11O7）2Ca］片，每天需要服用幾片呢？我們?nèi)绾斡?jì)算呢？學(xué)生1：如果服用碳酸鈣片，每一片鈣片中含鈣0.2g，需要服用4片。學(xué)生2：葡萄糖酸鈣相對(duì)分子量為430，鈣元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40/430×100%≈9.3%，每一片葡萄糖酸鈣片含鈣0.5g，其中該元素質(zhì)量為0.5g×9.3%=0.047g，每天需要服用17片葡萄糖酸鈣片。學(xué)生交流、評(píng)價(jià)計(jì)算過(guò)程的正誤。教師：通過(guò)剛才的討論，同學(xué)們明確了化學(xué)計(jì)算需要掌握正確的方法。如相對(duì)分子質(zhì)量、化學(xué)式中某元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)、物質(zhì)中元素質(zhì)量等?！蝿?wù)二：認(rèn)識(shí)葡萄糖酸鈣的制取（理解原理）［問(wèn)題3］你知道如何用葡萄糖制取葡萄糖酸鈣嗎？實(shí)驗(yàn)1：稱取18g葡萄糖，置于250mL三頸燒瓶中，用鹽酸調(diào)節(jié)溶液pH值，加入適量30%的過(guò)氧化氫溶液，水浴加熱一段時(shí)間，得到無(wú)色葡萄糖酸溶液。實(shí)驗(yàn)過(guò)程如圖1所示。［問(wèn)題4］要使葡萄糖完全轉(zhuǎn)化為葡萄糖酸，至少需要30%的過(guò)氧化氫溶液的質(zhì)量為多少？教師：要解決這個(gè)問(wèn)題，我們需要哪些條件？計(jì)算步驟有哪些？學(xué)生1：需要書(shū)寫葡萄糖轉(zhuǎn)化為葡萄糖酸的化學(xué)方程式。學(xué)生2：根據(jù)化學(xué)方程式，先計(jì)算出需要溶液中過(guò)氧化氫的質(zhì)量。C6H12O6+H2O2■C6H12O7+H2O180

3418g

x180/34=18/xx=3.4gm（溶液）=3.4/30%=11.3g［總結(jié)］初中化學(xué)計(jì)算常見(jiàn)的三種形式：根據(jù)化學(xué)式計(jì)算、根據(jù)化學(xué)方程式計(jì)算和有關(guān)溶液的計(jì)算。教師：市場(chǎng)售過(guò)氧化氫溶液的濃度一般有醫(yī)用的3%和工業(yè)用的35%兩種濃度。你有辦法配制上述所需的濃度為30%的過(guò)氧化氫溶液?jiǎn)?？學(xué)生3：取一定量3%的過(guò)氧化氫溶液加熱，蒸發(fā)掉部分水。學(xué)生4：將工業(yè)用的35%的過(guò)氧化氫溶液稀釋。學(xué)生5：將一定量3%和35%的兩種過(guò)氧化氫溶液混合。教師：剛剛同學(xué)們提出的方案從理論上看，都是可行的。接下來(lái)，我們進(jìn)行深入思考并討論其在實(shí)際操作過(guò)程中的可行性。學(xué)生6：如果選用3%的過(guò)氧化氫溶液，利用稀溶液蒸發(fā)濃縮過(guò)程中溶質(zhì)質(zhì)量不變：m（稀溶液）×3%=3.4g。m（稀溶液）=113.3g。學(xué)生7：蒸發(fā)濃縮過(guò)程中，溫度升高，導(dǎo)致過(guò)氧化氫分解，所以此方案不合理。學(xué)生8：經(jīng)過(guò)計(jì)算，可以選擇用9.7g濃度為35%的過(guò)氧化氫溶液，加水稀釋得到。學(xué)生9：兩種溶液混合的方法，有多種配比方式，計(jì)算過(guò)程較復(fù)雜。教師：經(jīng)過(guò)大家交流討論，用濃溶液稀釋的方案最合理。［實(shí)驗(yàn)2］將5g碳酸鈣粉末分5次左右加入上步反應(yīng)得到的葡萄糖酸溶液，不斷攪拌，反應(yīng)80分鐘后產(chǎn)率趨于穩(wěn)定。經(jīng)分離提純，得到葡萄糖酸鈣固體?！蝿?wù)三：確定葡萄糖酸鈣組成（探究組成）［問(wèn)題5］你知道葡萄糖酸鈣的保存方法嗎？資料2：正常情況下，葡萄糖酸鈣片能保存36個(gè)月（密封），太陽(yáng)光會(huì)影響藥品穩(wěn)定性，使分子運(yùn)動(dòng)加劇，加速藥品發(fā)生反應(yīng)。高溫環(huán)境會(huì)使藥品提前失效，甚至變質(zhì)，引發(fā)毒副反應(yīng)。空氣中灼葡萄糖酸鈣，會(huì)生成碳酸鈣和碳單質(zhì)，并產(chǎn)生大量二氧化碳?xì)怏w。教師：用噴火槍對(duì)葡萄糖酸鈣樣品灼燒，同時(shí)測(cè)定灼燒后固體的質(zhì)量。（見(jiàn)表1）［問(wèn)題6］通過(guò)葡萄糖酸鈣灼燒后質(zhì)量的變化，你能確定其組成嗎？教師給學(xué)生提示葡萄糖酸鈣樣品化學(xué)式——x（C6H11O7）2Ca·yH2O。加熱過(guò)程中，葡萄糖酸鈣會(huì)失去結(jié)晶水，同時(shí)分解生成碳酸鈣，當(dāng)溫度達(dá)到800℃時(shí)，碳酸鈣分解，最后生成氧化鈣。學(xué)生思考并完成物質(zhì)組成的計(jì)算。教師提示并總結(jié)：m（葡萄糖酸鈣樣品）=2.33g，m（氧化鈣）=0.28g，m（鈣元素）=m（氧化鈣）×40/56=0.20g，m（葡萄糖酸鈣）=2.15（g），m（水）=0.18g葡萄糖酸鈣與水的微粒個(gè)數(shù)比=2.15/430∶0.18/18=1∶2葡萄糖酸鈣樣品化學(xué)式是（C6H11O7）2Ca·2H2O。教師總結(jié)：本節(jié)課從補(bǔ)鈣劑的選擇、葡萄糖酸鈣的制備及化學(xué)式的確定，復(fù)習(xí)了化學(xué)計(jì)算的相關(guān)內(nèi)容，知道初中化學(xué)計(jì)算的三個(gè)基本類型（化學(xué)式的相關(guān)計(jì)算、根據(jù)化學(xué)方程式計(jì)算和有關(guān)溶液的計(jì)算），熟悉了如何利用計(jì)算建立宏觀質(zhì)量和微粒個(gè)數(shù)的聯(lián)系，理解了化學(xué)計(jì)算的遵循原則，即質(zhì)量守恒定律。四、教學(xué)思考（一）真實(shí)情境要蘊(yùn)含生活中的實(shí)際問(wèn)題真實(shí)情境能讓學(xué)生身臨其境，產(chǎn)生“關(guān)聯(lián)之感”，使學(xué)生主動(dòng)地、持續(xù)地進(jìn)行項(xiàng)目探索，誘發(fā)學(xué)生探究的欲望。本節(jié)課圍繞補(bǔ)鈣這一主題，引發(fā)是否需要補(bǔ)鈣、要補(bǔ)多少鈣、如何選擇合適的補(bǔ)鈣劑等相互關(guān)聯(lián)且有現(xiàn)實(shí)意義的問(wèn)題，既能達(dá)到化學(xué)計(jì)算專題復(fù)習(xí)的預(yù)設(shè)目標(biāo)，又能提升學(xué)生化學(xué)計(jì)算的能力，加深學(xué)生對(duì)化學(xué)計(jì)算功能和價(jià)值的理解。（二）驅(qū)動(dòng)任務(wù)要促進(jìn)學(xué)生的真實(shí)參與創(chuàng)造力、問(wèn)題解決能力的培養(yǎng)需要讓學(xué)生擁有真實(shí)的問(wèn)題解決經(jīng)歷，成為積極的行動(dòng)者，調(diào)動(dòng)已有的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)、能力基礎(chǔ)，創(chuàng)造性地解決真實(shí)情境中的問(wèn)題。課前的調(diào)查報(bào)告、補(bǔ)鈣劑的選擇和合理補(bǔ)充、鈣片的合理保存等系列驅(qū)動(dòng)任務(wù)，能促使學(xué)生深度參與教學(xué)活動(dòng)，并用已有的學(xué)科知識(shí)解決生活中的問(wèn)題，體現(xiàn)了學(xué)科的價(jià)值。（三）多元活動(dòng)要瞄準(zhǔn)認(rèn)知的有效建構(gòu)多元化、多樣化的活動(dòng)是建構(gòu)知識(shí)體系、促進(jìn)深度認(rèn)知的有效途徑。課前完成補(bǔ)鈣劑的調(diào)查報(bào)告，根據(jù)資料計(jì)算補(bǔ)鈣劑的用量；根據(jù)化學(xué)方程式計(jì)算反應(yīng)物和生成物質(zhì)量，根據(jù)溶液稀釋過(guò)程中溶質(zhì)不變的規(guī)律計(jì)算溶液質(zhì)量；通過(guò)資料和實(shí)驗(yàn)認(rèn)識(shí)葡萄糖酸鈣性質(zhì)，通過(guò)熱重分析數(shù)據(jù)計(jì)算確定其組成，通過(guò)這些系列活動(dòng)，將分散于各個(gè)單元的化學(xué)計(jì)算逐步呈現(xiàn)，逐漸讓學(xué)生系統(tǒng)化再認(rèn)知化學(xué)計(jì)算，有效構(gòu)建