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1、“京教杯”青年教师教学基本功展示活动 参赛作品题 目：从微观角度分析电解质在水溶液中的行为 离子反应单元整体教学设计学 校：北京市中关村中学学 科：化 学年 级：高 一姓 名：富 瑶指导思想与理论依据深度学习，是指在教师引领下，学生围绕着具有挑战性的学习主题，全身心积极参与、体验成功、获得发展的有意义的学习过程。在这个过程中，学生通过完成一系列能力要求不断提升的学科核心活动，掌握学科的核心知识，理解学习的过程，把握学科的本质及思想方法，提升学科核心素养，形成积极的内在学习动机、形成积极的情感、态度、正确的价值观，成为既具独立性、批判性、创造性又有合作精神、基础扎实的优秀的学习者。在“深度学习”
2、理论指导下，本教学设计选取“从微观角度分析电解质在水溶液中的行为”为学习主题，设计为单元整体教学，用2课时的教学时间，帮助学生将初中阶段从宏观角度认识溶液转变为从微观角度认识电解质溶液中离子间的相互作用。酸、碱、盐是学生生活中非常熟悉的物质，它们在水溶液中的反应本质上是离子之间的反应。新课程标准中明确指出，在必修阶段，学生需要“认识酸、碱、盐等电解质在水溶液中或熔融状态下能发生电离；通过实验事实认识离子反应及其发生的条件，了解常见离子的检验方法。”这就要求学生能够将初中阶段从宏观角度孤立地认识酸碱盐及其之间的反应，发展到从微观角度相互关联地分析酸碱盐等电解质在水溶液中的行为，并为选修阶段从离子
3、平衡的角度认识电解质溶液奠定基础。因此，将内容主题确立为“从微观角度分析电解质在水溶液中的行为”，目标指向学生的深度参与和实际问题解决，通过物质分离与提纯、溶液配制、污水处理等一系列学科核心活动，实现离子反应核心概念在促进学生认识发展方面的功能与价值，丰富和发展学生认识电解质溶液的角度，使学生在面对水溶液问题时，能够形成并固化下来一套宏观微观相结合、定性定量相结合的明确的分析思路，在此过程中提升“分类表征”、“宏微结合”、“变化守恒”等化学学科核心素养。学习内容分析该教学内容为高中必修阶段离子和离子反应的内容，属于课程标准必修模块的一级主题“常见无机物及其应用”，在人教版必修阶段教材中位于化学
4、1第二章第二节离子反应。化学学科已经发展到从微观角度、从分子和原子的层面研究物质及其变化。因此，学生需要建立起对物质的微观认识，能从微观的角度认识物质及其变化的本质和规律。在本章第一节物质的分类中，将混合物从分散系的角度，依据分散质粒子直径大小对混合物进行了分类，已经使学生初步认识到了从微观角度认识物质更加深入，更接近事物的本质。在离子反应一节，学生不仅要运用分类的思想认识物质与反应，还要建立电离的概念，从微观角度理解电离的过程，并能用电离方程式进行符号表征；从离子的来源与去向角度认识电解质在水溶液中的行为，即从微观角度分析溶液中物质微粒的存在状态、微粒间的相互作用及其作用结果；形成用微观实质
5、解释宏观现象及从宏观现象推测微观实质的思维路径；认识离子反应及其发生条件，并能用离子方程式进行符号表征。因此，学生通过本主题内容的学习，能够初步建立基于微粒与微粒间的相互作用认识物质结构与变化的观念和能力，提升“分类表征”、“宏微结合”、“变化守恒”等学科核心素养。这也正体现了该主题内容在促进学生认识发展方面的功能与价值。课程标准中还指出，学生应通过实验探究和联系实际的方式学习上述知识。因此，以学生已有经验为背景，设计联系实际、以综合问题解决为核心任务的教学活动，有助于将上述不同素养进行整合培养，有助于学习目标的高效落实。学习者分析水溶液问题是贯穿学生中学化学各阶段学习的内容，学生在面对水溶液
6、问题时，必然要确立一些不同于其它主题的认识对象和认识角度。在学生学习本主题内容前，在初中阶段已经学习过酸碱盐，已经能够从宏观物质角度分析酸碱盐在水溶液中的行为，只是当时学生的认识水平较低，仅能基于一些酸碱盐的代表物，从宏观的角度孤立地分析酸碱盐之间的反应。进入高中必修阶段，学生需要发展认识角度，从宏观角度发展到从微观角度，从孤立的角度发展到联系的角度，从定性层面发展到定量层面。我们对学生进行了前测，从前测的结果来看，学生存在以下障碍点：1. 大部分学生知道酸碱盐在水溶液中以离子形式存在，但由于没有建立电离、电解质等关键概念，因此对什么样的物质能产生离子、如何产生离子等关键问题不明确，也不能准确
7、运用化学用语进行表征；2. 部分学生只能从宏观物质的角度进行分析，不能从微观离子的角度分析酸碱盐之间的反应；3. 大部分学生只能关注到离子的种类，不能关注离子的数量，从定量的角度分析问题的意识和能力还比较薄弱。基于以上分析，学生需要通过本主题内容的学习，完成一系列化学学科核心活动和以实际问题解决为背景的核心任务，突破上述障碍点。具体核心任务如下：1. 建立电离、电解质等关键概念，能够从电离的角度对物质进行分类，准确地用化学用语（电离方程式和离子方程式）等多种形式表征电解质的电离过程和离子反应；2. 应用电离、电解质等关键概念建立从微观角度分析电解质在水溶液中行为的思路，在宏观角度和微观角度之间
8、能够进行自主关联和转换；3. 从定量的层面分析电解质溶液中离子的来源和去向，理解离子数量与物质宏观组成之间的关系；4. 应用分析思路分析和解决物质分离提纯、复杂溶液配制、污水处理等与电解质溶液相关的实际问题。学习目标与重难点设计设计依据：学习目标需要满足以下要求：1. 能够促进学生的认识发展、提升学生的核心能力与核心素养；2. 以学生的已有知识为基础，符合学生的“最近发展区”；3. 能够通过恰当的学习活动达成相应的学习目标。由此可见，学习目标与学习活动是一个统一的整体，不能割裂开来，因此在本教学设计中，将学习目标和学习活动进行一体化设计。学习目标与相应的学习活动：1. 通过证明粗盐溶液中杂质的
9、存在形式，初步理解电离、电解质、非电解质、电离方程式等关键概念，能够从微观角度认识和描述电解质在水溶液中电离的微观过程，并用离子方程式进行符号表征。2. 通过画出粗盐溶液中溶质的微观示意图，外显思维过程和认识结果，能够宏观和微观相结合、定性和定量相关联地从多个角度认识电解质溶液。3. 以粗盐提纯为背景，通过证明除杂过程中真正的反应，初步认识离子反应的概念，并能用离子方程式进行符号表征。4. 通过分析粗盐提纯的过程，归纳总结复分解类型离子反应发生的条件，建立“从微观角度分析电解质在水溶液中的行为”的分析思路，并能应用分析思路解决简单的实际问题。5. 通过解决溶液配制、污水处理等实际问题，落实离子
10、方程式书写等核心知识，固化“从微观角度分析电解质在水溶液中的行为”的分析思路，初步建立微粒观，提升“分类表征”、“宏微结合”、“变化守恒”等学科核心素养。学习重点：1. 建立电离、电解质、非电解质等关键概念，用电离方程式和离子方程式等表征电解质在水溶液中电离和反应的微观过程。2. 能够依据宏观物质种类分析溶液中微粒的种类、数量和相互作用，再依据分析结果预测宏观层面表现出的作用结果（如反应的宏观现象等）。3. 认识离子数量与物质宏观组成之间的关系，能从定量层面分析电解质溶液中离子的来源和相互反应。学习难点：1. 自主地从宏观和微观相结合的角度分析和解决溶液配制、污水处理等与电解质溶液相关的实际问
11、题。2. 认识离子数量与物质宏观组成之间的关系，能从定量层面分析电解质溶液中离子的来源和相互反应。学习过程与资源设计为了使学生的学习情境化、具有持续性、能够促进学生深度思考，同时体现“宏观微观宏观”的学科思想和“生活学科生活”学科价值，设置2课时的教学任务：第1课时以第一章的粗盐提纯为背景素材，设置了从微观角度再看粗盐提纯过程的大任务，学生在完成任务的过程中逐步建立分析电解质在水溶液中的行为的基本思路；第2课时以从微观角度解决与电解质溶液相关的实际问题为核心任务，引导学生运用基本思路进行复杂问题解决并将思路固化下来。学习过程设计的流程图如下：“从微观角度分析电解质在水溶液中的行为”学习过程设计
12、流程图教学过程教学环节教学活动目标1：通过设计实验证明粗盐溶液中真正的杂质的存在形式，分析除杂过程中真正的反应，建立电解质、电离、电离方程式、离子反应、离子方程式的概念；总结复分解类型离子反应发生的条件；初步建立“从微观角度分析电解质在水溶液中的行为”的分析思路。【任务一】设计实验证明过滤后的粗盐溶液中所有溶质的存在形式。学习活动：（1）讨论溶液导电的条件。（2）讨论试剂的选择。（3）观察导电性实验、观察现象、得出结论。（4）以氯化钠为例分析溶解过程中溶质的变化。【任务二】画出过滤后的粗盐溶液中溶质存在形式的示意图。休克晚期由于微循环衰竭，血液浓缩，血细胞聚集，血液粘滞度增高，血液处于高凝状态
13、；血流变慢，加重酸中毒，易于形成血栓；败血症休克时病原微生物与毒素均可损伤内皮，激活内源性凝血途径；严重的创伤性休克，组织因子入血，可启动外源性凝血系统；异型输血引起溶血，容易诱发DIC。【任务三】写出粗盐提纯过程中真正发生的反应。参考答案归纳总结复分解类型离子反应发生的条件。【整理与小结】总结“从微观角度分析电解质在水溶液中的行为”的分析思路。2严重感染为何易发生DIC？目标2：运用“从微观角度分析电解质在水溶液中的行为”的分析思路解决实际问题，落实离子方程式的书写等基础知识，初步建立微粒观。A血液凝固性增高 D血液凝固性先降低后增高【任务四】实践应用活动1：已知低钠盐中KCl和MgSO4的
14、物质的量之比约为12:1，实验室要配制1L与低钠盐成分相同的溶液（只考虑除NaCl以外的其他成分），请设计实验方案。2002年 管理信息系统（MIS）模拟试题要求：MgSO4物质的量浓度0.1mol/L，从原料库中选择药品。原料库：KCl、K2SO4、MgCl2、Mg(NO3)2、K2CO3借：以前年度损益调整营业外支出 140活动2：某工厂的废水中含有Ba(OH)2，请你选择合适的试剂、设计实验方案将其除去，并写出相关的离子方程式。贷：投资性房地产 1660备选试剂：稀硫酸、Na2SO4溶液、NaHSO4溶液、CuSO4溶液发行权益性证券对所有者权益的影响=2.51000-50=2450（万
15、元）。资料：NaHSO4 = Na+ + H+ + SO42-7、决策支持系统的基本结构包括子系统、子系统、对话子系统。课堂小结回顾“从微观角度分析电解质在水溶液中的行为”的分析思路，引导学生建立从微观角度分析问题的意识，初步建立微粒观。板书设计15下列哪一项不是直接引起DIC出血的原因？（0.461，0.388，03临床）第一课时：第二课时：学习效果评价设计基本思路：依据学生在学习活动中的表现，对学习目标是否达成、核心素养是否建立进行评价。评价设计力求体现“持续性”，针对课堂教学的核心活动设计，对学生在活动中的表现进行预设，不同活动表现对应不同评价结果，并能体现学生对水溶液中的物质及变化的认
16、识发展进阶，评价结果不仅能成为教学有效性的判据，也能成为课堂教学环节推进、生成性教学策略采用的依据。具体评价设计如下：评价目标评价内容评价方式建立电离、电解质、非电解质等关键概念，能够从微观角度认识和描述电解质在水溶液中电离和反应的微观过程，并用电离方程式进行表征。（1）讨论溶液导电的条件。（2）讨论试剂的选择。（3）观察导电性实验、观察现象、得出结论。（4）以氯化钠为例分析溶解过程中溶质的变化。（5）得出电离、电解质等概念。1. 实验现象的描述是否准确、全面；2. 从实验现象得出相应结论过程中的逻辑关系是否清晰；初步建立从微观角度认识电解质溶液的分析思路，认识离子数量与物质宏观组成之间的关系
17、。画出过滤后的粗盐溶液中溶质存在形式的示意图。1. 多种溶质间的定量关系是否清楚，能否通过图示表示出杂质与NaCl相比是少量的；2. 每种电解质产生的离子数目是否符合化学式组成；3. 阴阳离子在整个体系中是否均匀分布，各种离子是否满足电荷守恒。运用宏观微观相结合、定性定量相结合的分析思路分析和解决与电解质溶液相关的实际问题。活动1：已知低钠盐中KCl和MgSO4的物质的量之比约为12:1，实验室要配制1L与低钠盐成分相同的溶液（只考虑除NaCl以外的其他成分），请设计实验方案。要求：MgSO4的物质的量浓度0.1mol/L，从原料库中选择药品。原料库：KCl、K2SO4、MgCl2、Mg(NO
18、3)2、K2CO31. 理解“与低钠盐成分相同”，避免引入杂质离子；2. 从微观离子的角度认识低钠盐的成分，选择合适的物质完成实验设计；3. “宏观微观宏观”的分析问题思维路径是否清晰、顺畅。活动2：某工厂的废水中含有Ba(OH)2，请你选择合适的试剂、设计实验方案将其除去，并写出相关的离子方程式。备选试剂：稀硫酸、Na2SO4溶液、NaHSO4溶液、CuSO4溶液资料：NaHSO4 = Na+ + H+ + SO42-1. 能否从离子角度认识废水中的污染物，选择合适的试剂；2. 能否关注离子间的比例关系，从定量层面分析；3. 能否正确书写离子方程式。教学设计特色与教学反思在确定学习主题和设计
19、学生活动时，对学习内容进行了重新编排，设定的学习目标突出核心概念的理解和分析思路的建立，设置从微观角度再看粗盐提纯的大任务，通过“如何证明粗盐溶液中真正的杂质是Ca2+、Mg2+和SO42-？”和“电解质溶液间真正发生的反应是什么？”两个核心问题的分析和解决，建立从微观角度认识电解质在水溶液中行为的整体分析思路；进而引导学生应用上述分析思路解决溶液配制、污水处理等实际问题，在运用中不断加深对分析思路的理解，并将思路固化下来。这样设计后，通过2课时的学习，学生对分析思路的理解更加深刻，运用更加自主。这种分析问题的新思路和认识事物的新视角深化了学生对电解质在水溶液中行为的认识，促进了学生微粒观、守
20、恒观等化学学科核心观念的建构，彰显了离子反应核心概念对学生认识发展的价值。学生刚刚进入高中，积累的知识和经验不足以解决真实复杂的问题。以学生熟悉的粗盐提纯过程作为背景素材，贯穿整个教学过程，既降低了难度，又具有一定的挑战性。由于学生对粗盐提纯很熟悉，如果不能合理设置具有挑战性的任务，就无法激发学生的学习兴趣。为此，设置了两个任务：一是粗盐溶液中真正的杂质是什么？二是除杂过程中真正的反应是什么？这两个任务直指学生的认识角度，引导学生先从微观角度“看”物质，再从微观角度“看”反应，将学生的认识视角从宏观深化到微观，建立从微观角度认识电解质在水溶液中的行为的整体分析思路。从课后访谈的结果来看，学生认
21、为运用分析思路解决实际问题比较具有挑战性，原因在于在分析问题时不仅要考虑到离子的种类，更要考虑离子的数量。通过完成两个解决实际问题的任务，学生固化了从微观角度分析电解质在水溶液中行为的分析思路，“判断物质在水溶液中能否电离分析离子的种类的数量分析离子间是否存在反应相应的宏观现象及反应产物”的思维路径更加顺畅。可见，通过本主题内容的学习，学生不仅建立并固化了从微观角度分析水溶液问题的思路，而且认识到这个思路是随着后续的学习不断发展和完善的。除此之外，学生对酸碱盐的认识从基于宏观层面的代表物发展到从微观层面电离的角度认识电解质，对电解质在水溶液中行为的认识还从定性层面发展到了定量的层面，认识水平得到了明显的发展。（访谈实录见附件）