美麗的“鋁”途

羅余凌

摘 要：以“從鋁土礦到鋁合金”單元復(fù)習(xí)教學(xué)為例，在化學(xué)核心素養(yǎng)的引領(lǐng)下進行單元整體復(fù)習(xí)教學(xué)設(shè)計與實踐。

關(guān)鍵詞：核心素養(yǎng)；鋁及其化合物；教學(xué)流程

一、教材分析

蘇教版化學(xué)1（必修）專題3第一單元“從鋁土礦到鋁合金”是繼學(xué)習(xí)金屬鈉、金屬鎂之后的又一金屬元素代表，共包含“鋁及鋁合金、鋁的氧化物與氫氧化物、從鋁土礦中提取鋁”三節(jié)教學(xué)內(nèi)容。該教學(xué)內(nèi)容在化學(xué)必修模塊中起著承前啟后的重要作用，對它的學(xué)習(xí)既是對專題1化學(xué)家眼中的物質(zhì)世界分類觀及其轉(zhuǎn)化觀的應(yīng)用與鞏固，又為將來學(xué)習(xí)化學(xué)2（必修）元素周期律等內(nèi)容奠定了基礎(chǔ)。

二、教學(xué)目標(biāo)

結(jié)合學(xué)生發(fā)展化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的新課標(biāo)要求與本校學(xué)生的實際認知水平，從“宏觀辨識與微觀探析”“變化觀念與平衡思想”“證據(jù)推理與模型認識”“實驗探究與創(chuàng)新意識”“科學(xué)精神和社會責(zé)任”五個維度確定了以下單元復(fù)習(xí)教學(xué)目標(biāo)。

（1）宏觀辨識與微觀探析：從原子結(jié)構(gòu)微觀視角，回顧鋁的相關(guān)性質(zhì)，強化“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”的觀念；

（2）變化觀念與平衡思想：以鋁及其化合物的相互轉(zhuǎn)化為載體，認識物質(zhì)是運動和變化的，知道化學(xué)變化需要一定的條件；

（3）證據(jù)推理與模型認識：結(jié)合氧化鋁、氫氧化鋁能既能與酸又能與堿這一反應(yīng)事實，建立兩性氧化物、兩性氫氧化物這一“兩性”模型認知；

（4）實驗探究與創(chuàng)新意識：通過實驗探究，驗證鋁與前面所學(xué)Na、Mg金屬的區(qū)別，培養(yǎng)學(xué)生善于合作、敢于質(zhì)疑、勇于創(chuàng)新的核心素養(yǎng)；

（5）科學(xué)精神和社會責(zé)任：感受鋁及其化合物在生活中的應(yīng)用，深刻認識化學(xué)對滿足人民日益增長的美好生活需要的重要貢獻。

三、教學(xué)流程

環(huán)節(jié)一：“鋁”途第一站，方案設(shè)計

【引入】展示鋁合金自行車模型，讓學(xué)生看并親手觸摸。

【教師】今天我們將騎著自行車來邂逅一次奇妙而美麗的“鋁”途，旅途有很多站，先來看第一站。

【活動探究】現(xiàn)有一定量廢棄鋁合金（含鎂），請設(shè)計實驗方案實現(xiàn)金屬鋁的回收？

【學(xué)生】根據(jù)課本中從鋁土礦中提取鋁的工藝流程，相互討論交流，繪制金屬鋁的回收方案。

【教師】拿出教具，背面有磁性的小方塊，上面寫著“廢棄鋁合金”“鹽酸”“二氧化碳”“氨氣”“氫氧化鈉”“偏鋁酸鈉”“氯化鋁”“氫氧化鋁”“鋁”“氧化鋁”“冰晶石”“溶解”“過濾”“電解”“加熱”等，請同學(xué)利用這些“磁鐵方塊”小教具展示自己的回收流程。

【教師】點評講解，形成酸溶法與堿溶法兩條途回收徑，并歸納鋁及其化合物的轉(zhuǎn)化關(guān)系。

【投影】初見鋁圖。

環(huán)節(jié)二：“鋁”途第二站，實驗探究

【實驗探究】向一個充滿CO2氣體的鋁制易拉罐中，用針筒向內(nèi)注射NaOH溶液，有何現(xiàn)象？

【學(xué)生】相互交流討論，并推測：①易拉罐變癟；②易拉罐變鼓；③易拉罐先癟后鼓；④易拉罐先鼓后癟。

【實驗】用針筒向內(nèi)注射NaOH溶液（用手按住注射器推桿），觀察到易拉罐先癟后鼓。

【教師】追問原因。

【學(xué)生】書寫離子方程式：CO2+2OH-=CO32-+H2O，2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑

環(huán)節(jié)三：“鋁”途第三站，定量探究

【定量探究】由鋁屑與鹽酸、氫氧化鈉溶液反應(yīng)制取1mol Al（OH）3，最少需要消耗HCI和NaOH的物質(zhì)的量為 （ ）

A.3mol，3mol B.1mol，1mol

C.0.75mol，0.75mol D.0.25mol，0.25mol

【整理歸納】制備1mol Al（OH）3的可能方案有哪些？

【學(xué)生】交流與討論，形成制備Al（OH）3的可能方案：①鋁鹽中加NaOH等強堿；②鋁鹽中加氨水；③偏鋁酸鹽中加鹽酸等強酸；④偏鋁酸鹽中通CO2。

【教師】哪些方案好，請評價上述方案？

【學(xué)生】方案①③對試劑的用量有嚴格要求，過量會導(dǎo)致Al（OH）3受損，方案②④氨水或者CO2過量均不會引起Al（OH）3的溶解。

【教師】追問還有沒有其他制備方案呢？并演示實驗AlCl3溶液與NaAlO2溶液混合。

【學(xué)生】觀察現(xiàn)象，寫出化學(xué)反應(yīng)方程式：AlCl3+3NaAlO2+6H2O=4Al（OH）3↓+3NaCl

【投影】完善鋁圖

環(huán)節(jié)四：“鋁”途第四站，問題解決

【教師】通過同學(xué)們一起探究和思考，美麗的鋁圖躍然于紙上，只有我們熟悉了鋁的轉(zhuǎn)化關(guān)系才能解決更多與鋁相關(guān)的化學(xué)問題。

【問題解決】若含量有1molMg2+和1molAl3+的混合溶液，橫坐標(biāo)依次加入NaOH溶液，鹽酸，通入CO2氣體，縱坐標(biāo)為混合沉淀物的物質(zhì)的量，請畫出沉淀的量隨反應(yīng)的變化曲線，并寫出各步反應(yīng)的離子方程式。

【學(xué)生】完成問題解決，并闡述今天的收獲。

四、教學(xué)反思

根據(jù)“無機物”主題核心素養(yǎng)關(guān)鍵能力系統(tǒng)模型，學(xué)習(xí)元素化合物首先要在問題情境中進行，因此本節(jié)課圍繞核心素養(yǎng)教學(xué)目標(biāo)，設(shè)計了回收鋁方案的設(shè)計、制備Al（OH）3的可能方案等具體真實的教學(xué)情境，在情境中學(xué)生不斷發(fā)現(xiàn)問題與解決問題，對新舊知識建立了有效的聯(lián)系，實現(xiàn)了知識的自主構(gòu)建；其次，學(xué)生在方案設(shè)計、實驗探究與問題解決中，習(xí)得了宏觀與微觀、靜態(tài)與動態(tài)、定性與定量相互結(jié)合的認知方式，有利于發(fā)展學(xué)生的高階思維；最后，寓“鋁圖”的構(gòu)建于課堂的“鋁途”中，實現(xiàn)了孤立到系統(tǒng)的認知升華，從初步認識鈉到鎂再到鋁的認識遞進過程中，學(xué)生的元素觀、轉(zhuǎn)化觀認知結(jié)構(gòu)也得到了逐步完善，無形中提升了學(xué)生的元認知能力，化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)也伴隨著情境教學(xué)的推進得到了潛移默化的提升。

參考文獻：

解慕宗.化學(xué)核心素養(yǎng)引領(lǐng)下的單元教學(xué)設(shè)計[J].中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考，2018（7）：29

編輯 馮志強