黃莉

摘 要:以蘇教版選修3《物質結構與性質》“配合物的形成”的內容為教學素材,圍繞化學學科核心素養的發展水平和化學學業質量標準來確定化學學習評價目標,將教師的教、學生的學及評價相結合,以評促教、以評促學。通過設計能有效進行學習過程評價的學習活動的方式、方法,以期實現“教、學、評”一體化,提高課堂教學的有效性。
關鍵詞:“教、學、評”一體化;核心素養;配合物的形成
2017年版2020年修訂的普通高中化學課程標準提出化學教學應實施“教、學、評”一體化,有效開展化學日常學習評價,化學日常學習評價是化學教學不可或缺的有機組成部分,是化學學習評價的一種重要表現形式,是實施“教、學、評”一體化教學的重要鏈條[1]?!敖獭W、評”一體化指向有效教學,課堂實踐中教師應樹立“素養為本”的化學學習評價觀,緊緊圍繞化學學科核心素養的發展水平和化學學業質量標準來確定化學學習評價目標[2],將教師的教、學生的學及評價相結合,以評促教、以評促學。而正確地確定學習目標,設計能有效進行學習過程評價的學習活動的方式、方法,是實施“教、學、評”一體化的關鍵[3]。
對于“配合物的形成”一課,《普通高中化學課程標準(2017年版2020年修訂)》[4]在內容要求、教學提示和學業要求三方面有如下表述。內容要求包括:知道配位鍵的特點,認識簡單的配位化合物的成鍵特征,了解配位化合物的存在與應用及學生必做實驗簡單配合物的制備。教學提示中指出:關注不同類型微粒間相互作用概念的形成和發展思路,充分利用建立這些概念所使用的關鍵證據,通過實驗事實和數據的對比,引發學生的認知沖突,促使學生反思原有的概念模型的局限性,深化對微粒間相互作用模型的認識,發展學生“證據推理與模型認知”核心素養。學業要求提出:能說出微粒間作用(配位鍵)的主要類型、特征和實質;能運用配位鍵解釋配合物的某些典型性質;能從微粒的空間排布及其相互作用的角度對生產、生活、科學研究中的簡單案例進行分析,舉例說明物質結構研究的應用價值,如配合物在生物、化學等領域的廣泛應用。針對以上要求,在教學設計中結合教材和學情對學習目標和評價目標進行預設。
一、設計思路
(一)教材分析
本節內容選自蘇教版選修3《物質結構與性質》專題4第二單元第一課時,本課時以常見配合物通過實驗探究和交流討論的方式幫助學生建構認知模型,根據實驗現象的分析幫助學生建構微粒觀、轉化觀,以簡單實驗方案設計培養學生運用模型分析和處理關于簡單配合物結構應用問題,提高解決化學問題的能力。
(二)學情分析
學生已經學習了共價鍵、配位鍵的形成和表示方法,對離子的檢驗、鑒別、轉化有了較深的理解,接觸過銀氨溶液、硫氰化鐵、六氟鋁鈉等與配合物相關的知識。但對于配合物的形成、結構和概念缺乏整體的認識,面對真實問題情境,分析、設計、評價實驗方案的能力有待進一步提高。
(三)學習目標與評價標準
二、教學過程
【情景導入】周杰倫《青花瓷》的歌曲及陶瓷作品的青花瓷的展示。
【教師設問】青花瓷是我國有名的瓷器,瓷器制作中用到一種名為普魯士藍的顏料。普魯士藍(亞鐵氰化鐵)是一種配合物,配合物是如何形成的呢?
設計意圖:創設有關配合物的情景,將源于生活的問題作為新知識學習的起點,學生學習熱情易被激發,同時體現化學知識在社會生活中的價值。
【學生實驗、觀察現象】
實驗1:向試管中加入2ml5%的CuSO4溶液,再逐滴加入濃氨水,邊滴加邊振蕩,觀察實驗現象。
實驗2:分別取2ml5%的CuCl2溶液、Cu(NO3)2溶液進行如上實驗,觀察現象
【教師引導】根據此實驗現象大家可得出什么結論?
【學生回答、教師分析】
通過實驗1和實驗2的對比可以得出深藍色溶液應該是由NH3與Cu2+形成的新微粒。
【引導啟發】深藍色溶液中存在什么微粒呢?如何檢驗?
【學生活動】交流討論,設計實驗方案,動手實驗。
實驗3:取實驗1中所得深藍色溶液滴加BaCl2溶液,振蕩,觀察現象。
實驗4:取實驗1中所得深藍色溶液滴加NaOH溶液,振蕩,觀察現象。
【教師總結】深藍色溶液的本質所在應該是NH3與Cu2+形成了新的微粒。往深藍色溶液中加入無水乙醇,過濾、洗滌、干燥所得晶體,X射線晶體衍射證明該晶體為[Cu(NH3)4]SO4,呈深藍色溶液的物質是[Cu(NH3)4]2+。
設計意圖:對銅氨溶液中深藍色微粒的組成做出兩種假設,通過四個實驗進行證實和證偽,論證了深藍色微粒是由NH3與Cu2+形成的復雜離子。由學生思考討論自主設計方案、動手操作實驗,在教師引導下分享成果、小結,增強探究活動的開放性,體現探究活動的本質特點,提升學生提出假設、搜集證據和證實結論的能力。
設計意圖:通過研究NH4+和[Cu(NH3)4]2+形成的本質特征、構成要素及其相互關系,建立起配合物模型,提升學生建立模型的能力。利用課堂練習對學生模型認知能力進行診斷,促進學生學科核心素養的形成與發展。
【方案設計】分別稱取相同質量的兩種晶體配成溶液,向兩種溶液中加入足量的AgNO3溶液至不再產生沉淀。靜置,過濾,洗滌沉淀,干燥,稱量。所得沉淀質量多的即為[Co(NH3)6]Cl3,所得沉淀質量少的即為[Co(NH3)5Cl]Cl2。
設計意圖:通過運用配合物模型解決區別[Co(NH3)6]Cl3和[Co(NH3)5Cl]Cl2兩種配合物,提升學生解決問題的能力。實現“從化學的視角認識事物和解決問題的思想、方法、觀點”的化學學科價值。
【啟發引導】配合物離子具有不同的空間構型,即使配位數相同空間構型也可能有所不同。Pt(NH3)2Cl2是含有兩種配位體的配合物,其配位數是4。它可能有怎樣的空間構型?
【學生分析】其空間構型可能是平面四邊形或四面體結構。
【總結歸納】配合物的同分異構現象。
【提出問題】根據概念判斷分析Pt(NH3)2Cl2順反異構體的性質差異,完成下表。
【學生活動】完成上表,同時得出“問題解決”中配合物A為順式Pt(NH3)2Cl2,配合物B為反式Pt(NH3)2Cl2。
【教師總結】順式Pt(NH3)2Cl2順鉑是一種抗癌藥物,據統計臨床癌癥化療方案中,有85%的方案是以順鉑配合物或卡鉑為主藥,配合物理論在藥物研究中意義重大。
【師生總結】掌握配位鍵、配位化合物的概念;配合物的組成、表示、形成條件同分異構現象及配合物的結構和性質。掌握物質研究的方法:結構猜想實驗驗證建立模型解決問題。
設計意圖:利用抗癌藥物Pt(NH3)2Cl2創設一個真實的問題情境,通過配合物同分異構現象的認識讓學生充分體會到“性質反映結構,結構決定性質”,思考如何利用配合物的問題。綜合評價并鞏固提升學生的化學學科核心素養,培養學生解決實際問題的能力。
三、教學反思
(一)創設問題情境,激發學習熱情
本節課用周杰倫《青花瓷》的歌曲及陶瓷作品青花瓷作為情境素材,應用情境教學法將抽象的知識形象化,使學生初步學會以化學視角分析生活、生產中的有關問題,激發學生探究配合物的興趣,提高學生的學習效率。
(二)融入證據推理,建構模型認知
引導學生從質疑開始,進而形成認知沖突,由學生思考討論自主設計方案、動手操作實驗,在教師引導下分享成果、小結,增強探究活動的開放性,體現探究活動的本質特點,提升學生提出假設、搜集證據和證實結論的能力。構建配合物模型,提升學生建立模型的能力;運用配合物模型解決問題,提升學生解決問題的能力。
(三)明確目標定位,診斷素養達成
學科核心素養作為統領課程標準研制與修訂的靈魂,教學目標的確定理應依據學科核心素養。將核心素養目標轉化為課時教學目標,明確五個維度應對應的目標要求,并以此確定教學內容、確定教學方式。同時,將評價融入平時的教學中,通過學生在實驗探究、小組討論、方案設計等活動中的表現,運用提問、點評等方式,利用課堂練習對學生模型認知能力進行診斷,促進學生學科核心素養的形成與發展。
參考文獻
[1][2][4]中華人民共和國教育部制定.普通高中化學課程標準(2017年版2020年修訂)[M].北京:人民教育出版社,2020
[3]王云生.“教、學、評”一體化的內涵與實施的探索[J].化學教學,2019,(5):8~10+16.
本文系福建省中小學名師名校長培養工程專項課題“發展學生核心素養的高中化學課堂評價研究與實踐”(項目編號:ZXHX—2019018)階段性研究成果。