“無土世界春亦濃：無土營養液的探究”教學設計

莊山

摘要：酸堿鹽的復習是初中化學復習課中的重點，也是難點，在教材中有很重要的地位。酸堿鹽與現實生活聯系密切，借助無土營養液的探究，經過“觀察一分析”“討論—歸納”“理解—運用”等環節將酸堿鹽的相關知識系統化、結構化、網絡化，起到了很好的復習效果。

關鍵詞：酸堿鹽;無圖營養液;復習課

文章編號：1008-0546（2021）06-0075-03 中圖分類號：G632.41 文獻標識碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2021.06.019

一、教材及學情分析

化學新課程的基本理念要求教學活動要從學生已有的經驗出發，讓學生在熟悉的生活情景中感受化學的重要性，了解化學與日常生活的密切關系，逐步學會分析和解決與化學有關的簡單實際問題。化學課程標準指出，學生要了解化學與社會生活的相互聯系，學會運用科學的方法獲取和表達信息，保持對化學的好奇心，感受化學對改善個人生活和促進社會發展的積極作用，關注與化學有關的社會問題，樹立合理使用化學物質的觀念。

酸堿鹽的復習是初中化學復習的重點，也是難點，在教材中有很重要的地位。酸堿鹽與現實生活聯系密切。有關酸堿鹽的知識綜合性強，內容多，現象多，反應多，化學方程式多，一些學生習慣于死記硬背、生搬硬套。知識記住了，但一到具體的實踐中，卻不知道如何使用。另外到了二輪復習階段，學生對化學學科特點和學習方法已經有所了解，具有一定實驗能力、動手能力和歸納總結能力。從學生年齡和生理特點上看，他們有好奇心，喜歡動手，但在實驗探究方法、學習方法和總結知識系統性、條理性等方面尚有欠缺。

二、教學設計思路

酸堿鹽的重要性不言而喻，因此大家對酸堿鹽的復習也花了很多精力和時間。但或許是知識點繁雜、或許是學生基礎較薄弱，導致復習的效果往往沒有達到預期。學生普遍感到知識點較多、零碎、難記、難用。本節課通過創設熟悉的、有效的學習情境，開展多樣化活動，幫助學生激活、調用、深化、豐富原有的認知結構，有利于學生將酸堿鹽的相關知識系統化、結構化、網絡化。教學設計中體現“知識問題化，問題情境化”，并把復習的主動權交還給學生，激發了學生學習的熱情。教學方法多變，既有實物演示也有分組實驗、既有交流討論也有方法引導。整個教學設計在問題的引導下，由淺人深、層層深入，不斷激發學生的欲望，使學生在解決真實問題的情景下，學會對知識的融會貫通、靈活應用，從而構建一堂充滿魅力、富有思維含量的二輪復習課。

三、教學目標及重難點

1.通過無土營養液的探究，復習酸堿鹽的性質、用途及離子共存、鑒別、轉化。

2.學會分析物質的一般思路和方法，體驗“觀察一分析”“討論一歸納”“理解一運用”的科學方法過程。

3.體驗科學探究的樂趣，增強熱愛科學的情感，感受化學對于生活、社會的重要作用。

教學重點：學習生活中認識事物的方法和技能。

教學難點：培養運用化學知識解決生活問題的意識和能力。

四、教學過程

1.循序漸進，突破難點

復習課不能只停留在原來的知識上，但也不宜完全綜合，在復習內容的設置上要注意一定的梯度和分散難點。這節課分五部分進行：無土營養液的酸堿性、無土營養液的成分、無土營養液的使用、無土營養液的檢驗和制備。這樣循序漸進，使酸堿鹽難點分散進行復習，學生在不知不覺中可登上一個又一個臺階。

【引入】隨著科學的發展、技術的成熟，越來越多的企業、家庭采用無土栽培技術種植蔬菜、花卉。看似普通的一盆溶液怎么能長出如此茂盛的蔬菜、培育出如此漂亮的花卉呢？

【學生】可能用了無土營養液。

【展示圖片】1840年德國化學家李比希創立了礦質營養學說，為化學施肥提供了理論依據。同學們查閱了資料，你們對無土栽培有哪些了解？什么是無土營養液？無土營養液的作用是什么？

【學生】分組匯報。

【活動】了解無土營養液的酸堿性。在農業生產中，農作物一般適宜在pH=7或接近7的土壤中生長，無土營養液的pH大約是多少呢？你有哪些方法可以檢測呢？

【學生】分組實驗測定溶液的pH。（pH試紙、pH計等）

設計意圖：觀察實物（美麗的無土栽培花卉），思考什么是無土栽培技術。學生感知熟悉的事物，激起學習的興趣，導入新課。通過圖片展示德國化學家李比希礦質營養學引入的化學史，引導學生了解無土營養液的發展歷程。在進行無土營養液酸堿性探究時，學生通過分工、分組的形式提高收集資料、查閱資料的能力、團隊合作能力。復習酸堿度的檢測方法，運用pH試紙、pH計的等方法檢測無土營養液的酸堿性，提高實驗動手能力。

2.創新實驗，提高興趣

在教學過程中穿插創新實驗的應用。如：銨根離子的檢驗，鉀離子的檢驗、硝酸根離子的檢驗。通過實驗探究，學生觀察實驗現象，根據已學知識進行分析總結現象背后的原因。利用創新實驗促使課程的各個環節順理成章地結合在一起，不孤立、不唐突，使枯燥的復習課變得生動有趣，同時學生感受到化學就在身邊，發自內心的喜歡化學，從而形成可持續的化學學習的興趣。

【活動】無土營養液的成分及檢驗：根據營養液的配方可以看出營養液中通常含有這些離子：K+、Ca2+、Mg2+、NH4+、NO3-、PO42-、SO42-，那A、B液中的離子分別是哪些呢？查閱資料顯示，B液中含有磷酸鹽，已知PO43-可與Mg2+、Ca2+、Ba2+形成沉淀，但能溶于強酸。為什么要分為A、B兩溶液？你們能推測出A、B液中分別還有什么離子嗎？你能設計實驗，驗證NH4+、SO42-嗎？

【學生】分為A、B兩溶液是為了避免離子間反應使無土營養液失效。書寫離子間反應的方程式。

【教師】你們能設計實驗，驗證NH4+、SO42-嗎？

【學生】小組討論，設計實驗方案（表1）。

【創新實驗1】如何檢驗NH4+離子？

【學生】在塑料培養皿蓋子上貼一條紅色石蕊試紙，用水潤濕。在培養皿的下方放入少量氫氧化鈉固體，倒人營養液，蓋上蓋子觀察現象。

【現象】傾倒A營養液的培養皿無明顯現象，傾倒B營養液的培養皿中濕潤的紅色石蕊試紙變藍。

【結論】A營養液中不含有NH4+，B營養液中含有NH4+。

【創新實驗2】K+如何檢驗？NO3-如何檢驗？

【教師】取廢舊石棉網，水洗除去表面石棉、蘸取營養液晾干，懸掛在鐵架臺上，下方放燃著的酒精燈，在石棉網上噴上60%的酒精溶液（圖1）。

【教師】常規的儀器和方法不能檢測NO3-，借助數字化傳感器檢測NO3-的存在（圖2）。

設計意圖：通過小組合作的形式復習檢驗銨根離子、硫酸根離子的常見方法。通過創新實驗提升動手能力、實驗能力，加強對定性分析物質的理解，從而培養學生的創新意識和創新能力。教師將高中化學中焰色反應內容引入初中課堂，為初高中化學知識的銜接做了鋪墊，同時，展示數字化實驗，開闊了離子檢驗的新的思路、嘗試離子檢測的新方法。

3.精心設計，多元評價

學業質量評價是教學中的重要環節，實施有效的學業評價不但可以檢查學生的學習情況、提高學生學習的積極性、促進學生全面發展，而且可以為教師的教學提供重要的參考和幫助。化學學習評價不僅包括對學生的化學學習結果的評價（終結性評價），而且強調對化學學習過程的評價（形成性評價）[1]。化學學習評價的目的在于促進化學教育與教學改革，促進學生在化學課程實施中的全面發展。

【活動】無土營養液的使用。無土營養液使用說明上有這樣的介紹①營養液分A、B份，兩份同時使用。②500倍濃縮液兌水，即500mL的水加入A、B濃縮液各1mL。③兌水請先加入A濃縮液，攪拌均勻后再加入B濃縮液。

【教師】為什么營養液要分A、B兩份裝，在使用前為什么先要稀釋？

【學生】避免離子間反應使無土營養液失效。

【教師】你們能寫出常見離子間的反應嗎？

【學生】寫出離子間的反應（圖3）。

【評價】學生自評、小組互評（表2）。

【活動】無土營養液的制備。經檢驗A溶液中含有Ca2+、Mg2+、SO42-、NO3-等離子。B溶液中含有PO43-、NH4+、K+、NO3-等離子。

A溶液的配制：

問題1：這四種離子可以構成幾種常見物質？

Ca（NO3）2、MgSO4、Mg（NO3）2、CaSO4

問題2：若加入2種肥料，有幾種方案？

兩種：CaSO4、Mg（NO3）2;Ca（NO3）2、MgSO4;

問題3：若加入3種肥料，有幾種方案？

四種：CaSO4、Mg（NO3）2、Ca（NO3）2;CaSO4、Mg（NO3）2、MgSO4;Ca（NO3）2、MgSO4、CaSO4;Ca（NO3）2、MgSO4、Mg（NO3）2;

B液的配制：

問題1：這四種離子可以構成幾種常見物質？

KNO3、（NH4）3PO4、NH4NO3、K3PO4;

問題2：若加入2種肥料，有幾種方案？

兩種：KNO3、（NH4）3PO4;NH4NO3、K3PO4：

問題3：若加入3中肥料，有幾種方案？

四種：KNO3、（NH4）3PO4、NH4NO3;KNO3、（NH4）3PO4、K3PO4;NH4NO3、K3PO4、KNO3;NH4NO3、K3PO4、（NH4）3PO4;

【評價】學生自評、小組互評、教師綜評（表3）。

設計意圖：復習常見酸堿鹽的知識，運用酸堿鹽物質的相關知識解決生活中的實際問題。感受化學物質在生活中的重要性，學習運用化學知識提高質量。通過評價量表的填寫培養分析、評價能力，訓練思維續密度，感受科學的嚴謹性。

五、教學反思

復習課的教學，無論在教學內容的選擇還是在教學方法及流程的設計，都需要教師花費更多的心思和智慧琢磨、推敲。如何讓學生在原有的基礎上將零散的知識連成線，織成網，并更好地應用這些知識來解決實際問題，是備課必須思考的內容。本節課充分考慮到了學生已有認知、障礙點及發展點，依托情境，設計有梯度的問題，積極投入情感，提升了復習課的效率。

參考文獻

[1]朱紛.初中化學學業評價與質量分析的研究[M].南京：江蘇美術出版社，2012：1-2

本文系2019年江蘇省前瞻性教學改革實驗項目“學習者中心備課模型的實踐建構”（項目編號：173220010）階段性研究成果。