基于化學(xué)核心素養(yǎng)的初中化學(xué)實驗課教學(xué)

沈飛

摘要：以“常見的酸堿指示劑”教學(xué)為例，通過學(xué)習(xí)什么是酸堿指示劑？酸堿指示劑有哪些變色規(guī)律？酸堿指示劑在日常生活中有哪些應(yīng)用？等一系列化學(xué)實驗，培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)核心素養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：核心素養(yǎng)：酸堿指示劑：實驗

文章編號：1008-0546 （2022）09x-0091-04 中圖分類號：G632.41 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

doi： 10.3969/j .issn.1008-0546.2022.09x.024

普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)指出，化學(xué)核心素養(yǎng)包括：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(rèn)知、科學(xué)探究與創(chuàng)新意識、科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任。[1]這就要求教師在授課過程中，立足長遠(yuǎn)，重視培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)核心素養(yǎng)，為以后的學(xué)習(xí)打下堅實基礎(chǔ)。化學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科，在實驗課中，培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)有的核心素養(yǎng)就更突顯其優(yōu)勢。筆者以“常見的酸堿指示劑”為例，講述如何利用實驗課培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)。

“常見的酸堿指示劑”是人教版九年級下冊第十單元第一課題“常見的酸和堿”的第一課時內(nèi)容。[2]本章主要由兩部分組成，一是介紹酸和堿的性質(zhì)與用途，二是介紹中和反應(yīng)及其應(yīng)用。認(rèn)識酸和堿是本章學(xué)習(xí)內(nèi)容的基礎(chǔ)。

學(xué)生在學(xué)習(xí)本節(jié)內(nèi)容前對日常生活中的酸和堿已有感性的認(rèn)識，并且在前面的學(xué)習(xí)中也涉及無色酚酞遇氨水變紅，紫色石蕊遇碳酸變紅，但當(dāng)時并不知道它們是酸堿指示劑。所以本節(jié)課的難點是認(rèn)識酸堿指示劑及其變色規(guī)律，并能利用酸堿指示劑解釋日常生活中的現(xiàn)象，認(rèn)識科學(xué)探究的過程及酸堿指示劑對生產(chǎn)生活的影響。

一、教學(xué)流程

基于以上的分析，本節(jié)課的教學(xué)流程見圖1。

二、教學(xué)過程

環(huán)節(jié)1：初步認(rèn)識溶液的酸堿性

[展示圖片]你能否從松花蛋、氯化鈉溶液、檸檬汁、廚房清潔劑、廁所清潔劑、弱堿性礦泉水、雪碧、白醋中區(qū)分出它們的酸堿性？

[學(xué)生]根據(jù)日常生活經(jīng)驗可以知道松花蛋、弱堿性礦泉水是堿性的。檸檬汁、雪碧、白醋是酸性的。氯化鈉溶液是中性的。

[教師]廚房清潔劑與廁所清潔劑屬于酸性溶液還是堿性溶液？講臺上兩個燒杯中裝有這兩種試劑，如何區(qū)分它們？

在學(xué)生茫然的時候，展示實物：紫薯。

[學(xué)生實驗1]切兩片紫薯分別放人兩種試劑中，觀察現(xiàn)象。

設(shè)計意圖：從初步判斷生活中常見溶液的酸堿性引入課題，可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的求知欲和參與度。當(dāng)學(xué)生觀察到用日常生活中的紫薯就可以區(qū)分兩種清潔劑的酸堿性時，學(xué)生的探究欲得到進(jìn)一步激發(fā)。在實驗過程中，學(xué)生的動手操作能力，團(tuán)隊協(xié)作能力得到提升;學(xué)生在描述實驗現(xiàn)象時，語言表達(dá)能力也得到鍛煉。真實的、具體的實驗情境，體現(xiàn)出學(xué)習(xí)化學(xué)的意義與實用價值，更能讓學(xué)生在探究中提升化學(xué)學(xué)科的核心素養(yǎng)。

環(huán)節(jié)2：自制酸堿指示劑

[教師]紫薯可以區(qū)分溶液的酸堿性，其他的植物的汁液能否區(qū)分呢？請根據(jù)實驗步驟，嘗試完成相應(yīng)的實驗。

[學(xué)生實驗2]（1）取水槽中的植物花瓣（紫羅蘭花瓣、茶花、小黃花），先撕碎，再放入研缽中搗爛，加入酒精溶液浸泡。（2）用膠頭滴管取上述清液加入滴有白醋、氯化鈉溶液、氫氧化鈉溶液的井穴板中，觀察現(xiàn)象，判斷能否區(qū)分溶液的酸堿性。

[學(xué)生歸納結(jié)論]紫羅蘭花瓣、茶花可以區(qū)分溶液的酸堿性，小黃花不能。

[教師]同學(xué)們發(fā)現(xiàn)很多植物的汁液可以用來區(qū)分溶液的酸堿性，但不是所有的都可以。課后有興趣的同學(xué)，可以在家里選用不同的植物進(jìn)行實驗。

設(shè)計意圖：通過貼近生活的實驗，培養(yǎng)學(xué)生動手能力與合作意識。學(xué)生通過使用酒精等日常生活中的物品，居家也可以完成實驗探究，將課堂知識延伸到課外。通過實驗，學(xué)生了解到不是所有的植物汁液都可以區(qū)分溶液的酸堿性，培養(yǎng)了學(xué)生實事求是、敢于嘗試的科學(xué)態(tài)度。

[投影]波義耳無意發(fā)現(xiàn)酸堿指示劑的經(jīng)歷。

[教師]科學(xué)家們往往擁有敏銳地洞察力，才能發(fā)現(xiàn)酸堿指示劑。

[閱讀]很多植物中都含有花青素，不同花青素在不同的酸堿性條件下顯示的顏色不同，比如說牽牛花生長在不同的酸堿性土壤中，其花瓣的顏色主要有紅色、藍(lán)色、紫色三種。

[教師]你知道上述花瓣能顯示不同顏色的原因嗎？像這種可以區(qū)分溶液的酸堿性的物質(zhì)，我們稱作酸堿指示劑。

設(shè)計意圖：學(xué)生通過化學(xué)史料的閱讀和學(xué)習(xí)，可以體會到科學(xué)家嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度和科學(xué)精神，從而培養(yǎng)“科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任”等化學(xué)核心素養(yǎng)。也促進(jìn)學(xué)生對酸堿指示劑的認(rèn)識和理解，培養(yǎng)學(xué)生善于發(fā)現(xiàn)問題，分析問題，解決問題的思維品質(zhì)。

環(huán)節(jié)3：常見酸堿指示劑及變色規(guī)律

師]這是老師上課前提取的紫羅蘭花瓣的花青素，滴加到白醋、氯化鈉溶液、氫氧化鈉溶液后顯示的顏色。與你們實驗的顏色相同嗎？你們知道這是什么原因嗎？

[學(xué)生]會不會是變質(zhì)了？或與其他物質(zhì)發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)。

[教師介紹]我們制取的植物花青素不穩(wěn)定，顏色容易改變，科學(xué)家也發(fā)現(xiàn)了這一現(xiàn)象。波義耳從地衣中提取得到藍(lán)紫色粉末，其中有一部分能溶于水而顯紫色，是一種常用的酸堿指示劑：紫色石蕊。科學(xué)家還制取無色酚酞，它反應(yīng)靈敏，而且穩(wěn)定，指示范圍大，是化學(xué)中常用的酸堿指示劑。那么它們的變色規(guī)律是怎樣的？

[學(xué)生實驗3]向白醋、氯化鈉溶液、氫氧化鈉溶液三種溶液中分別滴加2滴紫色石蕊和無色酚酞溶液，觀察實驗現(xiàn)象。

[學(xué)生歸納總結(jié)]紫色石蕊遇酸性溶液變紅，遇堿性溶液變藍(lán)，在中性溶液中為紫色;無色酚酞遇酸性溶液和中性溶液不變色，遇堿性溶液變紅。

設(shè)計意圖：介紹兩種常用的酸堿指示劑讓學(xué)生明白紫色石蕊和無色酚酞的優(yōu)點。讓學(xué)生自主探究常見的酸堿指示劑的變色規(guī)律，有利于學(xué)生的記憶。同時學(xué)生通過實驗現(xiàn)象，掌握酸堿指示劑可以用于區(qū)分溶液的酸堿性，但是無色酚酞卻不能區(qū)分酸性溶液和中性溶液。通過學(xué)生分組實驗，提升學(xué)生“實驗探究意識”的核心素養(yǎng)。

環(huán)節(jié)4：酸堿指示劑的應(yīng)用

應(yīng)用一：酸堿指示劑可判斷反應(yīng)后溶液的酸堿性

[教師]酸堿指示劑在生產(chǎn)、生活中具有很多的用途，有些反應(yīng)要在特定的酸堿性溶液中進(jìn)行，所以我們要檢測溶液的酸堿性，比如：制作饅頭的過程，面團(tuán)會發(fā)酵產(chǎn)生少量的有機(jī)酸，一般會加入少量Na2CO3（俗稱：蘇打、純堿，是一種常見的鹽）。

請大家通過實驗判斷碳酸鈉溶液的酸堿性并用酸堿指示劑檢驗?zāi)愕牟聹y。

[學(xué)生實驗4]向碳酸鈉溶液中滴加紫色石蕊或無色酚酞，觀察現(xiàn)象。

[PPT展示]碳酸鈉屬于鹽類物質(zhì)。為什么能使紫色石蕊變藍(lán)，使無色酚酞變紅？

[學(xué)生]碳酸鈉溶液顯堿性，但是碳酸鈉屬于鹽，說明有些鹽溶液顯堿性。

[教師]碳酸鈉與有機(jī)酸反應(yīng)后，溶液的酸堿性如何呢？我們以碳酸鈉溶液與稀鹽酸反應(yīng)為例來一起探究。

[演示實驗]向碳酸鈉溶液中先加入稀鹽酸，看到有大量氣泡產(chǎn)生，至不再產(chǎn)生氣泡時，再滴加無色酚酞，酚酞顯無色，這時溶液的酸堿性如何？如何判斷？

[學(xué)生交流、總結(jié)]此時溶液可能是酸性，也可能是中性或堿性。滴加紫色石蕊判斷即可。

設(shè)計意圖：化學(xué)來源于生活，本實驗創(chuàng)設(shè)的情境亦來源于日常生活。酸堿指示劑的應(yīng)用體現(xiàn)出化學(xué)學(xué)科的社會價值。提升學(xué)生對化學(xué)學(xué)科的認(rèn)可度。用酸堿指示劑判斷饅頭發(fā)酵以后的酸堿性，引起學(xué)生的好奇心，增強學(xué)習(xí)興趣。

應(yīng)用二：鑒別溶液

[PPT展示]現(xiàn)有稀HCl、NaOH溶液、Na2CO3溶液，請你設(shè)計實驗鑒別。

[學(xué)生交流、展示]

（1）先取樣，向三種溶液中滴加無色酚酞，不變紅的是稀鹽酸，變紅的為NaOH溶液和Na2CO3溶液，再向兩個變紅的溶液中滴加稀鹽酸，紅色褪去且有氣泡產(chǎn)生的是Na2CO3溶液，另一個是NaOH溶液。

（2）取樣，先向三種溶液中滴加紫色石蕊，變紅的是稀鹽酸，變藍(lán)的為NaOH溶液和Na2CO3溶液，再向兩個變藍(lán)的溶液中滴加稀鹽酸，有氣泡產(chǎn)生的是Na2CO3溶液，另一個是NaOH溶液。

[學(xué)生歸納總結(jié)]鑒別物質(zhì)的一般思路是利用物質(zhì)性質(zhì)的不同，選擇試劑，根據(jù)不同的現(xiàn)象來鑒別出物質(zhì)種類。

[教師]從上述實驗中我們發(fā)現(xiàn)酸堿指示劑在實際生產(chǎn)生活中有著非常重要的作用。

設(shè)計意圖：“物質(zhì)的鑒別”是初中化學(xué)的重要的知識板塊，也是中考必考的題型。用酸堿指示劑鑒別物質(zhì)也是后續(xù)多種物質(zhì)不用試劑進(jìn)行鑒別的模型。在設(shè)計實驗中用酸堿指示劑鑒別物質(zhì)，可以有效培養(yǎng)學(xué)生的“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識”的化學(xué)核心素養(yǎng)。同時依據(jù)實驗現(xiàn)象判斷物質(zhì)，也培養(yǎng)了學(xué)生“證據(jù)推理與模型認(rèn)知、科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任”的核心素養(yǎng)。

[課堂總結(jié)]本節(jié)課學(xué)習(xí)了如何自制酸堿指示劑，常見酸堿指示劑的變色規(guī)律和酸堿指示劑在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用及鑒別物質(zhì)的思路。

[家庭實驗]收集不同顏色的花瓣、蔬菜葉子、水果的果皮等，用白酒提取其汁液作為酸堿指示劑，用其檢驗家中你想檢驗的溶液的酸堿性。

設(shè)計意圖：學(xué)生在課堂總結(jié)的過程中對酸堿指示劑全面認(rèn)識，知道酸堿指示劑的由來，變色規(guī)律，常見用途等。家庭實驗是課堂內(nèi)容的延續(xù)，是學(xué)生的第二化學(xué)課堂，更能體現(xiàn)出生活離不開化學(xué)。

三、教學(xué)反思

1.創(chuàng)設(shè)真實的情境，體現(xiàn)化學(xué)的實用性 本節(jié)課從學(xué)生常見的、熟悉的幾種物質(zhì)引入課題，判斷常見物質(zhì)的酸堿性，用生活中常見的紫薯去檢驗酸性與堿性溶液。讓學(xué)生自己實驗尋找酸堿指示劑，在生活中自制酸堿指示劑等，使學(xué)生感受到化學(xué)就在身邊，充分體現(xiàn)化學(xué)的學(xué)科價值。從生活到化學(xué)課堂，再從化學(xué)課堂回歸生活，無不體現(xiàn)了化學(xué)學(xué)科的“社會責(zé)任”這一核心素養(yǎng)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與欲望，學(xué)生的積極性、主動性得到明顯的提高。

2.挖掘真實的史實，體現(xiàn)科學(xué)的嚴(yán)謹(jǐn)性

本節(jié)課中通過波義耳發(fā)現(xiàn)酸堿指示劑這一史料，使學(xué)生明白科學(xué)知識的發(fā)現(xiàn)，需要有敏銳的觀察力和探究精神。真實的歷史史料，既豐富了學(xué)生的認(rèn)知，也豐富了課堂。學(xué)生了解酸堿指示劑的歷史發(fā)展過程，從中學(xué)習(xí)科學(xué)家勇于探索、不斷質(zhì)疑的思維品質(zhì)和學(xué)習(xí)精神。

3.學(xué)生活動多樣性，體現(xiàn)化學(xué)學(xué)科的特性

本節(jié)課學(xué)生活動豐富多彩，通過用不同植物尋找酸堿指示劑、判斷能否作為酸堿指示劑、酸堿指示劑的變色規(guī)律、化學(xué)反應(yīng)后溶液酸堿性的實驗驗證、用酸堿指示劑去檢驗物質(zhì)等小組實驗，使學(xué)生從這些活動中去了解、認(rèn)識、掌握酸堿指示劑。在分組實驗中，學(xué)生能相互配合完成實驗，及時并糾正操作錯誤，學(xué)生的積極性、自主性、合作性得到提升。學(xué)生進(jìn)行交流的同時，總結(jié)、歸納能力也得到提升。同時培養(yǎng)了學(xué)生“證據(jù)推理與模型認(rèn)知、科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任”的核心素養(yǎng)。

4.問題鏈教學(xué)，體現(xiàn)生本課堂的高效性

本節(jié)課以問題鏈貫穿整個課堂，以什么是酸堿指示劑？哪些地方可以找到酸堿指示劑？酸堿指示劑有哪些變色規(guī)律？酸堿指示劑在日常生活中有哪些應(yīng)用等問題，將本節(jié)課的環(huán)節(jié)有序地整合，學(xué)生參與度高，興趣濃、主動性強。在實驗教學(xué)中，重視引導(dǎo)學(xué)生對實驗的分析和解決問題的思維過程。對反應(yīng)后的溶液的酸堿性進(jìn)行判斷，并用實驗加以證明，讓學(xué)生的思維得到訓(xùn)練和加強，能力得到提升。

總之，要以學(xué)生為本，充分調(diào)動學(xué)生的主體意識，進(jìn)行自主學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)、探究學(xué)習(xí)。課堂要打破以講授為主的傳統(tǒng)教學(xué)模式，落實化學(xué)核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。

參考文獻(xiàn)

[1] 中華人民共和國教育部.普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）[s].北京：人民教育出版社，2018.

[2]人民教育出版社，課程教材研究所，化學(xué)課程教材研究開發(fā)中心，義務(wù)教育教科書（化學(xué)九年級下冊）[M].北京：人民教育出版社，2012.