人教版化學(xué)必修1《離子反應(yīng)》教學(xué)設(shè)計
一、教材分析
“離子反應(yīng)”是人教版化學(xué)必修1第一章《化學(xué)物質(zhì)及其變化》第二節(jié)內(nèi)容，是高中化學(xué)課程中的核心概念，是學(xué)生微粒觀、變化觀形成的重要載體。在《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（20xx年版）》中，“主題2：常見的無機(jī)物及應(yīng)用”對電離與離子反應(yīng)的要求為：“認(rèn)識酸、堿、鹽等電解質(zhì)在水溶液中或熔融狀態(tài)下能發(fā)生電離。通過實驗認(rèn)識離子反應(yīng)及其發(fā)生的條件，了解常見離子的檢驗。”具體內(nèi)容包括電離、電解質(zhì)、離子反應(yīng)等關(guān)鍵概念和電離方程式書寫、離子方程式書寫、離子反應(yīng)的發(fā)生條件、離子反應(yīng)的本質(zhì)等核心知識，也包括離子反應(yīng)相關(guān)知識在解決實際問題中的應(yīng)用。
在本章第一節(jié)“物質(zhì)的分類及轉(zhuǎn)化”中，學(xué)生已經(jīng)初步認(rèn)識到從微觀角度認(rèn)識物質(zhì)更加深入，更接近事物的本質(zhì)。而本節(jié)的內(nèi)容更加深入系統(tǒng)地將宏觀與微觀結(jié)合起來，真正使學(xué)生從微粒的視角認(rèn)識溶液和溶液中的反應(yīng)，可讓學(xué)生初步建立基于微粒及微粒間相互作用認(rèn)識物質(zhì)結(jié)構(gòu)與變化的觀念和能力，提升“宏觀辨識與微觀探析”“變化觀念”“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”等學(xué)科素養(yǎng)。同時，本節(jié)內(nèi)容也將為后續(xù)化學(xué)反應(yīng)原理部分研究微粒在水溶液中的行為打下堅實的基礎(chǔ)。
《標(biāo)準(zhǔn)（20xx版）》還指出，學(xué)生應(yīng)通過實驗探究和聯(lián)系實際的方式學(xué)習(xí)上述知識。因此，以學(xué)生的已有經(jīng)驗為背景，設(shè)計聯(lián)系實際、以綜合問題解決為核心任務(wù)的教學(xué)活動，有助于將上述不同素養(yǎng)進(jìn)行整合培養(yǎng)，有助于教學(xué)目標(biāo)的高效落實。
二、學(xué)情分析
離子反應(yīng)的概念能夠幫助學(xué)生從微觀角度認(rèn)識物質(zhì)在水溶液中的反應(yīng)實質(zhì)，發(fā)展微粒觀，使其從微粒的視角認(rèn)識溶液和溶液中的反應(yīng)；作為一種重要的反應(yīng)類型，離子反應(yīng)又能夠發(fā)展學(xué)生對化學(xué)反應(yīng)的分類視角和認(rèn)識水平。在初中階段學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)過酸、堿、鹽，并且能從宏觀物質(zhì)角度認(rèn)識復(fù)分解反應(yīng)。但其認(rèn)識水平較低，缺乏微觀意識，難從微觀的角度去理解酸、堿、鹽在溶液中的行為，因此學(xué)生需要建立一個新的認(rèn)識視角，認(rèn)識物質(zhì)，認(rèn)識反應(yīng)，將原有的宏觀、孤立、定性的認(rèn)識角度提升至微觀、聯(lián)系、定量的層面。
因此分析學(xué)生的障礙點：
1.認(rèn)識停留在宏觀層面：未建立電離、電解質(zhì)等概念，難以準(zhǔn)確理解電解質(zhì)在溶液中形成離子的過程，也難以用符號表達(dá)。只能從宏觀物質(zhì)的角度認(rèn)識酸、堿、鹽之間的反應(yīng)。
2.認(rèn)識停留在孤立層面：不能從微觀角度分析溶液中微粒間的相互作用，即離子反應(yīng)。
3.認(rèn)識停留在定性層面：只關(guān)注離子的種類，不關(guān)注離子的數(shù)量，不能理解離子數(shù)量與物質(zhì)宏觀組成之間的關(guān)系。
結(jié)合上述學(xué)生的障礙點和發(fā)展點，需要以學(xué)生的已有經(jīng)驗為背景，設(shè)計符合其認(rèn)知發(fā)展的教學(xué)過程，初步完成微粒觀的建立。
三、教學(xué)目標(biāo)
1.從微觀角度認(rèn)識電解質(zhì)。通過實驗分析氯化鈉溶液及熔融氯化鈉的存在形式，建立電離、電解質(zhì)、非電解質(zhì)等關(guān)鍵概念，能用微觀示意圖將思維外顯，能用電離方程式進(jìn)行表征。
2.從微觀角度認(rèn)識反應(yīng)。基于證據(jù)從微觀的角度對物質(zhì)在水溶液中的反應(yīng)（以氫氧化鋇和硫酸為例）提出可能的假設(shè)，能認(rèn)識離子數(shù)量與物質(zhì)宏觀組成之間的關(guān)系，能依據(jù)宏觀現(xiàn)象分析離子間的相互作用，初步建立研究水溶液中物質(zhì)反應(yīng)的思路方法。
3.通過歸納復(fù)分解型離子反應(yīng)發(fā)生的條件，認(rèn)識離子反應(yīng)的本質(zhì)，理解離子間的反應(yīng)存在定量關(guān)系，能依據(jù)離子反應(yīng)的發(fā)生條件預(yù)測宏觀現(xiàn)象。
4.能應(yīng)用離子反應(yīng)分析解決真實復(fù)雜問題，形成分析思路。
四、教學(xué)重點
1.準(zhǔn)確理解電離、電解質(zhì)、非電解質(zhì)等關(guān)鍵概念，利用離子方程式和電離方程式等準(zhǔn)確表征電解質(zhì)在水溶液中電離和反應(yīng)的微觀過程。
2.能在宏觀物質(zhì)與微觀粒子種類、數(shù)量和相互作用之間進(jìn)行自主關(guān)聯(lián)和轉(zhuǎn)換，理解離子數(shù)量與物質(zhì)宏觀組成之間的關(guān)系，能從定量層面分析電解質(zhì)溶液中離子的來源和相互作用。
3.形成分析電解質(zhì)在水溶液中行為的思路和方法，并能應(yīng)用于分析和解決物質(zhì)制備、分離提純等相關(guān)實際問題。
五、教學(xué)難點
1.宏微結(jié)合，從定量層面分析離子的來源及相互作用。
2.形成分析電解質(zhì)在水溶液中行為的思路和方法，建立微粒觀。
六、教學(xué)過程
（一）環(huán)節(jié)一
1.創(chuàng)設(shè)情境，從實際問題出發(fā)，引發(fā)學(xué)生思考。
教師引導(dǎo)：[問題情境]夏天天熱，出了很多汗（主要成分NaCl）的手不能去接觸電器或擦拭電器，否則容易發(fā)生觸電事故。結(jié)合初中已學(xué)，解釋原因。
學(xué)生活動：以小組形式進(jìn)行討論，請小組代表總結(jié)回答。
設(shè)計意圖：由生活情境引入，容易引起學(xué)生興趣，應(yīng)用所學(xué)解答生活中的問題，體現(xiàn)化學(xué)學(xué)科的價值。
（二）環(huán)節(jié)二
1.設(shè)計導(dǎo)電性實驗，從微觀角度探究物質(zhì)導(dǎo)電原因。
教師引導(dǎo)：[任務(wù)1] 觀察氯化鈉固體、蒸餾水、氯化鈉溶液、熔融氯化鈉的導(dǎo)電實驗，描述現(xiàn)象，得出結(jié)論；用化學(xué)用語表示電離的微觀過程。
學(xué)生活動：
（1）討論導(dǎo)電的條件。
（2）觀察導(dǎo)電性實驗，描述現(xiàn)象，得出結(jié)論。
（3）用微觀示意圖畫出氯化鈉固體、氯化鈉溶液、熔融氯化鈉的存在形式。
（4）得出電離、電解質(zhì)等概念。
（5）書寫電離方程式。
（6）以Na2CO3、MgCl2等類型物質(zhì)進(jìn)行拓展練習(xí)。
設(shè)計意圖：通過分析實驗現(xiàn)象培養(yǎng)學(xué)生“證據(jù)推理”的學(xué)科素養(yǎng)。將學(xué)生思維借用微觀示意圖外顯，提升學(xué)生宏微結(jié)合的學(xué)科素養(yǎng)。訓(xùn)練學(xué)生用化學(xué)用語準(zhǔn)確表達(dá)，設(shè)計針對性的練習(xí)，讓學(xué)生注重定量角度的認(rèn)識，同時對之前的學(xué)習(xí)進(jìn)行反饋評價。
2.引入化學(xué)史，明確電離的條件。
教師引導(dǎo)：[問題1] 離子是通電后才產(chǎn)生的還是電解質(zhì)溶于水自動解離形成的？
學(xué)生活動：
（1）提出假設(shè)并尋找證據(jù)。
（2）結(jié)合化學(xué)史理解阿倫尼烏斯電離模型，明確電解質(zhì)溶于水會自動解離成離子。
設(shè)計意圖：電離是否需要通電條件是學(xué)生容易混淆的問題，這里問題的突破有利于學(xué)生對電離概念本質(zhì)的理解，借用化學(xué)史料解答，讓學(xué)生感受科學(xué)的發(fā)展不是一蹴而就的，需經(jīng)歷不斷演變及完善的過程。
3.基于電離產(chǎn)生的離子種類，從微觀本質(zhì)定義酸堿鹽。
教師引導(dǎo)：[任務(wù)2]結(jié)合電離方程式從電離的角度概括出酸、堿的本質(zhì)。
學(xué)生活動：（1）書寫HCl、H2SO4、HNO3以及NaOH、Ca（OH）2、Ba（OH）2的電離方程式。
（2）從電離的角度歸納概括出酸、堿的本質(zhì)。
設(shè)計意圖：拓展學(xué)生“物質(zhì)分類”的微觀角度，使學(xué)生認(rèn)識到從微觀角度認(rèn)識物質(zhì)更加深入，更接近本質(zhì)。
（三）環(huán)節(jié)三
1.從微觀角度探究電解質(zhì)溶液發(fā)生反應(yīng)的本質(zhì)。
教師引導(dǎo)：[任務(wù)3] 通過實驗觀察氫氧化鋇與硫酸反應(yīng)中小燈泡亮度的變化，分析水溶液中電解質(zhì)的`行為，建立離子反應(yīng)的核心概念。
學(xué)生活動：（1）分析向Ba（OH）2溶液中滴加硫酸過程中混合溶液的電導(dǎo)率的變化情況，并繪制滴定過程電導(dǎo)率變化圖像。
（2）解釋實驗圖像變化趨勢和拐點意義。
（3）用化學(xué)用語表示滴定過程，即按照“寫”、“拆”、“刪”、“查”
的步驟書寫離子方程式。
拓展思考：若將硫酸換成硫酸氫鈉，電導(dǎo)率又會如何變化？該過程的離子反應(yīng)方程式如何書寫？
設(shè)計意圖：通過此任務(wù)，展開離子反應(yīng)和離子方程式的概念教學(xué)。通過實驗現(xiàn)象分析，提升宏微結(jié)合及科學(xué)探究素養(yǎng)。通過比較硫酸與硫酸氫鈉的不同，從定性及定量角度深入認(rèn)識溶液中微粒之間的相互作用。
2.認(rèn)識離子反應(yīng)發(fā)生的條件，并能用其判斷離子反應(yīng)發(fā)生與否。
教師引導(dǎo)：以復(fù)分解反應(yīng)發(fā)生條件——水、氣、沉淀為例，布置并評價各類型離子方程式的書寫，從微粒觀角度探討離子反應(yīng)發(fā)生的本質(zhì)，并歸納復(fù)分解類型離子反應(yīng)發(fā)生的條件。
學(xué)生活動：（1）認(rèn)識電解質(zhì)在水溶液中的反應(yīng)，理解離子反應(yīng)的本質(zhì)。
（2）認(rèn)識同一離子方程式可代表一類反應(yīng)。
設(shè)計意圖：建立離子反應(yīng)的核心概念，為后續(xù)利用離子反應(yīng)解決實際問題做鋪墊。
（四）環(huán)節(jié)四
1.利用離子反應(yīng)概念解決粗鹽精制的實際問題。
教師引導(dǎo)：[任務(wù)4]設(shè)計實驗方案，完成粗鹽精制過程。
學(xué)生活動：（1）從離子角度認(rèn)識粗鹽的成分。
（2）依據(jù)微粒間相互作用及離子反應(yīng)發(fā)生條件選擇合適的試劑完成實驗設(shè)計。
（3）從定量層面分析試劑的用量，并調(diào)整設(shè)計方案。
（4）書寫該過程中的離子方程式。
設(shè)計意圖：讓學(xué)生自主地從宏觀和微觀相結(jié)合的角度分析和解決與電解質(zhì)溶液相關(guān)的實際問題，從定量層面分析電解質(zhì)溶液中離子的來源和相互反應(yīng)。檢測學(xué)生離子方程式的書寫，對上一環(huán)節(jié)進(jìn)行反饋評價。
2.形成解決真實復(fù)雜問題的思路。
教師引導(dǎo)：[小結(jié)]回顧粗鹽精制的過程，提煉從微觀離子角度解決實際問題的基本思路。
學(xué)生活動：建立分析電解質(zhì)在水溶液中行為的基本思路：確定認(rèn)識對象（溶質(zhì)或溶劑）——分析微粒種類和數(shù)量——分析微粒間相互作用——分析作用結(jié)果（宏觀現(xiàn)象等）。
設(shè)計意圖：通過任務(wù)的完成，讓學(xué)生經(jīng)歷宏觀-微觀-宏觀的思維過程，從而提升“宏觀辨識與微觀探析”的學(xué)科素養(yǎng)。通過歸納總結(jié)分析電解質(zhì)在水溶液中行為的基本思路，形成解決相關(guān)問題的思維模型。
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