《拓展課題1-1茶葉中某些元素的鑒定》教學(xué)設(shè)計(jì)(部級(jí)優(yōu)課)x-化學(xué)教案

《茶葉中某些元素的鑒定》教學(xué)設(shè)計(jì)瑞安市第十中學(xué)徐雅設(shè)計(jì)理念STSE教育強(qiáng)調(diào)科學(xué)技術(shù)與社會(huì)、環(huán)境的關(guān)系以及在社會(huì)生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用，是一種適應(yīng)21世紀(jì)的新型的科學(xué)教育模式。新課程標(biāo)準(zhǔn)重視STSE教育在化學(xué)教學(xué)中的滲透，提出化學(xué)應(yīng)“由過分注重學(xué)科系統(tǒng)知識(shí)向貼近社會(huì)、貼近生活，體現(xiàn)STSE教育思想轉(zhuǎn)變”。這種理念經(jīng)過中國特色的提煉與總結(jié)，產(chǎn)生了“3S”化學(xué)教學(xué)模式，即指在高中化學(xué)教學(xué)中，以化學(xué)核心素養(yǎng)為指導(dǎo)，圍繞“生活、實(shí)驗(yàn)、生產(chǎn)”來展開教學(xué)活動(dòng)的一系列教學(xué)方法、框架和程序。為使得目前的STSE教育能夠得到全面、深入的開展，在本節(jié)課化學(xué)教學(xué)中充分、靈活地運(yùn)用了“3S”教學(xué)模式進(jìn)行教學(xué)，讓課堂變得更加有效、精彩、互動(dòng)。教材分析《茶葉中某些元素的鑒定》這節(jié)課來源于蘇教版實(shí)驗(yàn)化學(xué)專題一課題一拓展課題1-1。其在教材中的位置既鞏固了《海帶中碘元素的提取及檢驗(yàn)》的相關(guān)分離提純知識(shí)，構(gòu)建了檢測(cè)植物體中某些元素的基礎(chǔ)模型；也為專題三“物質(zhì)的檢驗(yàn)與鑒別”奠定了基礎(chǔ)，讓學(xué)生熟悉物質(zhì)鑒別的相關(guān)思維與方法，為后續(xù)的課程開展埋下伏筆。由于其材料難處理，流程較復(fù)雜，難以直接操作，在實(shí)際教學(xué)中常常被一帶而過，沒有體現(xiàn)其應(yīng)有價(jià)值。學(xué)情分析在必修課程中，學(xué)生也較全面的學(xué)習(xí)過各種離子的常見檢驗(yàn)方法。但他們對(duì)于各種離子的檢驗(yàn)還停留在簡(jiǎn)單記憶層面，對(duì)于如何在具體情況下，選擇試劑、排除干擾、排定次序?qū)旌先芤褐械亩喾N離子的檢驗(yàn)還知之不詳。而在本課前，學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了《海帶中碘元素的分離和檢驗(yàn)》，基本掌握了從植物體中檢驗(yàn)?zāi)承┰氐拇笾铝鞒毯头椒?。但?duì)于實(shí)驗(yàn)方案的完整性、細(xì)節(jié)性還有待提高，特別是自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案的能力還有所欠缺。教學(xué)目標(biāo)（一）宏觀辨識(shí)與微觀探析1.鞏固離子檢驗(yàn)中試劑選擇的相關(guān)知識(shí)；2．通過實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析，理解干擾排除在檢驗(yàn)過程中的重要性；3.掌握以操作簡(jiǎn)易性為原則，選擇檢驗(yàn)順序，將金屬陽離子的沉淀pH運(yùn)用于物質(zhì)分離。（二）變化觀念與平衡思想1.通過提高浸取率的思考，理解實(shí)驗(yàn)條件控制的對(duì)于實(shí)驗(yàn)效果的重要性。（三）證據(jù)推理與模型認(rèn)知1.通過實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與結(jié)論，推測(cè)茶葉中金屬元素的可能存在形式，培養(yǎng)證據(jù)推理能力；2.通過資料中鈣鐵鋁的存在形式演推獲取自由離子的方法，結(jié)合上節(jié)課內(nèi)容，構(gòu)建植物中獲取無機(jī)離子的基礎(chǔ)模型；3.通過各種情況分析，歸納原材料處理的常見方法，可運(yùn)用于工業(yè)生產(chǎn)。4.通過層層剖析，建立離子檢驗(yàn)的思路模型。（四）科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)1.通過茶水中鈣鐵鋁三種離子的檢驗(yàn)，運(yùn)用離子檢驗(yàn)知識(shí)來解決實(shí)際生活問題，并鞏固離子檢驗(yàn)中試劑選擇的相關(guān)知識(shí)，提升學(xué)生動(dòng)手操作能力；2.初步認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)條件控制、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析等方法在化學(xué)學(xué)習(xí)和科學(xué)研究中的應(yīng)用；3.運(yùn)用所學(xué)設(shè)計(jì)與呈現(xiàn)離子檢驗(yàn)的流程圖，培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)。（五）科學(xué)精神與社會(huì)責(zé)任1.通過生活中常見的茶水來引發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，通過茶葉商的情境激發(fā)學(xué)生探究熱情；2.能夠獨(dú)立或與同學(xué)合作完成實(shí)驗(yàn)，記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，并能主動(dòng)進(jìn)行交流，初步形成良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣；3.培養(yǎng)從生活細(xì)節(jié)中發(fā)現(xiàn)化學(xué)問題的能力，嘗試用化學(xué)知識(shí)解決生活問題，最后升華為化學(xué)的思路與方法。教學(xué)用具儀器：試管、滴管、井穴板試劑：KSCN溶液、雙氧水、草酸銨溶液、鋁試劑、茶水、濾液、FeCl3溶液教學(xué)過程教學(xué)環(huán)節(jié)教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖情景引入:茶與微量元素（2min）【引入】同學(xué)們好，老師這里有一杯茶水。茶是我們國人喜愛的飲品，古人曾總結(jié)出茶之十德，請(qǐng)欣賞：以茶驅(qū)睡氣，以茶養(yǎng)生氣——它的這些功效來源于茶葉中的茶多酚與咖啡因。茶多酚是一類物質(zhì)的總稱，顧名思義，其結(jié)構(gòu)應(yīng)該還有多個(gè)什么基團(tuán)？因此具有強(qiáng)還原性，可以抗氧化，降脂降壓，以茶養(yǎng)生氣；而咖啡因可以提神醒腦，以茶驅(qū)睡氣?！具^渡】近年來，茶葉商又打出了新的招牌，認(rèn)為喝茶可以補(bǔ)充人體必需的微量元素。請(qǐng)看表格，這種說法，究竟是商家的忽悠伎倆還是確有其事呢？我們這節(jié)課先以鈣鐵鋁為例，做一個(gè)初步的探究。【設(shè)疑】喝茶能否吸收鈣鐵鋁元素？初步了解茶葉中茶多酚和咖啡因的存在與性質(zhì)?！君R答】酚羥基。通過生活中常見的茶水來引發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，通過茶葉商的情境激發(fā)學(xué)生探究熱情?；顒?dòng)探究一：茶水中對(duì)應(yīng)離子的檢驗(yàn)（8min）【問1】如何把這個(gè)生活問題轉(zhuǎn)化為化學(xué)問題？【問2】鐵元素對(duì)應(yīng)的可能是鐵離子還是亞鐵離子？【演示實(shí)驗(yàn)】茶水+FeCl3溶液顯紫色【問3】應(yīng)選用什么試劑來檢驗(yàn)對(duì)應(yīng)離子？【問4】由該現(xiàn)象我們得出了什么結(jié)論？【齊答】茶水中是否含有對(duì)應(yīng)離子。【學(xué)生回答】鐵離子與茶多酚會(huì)顯色，因此不可能存在與茶水中?！緦W(xué)生回答并演示】用草酸銨檢驗(yàn)Ca2+；用KSCN溶液和雙氧水檢驗(yàn)Fe2+；用鋁試劑檢驗(yàn)Al3+?！君R答】茶水中不含對(duì)應(yīng)離子。通過茶水中鈣鐵鋁三種離子的檢驗(yàn)帶領(lǐng)學(xué)生運(yùn)用離子檢驗(yàn)知識(shí)來解決實(shí)際生活問題，并鞏固離子檢驗(yàn)中試劑選擇的相關(guān)知識(shí)，提升學(xué)生動(dòng)手操作能力。理論分析：茶葉中對(duì)應(yīng)離子的獲取（8min）【過渡】通過喝茶來補(bǔ)鈣、補(bǔ)鐵是不太可能的。茶葉中含有這些元素，而茶水中卻無法檢測(cè)出對(duì)應(yīng)離子，可能原因是什么呢？【展示】資料查閱中鈣鐵鋁的存在形式?！驹O(shè)問】結(jié)合“海帶中碘的分離及檢驗(yàn)”，我們應(yīng)該如何獲取茶葉中的金屬離子？【追問】如何提高浸取率？【小結(jié)】實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)的達(dá)成，除了進(jìn)行具體的操作以外，我們還需要對(duì)實(shí)驗(yàn)的條件進(jìn)行嚴(yán)格的控制，才能達(dá)到最理想的實(shí)驗(yàn)效果。【學(xué)生討論】這些金屬元素在茶葉中的可能存在形式。【學(xué)生甲】難溶金屬氧化物；難溶無機(jī)鹽?！緦W(xué)生乙】難溶或難電離的有機(jī)鹽【學(xué)生回答】灼燒、酸浸、過濾?！緦W(xué)生回答】磨細(xì)灰分，提高酸濃度，提高溫度等。通過實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與結(jié)論，推測(cè)茶葉中金屬元素的可能存在形式，培養(yǎng)證據(jù)推理能力。通過資料中鈣鐵鋁的存在形式演推獲取自由離子的方法，結(jié)合上節(jié)課內(nèi)容，構(gòu)建植物中獲取無機(jī)離子的基礎(chǔ)模型。通過提高浸取率的思考，鞏固實(shí)驗(yàn)條件控制的相關(guān)知識(shí)。活動(dòng)探究二：濾液中的離子檢驗(yàn)探究（8min）【實(shí)驗(yàn)講解】1號(hào)組：半滴管濾液2號(hào)組：半滴管濾液+1-2滴KSCN溶液3號(hào)組：半滴管濾液+4-5滴草酸銨溶液4號(hào)組：半滴管濾液+4滴鋁試劑5號(hào)組：半滴管蒸餾水+4滴鋁試劑【設(shè)問】該實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象能否證明濾液中對(duì)應(yīng)離子的存在？3號(hào)組和4號(hào)組實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與預(yù)期不符的可能原因是什么？【過渡】所以我們?cè)跈z驗(yàn)的過程中，還要特別注意環(huán)境和其它離子的干擾，通過剛才的探究，我們僅僅是檢驗(yàn)出了鐵離子，而該離子和鋁離子還有待于進(jìn)一步的探究。進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，記錄并描述現(xiàn)象?！緦W(xué)生描述】2號(hào)組溶液變血紅色；3號(hào)組溶液無明顯變化；4號(hào)組溶液變紫紅色?！緦W(xué)生回答】3號(hào)組受強(qiáng)酸環(huán)境影響，4號(hào)組可能有其他離子干擾。能夠獨(dú)立或與同學(xué)合作完成實(shí)驗(yàn)，記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，并能主動(dòng)進(jìn)行交流，深度探討：最優(yōu)離子檢驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)（10min）【設(shè)問】根據(jù)表格信息，你會(huì)選擇以怎樣的順序檢驗(yàn)濾液中Ca2+、Al3+？【板書】鈣離子檢驗(yàn)的具體流程?！驹O(shè)問】請(qǐng)同學(xué)們?cè)O(shè)計(jì)后續(xù)的檢驗(yàn)方案，并畫出流程圖。【評(píng)價(jià)】對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)進(jìn)行具體的分析、評(píng)價(jià)、改進(jìn)。并和教材中建議的檢驗(yàn)方案進(jìn)行對(duì)比?！緦W(xué)生回答】鋁元素與鐵元素沉淀pH接近，較難分離。可先檢驗(yàn)鈣離子。【學(xué)生設(shè)計(jì)呈現(xiàn)方案】以操作簡(jiǎn)易性為原則，選擇檢驗(yàn)順序，將沉淀pH與物質(zhì)分離結(jié)合起來。通過離子檢驗(yàn)的流程圖設(shè)計(jì)與呈現(xiàn)，培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)和探究精神。歸納總結(jié)：預(yù)處理方法與離子檢驗(yàn)思路（4min）【歸納一】如何處理原材料：如何將有機(jī)物轉(zhuǎn)化為無機(jī)物？如何將無機(jī)物轉(zhuǎn)化為自由離子？如何富集獲取有機(jī)物本身？【歸納二】如何檢驗(yàn)離子：?jiǎn)我蝗芤褐袉我浑x子的檢驗(yàn)；混合溶液中單一離子的檢驗(yàn)；混合溶液中多種離子的檢驗(yàn)?！拘〗Y(jié)】通過這節(jié)課的學(xué)習(xí)，我希望同學(xué)們了解到，生活問題其實(shí)就是化學(xué)問題。作為學(xué)化學(xué)的高中生，我們不能人云亦云，要通過實(shí)驗(yàn)探究、資料查閱來解決生活問題。有條件的話，還可以通過深入的挖掘與分析，將生活的點(diǎn)點(diǎn)滴滴歸納為化學(xué)的思維方法。化學(xué)實(shí)際上就是，來源于生活并應(yīng)用于生活的?！緦W(xué)生歸納】灼燒灰化法；酸浸、堿浸、水浸法；萃取法?！舅悸窔w納】選試劑→排干擾→定次序通過各種情況分析，歸納原材料處理的常見方法，可運(yùn)用于工業(yè)生產(chǎn)。通過層層剖析，建立離子檢驗(yàn)的思路模型。培養(yǎng)從生活細(xì)節(jié)中發(fā)現(xiàn)化學(xué)問題的能力，嘗試用化學(xué)知識(shí)解決生活問題，最后升華為化學(xué)的思路與方法。教學(xué)反思（一）創(chuàng)新點(diǎn)1.設(shè)計(jì)“茶葉商的推銷”生活情境激發(fā)疑惑，自然過渡到離子檢驗(yàn)問題。在設(shè)計(jì)上，通過“探究—討論—再探究”的模式深入對(duì)問題的理解，構(gòu)建原材料預(yù)處理的方法模型和混合溶液中離子檢驗(yàn)的思路模型。以“3S”教學(xué)模式為指導(dǎo)，使化學(xué)課堂源于生活，忠于實(shí)驗(yàn)，用于生產(chǎn)。2.摒棄傳統(tǒng)課堂中直接給出離子獲取方法的講授式教學(xué)，讓學(xué)生通過茶水離子檢驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與結(jié)論，推測(cè)茶葉中金屬元素的可能存在形式；并通過資料中鈣鐵鋁的存在形式演推獲取自由離子的方法，結(jié)合上節(jié)課“海帶中碘的分離及檢驗(yàn)”內(nèi)容，構(gòu)建植物中獲取無機(jī)離子的基礎(chǔ)模型。3.不采用直接通過教材中的“提示與建議”演示實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生過一遍流程的教學(xué)方式，而從學(xué)生的慣性思路出發(fā)，選擇試劑