碎片化知識的整合與拓展

　　摘 要：文章對九年級教材中“銅及其化合物”的碎片化內(nèi)容進(jìn)行整合與拓展，在復(fù)習(xí)銅、氧化銅、硫酸銅和氫氧化銅的基礎(chǔ)上，學(xué)習(xí)堿式碳酸銅。從宏觀、微觀、定性、定量、實驗、模型等角度了解堿式碳酸銅，最后形成比較完整的“銅及其化合物”的價類關(guān)系圖。

　　本文源自求知導(dǎo)刊 2020年35期《求知導(dǎo)刊》是經(jīng)國家新聞出版總署批準(zhǔn)登記，廣西壯族自治區(qū)新聞出版局主管、廣西出版雜志社主辦的全國優(yōu)秀學(xué)術(shù)刊物(月刊)，國內(nèi)外公開發(fā)行。系中文科技期刊數(shù)據(jù)庫來源期刊、龍源國際期刊網(wǎng)全文收錄期刊。

　　關(guān)鍵詞：銅及其化合物;堿式碳酸銅;價類關(guān)系圖;化學(xué)核心素養(yǎng)

　　一、內(nèi)容分析

　　人教版九年級《化學(xué)》中有很多內(nèi)容涉及銅及其化合物，但是零星散落在教材的各個角落。例如，緒言中提到“在翠綠色的孔雀石等銅礦石上面燃燒炭火，會有紅色的銅生成”。第一單元課題1中引入化學(xué)變化和物理變化的區(qū)別時，進(jìn)行的實驗之一就是研磨硫酸銅晶體以及硫酸銅溶液和氫氧化鈉反應(yīng)。第二單元課題3中也提到“硫酸銅溶液等對過氧化氫的分解有催化作用”。第五單元課題1中驗證質(zhì)量守恒定律的實驗之一就是鐵和硫酸銅溶液的反應(yīng)。第六單元課題1在講述碳的化學(xué)性質(zhì)時，進(jìn)行了碳還原氧化銅的實驗，并且詳細(xì)闡述了該反應(yīng)中失氧和得氧的變化。第八單元中講到金屬材料和金屬的化學(xué)性質(zhì)時，學(xué)生更加深入地了解到銅的金屬活動性順序以及銅和氧氣的反應(yīng)、鐵和硫酸銅的反應(yīng)、銅和硝酸銀的反應(yīng)。第八單元中課后習(xí)題也介紹了“古代將爐甘石(ZnCO3)、赤銅(Cu2O)和木炭粉混合后加熱到800℃，得到一種外觀似金子的鋅和銅的合金”。

　　縱觀《化學(xué)》上下冊，銅及其化合物不僅是很好的教學(xué)素材，也是生活中很常見、很重要的物質(zhì)，因此，筆者嘗試將這些碎片化知識有機整合與適當(dāng)拓展，期望能在豐富化學(xué)課堂的同時，提升學(xué)生的化學(xué)核心素養(yǎng)。

　　二、教學(xué)過程

　　筆者用一系列圖片引入銅元素，然后請學(xué)生將最常見的四種含銅物質(zhì)——銅、氧化銅、硫酸銅、氫氧化銅的化學(xué)式填在價類關(guān)系圖(如圖1)的相應(yīng)位置，并用箭頭標(biāo)出相互轉(zhuǎn)化關(guān)系。完成價類關(guān)系圖后，請學(xué)生按照所給試劑和實驗儀器完成幾個轉(zhuǎn)化實驗。

　　完成上述網(wǎng)絡(luò)式的知識回顧后，接下來進(jìn)行新物質(zhì)——堿式碳酸銅的學(xué)習(xí)。首先展示堿式碳酸銅的資料卡片，請學(xué)生將堿式碳酸銅填寫到價類關(guān)系圖上，并標(biāo)出轉(zhuǎn)化關(guān)系。該教學(xué)設(shè)計的目的是讓學(xué)生溫故而知新，在復(fù)習(xí)前面含銅物質(zhì)的性質(zhì)的同時，展開新的含銅物質(zhì)的學(xué)習(xí)。其次，筆者通過數(shù)字化實驗探究堿式碳酸銅的分解產(chǎn)物，請學(xué)生通過觀察實驗和分析產(chǎn)物，書寫化學(xué)方程式，并完善價類關(guān)系圖。再次，根據(jù)生活常識引導(dǎo)學(xué)生思考堿式碳酸銅如何轉(zhuǎn)化成硫酸銅，并且從微觀角度進(jìn)行解釋。最后，對堿式碳酸銅定量分析，判斷堿式碳酸銅的化學(xué)式，并且在解決該問題后，歸納化學(xué)式的測定方法，幫助學(xué)生建立宏微結(jié)合的解題模型。

　　三、教學(xué)思考

　　人教版初中化學(xué)每個單元的知識都承載著建立化學(xué)基本觀念的功能，教師應(yīng)充分挖掘知識背后隱藏的更有價值的觀念。在中考復(fù)習(xí)時，教師更應(yīng)超越具體的單元知識，以化學(xué)基本觀念的視角統(tǒng)領(lǐng)復(fù)習(xí)內(nèi)容[1]。

　　1.培養(yǎng)學(xué)生的變化觀

　　貫穿本節(jié)復(fù)習(xí)課的一條主線是銅及其化合物的價類關(guān)系圖和轉(zhuǎn)化圖。從課前空白的價類關(guān)系圖到一張比較完整的關(guān)系轉(zhuǎn)化圖(如圖2)，花費了整整一節(jié)課的時間，這應(yīng)該是學(xué)生收獲頗多的一節(jié)課。隨著復(fù)習(xí)課內(nèi)容的推進(jìn)，學(xué)生一步一步完成轉(zhuǎn)化圖，一點一點回顧舊知，領(lǐng)悟新知，最后形成一張簡單又豐富的銅及其化合物的關(guān)系轉(zhuǎn)化圖。在此過程中，既回顧了書本，復(fù)習(xí)了已有知識，又學(xué)習(xí)了幾種新物質(zhì)——Cu2(OH)2CO3和Cu2O。這比常態(tài)復(fù)習(xí)課中“默寫化學(xué)方程式+習(xí)題講解”的模式要更立體有趣。這樣的復(fù)習(xí)形式學(xué)生聽起來比較親切，接受起來比較自然，而且便于學(xué)生更好地了解銅及其化合物之間的相互聯(lián)系，因為世界上的物質(zhì)都是相互關(guān)聯(lián)的，不是簡單的“1+1=2”，所以在日常教學(xué)中也要滲透這一點。

　　2.培養(yǎng)學(xué)生的微粒觀

　　學(xué)生在新課學(xué)習(xí)中，已經(jīng)能從離子角度認(rèn)識中和反應(yīng)等復(fù)分解反應(yīng)。在筆者提問“如何將Cu2(OH)2CO3轉(zhuǎn)化成CuSO4”時，筆者啟發(fā)學(xué)生從微觀角度思考Cu2(OH)2CO3的離子組成，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行推導(dǎo)。在筆者的啟發(fā)下，學(xué)生很快便理解上述轉(zhuǎn)化的關(guān)鍵就是將OH-、CO32-和H+反應(yīng)，生成CO2和H2O，所以應(yīng)該使Cu2(OH)2CO3和酸反應(yīng)，并且為了生成CuSO4，加入的酸必須是H2SO4。上述過程能更好地培養(yǎng)學(xué)生宏觀辨識與微觀辨析的學(xué)科素養(yǎng)。

　　在進(jìn)行堿式碳酸銅的化學(xué)式的定量分析時，筆者也注重宏微結(jié)合。借助于這樣的習(xí)題(如圖3)，引導(dǎo)學(xué)生歸納計算微粒個數(shù)比的思路。

　　最后得出計算微粒個數(shù)比的兩種方式：

　　(1)NA∶NB=—∶—(NA——微粒個數(shù) mA——物質(zhì)質(zhì)量 MrA——相對分子質(zhì)量)

　　(2)化學(xué)方程式 aA+bB+cC=dD+eE+…中，NA∶NB= a∶b

　　在介紹孔雀石型堿式碳酸銅和藍(lán)銅礦型堿式碳酸銅的外觀后，筆者也強調(diào)了它們的物理性質(zhì)不同是因為它們的微觀結(jié)構(gòu)不同，也從微觀本質(zhì)解釋了物質(zhì)的結(jié)構(gòu)決定物質(zhì)的性質(zhì)。

　　3.培養(yǎng)學(xué)生的實驗觀

　　初中階段，硫酸銅、氫氧化銅和氧化銅是最具代表性的含銅化合物，為了突出這幾種特征物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化關(guān)系，使學(xué)生更好地了解它們的性質(zhì)，筆者僅僅給學(xué)生提供了硫酸銅、稀硫酸和氫氧化鈉三種物質(zhì)，請學(xué)生自行設(shè)計實驗并完成四個實驗(如圖4)。

　　在討論實驗方案時，產(chǎn)生了如下對話。

　　A學(xué)生：“Cu(OH)2既要生成CuSO4，又要生成CuO，怎么可能完成?”

　　B學(xué)生：“可以。先將生成的Cu(OH)2和H2SO4反應(yīng)生成CuSO4，再將CuSO4和NaOH反應(yīng)生成Cu(OH)2，

　　然后再加熱Cu(OH)2生成CuO。”

　　C學(xué)生：“這樣雖然可行，但是實驗過程太復(fù)雜了，有沒有簡便些的實驗過程?”

　　于是，教師建議：“第一次生成Cu(OH)2后，大家可以將試管中的藍(lán)色絮狀沉淀分一部分到另一個試管中，然后分別進(jìn)行Cu(OH)2的兩個實驗。這樣操作，就可以省去制取兩次Cu(OH)2的麻煩，比較簡單。”學(xué)生恍然大悟，紛紛感嘆：“實驗操作可以靈活些，在安全操作的前提下，可以進(jìn)行一些簡單創(chuàng)新。”

　　上述實驗雖然僅僅是一組試管實驗，但是學(xué)生在思考和操作的過程中，也感受到了與以往實驗的不同，本實驗也另辟蹊徑地提高了學(xué)生的科學(xué)探究素養(yǎng)。

　　4.培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)展觀

　　近幾年，隨著科技的高速發(fā)展，化學(xué)實驗中經(jīng)常能看到數(shù)字化實驗的身影，于是，筆者也當(dāng)堂演示了數(shù)字化實驗檢驗堿式碳酸銅分解產(chǎn)物。但是筆者也展示了傳統(tǒng)實驗，讓學(xué)生通過觀察兩個實驗，比較傳統(tǒng)實驗和數(shù)字化實驗的優(yōu)缺點。借此培養(yǎng)學(xué)生用辯證發(fā)展的眼光來看待如今的化學(xué)實驗。

　　在介紹Cu2(OH)2CO3易和酸反應(yīng)時，筆者也向?qū)W生提問：“家中銅制品表面的銹可以如何簡單處理?”學(xué)生很快便回答：“和鹽酸或稀硫酸反應(yīng)。”筆者再追問：“家中有鹽酸和稀硫酸嗎?”學(xué)生答：“和白醋或醋精反應(yīng)!”筆者希望化學(xué)的學(xué)習(xí)重在書本，但不局限于書本，化學(xué)必須走向生活，應(yīng)用于生活中。

　　在復(fù)習(xí)書本上常見的銅及其化合物后，筆者重點介紹了堿式碳酸銅。堿式碳酸銅作為常見含銅化合物的拓展和延伸，能讓學(xué)生用發(fā)展的眼光認(rèn)識現(xiàn)在所學(xué)的物質(zhì)。讓學(xué)生知道學(xué)習(xí)書本上的物質(zhì)是為了更好地認(rèn)識沒學(xué)過的物質(zhì)。筆者也給學(xué)生介紹了堿式碳酸銅的兩種結(jié)構(gòu)，讓學(xué)生了解隨著學(xué)習(xí)的深入，以前的很多知識是有局限性的，所以需要不停地學(xué)習(xí)。

　　本節(jié)復(fù)習(xí)課的教學(xué)設(shè)計注重培養(yǎng)變化觀、微粒觀、實驗觀和發(fā)展觀，但是礙于一節(jié)課的時長，有的內(nèi)容并沒有得到更深入的討論，只能留作課后思考。九年級《化學(xué)》中像銅及其化合物這樣的碎片化知識有很多，如碳及其化合物、鈣的化合物等，若能對相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行取舍，不求面面俱到，而是突出重點和適當(dāng)擴(kuò)展，相信能讓復(fù)習(xí)課的課堂煥發(fā)出新的光彩。就像鄭胤飛教授所說的：“我還是希望多給學(xué)生一點邏輯，多給學(xué)生一點化學(xué)味，多給學(xué)生一點文化，從而多給學(xué)生一點興趣。”[2]

　　[參考文獻(xiàn)]

　　[1]徐 麗.中考深度復(fù)習(xí)策略——基于化學(xué)基本觀念有效架構(gòu)“思維圖譜”[J].中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考，2017(5).

　　[2]鄭胤飛.文化有根，課堂有魂[M].上海：上海教育出版社，2017：177.

　　作者簡介：莊育蘭(1981— )，女，江蘇蘇州人，中學(xué)一級教師，本科，化學(xué)教師，研究方向：化學(xué)教學(xué)。