探究氯碱工业原理 构建化工物质制备模型.pdf
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1、112美眉 2023.06 下教研与美育教学研究探究氯碱工业原理构建化工物质制备模型李金萍(江西省萍乡市萍乡中学,江西萍乡337000)摘要:以“电解饱和食盐水”为主线,氯碱工业为情境线,通过“回顾电解饱和食盐水反应原理及其现象”“分析教材装置在实际应用中的不足”“设计电解装置模拟工业电解”“建立化工物质从实验室制备到化工制备的一般模型”4 个任务,深化电解原理的相关知识,并在真实问题解决中发展“科学探究与创新意识”素养,同时通过引导学生建立化工物质制备的认知模型,加深对氯碱工业的理解和离子交换膜在电解中的应用,提升学生“科学精神与社会责任”素养。关键词:氯碱工业;电解饱和食盐水;真实问题;化
2、工物质制备;认知模型一、教学内容主题分析普通高中化学课程标准(2017 年版 2020 年修订)提到,以发展化学学科核心素养为主旨,重视开展“素养为本”的教学,倡导真实问题情境的创设,开展以化学实验为主的多种探究活动,重视教学内容的结构化设计,激发学生学习化学的兴趣,促进学生学习方式的转变,培养他们的创新精神和实践能力,培养学生的社会责任感、参与意识和决策能力。课程标准提倡综合使用多种方式开展选修课程的教学,如实验探究、专题调查、参观访问、科普宣传、专家讲座、专题论坛、文献研讨、读书报告等,鼓励开展主题性实践活动和项目式学习活动。其中,“科学探究与创新意识”是高中化学学科核心素养的重要内容,要
3、求教师在实施教学过程中,帮助学生逐步建立和发展“实验是科学探究的基本过程和方法”的化学核心观念。其中,“模型认知”为化学学科核心素养的一个重要维度,并将其表述为:知道可以通过分析、推理等方法认识研究对象的本质特征、构成要素及其相互关系,建立认知模型,并能运用模型解释化学现象,揭示现象的本质和规律。因此,在化学实验教学中,教师应该不断挖掘核心素养的内涵,创设真实情境,解决实际问题,并将其融入于实验教学的组织过程中,注重培养学生建构化学模型并不断理解、应用模型的能力,以此来逐步促进学生核心素养的发展。真正实现学习方式的改变,要靠问题化学习。我们从教授中心的课堂转变为学习中心的课堂,中间有一个桥梁,
4、这个桥梁就是问题化学习。因为问题化学习让我们所有的教学必须以学生为主线去设计,依据学生的问题展开,让学生真是的学习过程得以发生。江合佩老师建议,要将课堂主动性交给学生,多设计质疑型、讨论型、探究型活动,让学生在真实的问题解决过程中,获得解决问题的体验,获得解决问题的方法及程序,获得形成解决问题的思路及角度,形成和发展学生的化学学科素养。化学是一门以实验为基础的学科,化学实验可以给学生最直观的认识,是激发学生兴趣最有效的方式。重视和加强实验,改进和创新实验教学,将实验融入化学的实际教学当中,以学生为主体,改变学生学习态度,使学生从一般兴趣发展到极大兴趣,逐步形成对化学的乐趣,是提高化学课堂有效性
5、的有力措施,最终促进学生化学核心素养的发展,促进学生全面发展。电解饱和食盐水是高中化学人教版选修 4 的重要内容,也是一项重要的化工产业,称为“氯碱工业”,在工业生产、实际生活中都有广泛应用,以该反应为基础可以制备出一系列的化工产品,如盐酸和漂白液等。因此“电解饱和食盐水”实验不仅能巩固电解原理知识,还可让学生体会到科技进步对工业发展的巨大推动力。本文基于真实问题情境的创设,通过电解饱和食盐水实验的改进与创新,将工业生产工艺缩113美眉 2023.06 下教研与美育教学研究小到课堂,模拟氯碱工业生产,让学生探究工业生产与实验室之间的不同,在实验探究的过程中,引导学生初步建立化工物质制备的一般认
6、知模型。二、教学目标设计及教学流程(一)教学目标1.通过对电解氯化钠溶液的实验观察,加深对电解原理的认识,提升宏观辨识与微观探析意识,提升证据推理能力;2.通过电解饱和食盐水实验装置的改进,体验科学探究的过程,培养学生创新思维能力,并建立从实验室到工业制备的认知模型;3.加深对氯碱工业的理解和离子交换膜在电解中的应用,提升学生科学精神与社会责任的化学学科核心素养。(二)教学重、难点重点:电解饱和食盐水实验的改进与创新。难点:化工物质制备认知一般模型的建立。(三)教学模式采用基于真实问题解决的教学模式,如图 1 所示:图 1教学模式该模式通过设计有深度思考的真实问题,应用知识、规律和方法解决真实
7、问题,发展学生的新认识,拓展学生的认识角度及认识深度,达到巩固学生的基础知识的目的。(四)教学流程(图 2)从氯碱工业出发,围绕电解 NaCl 溶液,以获得纯度更高、产率更高的三大化工产品为目标设计核心问题,以此促进学生创新意识和认知模型的形成,用图 2 表示教学流程。图 2教学流程图(五)核心探究活动的教学过程【真实情境引入】问题:我们非常熟悉的氯碱工业相关的化工产品有哪些?工业上如何同时制备这三种产品?【教师支持】展示氯碱工业三大产品NaOH、氢气、氯气、附加产品 84 消毒液和盐酸的图片。【设计意图】将电解基础知识与工业生产实际关联。将真实问题转化为化学问题的能力。【学生活动】回顾电解饱
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