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視頻標簽：專題復習,復雜體系中,微粒的檢驗
所屬欄目：高中化學優(yōu)質課視頻
視頻課題：高三化學實驗專題復習復雜體系中微粒的檢驗-北京市 - 東城區(qū)（選修6）
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教學基本信息
課題
復雜體系中微粒的檢驗
是否屬于
地方課程或校本課程 否
學科 化學
學段：高中
年級
高三
相關 領域 高三化學實驗專題復習
教材 書名：化學選修6實驗化學 出版社：人民教育出版社 出版日期：2007年 4月
指導思想與理論依據(jù)
《高中化學課程標準（2017年）》中提出：化學教學是促進學生化學學科核心素養(yǎng)形成和發(fā)展的重要載體。化學學科的核心素養(yǎng)包括宏觀辨識與微觀探析、變化觀念與平衡思想、證據(jù)推理與模型認知、實驗探究與創(chuàng)新意識、科學精神與社會責任。
本節(jié)課我以“復雜體系中微粒的檢驗”為內(nèi)容載體，學生在已有的常見離子檢驗的知識基礎和思維模型基礎上進一步完善和補充，發(fā)展更為完整的模型建構過程。在模型的建構完善過程中，學生更加深入地從從宏觀辨識和微觀探析的角度深入認識微粒的檢驗，通過對信息的提取對簡單的化學問題提出假設，依據(jù)假設設計實驗方案，并對多種實驗方案進行評價和優(yōu)化，收集證據(jù)得出結論，促進了模型的建構與發(fā)展。
維果斯基的“最近發(fā)展區(qū)理論”認為學生的發(fā)展有兩種水平：一種是學生的現(xiàn)有水平，指獨立活動時所能達到的解決問題的水平。在本節(jié)課學習前，學生對于微粒檢驗已經(jīng)具備了一定的知識基礎，知道一些中學常見的陰陽離子和有機物的檢驗試劑、操作、現(xiàn)象和結論。同時，學生在做檢驗問題時有自己的經(jīng)驗基礎（即初步的思維模型），知道要考慮一些實際問題，比如有的時候需要除雜，有的時候有現(xiàn)象不明顯可以更換檢驗試劑等。但這些經(jīng)驗是零散的，未形成比較完整的思維模型。當面對復雜體系的檢驗問題，常常顧此失彼，沒有頭緒。
另一種是學生可能的發(fā)展水平，也就是通過教學所獲得的潛力。經(jīng)過本節(jié)課的學習，學生可以達到對自己初步的思維模型的完善補充，能比較全面地、系統(tǒng)地認識復雜體系中微粒的檢驗問題。
兩者之間的差異就是最近發(fā)展區(qū)。為了更好地達成學習目標，我從學生在高三復習中的常見錯例入手分析，將不同類型的檢驗問題分類整理，引導學生對思維模型進行提取、完善和補充過程。
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教學背景分析
本節(jié)課是高三第二學期后期實驗復習中的一節(jié)課。在此之前，學生已經(jīng)完成了初、高中化學所有知識的學習過程，經(jīng)歷了完整的高三第一輪復習和大部分第二輪專題復習。
在實驗復習中，我發(fā)現(xiàn)很多學生雖然具備了良好的知識基礎，熟知中學常見的陰陽離子和物質的檢驗試劑、操作、現(xiàn)象和結論的表述方法，也有著自己處理檢驗問題的零散經(jīng)驗。
但面對需要在原有記憶的基礎上對檢驗方法進行變化時，很多學生并沒有主動的思考意識，沒有相對完整的思維模型。這就造成了一旦檢驗體系變得稍微復雜一些（微粒種類多或者微粒間的作用多）學生就變得束手無策，需要經(jīng)過老師或同伴的提示引導才能形成思路。
基于以上的情況，我在課前給學生布置了2個學案預習作業(yè)。
作業(yè)1：將近期高考復習中遇到的復雜體系的微粒檢驗問題進行再分析。（詳見學案例1-例5） 作業(yè)2：將自己對檢驗問題的思維模型以框圖或流程的方式進行。
本節(jié)課中我會借助學生在預習學案作業(yè)中暴露的問題進行分析，引導學生認識到思維模型的重要性，從學科課前已有的思維模型中進行總結和提升，引導學生認識到構建思維模型的重要性并嘗試對原有的思維模型進行完善和補充。
教學方式：講授法、討論法 、實驗法 教學手段：多媒體演示、實驗演示
技術準備：相關實驗儀器、藥品；實物投影、電腦等多媒體設備
教學目標(內(nèi)容框架)
1.學生通過溴乙烷消去產(chǎn)物中乙烯的檢驗問題分析，認識到建立“復雜體系中微粒的檢驗”思維模型的重要性。通過歸納課前同學的總結，提煉出思維模型的框架結構。
2.學生通過熟悉的實例分析，認識到“復雜體系中微粒的檢驗”思維模型框架結構中的核心問題和解決策略。
3.學生通過復雜的實例分析，逐步細化完善補充微粒檢驗的思維模型。
4.學生通過信息對簡單的化學問題提出假設，依據(jù)假設設計實驗方案，對多種實驗方案進行評價和優(yōu)化，收集證據(jù)得出結論，促進模型的建構。
學習重點和難點: 微粒檢驗思維模型的建構和完善過程。
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教學流程示意圖
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教學過程
第一部分：引入部分
教師活動
學生活動 設計意圖
例1：檢驗溴乙烷發(fā)生消去反應后的
氣體X中含有乙烯 【展示】學生作業(yè)中的常見錯誤
對常見錯誤方案進行評價、分析、改進。
從常見實例出發(fā)，引導學生認識到檢驗問題中常常需要在“標準”檢驗方法上加以改進，繼而認識到建立思維模型的
重要意義。
【展示】學生課前書寫的思維模型
從4份不同表述形式的作業(yè)中發(fā)現(xiàn)思維的共性。
1、對體系的分析都包含了主體微粒和雜質微粒。
2、都考慮到了雜質微粒對主體微粒
的干擾問題，若無干擾則進行直接檢驗，若有干擾則有各種方案處理。 引導學生認識到思維模型不拘泥于外在的形式，而重在核心本質。
【提煉】初步的思維模型框架
結合例1和學生課前思維模型的共性，
認識微粒檢驗問題的復雜原因：微粒種類多或者微粒的相互關系多； 提煉得到復雜體系中微粒檢驗的思維模型框架結構；
認識到基本處理方法：換檢驗試劑或
選擇除雜試劑。
認識微粒檢驗問題的復雜原因， 初步形成思維模型的框架結構和基本處理方法。
實施效果： 學生從常見的問題出發(fā)，認識到思維模型建立的必要性。從自己同伴的初步思維模
型中發(fā)現(xiàn)共性，學生的情緒也由對某個具體問題解決的興奮過渡到對思維模型深入研究的渴望。從而開啟了本節(jié)課學習的序幕。
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第二部分：新課1部分
教師活動
學生活動
設計意圖
例2：根據(jù)實驗目的判斷試劑選擇是否正確，若不正確，請寫出錯誤原因并修改。 2-1：用濃溴水檢驗苯中混有苯酚。
2-2：用先加入KSCNaq再加入H2O2的方法
檢驗某棕色溶液[注
]中含有Fe2+。
2-3：用AgNO3 aq檢驗溴乙烷水解后的產(chǎn)物
中含有Br-。
2-4：用BaCl2 aq檢驗Na2SO3 aq放置在空
氣中發(fā)生了氧化反應。
【提問】 請學生利用思維模型框架進行判斷，找錯誤原因并進行更正。
運用思維模型框架重新認識4個檢
驗問題，發(fā)現(xiàn)問題的關鍵點：檢驗試劑與其他微粒之間的作用干擾了主體反應現(xiàn)象的觀察。提供如下改進方案。
從實例中體會到思維模型的價值，初步學會“切斷干擾”的兩種常用方法：換檢驗試劑或選用除雜試劑。 例3：檢驗大理石和鹽酸反應產(chǎn)生了CO2氣體。 【展示】學生課前學案作業(yè)的幾種常見思路： 【引導】從學生課前思維模型中尋找突破口
學生分組從“換檢驗試劑”和“用除雜試劑”兩個角度對各種方案討論分析，指出各種方案中的弊端， 但不能提供出新的方案。
學生從突破口出發(fā)，設計新方案。
解決較復雜的問題，深入體會思維模型的應用。
【小結】
例1是“換檢驗試劑”和“用除雜試劑”均可以。
例2是“換檢驗試劑”和“用除雜試劑”任選其一即可。
例3是“換檢驗試劑”和“用除雜試劑”都遇到困難。
引導學生發(fā)現(xiàn)“換檢驗試劑”和“用除雜試劑”兩種處理方法的思考要點。
從學生課前學案作業(yè)中尋找發(fā)現(xiàn)新亮點并進行補充完善。
深入體會思維模型的運用， 并從同伴的總結中進行補充。
對思維模型有更加深入地認識。
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實施效果： 學生在分析例2時非常順利，能熟練地運用思維模型解決4個小問題，說明學生對
思維模型的深度認同和接受。
在分析例3時，學生能比較順利地找出同伴作業(yè)中的問題，但對于改進還是有些困
難，需要在其他同學的提示和教師的引導下完成，說明學生對思維模型的深度運用還有待提高。
第三部分：新課2部分
教師活動
學生活動
設計意圖
例4：在2Fe3+ +Cu(足量)=2Fe2+ + Cu2+體系中，充分反應后是否有Fe3+？ 【提供信息】
a. Cu2+ + SCN - → CuSCN↓+(SCN)2 b. (SCN)2水溶液為黃色，與鹵素單質相似性質。 【提問】根據(jù)信息，
預測反應體系中的其他反應。
根據(jù)信息討論分析， 預測體系中的反應：
根據(jù)預測，有可能反應體系中會產(chǎn)生Fe3+和SCN-從而導致溶液變紅。
引導學生從微觀角度結合信息進行合理的分析預測。
【引導】 學生分組實驗，通過實驗驗證預測是否成立。
【提問】 我們在實驗中看到的紅色物質還有其他來源么？又如何做對比呢？
學生進行分組實驗，
觀察現(xiàn)象：試管中的溶液先變?yōu)辄S綠色后又變?yōu)榧t色。
交流討論，得出結論：原推測成立，KSCN在此體系中不能檢驗是否有Fe3+。
交流討論，提出進一步的實驗方案，探究空氣將Fe2+氧化為Fe3+是否為紅色物質產(chǎn)生的主要原因。
通過實驗得出空氣氧化Fe2+不是
Fe3+產(chǎn)生的主要原因。
更加說明：KSCN在此體系中不能作為Fe3+的檢驗試劑。
引導學生根據(jù)預測運用實驗的方式收集證據(jù)，得出結論。
【歸納】在剛才的思維模型中，我們可以發(fā)現(xiàn)，在某些情況下，檢驗試劑和其他微粒反應能夠生成待檢微粒。
體會思維模型的發(fā)展性
開闊視野，
用辯證和發(fā)展的眼光認識思維模型。
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實施效果： 學生在課前分析例4時由于沒有給出信息都寫了檢驗試劑KSCN溶液。在課上看
到信息后，能比較迅速地接納吸收信息，并與體系環(huán)境整合進行預測，最終以實驗現(xiàn)象為證據(jù)進行解釋說明。
很多學生根本沒有想到經(jīng)典的Fe3+的檢驗試劑KSCN溶液也有不適用的時候，課
后對這個例題表現(xiàn)出了濃厚的興趣。
通過這個例子，學生很容易接受“要用辯證、發(fā)展的眼光看待思維模型”的觀點。
第四部分：新課3部分
教師活動
學生活動 設計意圖
【過渡】 剛才分析的問題都是針對于穩(wěn)定體系。如果我們處理的是個不穩(wěn)定體系，體系間的微粒還要通過相互反應達到穩(wěn)定體系。
在對于反應過程的研究中，可以通過某種微粒的定性和定量測定認識反應能否發(fā)生、反應進行的程度（即平衡）和反應進行的快慢（即速率）等問題。 傾聽、思考。
進一步深入思
考微粒檢驗的意義，為完善思維模型做鋪墊。
例5-1：從離子檢驗角度，驗證Na2SO3aq和FeCl3aq發(fā)生了氧化還原反應。 【展示】三種常見的學生作業(yè) 【提問】這三種方案哪一種更好呢？
【提問】從SO42-的角度能否證明呢？ 交流討論，從微粒的來源途徑進行
分析比較，優(yōu)選方案——檢驗Fe2+，
更為方便。
學生給出對照實驗的方案，以通過測定SO42-的角度進行證明。 引導學生認識到在研究反應的過程中，確定待檢微粒的重要性， 對體系中某種微粒的產(chǎn)生途徑進行深入分析，通過變量控制進行改進。
在方案的設計、對比、評價和優(yōu)化中提升對思
維模型的認識。
例5-2：驗證犧牲陽極的陰極保護法， 實驗如下（燒杯內(nèi):經(jīng)過酸化的3% NaCl 溶液）。
【投影演示】鐵釘 + 3% NaCl 溶液
+K3[Fe(CN)6溶液]
分析課前學案提出的各種產(chǎn)生Fe2+
的途徑。
觀察實驗現(xiàn)象：鐵釘表面迅速產(chǎn)生藍色沉淀。
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【分析】鐵釘在3% NaCl 溶液中的原電
池效應。
【提問】通過演示實驗+原電池分析，能
否說明Fe一定與K3[Fe(CN)6反應產(chǎn)生Fe2+？
【提問】根據(jù)剛才的分析，怎樣改進圖中
的實驗呢？
【提問】怎樣證明圖中的實驗確實起到了
保護作用呢？
結合圖片回顧鋼鐵腐蝕的知識。
思考，對比，得出結論： 不能直接說明，但也不能排除Fe與K3[Fe(CN)6反應產(chǎn)生Fe2+的可能性。 提出方案：將K3[Fe(CN)6與鐵片分開，避免直接接觸。
提出方案：作沒有鋅片保護的空白對比實驗。
【歸納】進一步完善思維模型，如圖。
傾聽、思考、感悟
完善對“復雜體
系中微粒的檢驗”的思維模型的認識。
實施效果： 學生在課上討論的十分積極熱烈，能夠出現(xiàn)生生互動補充的氣氛。在討論過程中，
學生對于反應過程的研究有了更加深入的認識。同時，對于單一途徑和多途徑的對比，對于多途徑的處理方法也有了更有針對性的設計方案。
第五部分：小結部分
教師活動
學生活動 設計意圖
【小結+板書】
今天我們學習了“復雜體系中微粒的檢驗”，但是請大家不要在分析的過程中迷失了最重要的核心問題：待檢微粒和檢驗試劑的反應。
我們所有的方法：換檢驗試劑、用除雜試劑或者切斷多反應途徑的來源等都是為核心反應服務的。
我們建立的思維模型可以有各種表示方式，但是有著共同的方法：即從各種問題出發(fā)，找到不同問題的切入點，關注切入點和核心問題的聯(lián)系。如果側重切入點和核心問題的關系，往往會以網(wǎng)絡圖的形式表現(xiàn)出來；如果側重分析的先后順序，則多以流程圖的方式表現(xiàn)出來。
希望大家課下把自己原有的思維模型進行補充，也可以在高考前對其他某類自己的弱項問題進行同樣思維模型的建構。
傾聽、 思考、 看其他學生思維模型完善的前后對比圖。
回顧本節(jié)課思維模型的建構過程和方法，提出進一步的學習任務。
實施效果： 學生能夠回顧到思維模型的構建過程中，對自己的完善過程充滿了信心。通過對課
后學生的調查訪談發(fā)現(xiàn)，在對模型的認識和問題的解決上，學生的確有了很大收獲。
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學習效果評價設計
在課后訪談中，絕大部分學生都提到對于微粒的檢驗問題“不再感到害怕”、“更有信心”、“更有思考的角度”、“更能分清主次關系，注重對體系的分析”等等。
在本節(jié)課后，我收取了學生完善后的“復雜體系中微粒的檢驗”思維模型。學生在原有的基礎上都有所補充和發(fā)展，形式雖然多種多樣，但都體現(xiàn)了本節(jié)課的收獲。部分作業(yè)如下：（其中紅色字跡是課后補充的內(nèi)容）
本教學設計與以往或其他教學設計相比的特點(300-500字數(shù))
1、 由學生學習的實際問題出發(fā)，從模型建構的角度引導學生在原有基礎上進行模型的完善和補充，突出學生核心素養(yǎng)中“模型認知”的培養(yǎng)與發(fā)展。
2、 將學生前期復習中的一類問題分角度分層次設計成學案，在微粒檢驗的實際問題中從不同切入點引導學生對模型進行建構和完善。
3、 不拘泥于學生的思維模型外在性質，尊重學生的個性發(fā)展，從學生的課前作業(yè)中找到共性，引導學生共同學習，鼓勵學生在所學基礎上進一步按照自己的方式進行補充完善。
4、 突出邏輯思維的培養(yǎng)，注重變量的控制，突出實驗的價值功能，培養(yǎng)學生的證據(jù)意識和嚴謹求實、崇尚真理的科學態(tài)度。
5、 本節(jié)課內(nèi)容比較多，在以后的教學中可以更多地把教學時間放手給學生，讓學生在課堂上有自己完善和補充的過程，這樣學生的感悟會更深刻。
視頻來源：優(yōu)質課網(wǎng) www.jjlqy.cn
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