培養學生核心素養中化學邏輯思維素養的教學——以“鋁的重要化合物”教學為例廣州市第九十七中學學生核心素養的培養2016年9月13日《中國學生發展核心素養》研究成果在京發布。核心素養以培養“全面發展的人”為核心，分為文化基礎、自主發展、社會參與核心素養是新課標的來源，化學科學素養是指人認識和處理物質的組成、結構、性質、變化規律及抽象與化學相關的事物本質的悟性和潛能，是化學觀念、化學知識、化學技能、化學思維、化學思想、化學能力、化學品質的和諧統一。它包括化學意識、創造能力、思維品質、化學語言四個層面。培養學生形成科學的化學邏輯思維素養顯得尤為重要。培養學生的化學邏輯思維能力，就是學生根據化學概念、原理和化學事實，運用判斷、推理等思維形式來反映化學事物、化學規律的思維活動。在化學教學中培養：對化學概念和理論、化學實驗現象進行觀察、分析、綜合、比較、分類、歸納演繹、抽象概括和推理、猜想、假設的能力。采用科學的邏輯方法，準確而有條理地表達自己思維過程的能力，深刻理解與靈活運用化學知識的能力。二、人教版、蘇教版、魯教版中有關“鋁”教學的差異教材知識點板塊位置知識體系敘述順序優點人教版板塊：1、金屬與非金屬的反應2、鋁與NaOH溶液的反應3、鋁的重要化合物4、鋁鹽和鐵鹽的凈水作用。知識點：Al的性質、Al2O3的性質、Al(OH)3的性質、KAl(SO4)2的凈水作用以及合金材料分散在第三章的全部章節里單質--氧化物---氫氧化物--復鹽--合金。并與其他金屬—鈉、鐵穿插在一起進行。顯得靈活不呆板,讓學生在頭腦中能有一個鮮明的對比,加深印象,從知識層面較好地體現了一體化原則。同時四個板塊能體現心理結構分步構建的規律,更好地體現程序化原則。蘇教版板塊：1、從鋁土礦中提取鋁2、鋁的氧化物與氫氧化物3、鋁的性質知識點：Al的性質、Al2O3的性質、Al(OH)3的性質、KAl(SO4)2的凈水作用以及合金材料獨立單元鋁的工業制取--一鋁合金--鋁的氧化物--鋁的氫氧化物一復鹽--鋁單質按人類認識鋁元素的過程來加以講述,是歷史的研究方法應用于化學知識的學習,從生活層面較好地體現了一體化原則魯教版板塊：1、認識鋁及其化合物2、鋁合金及其制品知識點：Al的性質、Al2O3的性質、Al(OH)3的性質以及合金材料一個小節的主體內容單質一氧化物一氫氧化物一復鹽一合金不足：缺少鋁的應用知識,即“鋁鹽的凈水作用”教學背景本節內容是人教版化學必修1第三章《金屬及其化合物》第二節《幾種重要的金屬化合物》中的第二部分《鋁的重要化合物》的知識，屬于元素化合物的知識范疇。教育部《2023年普通高等學校招生全國統一考試大綱》新變化，化學部分增加了對實驗設計及方法探究的能力要求，如明確增加了“了解常見金屬及其重要化合物、常見非金屬及其重要化合物的制備方法”的要求，同時在化學實驗要求這塊增加了“正確選用實驗裝置”和“預測或描述實驗現象”等內容，對實驗能力的要求有所提高。學情分析：初中元素化合物知識及技能的儲備；高一初步學習了物質的分類，離子反應及氧化還原反應等化學基礎知識；也剛剛用實驗探究的方法學習了幾種金屬和鈉的化合物，在實驗過程中仍然以興趣為主；在學習過程中善于運用類比的方法。所以在本課時中，本人側重于通過制備氫氧化鋁的探究實驗，使學生綜合理解元素化合物的性質，重點是想通過提出問題，引導學生自主去分析、去探究、去認知，努力以一個嶄新的視角和方法展開教學活動，培養學生形成科學的化學邏輯思維素養。四、教學目標（一）知識與技能1、了解兩性氫氧化物的概念，知道氫氧化鋁是兩性氫氧化物，學會判斷常見的兩性氫氧化物。2、理解氫氧化鋁的弱酸性和弱堿性，能寫出氫氧化鋁與鹽酸、氫氧化鈉反應的化學方程式。3、了解氫氧化鋁的用途，掌握氫氧化鋁的制備方法，能寫出氫氧化鋁分解的化學方程式。（二）過程與方法1、通過觀察實驗，能夠用化學語言準確描述實驗現象，提高分析問題的邏輯思維能力和語言表達能力。2、通過探究氫氧化鋁具有酸性，初步學會理論、實驗相結合，探究新問題的思路和方法。（三）情感、態度與價值觀通過探究實驗，感受科學研究的艱辛和嚴密性，體會科學技術對人類生產實際的指導意義，增強學習化學的興趣。六、教學重難點重點：氫氧化鋁的兩性性質難點：探究氫氧化鋁具有酸性七、教學用具實驗藥品：AlCl3溶液、稀氨水、稀NaOH溶液、稀鹽酸、稀硫酸八、教學片段教學環節教師活動學生活動設計意圖片段1探究Al(OH)3具有酸性片段2氫氧化鋁與強酸、強堿反應的方程式【引入】讓學生進行角色轉換，給胃酸過多病人開處方。【過渡】將生活問題轉化為“化學問題”。【設問】氫氧化鋁治療胃酸過多的原因。引導出Al(OH)3具有堿性。【過渡】我們這節課來探究氫氧化鋁的其他性質。【板書】Al(OH)3具有堿性思考，與生活聯想分析交流筆記用生活引入，激發學習熱情，拋出問題，激發學生的探知欲【實驗探究】實驗室沒有Al(OH)3，怎么制備？（可供選擇的藥品：稀氨水、NaOH溶液和Al2(SO4)3溶液、稀硫酸、稀鹽酸）【引導】小組討論寫出認為可以生成Al(OH)3的方案，并且根據方案實驗，記錄實驗現象。【提問】實驗現象說明什么問題？【板書】Al(OH)3具有酸性【過渡】兩性物質概念介紹【提問】哪種方案用來實驗室制備Al(OH)3最合適【過渡】書寫Al(OH)3在水中的堿式電離的方程式【提出問題】Al(OH)3又表現出酸性，如何電離？【引導】酸式電離鋁元素以什么形式存在于電離產物中？【提問】鋁元素在酸根陰離子中的化合價是多少？【說明】其實AlO2-只是一種簡寫，書本51頁下面的標注②有注明，這也是高考中有要求的。【提問】除了實驗室鋁鹽和堿制備Al(OH)3，還可以用酸制備Al(OH)3嗎？【提問】寫出用Al2(SO4)3和氨水制備Al(OH)3的離子方程式。同時寫出用NaAlO2和CO2制備Al(OH)3的離子方程式。分組，實驗，討論向Al2(SO4)3溶液中滴加氨水至過量，邊加邊振蕩。（有白色沉淀產生，并逐漸增多）向氨水中滴加Al2(SO4)3溶液至過量，邊加邊振蕩。（有白色沉淀產生，并逐漸增多）向Al2(SO4)3溶液中滴加NaOH至過量，邊加邊振蕩。（開始有白色沉淀產生，后逐漸溶解）向NaOH中滴加Al2(SO4)3溶液至過量，邊加邊振蕩。（開始無明顯現象，后產生白色沉淀并逐漸增多）觀察，思考，討論【學生小結】Al(OH)3能與NaOH反應，而不與氨水反應。【結論】引導出Al(OH)3具有酸性（弱酸性）。氫氧化鋁具有兩性。【學生小結】Al(OH)3的制備最好用鋁鹽溶液與氨水反應。回憶，書寫Al(OH)3堿式電離的方程式討論，交流，嘗試在老師引導下書寫。【學生推導】鋁元素在電離后有兩種形態——金屬陽離子（堿式電離）、酸根陰離子（酸式電離）。【學生推導】電離前后元素化合價沒有發生變化，鋁元素為+3價。【學生書寫】根據元素守恒（含氧酸根）和化合價，寫出AlO2-。【學生書寫】書寫Al(OH)3酸式、堿式電離的方程式，并且推出Al(OH)3與強酸、強堿的反應方程式。Al(OH)3+3H+＝Al3++2H2OAl(OH)3+OH-＝AlO2-+2H2O【學生小結】Al(OH)3的制備也可以用偏鋁酸鹽溶液與弱酸（CO2）反應。【學生書寫】Al(OH)3的制備1、Al3++3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH4+2、AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-創設情境，激發學生思考有利于認識發展的情境素材：認知沖突性、挑戰認識角度、需要認識思路、針對認識障礙；有利于認識發展的學生活動：概括、預測、設計、分析、解釋、評價。促進認識發展的特征教學行為：認識角度和思路的外顯、追問、；組織學生開展預測、設計、解釋、等認識活動培養學生分析問題的方法和思路，學會歸納小結。溫故知新，強化舊知識，為后面酸式電離式的書寫鋪墊。用微觀“離子”的思維，利用離子反應的基本原理和思想方法指導對Al(OH)3性質的認識。培養學生分析問題的能力。知識關聯的應用。自主構建新知識，對于難度大、思考跨度大的推斷過程，需要從本質出發，對知識點深入學習，環環相扣，梯度性地進行吸收消化，從而形成對該類知識點的邏輯思維。捋清思路，建構思維過程。學科思想方法外顯。培養邏輯思維，學會同類推理。探究氧化鋁的性質明礬凈水的應用【過渡】難溶性酸堿都不穩定，受熱易分解。【介紹】Al(OH)3的不穩定性及該反應的用途。【提問】生活中哪里可以見到Al2O3？【板書】二、氧化鋁【投影】鋁制品和鐵制品耐腐蝕性比較【過渡】鋁制餐具不能長時間盛放酸性或堿性食物，為什么？【教師演示】氧化鋁與稀鹽酸、NaOH溶液反應。【講述】兩性氧化物定義【過渡】氧化鋁在生活中有很重要的用途。【視頻】氧化鋁的用途【過渡】Al(OH)3有弱堿性，能中和胃酸，它還有其他用途嗎？【投影】海南臺風造成水質污染的圖片。【提問】明礬凈水的原理。【用途介紹】氫氧化鋁的不穩定性2Al(OH)3Al2O3+3H2O思考，回答：鋁制品表面思考，回答：Al2O3很致密。思考回答：Al2O3可能會與酸、堿發生反應寫出離子反應方程式。氧化鋁的兩性Al2O3+6H+＝2Al3++3H2OAl2O3+2OH-＝2AlO2-+H2O思考，分析筆記觀看、了解閱讀資料卡片，分析筆記學以致用前后呼應激發學科自豪感培養學生類比的學習能力培養學生靈活運用所學知識，解決問題的能力。化學知識與日常相結合。小結練習【遷移應用】1、不用任何試劑如何鑒別NaOH和AlCl3溶液？2、不用任何試劑如何鑒別NaAlO2和HCl溶液回顧本節所學知識鞏固，強化,運用整體回顧本節課的內容使知識融會貫通培養學生多渠獲取知識的能力。板書設計第二節氫氧化鋁的化學性質Al(OH)3的化學性質1、兩性氫氧化物Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O(弱堿性)Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O(弱酸性)Al3++3OH-Al(OH)3AlO2-+H++H2O堿式電離