依托真实情境培养化学核心素养——以“配合物的形成”为例

依托真实情境培养化学核心素养——以“配合物的形成”为例

李美玲

晋江市第一中学李美玲

关键词：核心素养；情境；配合物

1指导思想

素养是指人在特定情境中综合运用知识、技能和态度解决问题的高级能力和人性能力，它是可以通过学习和实践获得的素质和修养[1]。在深化课程改革的今天，作为一名化学教师的重要任务是：如何将素养实实在在地落实到课堂当中。为此，我们需要在课堂中创设情境。情境是知识通向素养的有效措施，情境化解决的是知识与背景、理论与实践、文字符号与实际事物之间的关系问题[2]。”化学学科尤其要重视实验情境的创设，从而促进学生知识建构与升级。

2教学背景分析

2.1教材分析

本节课内容选自高中化学苏教版选修3《物质结构与性质》专题四第二单元第一课时，本节课的内容是对微粒间作用力的补充，配合物中含有特殊的共价键——配位键。而必修2及选修3中有关共价键及配位键的知识为该部分内容做了必要的铺垫。

2.2学情分析

学生已有的知识储备足够分析相关的实验，不能分析的提供信息提示。学生对“结构决定性质，性质反映结构”这一学科思想有了比较强烈的认识。

3教学目标

3.1学习目标

（1）理解配位键、配合物的概念，知道简单配合物的基本组成和结构。

（2）理解配合物的结构和性质之间的关系。

（3）通过实验制取简单配合物，并进行成分探究。

3.2素养目标

（1）培养学生结构决定性质的辩证唯物主义观。提升宏观辨识与微观探析的学科素养。

（2）了解配合物理论形成历史，以及我国科学家对配位化学的贡献，增强社会责任感。

4教学过程

[引入]有一类物质在生产生活中扮演着重要的角色，这节课，我们就来揭开这一类物质的奥秘，首先请同学们完成实验。

[实验]向试管1中加入2mL5%的硫酸铜溶液（作空白对照）

向试管2中加入2mL5%的硫酸铜溶液，再逐滴加入浓氨水，振荡，观察、描述实验现象。

[问题1]深蓝色溶液可能由哪些微粒引起？

[问题2]如何设计实验检验深蓝色与Cu2+是否有关？如何设计实验检验深蓝色溶液与SO42-是否有关？

[交流与讨论]

[实验]将试管2中的深蓝色溶液分装一部分到试管3，往试管2中逐滴加入5%NaOH溶液，往试管3中逐滴加入BaCl2溶液

[现象及结论]深蓝色溶液与Cu2+有关，与SO42-无关。但溶液中不存在自由移动的Cu2+，说明Cu2+被其它微粒“束缚”形成了新的微粒。

[问题3]如何进一步验证深蓝色的溶液与Cu2+有关，而与SO42-无关？

[交流与讨论]

[实验]往试管4中先加入2mL5%的氯化铜溶液，再逐滴加入浓氨水；往试管5中先加入2mL5%的硝酸铜溶液，再逐滴加入浓氨水

设计意图：在真实的实验情景中，能根据宏观的现象变化，推测微观结构也发生了改变，无形中提升了宏观辨识与微观探析的学科素养。能够基于证据大胆提出假设，并通过实验证实或证伪，提升证据推理以及实验探究的学科素养。

[信息提示]往蓝色溶液中加入乙醇，晶体析出后、过滤、洗涤、干燥后得到深蓝色固体，经过X射线衍射实验，证明该深蓝色固体为[Cu(NH3)4]SO4。

[问题4]新微粒是什么？

设计意图：创设必要的背景情境，在科技高速发展的今天，学会快速提取有效信息。通过借助一些高科技的实验手段，能更有效地研究物质的组成和结构。

[问题5]根据以上提示及前面的现象，写出[Cu(NH3)4]SO4的电离方程式。往深蓝色溶液中加入乙醇就能析出蓝色晶体，说明该物质属于离子化合物还是共价化合物？

设计意图：通过宏观的实验现象，结合所学的旧知识解释微观结构，提升宏微结合素养。

[问题6]Cu2+和NH3分子之间，是靠什么作用力结合成[Cu(NH3)4]2+的？回忆NH4+的形成过程。

设计意图：通过新旧知识的关系创设情境，符合学生的认知规律。

[归纳]配位键、配合物

[阅读]书P77

[练习]写出配合物[Co(NH3)6]Cl3、Na3AlF6、[Ni(CO)4]的内界、中心原子、配位体、配位原子、配位数。

设计意图：给学生留有一段自主阅读的时间，识记性的知识避免教师灌输，通过当堂练习及时补充学生阅读情况。

[小结]

[问题7]（实物展示）无水硫酸铜白色，五水硫酸铜蓝色，硫酸铜溶液蓝色，为什么？

设计意图：通过实物创设的情境，将所学知识迁移应用于旧知识，感受学以致用的乐趣。

[问题8]铜离子溶于水形成了[Cu(H2O)4]2+配离子，往硫酸铜溶液中加入过量氨水可以转化为深蓝色的[Cu(NH3)4]2+配离子，说明了什么？

[思考]中心原子和配体之间虽然以共价键结合，但也存在微弱的电离，当加入强配体时平衡发生移动。配位键也存在强弱之分。

设计意图：用早已熟悉的实验情境，感受平衡观念与变化的思想。

[问题9]1969年美国化学家罗森伯格发现了一种抗癌药物，化学式为Pt(NH3)2Cl2。但在应用中发现同为Pt(NH3)2Cl2，部分药物有抗癌作用，另一部分则没有抗癌作用，为什么？已知棕黄色极性分子有抗癌作用，淡黄色非极性分子没有抗癌作用，请推测该物质的空间结构为空间四面体还是平面四边形？且分别是哪种结构？

[思考]（联想二氯甲烷是否存在同分异构体的推导）

设计意图：在真实情境中感受配合物对人类生活的影响，感受人类研究物质结构的意义，同时不断强化结构决定性质的思维观。

[化学史话]配合物发展史；我国化学家唐敖庆、徐光宪在配位化学领域的杰出贡献。

设计意图：化学史的渗透能让学生明白科学是不断发展的过程，我们要有严谨的科学态度，不断探索未知，崇尚真理的精神。感受我国化学家的杰出贡献，提升学生社会责任意识。

5教学反思

5.1学生获得理性知识的同时，更需要观念的建构和素养的形成。素养的形成需要依托真实的情境。基于真实情境的教学能提高学生学习化学的兴趣，能帮助学生实现知识体系的自我建构从而达到认知迭代。在教学中，教师要尽可能借鉴可以利用的情境来设计教学环节。

5.2化学是一门以实验为基础的学科，因此培养化学核心素养，离不开科学的、有效的学习过程，学生需要通过自主学习、合作探究等多样化的学习方式，才能体验科学探究的过程，才能自主建构知识体系，才能提升分析解决化学问题的能力，才能培养化学核心素养，最终实现追求真理的科学价值。

5.3提升核心素养不是要求每节课要面面俱到，一节课所能承载的功能是有限的，需要利用每次可以利用的机会，渗透到平常的每一节课中。让“知识本位”的教学模式走向学生素养发展的道路。

参考文献

[1]王军翔.以“思维发展”为抓手实现“核心素养”教育[J].中学化学教学参考.2018（7）：1-3.

[2]余文森.核心素养导向的课堂教学[M].上海：上海教育出版社.2018.5：191.

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