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”的碎片化內容進行整合與拓展，在復習銅、氧化銅、硫酸銅和氫氧化銅的基礎上，學習堿式碳酸銅。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”的價類關系圖。

　　本文源自求知導刊 2020年35期《求知導刊》是經國家新聞出版總署批準登記，廣西壯族自治區新聞出版局主管、廣西出版雜志社主辦的全國優秀學術刊物(月刊)，國內外公開發行。系中文科技期刊數據庫來源期刊、龍源國際期刊網全文收錄期刊。

　　關鍵詞：銅及其化合物;堿式碳酸銅;價類關系圖;化學核心素養

　　一、內容分析

　　人教版九年級《化學》中有很多內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中引入化學變化和物理變化的區別時，進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。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中驗證質量守恒定律的實驗之一就是鐵和硫酸銅溶液的反應。第六單元課題1在講述碳的化學性質時，進行了碳還原氧化銅的實驗，并且詳細闡述了該反應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性質時，學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、鐵和硫酸銅的反應、銅和硝酸銀的反應。第八單元中課后習題也介紹了“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》上下冊，銅及其化合物不僅是很好的教學素材，也是生活中很常見、很重要的物質，因此，筆者嘗試將這些碎片化知識有機整合與適當拓展，期望能在豐富化學課堂的同時，提升學生的化學核心素養。

　　二、教學過程

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

　　完成上述網絡式的知識回顧后，接下來進行新物質——堿式碳酸銅的學習。首先展示堿式碳酸銅的資料卡片，請學生將堿式碳酸銅填寫到價類關系圖上，并標出轉化關系。該教學設計的目的是讓學生溫故而知新，在復習前面含銅物質的性質的同時，展開新的含銅物質的學習。其次，筆者通過數字化實驗探究堿式碳酸銅的分解產物，請學生通過觀察實驗和分析產物，書寫化學方程式，并完善價類關系圖。再次，根據生活常識引導學生思考堿式碳酸銅如何轉化成硫酸銅，并且從微觀角度進行解釋。最后，對堿式碳酸銅定量分析，判斷堿式碳酸銅的化學式，并且在解決該問題后，歸納化學式的測定方法，幫助學生建立宏微結合的解題模型。

　　三、教學思考

　　人教版初中化學每個單元的知識都承載著建立化學基本觀念的功能，教師應充分挖掘知識背后隱藏的更有價值的觀念。在中考復習時，教師更應超越具體的單元知識，以化學基本觀念的視角統領復習內容[1]。

　　1.培養學生的變化觀

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

　　2.培養學生的微粒觀

　　學生在新課學習中，已經能從離子角度認識中和反應等復分解反應。在筆者提問“如何將Cu2(OH)2CO3轉化成CuSO4”時，筆者啟發學生從微觀角度思考Cu2(OH)2CO3的離子組成，在此基礎上進行推導。在筆者的啟發下，學生很快便理解上述轉化的關鍵就是將OH-、CO32-和H+反應，生成CO2和H2O，所以應該使Cu2(OH)2CO3和酸反應，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學生宏觀辨識與微觀辨析的學科素養。

　　在進行堿式碳酸銅的化學式的定量分析時，筆者也注重宏微結合。借助于這樣的習題(如圖3)，引導學生歸納計算微粒個數比的思路。

　　最后得出計算微粒個數比的兩種方式：

　　(1)NA∶NB=—∶—(NA——微粒個數 mA——物質質量 MrA——相對分子質量)

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

　　在介紹孔雀石型堿式碳酸銅和藍銅礦型堿式碳酸銅的外觀后，筆者也強調了它們的物理性質不同是因為它們的微觀結構不同，也從微觀本質解釋了物質的結構決定物質的性質。

　　3.培養學生的實驗觀

　　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間的轉化關系，使學生更好地了解它們的性質，筆者僅僅給學生提供了硫酸銅、稀硫酸和氫氧化鈉三種物質，請學生自行設計實驗并完成四個實驗(如圖4)。

　　在討論實驗方案時，產生了如下對話。

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

　　B學生：“可以。先將生成的Cu(OH)2和H2SO4反應生成CuSO4，再將CuSO4和NaOH反應生成Cu(OH)2，

　　然后再加熱Cu(OH)2生成CuO。”

　　C學生：“這樣雖然可行，但是實驗過程太復雜了，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色絮狀沉淀分一部分到另一個試管中，然后分別進行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，可以進行一些簡單創新。”

　　上述實驗雖然僅僅是一組試管實驗，但是學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生的科學探究素養。

　　4.培養學生的發展觀

　　近幾年，隨著科技的高速發展，化學實驗中經常能看到數字化實驗的身影，于是，筆者也當堂演示了數字化實驗檢驗堿式碳酸銅分解產物。但是筆者也展示了傳統實驗，讓學生通過觀察兩個實驗，比較傳統實驗和數字化實驗的優缺點。借此培養學生用辯證發展的眼光來看待如今的化學實驗。

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

　　在復習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，能讓學生用發展的眼光認識現在所學的物質。讓學生知道學習書本上的物質是為了更好地認識沒學過的物質。筆者也給學生介紹了堿式碳酸銅的兩種結構，讓學生了解隨著學習的深入，以前的很多知識是有局限性的，所以需要不停地學習。

　　本節復習課的教學設計注重培養變化觀、微粒觀、實驗觀和發展觀，但是礙于一節課的時長，有的內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》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，若能對相關內容進行取舍，不求面面俱到，而是突出重點和適當擴展，相信能讓復習課的課堂煥發出新的光彩。就像鄭胤飛教授所說的：“我還是希望多給學生一點邏輯，多給學生一點化學味，多給學生一點文化，從而多給學生一點興趣。”[2]

　　[參考文獻]

　　[1]徐 麗.中考深度復習策略——基于化學基本觀念有效架構“思維圖譜”[J].中學化學教學參考，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，中學一級教師，本科，化學教師，研究方向：化學教學。