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鸡蛋壳中的化学奥秘教学设计
义务教育阶段化学学科观念包涵的内容
义务教育阶段化学学科需要通过学生化学知识的学习，能够构建起从化学视角认识事物、解决问题的思想方法，逐步形成化学基本观念。具体的知识多年后学生会遗忘很多，但是化学特有的思维和方法会在学生的大脑中留下深刻的印记，并能伴其终身，这就是化学学科观念，即能够适应终身发展和社会发展需要的核心素养。结合课程标准分析化学学科观念应该包涵以下内容：
1.1化学变化观和物质观：
如物质在一定条件下可以转化为其他物质；物质世界充满化学变化，人类的生活生产离不开化学变化；化学变化的基本特征是生成新物质，化学变化伴随着能量变化，化学变化过程中元素不改变，化学变化时质量守恒；物质有微粒性，分子、原子、离子等都是构成物质的微粒并可以相互转化，核外电子在化学反应中具有重要作用；物质结构决定物质性质等。
1.2化学过程和方法观：
首先是科学探究观，科学探究既要有观察和实验，也要有推理和判断；还需要有合作和交流；对于科学探究提出问题和做出猜想尤为重要，猜想与假设必须有事实依据，获取事实和证据可以通过实验、调查、阅读文献资料等多种手段。定性和定量研究相结合是化学学习和研究的重要方法。
1.3化学三重表征思维观：
宏观、微观、化学符号三层次来认识和理解化学知识，通过构建三者的内在关联，实现宏、微、符之间的自由转化的思维方法，逐渐成为化学科学区别于其他科学的最具表征的思维方式，即化学三重表征思维。
传统的化学教学往往只关注知识教学，忽视科学方法和科学观念的教学，或者顾此失彼，处理不好两者的关系。
教学目标：
1、通过探究十学生们了解科学探究的一般流程和方法，进一步激发学习化学的兴趣。
2、通过探究培养学生的动手能力，设计能力，分析问题和解决问题的能力。
教学重难点：通过探究对已经学过的知识加深巩固复习。
下面结合“鸡蛋壳中的化学奥秘”教学片断实录，向各位专家和同行们请教。
基于学科观念的教学片断实录
2.1 贴近生活的微视频，创设情境激趣引入
师 同学们在生活中经常吃鸡蛋，你们知道鸡蛋壳都去了哪里？
生 扔了。（垃圾桶）
师 今天我们看一段视频，鸡蛋壳有何妙用呢？（教师打开剪接的微视频。）
师 鸡蛋壳有如此种种妙用，那么鸡蛋壳有什么成分呢？你想验证吗？
生 碳酸钙。
生 想！
2.2探究一：检验鸡蛋壳成分
师 你能提出什么方法来验证吗？
生 先加稀盐酸，再用澄清石灰水。
师 下面请各小组合作探究鸡蛋壳成分，鸡蛋壳在广口瓶中，盐酸量取大试管量
的1/3为准，石灰水用小试管取2ml（约小拇指一指节高度）。实验需要分
工合作，2人负责实验，2人负责观察记录，2人负责调控和发言。
师 澄清石灰水变浑就说明鸡蛋壳中含有碳酸钙，对吗？
生 不对，证明有碳酸根离子。
师 如何探究钙离子呢？
（查阅资料:很多金属或它们的化合物在灼烧时，使火焰呈特殊的颜色……）
图1
图2
师 下面请观看我晚上关灯后录制的微视频，家用天然气灼烧鸡蛋壳 （如图2）。
师 你觉得鸡蛋壳中全是碳酸钙吗？
过渡：（投影：鸡蛋壳中主要成分是碳酸钙。）
那么我们如何运用化学方法测定鸡蛋壳中的碳酸钙的质量分数呢？
2.3测定鸡蛋壳中的碳酸钙的质量分数
师 （投影图片：讨论思路分析。）请同学们小组讨论有哪些化学方法？
生 与酸反应后将二氧化碳通入氢氧化钡溶液中，根据碳酸钡的质量求二氧化碳。
师 好!你就是将碳酸钙转化成二氧化碳，化学反应本质上就伴随物质的转化。
（追问：如何测定二氧化碳呢？小组合作讨论后写出你们的方案，最好用图
示表达便于你们的小组展示。）
师 你写出了几种方法？都写出了三种方法了吗？
生 方法一：CO2 + Ba(OH)2 ==BaCO3↓+ H2O
方法二：CO2 +2NaOH == Na2CO3 + H2O测质量差（点评并板书：增重法）
方法三：鸡蛋壳加入稀盐酸并测定装置总质量的变化（点评并板书：减重法。） 师 转化的思想，将碳酸钙转化成二氧化碳是一种常见的化学方法。
CaCO3 + 2HCl == CaCl2 + CO2↑+ H2O
100 44
X m
师 你还有其他方法吗？
（点拨：转换思想可否不测定质量而是二氧化碳的体积呢？）
生 我用的方法是灼烧鸡蛋壳并测定剩余的质量，由高温分解所得二氧化碳的
质量求出碳酸钙的质量。
生 我用量气管量出鸡蛋壳加稀盐酸生成二氧化碳的体积，再求出二氧化碳和碳酸钙的质量。
师 你们的办法都很有创意，今天我在现有条件下选择其中一种方法来实验。出示下图3中第一个装置洗气瓶，装有氢氧化钠饱和溶液为了充分吸收二氧化碳气体，再出示精度到0.01g的电子天平，同学们能猜出我用什么方法？
（增重法！多名学生响亮回答）出示图3中第二个装置，加入老师事先用粉碎机加工的粉末状的鸡蛋壳2.02g，测定洗气瓶装置原始总质量m1=181.32g 连接好装置后开始反应，继续将洗气瓶放在电子天平上，同学们可通过投影观察天平读数的变化。
图3
师 我们静心等待反应进行的同时,回忆刚才小组合作探究碳酸根离子时固体药品的取用、滴管的使用、同学间的协作我们还有些错误和欠缺。
（议论学生中对化学实验操作有了新的认识:细节往往决定成败！）
生 质量稳定不变了，m2=181.78g。
师 各小组开始利用增重法的数据，进行计算并展示。
生 w（CaCO3)=51.8%
师 查阅资料：碳酸钙是鸡蛋壳的主要成分,大约占蛋壳质量的83%—90%。
你们的计算结果明显偏小，为什么呢？可能有哪些原因请讨论后回答。
生 ①鸡蛋壳未完全反应；②二氧化碳未完全被氢氧化钠吸收。
生 ③气密性不好；④盐酸量不足。
师 （气密性已检查可以排除）提示：锥形瓶中最后除了残留固体和溶液外还有物质存在吗？
生 （哦！）还有二氧化碳残留！
师 如果二氧化碳气流产生速度太快，洗气瓶中氢氧化钠溶液也来不及吸收，
测定的结果也是偏小如果将长颈漏斗换成可以减速的反应仪器呢？
生 用分液漏斗！
图4
2.4 拓展探究（如图4）：自我优化设计 ……
3反思
3.1多重的真实情境引发的探究专题复习，体现化学物质观和变化观。
建构主义理论认为：学习者是在一定的情境背景下，借助教师帮助和学习伙伴之间的协作活动，在已有知识基础上通过意义建构而获得知识的。情境、协作、会话和意义建构是学习环境中的四大要素。学习情境是首要的，也必须有利于学生对所学内容的意义建构。本课选择密切联系学生的生活实际的鸡蛋壳为研究对象，通过鸡蛋壳的妙用微视频设置第一个情境-----生活情境，并由此展开了对鸡蛋壳成分的讨论和探究。结合实验探究提出的实验问题“我们如何运用化学方法测定鸡蛋壳中的碳酸钙的质量分数呢？”是第二个情境---问题情境，并由此将碳酸钙质量转化成二氧化碳质量的测定。经过实验数据推理计算得出的w（CaCO3)偏小“计算结果明显偏小，为什么呢？”设置第三个情境---实验情境，引发学生对难点实验误差的数据分析进行深度思考。多重情境的设置，增强学生的学习化学的兴趣，加强了新旧知识间的联系，适合的情境会引发学生的思考和讨论，有助于对于重点难点知识的理解，促进深度学习，进而使他们感受到身边的化学物质及其相关转化的化学变化，认识化学知识在生活实际中的应用，体现了化学物质观和变化观。
3.2定性到定量、合作中培养学生的科学素养，体现化学过程观和方法观。
义务教育阶段的化学课程以提高学生的科学素养为主旨。本节课中由定性探究鸡蛋壳中的碳酸钙到定量测定碳酸钙质量分数的科学探究，再到收集实验数据、推理产生误差引发思维冲突，激发学生分析误差根源所在、改良装置解决问题的深度探究欲望。课堂上学生积极主动地参与化学实验、获取化学知识、认识和解决化学问题，最终学生解决实际问题的能力得到了发展，探究素养得到了提升。更重要的是学生通过亲身经历和体验科学探究活动的过程，增进了对化学的情感，收获了学习化学方法的自信。科学的形成就是永无止境的探索过程。本节课中“检验鸡蛋壳成分”和“探究鸡蛋壳中碳酸钙的含量”案例都包含假设猜想、设计方案、实验探究、观察分析、评价展示。完整的科学探究过程，伴随着教师引导学生的全程参与，学生自然能体验到化学实验的乐趣，了解科学探究的基本过程和方法，发展科学探究能力，提高自身的科学素养。
下课解散时间到了，许多小组的学生还在兴趣盎然地摆弄着探究实验的装置。枯燥的中考复习课在愉悦的氛围中收到了良好的效果，这就是源于过程和方法观的化学课堂的魅力。
3.3证据收集和推理论证贯穿课堂，渗透宏微符三重表征思维观。
化学关注物质宏观的性质及变化，也关注物质微观的组成、结构。处于初中阶段的学生，其显著特点是宏观表征能力较强，而微观和符号的表征能力较弱。
今日的化学教学必须重视化学思维方式的培养，从掌握知识转变为学习思维方法。对于基于酸碱盐等化学知识的专题复习，本节课重视实验在化学教学中的探究功能，注重实验数据收集和基于证据的推理论证能力的培养，渗透了宏微符三重表征思想。实验探究鸡蛋壳成分使知识的获得从宏观反应现象气泡、变浑浊和砖红色入手，将碳酸钙的检验分解成碳酸根离子和钙离子的分别探究，进而深入到微观粒子世界碳酸根离子和氢离子结合释放出二氧化碳的本质，以及钙离子焰色反应的微观本质。最后再回归到用化学方程式来表达这种实验探究的过程，同时通过再实验、证据、计算和推理探究鸡蛋壳中碳酸钙的质量分数并分析数据结果偏小的可能原因。这种从反应表征深入到反应本质，从反应基本原理深入到真实的实践应用，通过证据收集和推理论证进而将化学知识、化学符号与宏微世界融为一体，通过不断建立宏微符之间内在的沟通和联系和转换，促进化学知识和化学思维的形成。这就是化学学科独特的三重表征思维。
核心素养的养成非一日之功，需要分阶段反复实践。在初三化学复习中，每节课都能用心于学生，每一天都能静心于教学，每一年都能专心于实践，定能静待花开！

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