提升中学生核心素养的化学实验PPECA教学案例研究

1、提升中学生核心素养的化学实验PPECA教学案例研究摘要化学作为一门自然科学，学好它的前提是学好化学实验，因为实验是这门学科的基础。在义务教育阶段的课程体系构成中，化学是极其重要组成部分。当前，研究者和教师的都形成了共同的目标，那就是把依照教育部规定，在初中阶段把化学核心素养体系落实具体的教学目标和学生的学习活动中，通过对化学实验教学的改进，从而达到促进学生的化学核心素养提高的目的。初中时期是学生成长和学习的重要阶段，化学既是一门对学生个人发展非常重要的学科，还是一门对社会发展以及国家发展都特别重要的自然科学。所以，基于“核心素养”提升的初中化学实验PPECA教学模式案例设计与实践研究是十分具有

2、价值的课题，尤其是对于偏远地区农村中学来说，帮助学生提升科学素养更是迫在眉睫，也是时代发展的需要。本论文从实际出发，采用文献研究法分析总结了化学实验PPECA教学模式的定义、发展现状、基本要素以及理论基础，同时以义务教育阶段化学上册的第五单元第一节“质量守恒定律”、第七单元第一节“燃烧及灭火”、下册第八单元第二节“金属的化学性质”以及第一手单元第一节“生活中常见的盐”为例，设计了符合化学实验PPECA教学模式要求的教学案例并进行教学实践。采用了案列研究法、问卷调查法、访谈法、比较分析法等了解学生在该模式下的学习情况，并编写了核心素养测查问卷和每个案列对应的化学测试卷，用以了解在化学实验PPEC

3、A教学模式下学生学习成绩以及化学核心素养的变化。经过实践研究发现：在化学成绩方面，实验班每一个案列相对应的平均成绩分别为38.25、35.16、36.71、和37.65，对照班每一个教学案列对应的化学成绩平均成绩分别为34.04、29.82、32.32和33.16。因此，化学实验PPECA教学模式可以促进学生化学成绩的提高。在核心素养方面，经过测查以后，实验班和对照班的化学核心素养总体平均成绩分别为86.53和76.13，对结果进行独立样本t检验，sig.=0.0340.05,取假设方差不相等一栏的数据进行分析，sig.(双侧)=0.0020.05，因此按照“假设方差相等”一栏进行分析，Sig

4、.(双侧)=0.9100.05，表示第一次月考中验班和对照班的成绩没有显著性差异，说明这两个班可以作为本次研究的对象。二、实验前学生学习化学的现状统计分析由表 4-5,4-6可知两个班级的化学成绩在开学初期，也就是第一次月考的时候是非常接近的，但为了对研究对象可行性的进一步确定，笔者在九年级上学期开学初对实验班和对照班的学生进行了前测问卷调查，通过数据的统计与分析，从而了解学生的化学学习现状，了解两个班级的学生在进行PPECA化学实验教学前对化学的自主学习能力、问题意识和分析能力、合作意识能力等方面是否有显著差异。表4-3初三实验班和对照班前测各维度组统计量（前测）班级N均值标准差均值的标准误

5、总体得分实验班5172.027.5631.059对照班5073.517.3291.037自主学习能力实验班5126.903.748.525对照班5025.743.712.525问题意识和分析能力实验班5126.544.180.585对照班5026.843.760.532合作意识能力实验班5126.763.707.519对照班5026.674.115.582表4-4初三实验班和对照班前测各维度独立样本检验方差方程的 Levene 检验均值方程的 t 检验差分的 95% 置信区间FSig.tdfSig.(双侧)均值差值标准误差值下限上限总体得分假设方差相等.001.975-1.00599.297-

6、1.4901.482-4.4321.451假设方差不相等-1.00698.987.317-1.4901.482-4.4311.450自主学习能力假设方差相等.072.7891.56599.1181.162.742-.3112.635假设方差不相等1.56598.990.1211.162.742-.3112.635问题意识和分析能力假设方差相等1.053.307-.38099.715-.301.792-1.8711.270假设方差不相等-.38098.281.704-.301.791-1.8701.268合作意识能力假设方差相等1.506.223.12299.893.095.779-1.4511

7、.641假设方差不相等.12197.503.904.095.780-1.4531.642从表4-3可以看出，实验班和对照班在此次关于学习能力的测查中，所得平均分很接近。此外，从表4-4中还可以分析出一下结果：两个班自主学习能力、问题意识和分析能力、合作意识能力总体得分情况中，sig.=0.9750.05，因此按照取假设方差相等一栏的数据进行分析，sig.（双侧）=0.2970.05,表示两个班学习能力各维度总体水平没有显著性差异。自主学习能力，sig.=0.7890.05,取假设方差相等一栏的数据进行分析，sig.(双侧)=0.1180.05,说明实验班和对照班前测的自主学习能力没有显著差异，

8、说明初三实验班和对照班自主学习能力具有可比性。问题意识和分析能力，sig.=0.3070.05,取假设方差相等一栏的数据进行分析，sig.(双侧)=0.7150.05,说明实验班和对照班前测的问题意识和分析能力没有显著差异，说明初三实验班和对照班问题意识和分析能力具有可比性。合作意识能力，sig.=0.2230.05,取假设方差相等一栏的数据进行分析，sig.(双侧)=0.8930.05,说明实验班和对照班前测的合作意识能力没有显著差异，说明初三实验班和对照班合作意识能力具有可比性。4.3 PPECA教学案例的设计与实施4.3.1 学习小组的划分PPECA教学模式其中一个重要的基本特征就是学生

9、要进入实验室亲自做实验，那么就必须进行分组，采取合作学习的方式，让学生在合作学习的过程中培养学生的合作意识和交流表达的能力，因此在教学过程开始之前先对九年级（8）班的全体同学进行分组。以学生的学习成绩、学生性格特点以及综合能力为标准，男女比例尽量协调，6-7人一组，分为8个小组。为了保证小组间的活动能够有组织有秩序地进行，每一组在自荐和小组成员投票选举的基础上选出一名小组长，负责协调本组的相关学习活动。4.3.2 案例一质量守恒定律表4-5质量守恒定律教学设计教学才分析质量守恒定律开始了从生成何种物质向生成多少物质方面的过渡，引导学生从量的方面去研究化学反应的客观规律，为化学方程式书写及化学方

10、程式计算的教学做理论准备，本课时是本节的学习重点和难点，是学好本章的基础，也将对全部初中化学乃至今后的化学学习起到至关重要的作用。本课时的知识序是：什么是质量守恒定律化学变化前后质量为什么是守恒的质量守恒定律的应用。本课题的教学过程中，通过一系列的探究活动，引导学生从量的方面去研究并得出化学变化的客观规律，为化学方程式的书写和计算的学习做好理论准备。本课题是本单元的基础，在教学中，应重视开展多种科学探究活动，让学生亲自参与，体验探究过程，形成严谨科学态度；充分利用学生已有生活经验和已具备的化学知识，重视理论联系实际，让学生体会化学与生活密切相关；通过探究活动，重视加强对学生能力的培养。学情分析

11、在学习本节内容之前，学生通过前面四个单元的学习，已经知道分子在化学变化中可以分解成原子，原子可重新构成新物质的分子。而且原子是化学变化中的最小微粒，原子在化学变化中不可以再分。学生对于化学变化中物质发生了质的变化已经有了一定的认识，还具体的学习了氧气、自然界中的水和物质构成的奥秘等知识，对化学有了一定的了解。同时也有了一定的实验探究能力及对问题的分析思维能力，本课题中有关质量守恒定律的实验是学生接触的第一个定量化学实验，帮助学生认识如何定量研究物质的化学反应。三维目标【知识与技能】1、理解质量守恒定律，能正确化学反应中反应物和生成物的质量关系。2、能运用质量守恒定律解决一些相关问题。【过程与方

12、法】1、通过定量实验，探究化学反应中的质量关系，体会科学探究的方法。2、通过学生教师之间的讨论交流，对质量守恒定律的实质做出解释，培养学生分析实验结果能力。【情感态度与价值观】通过实验探究，培养学生严谨求实的科学态度。重难点分析重点：科学探究活动的设计、操作及观察；认识质量守恒定律，了解化学反应中的质量关系；理解化学反应前后质量守恒的本质。难点：从微观的角度认识化学反应前后质量相等的关系；用质量守恒定律来解释一些化学反应现象。本节相关核心素养微粒观、化学变化与守恒思想、化学语言、化学思维、实验能力、科学精神。教 学 过 程教学环节教师活动学生活动设计意图引入新课课件展示：一组学生已经接触过的化

13、学变化的漂亮图片。讲述：这些美丽的图片展示的都是什么变化，化学变化足额为核心的特征是什么？原物质转变成新的物质，在这个转变过程中质量有没有变化呢？这个问题一直困惑着人们，你们怎么看？学生边欣赏边思考教师提出的思考题。回顾旧知识：化学变化的特征是有新的物质产生。体验化学的美，用问题激发学生的好奇心（一）现象观察模块演示实验：教师在讲台上演示铁丝和蜡烛在氧气中燃烧的实验，让学生观察现象并用文字表达式表示他们的化学反应。学生认真观察演示实验，写出文字表达式，且积极举手回答自己观察到的实验现象：发现蜡烛越来越短了。构建一个学生思考和回答问题的对象，借题说事。培养学生的观察能力、发现问题和提出问题的能力

14、（能力素养）培养学生的实验探究能力二、发现问题模块讲述：通过前面的学习，你不但看到了现象，而且看到了现象背后的本质，知道了什么物质参加反应，又生成了什么物质。但是，如果我们转换一下角度，是否会有同学从量的角度对这些反应提出问题？经过思考后提出一些问题：反应前后各物质的质量之和会不会发生改变？从学生提出的问题中提炼出本节课的主题和教学的线索，引导学生对问题提出假设作出假设：1、化学反应前后各物质的质量总和相等；2、化学反应前后各物质的质量总和不相等。通过表决，大多数同意第一种观点。三、探究本质模块倾听学生的见解。对每一种意见都要表现出一种理解。帮助学生分析问题、引导学生利用实验桌上的实验器材和物

15、品设计实验方案并进行实验探究。在学生做实验的同时去巡视每一个小组的情况，并给于适当的引导。实验用品有：烧杯、天平、锥形瓶、小试管、带胶头滴管的橡皮塞、大理石、稀盐酸、澄清石灰水、粗铁丝、硫酸铜溶液、氢氧化钠溶液在预习的基础上，学生设计实验并进行实施。学生实验： 把烧杯和蜡烛放在天平托盘上，调节天平平衡后，点燃蜡烛，观察蜡烛燃烧时天平指针的变化。实验与探究：方案一 铁和硫酸铜溶液反应方案二 大理石和稀盐酸反应方案三 氢氧化钠与硫酸铜溶液的反应实验前，小组内讨论学案上的实验步骤后，进行实验。小组成员分工合作，记录实验现象。培养学生实验能力、合作学习能力和解决问题的能力（能力素养）挑起学生认知的矛盾

16、冲突，学生会惊奇地发现指针向砝码一端偏移，从而迸发出实验探究的动力。实验包括了三类反应：金属与溶液反应；液固反应生成气体；液液反应生成沉淀。设计多种类型的反应，从多个角度进行探究。四、得到结论模块组织学生向全班同学汇报本组同学最终得出的实验结论。教师可以参与几组的实验与讨论。每组获得的结论相同吗？哪种结论是正确的？导致实验失败的原因可能有哪些？教师在课上画龙点睛。例如：提示它们塞子崩开后，天平还平衡吗？是什么原因？等等。对学生汇报的结论进行归纳补充，并进行总结板书。板书：1、质量守恒定律：参加化学反应的各物质的质量总和，等于反应后生成的各物质的质量总和。2、化学变化中：元素种类、质量不变；原子

17、种类、数目、质量不变。你认为值得注意的问题还有哪些？学生描述实验现象，比较反应前后物质总质量的关系。组内组间交流、倾听、反驳、争论，学生积极参与的热情很高。以分析石灰石和盐酸反应为例，有的学生没有事先称量反应物的质量，就滴加了盐酸，结果无法比较；还有的组塞子崩开后，分析了原因，提出了改进方案等等。注意：有气体参加或生成的反应要在密闭容器中进行才能验证质量守恒定律培养学生表达交流的能力，把课堂还给学生追求一个开放的、自主的探究。失败的实验作为问题情境，及时抓住分析，学生会从失败中懂得，正确的实验操作才能确保实验结论准确无误。在质疑、争论、思想火花的碰撞中，学生各方面的能力将得到更好的发展和提高。

18、五、推广应用模块叙述：1 质量守恒是普遍规律，但蜡烛燃烧后质量减少，“损失”的质量到哪去了呢？这与质量守恒定律矛盾吗？2 为验证质量守恒定律，在蜡烛燃烧前后应测量哪些物质的质量？能否设计实验验证你的结论？回答：如果设计在密闭容器中进行实验，杜绝反应系统与环境之间的物质交换，天平指针就不会偏转了。无论是密闭还是敞口系统，质量守恒的规律都客观存在。把学生的认识引向深入。引导学生体会没有经过科学理论的证明的经验归纳，不能称之为定律，只有经过科学理论证明的经验归纳才可以成为定律。4.4.3 案列二燃烧的条件教学设计 表5-2燃烧的条件教学设计教材分析燃烧与灭火是人教版化学教材九年级上册第七单元第一节的

19、内容，课标要求学生要认识燃烧的条件和灭火的原理，了解易燃物和易爆物的安全知识，并通过活动与探究，学习获得的事实进行分析得出结论的方法。燃烧和灭火是生活中常见的现象，从远古时代燃烧在生活和生产中的应用，到燃烧在现代生活和科技发展中的作用，形象地说明了燃烧与人类社会的密切关系。本课题是对之前所学过“燃烧”进行深入了解并且应用于实际之中。对以后将学习的“化学反应中能量的变化”可以起到铺垫的作用。学情分析在学习氧气的性质时，学生对燃烧有了一定的认识；学习二氧化碳的性质和制法时，学生又知道了一些灭火的方法。本节从燃烧条件的实验入手，学生通过实验探究，得出燃烧需要的条件；再根据燃烧的条件推论灭火的原理；然

20、后介绍一些防火和防爆的知识。通过这一节的学习，帮助学生意识到燃烧和爆炸对人类既有有利的一面，也有不利的一面。使学生感受并赞赏化学对改善人类生活和促进社会发展的积极作用，关注与化学有关的社会问题，形成主动参与社会决策的认识。三维目标知识与技能： 1认识燃烧的条件；2在探究物质燃烧条件的过程中，形成与他人合作设计化学实验方案，并能对实验方案的可行性进行论证；3.对所学的知识以燃烧为主线进行复习。过程与方法：.通过活动与探究，初步学习利用对比思想设计探究实验，并对获得的实验事实进行分析得出结论的科学方法； 2.能主动与他人进行交流和讨论，清楚地表达自己的观点。情感态度与价值观：1.通过实验感受实验探

21、究的过程，体验实验探究的乐趣；2.感受并赞赏化学对改善个人生活和促进社会发展的积极作用。重难点分析重点：1认识燃烧条件；2通过物质燃烧条件的探究，了解探究实验的一般过程和方法；难点：引导学生设计对照实验进行物质燃烧条件的探究。本节相关核心素养化学语言、化学思维、实验能力、科学精神、环保意识。教 学 过 程教学环节教师活动学生活动设计意图引入新课同学们，说到燃烧你会想到什么？那么火给我们的生活带来了什么样的影响呢？请同学们看一段录像。播放录像：介绍火与人类的发展，展示：教材图7-17-4。同学们，看完这些你有什么样的感谢？请发表你的看法。（注意鼓励学生）答：火学生倾听、思考并发表看法利用图片展示

22、学生熟知的生活情境让学生感到化学与我们的生活息息相关，并引起他们对本节学习内容的兴趣。（一）现象观察模块演示实验：（1）在500 ml的烧杯中注入400 ml热水，并放入一小块白磷。在烧杯上盖一个薄铜片，铜片上一端放一小堆干燥的红磷，另一端放一小块已用滤纸吸去表面上水的白磷，观察现象。（2）用导管对准上述烧杯中的白磷，通入少量空气，观察现象。提问：同学们观察到了什么现象？请举手回答学生认真观察演示实验。学生积极举手回答自己观察到的实验现象培养学生的观察能力和语言表达能力培养学生发现问题、提出问题的能力（能力素养）二、发现问题模块提问：刚才的演示实验同学们都已经把观察到的现象描述出来了，那么请大

23、家想一想，为什么铜片上的白磷和通入空气的白磷会燃烧？很好，同学们回答非常正确，那同学们再想一下，关于燃烧除需要氧气以外，还发现了哪些问题？积极回答：因为燃烧需要氧气参与。纷纷举手发言教师归纳总结并板书学生提出的问题：1、所有的物质都可以燃烧吗？2、怎样才能让燃烧顺利进行？3、能燃烧的物质在什么条件下都可以燃烧吗？倾听、思考三、探究本质模块帮助学生分析问题、引导学生利用实验桌上的实验器材和物品设计实验方案并进行实验探究。在学生做实验的同时去巡视每一个小组的情况，并给于适当的引导。实验用品有：棉花、酒精、水、蜡烛、滤纸、小煤块、石子、乒乓球、玻璃棒、小木条、酒精灯、火柴、镊子、烧杯 、坩锅钳、薄铜

24、片、三角架、小木块在预习的基础上，学生设计实验并进行实施培养学生实验能力、合作学习能力和解决问题的能力（能力素养）四、得到结论模块组织学生向全班同学汇报本组同学最终得出的实验结论。对学生汇报的结论进行归纳补充，并进行总结板书。板书：燃烧需同时满足三个条件可燃物温度达到着火点有氧气参与小组成员之间进行交流，且每个小组派一名代表以口头表达本组实验结论。培养学生表达交流的能力，把课堂还给学生过渡叙述：燃烧是人类最早利用的化学反应之一，人类可能已有几十万年的利用燃烧反应的历史。正是因为火开启了人类文明的进程，并引导人类从黑暗走向光明。但是同学们想一想，火只会给人类带来利益吗?回答：合理应用火会给人类带

25、来利益，否则也会带来很多危害培养学生的辩证思维（火既是人类的朋友，也是人类的敌人）二、发现问题模块关于这个问题同学们回答非常正确，火既要利用也要注意预防发生危险。展示火灾图片，激发学生思考。提出问题：当火灾发生时，如何做才能有效的把火灭掉呢？一环扣一环，培养学生发现问题的能力三、探究本质模块引导学生利用实验桌上现有的器材进行如何灭火的实验探究。巡视指导学生实验，评价各组的探究活动。器材：小蜡烛，烧杯，酒精灯分析问题、设计方案，进行试验培养学实验探究能力四、得到结论模块组织学生向全班同学汇报本组同学最终得出的实验结论。对学生汇报的结论进行归纳补充，并进行总结板书。板书：灭火的原理（破坏其一即可）

26、清楚可燃物隔绝空气降低温度到着火点以下小组成员之间进行交流，且每个小组派一名代表以口头表达本组实验结论。培养学生表达交流的能力，把课堂还给学生五、推广应用模块1、视频播放火灾安全知识2、视频播放紧急避险以及自救互救提问：火灾来临时我们能做些什么？如果遇到火灾，你如何逃离现场？对学生汇报的自救办法进行归纳补充，教导学生要合理用火，爱惜他人和自己的生命。交流消防安全知识和火场逃生办法。派小组代表回答老师的问题培养学生的存能力和社会责任感，对所学知识充分掌握，达到学以致用的目的。4.4.3 案例三金属的化学性质表5-3金属的化学性质教学设计教材分析金属的化学性质是九年级化学第八单元，第9页至13页，

27、课题2的内容，具体内容主要有，常见金属的三点化学性质，及置换反应。本课题是在原有知识的基础上，对金属的化学性质进行较为深入、系统地学习，这样使元素和化合物知识更加完整。它侧重于对金属活动性顺序的理解，和能利用金属活动性顺序，解释些与日常生活有关的化学问题，使学生在获得知识的同时，解决实际问题的能力也得到提高，同时本节内容的学习，也为酸碱盐的知识奠定基础，而且，本节内容贴近生活实际，可丰富学生的知识，开拓视野。学情分析在学习本节内容之前，学生对于化学变化中物质发生了质的变化已经有了一定的认识，还具体的学习了氧气、自然界中的水和物质构成的奥秘等知识，对化学有了一定的了解。同时也有了一定的实验探究能

28、力及对问题的分析思维能力，本课题中有关质量守恒定律的实验是学生接触的第一个定量化学实验，帮助学生认识如何定量研究物质的化学反应。三维目标知识与技能： 1.知道铁、铝、铜等常见金属与氧气的反应。2.初步认识常见金属与盐酸、稀硫酸以及金属氧化物溶液间的置换反应。3.熟悉常见金属的活动性顺序，学会利用金属与酸以及金属化合物溶液通过“置换”推断常见金属活动性顺序。过程与方法：1.体验和学习利用控制实验条件进行科学探究的方法，学会运用控制实验条件探究金属活动性顺序。2.学习通过对实验现象进行筛选、对比、归纳、分析、进行信息处理，获取科学结论的科学方法。情感态度与价值观：1.发展学生敢于置疑、勤于动手的科

29、学精神，发展求知欲和探究激情。2.感受科学探究对知识建构的重要意义。3.体验合作学习和共同竞争的愉悦。重难点分析重点：1.金属活动性顺序知识有意义的建构。2. 认识部分金属重要化学性质难点：对实验事实进行筛选、分析、归纳、综合等科学方法的本节相关核心素养化学语言、元素观、微粒观、实验能力、创新能力、化学思维、科学精神。教 学 过 程教学环节教师活动学生活动设计意图引入新课导读：提出思考问题读引言思考：铝为何具抗腐蚀性，其它金属如何？化学性质有什么共性和差异性？规律怎样？明确目的，关注重点。（一）现象观察模块演示实验：外观相似的四片金属片（Mg、Al、Zn、Fe，编号）置于铁三角架上灼烧，由学生

30、根据现象猜出金属名称。学生进行“猜金属”游戏，观察现象，猜测金属。据学生展示猜出的结果进行互动评价学生很难完全猜准，多数根据“燃烧”仅猜出“Mg”。激发好奇心与求知欲，激励探究激情，并学习在真实的情景中发现规律和问题。以存在“问题”为探究留下悬念。这一过程，学生仅能 从最基本的认知层次初步归纳少量金属的活动性顺序，存在的问题，继续为后续的探究留下悬念培养学生的实验探究能力将不同的探究方法通过学生的亲身体验搭建联结的桥梁，同时发展运用已有知识探究新知识的能力，发展学生在事物间建立联系，进行组合、移植等创新思维略。二、发现问题模块导思：1.同学们在猜金属的游戏中，发现了它们化学性质的共性和差异性吗

31、？2.通过发现，我们能粗略确定这些金属的活动性吗？为了寻找差异性和规律性，我们是否还可以根据以前的学习、生活经验来寻找规律呢？引导联想：上述探究初步找出了一些金属的化学性质和活动性规律，但要更广泛探究金属活动性顺序规律，须另辟蹊径进行探究。多媒体引导：（在第七单元探究酸雨的模拟实验时已经留下伏笔讨论金属的共性与差异性 Mg、Al、Zn、Fe都能与氧气反应，但剧烈程度不同，初步归纳活动性：MgAl、Zn、Fe讨论与发现：学生从教材及生活中经验：“真金不怕火炼”，铜制品（如铜锁）裸露保持光泽，铁制品裸露易生锈等事例归纳规律并互动评价。活动性：Mg、AlFe、CuAu或：MgAl、Zn、FeCuAu

32、发现：仅凭上述探究，还很难更广泛找出金属的活动性规律。讨论：1、这一现象能否反映出镁、锌的活动性顺序？2、能否类似用这一方法探究镁、锌、铁、铜等金属的活动性？从学生提出的问题中提炼出本节课的主题和教学的线索，引导学生对问题提出假设作出假设：1、化学反应前后各物质的质量总和相等；2、化学反应前后各物质的质量总和不相等。通过表决，大多数同意第一种观点。三、探究本质模块引导学生对新的探究进行猜想、设计、结果预测示范：操作的规范以及如何检验产生的气体在学生做实验的同时去巡视每一个小组的情况，并给于适当的引导。讨论：探究目的；哪些金属可与酸反应？剧烈程度；原因如何？猜想并预测：镁、锌、铁、铜在酸（盐酸、

33、稀硫酸）中的可能化学行为？设计：用酸性的二氧化硫溶液探究不便，选择盐酸、稀硫酸；控制的条件酸足量，浓度同；为观察较准确，金属质量大致等；注意观察反应剧烈程度，可对反应时间作记录或估计。内合作探究并填写探究记录表（打印）表一：金属与稀盐酸反应：金属现象及反应时间生成物方程式MgZnFeCu表二：金属与稀硫酸反应：（表略）进一步学习科学探究的基本方法，发展学生严谨的科学态度和作风，为规律的建构向更深层次发展。通过自己的实践，检验自己的猜想，发展合作精神，体验探究乐趣四、得到结论模块引导对信息进行处理，并获取结论。导致实验失败的原因可能有哪些？问题延伸：一些金属不能与盐酸或稀硫酸反应，如铜和银，如何

34、解决确定它们之间活动性顺序的困难？要求：对铝、铜、银活动性顺序的探究：1、设计探究方案2、预测实验现象3、作出合理判断提示：铝表面必须打磨展示：铜与硝酸银反应样品银树，铝与硫酸铜溶液反应的样品铜树。（若有条件，演示银与硫酸铜溶液反应）导行：我们作出了这么多探究，但规律还是零碎的，请同学们用卡片将已经探究的规律归纳起来。导思：更多的金属活动性怎样呢？背景介绍：科学家类似于我们的探究，进行了认真的去伪存真，由表及里的分析，总结出了金属活动性顺序。启迪：对金属活动性顺序，同学们发现了什么？对判断金属活动性提供了什么依据？ 各组交流获取的信息：1.能与稀硫酸、盐酸反应及不能反应的金属。2.反应的剧烈程

35、度与速率（差异大的讨论）分组：活泼金属（可与盐酸等反应）：Mg Zn Fe不活泼金属（不与盐酸等反应）：Cu活动性： MgZnFeCu展示结论并互动评价：讨论：回忆第五单元铁钉与硫酸铜的反应猜想：可用这种方法解决铜、银等金属的活动性顺序确定的困难。设计探究方案：既可以按教材的方案设计，也可以自己创新设计，但记录必须真实。（当学生提出用Ag与硫酸铜溶液反应，不可否认方案的合理性，若有条件，教师应事先作好准备）学生探究并将探究结果填写于自己设计的探究记录表中（其中之一）：归纳活动性：AlCuAg 展示结论，互动评价进行“玩卡片”游戏：学生互动，将卡片按自己分析、归纳的活动性顺序粘贴成序列展示、评价

36、：MgAlZnFeCuAgAu交流、讨论排序的理由和依据读教材（多媒体）金属活动性顺序：K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H)Cu Hg Au Pt Au金属活动性由强渐弱讨论并确定简洁语言归纳：越在前面越活泼，氢前金属置换氢；金属之间互置换，溶液里面可探寻。使学生享受自己获得成功的快乐，更深层次对知识进行建构启迪学生客观真实的认识问题，发展学生严谨的科学态度，为学生的创新留下空间。使学生更进一步体验获得成功的愉悦更深层次建构规律以“玩“的形式用卡片排序创设一个思维的载体，发展学生分析、归纳、综合处理方法和能力。以背景介绍启迪学生学习科学家严谨的科学作风和探究精神，形成金属

37、活动性顺序的完整规律。用简洁的语言转换和表述，解决记忆困难并使认知化。五、推广应用模块问：1.实验室制氢气常选择锌与稀盐酸、稀硫酸反应，（1）选用的依据是什么？（2）不选铜的理由？（3）猜想：为什么也不选钾、钙、钠？2.设计在溶液中证明铁的活动性大于铜的实验有哪些方法？3.要证明铁、铜、银的活动性（1）提供一种单质两种溶液，如何设计？（2）提供一种溶液，两种单质，如何设计？4.计算等质量的Mg、Zn、Fe与足量稀盐酸反应生成氢气的质量比，并依据探究过程中粗略测得的反应速率，在坐标图中，粗略绘出反应时间与产生氢气质量的关系图（金属质量自己决定）。5.看一看学校、家庭、工厂铁器、铜制品等如何保存，

38、想一想这些与金属活动性顺序是否有关？（答案略）认真回答（1）发展学生运用知识解决问题的能力（2）对知识的价值，内涵等延伸，扩展学生认知领域。（3）持续发展学生好奇心和探究精神。4.4.5 案例四粗盐的提纯表5-4粗盐的初步提纯教学设计教材分析本节课是人教版九年级化学下册第十一单元生活中常见的盐中第一节课时二的活动探究，主要是借助实验室的相关用品，将粗盐样品进行初步提纯，意在让学生自己亲手通过实验将提供的粗盐样品中难溶性杂质除去，达到对溶解、过滤、搅拌、蒸发等基本操作的练习，并根据所得的精盐质量计算精盐的产率，学会分析实验数据产生误差的原因，从而培养学生进行定量分析的能力。本实验取材方便、操作简

39、单、现象直观，适合于初学者的实验探究活动，加深学生认识实验在化学科学中的重要地位，并在实验中，学会观察、分析和思考。学情分析学生在学习本节内容之前，已经系统地学习了酸碱盐的有关知识，这是学生进行探究活动的认知基础。学生在前面的学习中，进行了 “重结晶法提纯粗盐”的分组实验，所以对于提纯的方法和操作比较熟悉，并且对沉淀法除去可溶性离子有了初步的认识，这是学生进行探究活动的生发点。少部分学生的认知基础部牢固，不具备生发点，不能主动探究，只能在活动被动接受，这部分学生应受到额外关注。三维目标知识与技能：1.漏斗使用过程中的“一贴二低三靠”的注意事项；2.巩固溶解、过滤操作技能和学习蒸发操作技能；3.

40、掌握粗盐提纯的一般步骤过程与方法：1.通过小组的实验探究，培养学生的合作能力和实验操作能力2.培养学生的实验方案设计能力情感态度与价值观：1.培养严谨的科学态度2.培养学生的合作精神以及提高学生学习化学的兴趣重难点分析重点：1.掌握称量、溶解、过滤、蒸发等实验操作技能；2.知道粗盐中难溶性杂质去除的步骤难点：1.能设计出简单可溶性杂质除去的方案本节相关核心素养实验能力、创新能力、化学思维、科学精神、环保意识。教 学 过 程教学环节教师活动学生活动设计意图引入多媒体投影播放电影盐（节选），让学生在轻音乐声中，观赏美丽的风光，了解盐的历史，初知盐的用途等。学生作出假设:假设1、生成物的质量总和大于

41、反应物的质量总和。假设2、生成物的质量总和小于反应物的质量总和。假设3、生成物的质量总和等于反应物的质量总和。引入课题 一、现象观察模块1.教师出示：一瓶食盐，一瓶粗盐，一瓶食盐的水溶液，一瓶粗盐的水溶液。2.学生观察：固体食盐与粗盐的外观差异；食盐与粗盐的水溶液的外观差异。学生认真观察教师展示的物质培养学生的观察能力。二、发现问题模块提问：同学们观察到什么现象呀？为什么会出现这样的情况呢？回答自己观察到的实验现象并提出问题：“如何将粗盐转化为精盐？怎样除去粗盐中不溶性杂质和可溶性杂质？”培养学生发现问题的能力三、探究本质模块组织学生利用所给仪器设计实验进行粗盐的提纯1.因，可能有哪些？根据实

42、验误差的原因，你在操作中，还应该注意什么？怎样改进？5.交流讨论结果：尽可能多找出造成实验误差可能出现的原因。（学生可分组实验：分工协作，分步操作，记录现象及数据。（教师巡回指导，了解情况、发现问题、发现典型）2.交流实验结果：各组代表汇报实验结果，交流实验的得与失。（教师适时点评，告诉精盐产率的理论值）3.学生评议，提出疑问：我们小组得出的精盐产率大于理论值，为什么？我们小组得出的精盐产率远低于理论值，为什么？4.分组讨论：造成实验误差的原以进行争论，教师给以引导）培养学生实验能力、合作学习能力和解决问题的能力,提高学生对化学的学习兴趣。四、得到结论模块对粗盐的初步提纯的基本步骤及注意事项进

43、行归纳小结，评价学生学习情况，并进行板书总结（教师激励性评价）交流、归纳、总结清晰的板书有利于学生的理解五、推广应用模块讨论：通过本节课的学习，同学们基本会用过滤的方法除去粗盐中不溶性杂质，如果要除去粗盐中可能含有的氯化镁、氯化钙、碳酸钠等可溶性杂质，你将用什么方法除去？原理是什么？怎样操作？针对拓展问题进行讨论，根据时间，讨论可长可短。如果讨论不够充分，可让学生课后再查找资料进行探究。为下一节课做铺垫。 理论联系实际，把学到的知识运用到现实问题中，达到学以致用的目的。同时巩固所学知识点。第五章 PPECA化学实验教学模式教学效果分析5.1学习成绩比较为了检验学生在传统教学模式下和PPECA教

44、学模式下对知识点的掌握情况，笔者对学生进行了闭卷测试，其中九年级（8）班51人，九年级（7）班50人，测试结果如下：5.1.1质量守恒定律测试成绩比较表5-3实验班质量守恒定律测试成绩（注：满分六十分）分数段人数有效百分百累积百分百及格率平均分50以上（含50）611.8%11.8%45.09%38.2540-50（含40）713.7%25.5%36-40（含36）1019.6%45.1%20-36（含20）1835.3%80.4%10-20（含10）713.7%94.1%10以下35.9%100%表5-4对照班质量守恒定律测试成绩（注：满分六十分）分数段人数有效百分百累积百分百及格率平均分5

45、0以上（含50）411.8%11.8%37.25%34.0440-50（含40）813.7%25.5%36-40（含36）719.6%45.1%20-36（含20）2035.3%80.4%10-20（含10）813.7%94.1%10以下45.9%100%表5-5实验班和对照班质量守恒定律测试成绩组统计量班级N均值标准差均值的标准误化学方程式单元测试成绩九5138.259.3981.31625034.049.9011.400表5-5实验班和对照班质量守恒定律测试成绩独立样本t检验方差方程的 Levene 检验均值方程的 t 检验差分的 95% 置信区间FSig.tdfSig.(双侧)均值差值标

46、准误差值下限上限化学方程式单元测试成绩假设方差相等.755.3872.19599.0314.2151.921.4048.026假设方差不相等2.19398.487.0314.2151.922.4028.028通过数据分析，可以清楚地看到，关于质量守恒这一章节的测试成绩，实验班的平均分是39.87，及格率为45.09%；而对照班的平均分是31.68，及格率为37.25%。实验班的标准差为8.94，小于对照班的9.765，成绩离散程度比对照班低。5.1.2燃烧条件的探究测试成绩比较表5-6实验班燃烧条件的探究测试成绩（注：满分六十分）分数段人数有效百分百累积百分百及格率平均分50以上（含50）35

47、.9%5.9%41.18%35.1640-50（含40）917.6%23.5%36-40（含36）917.6%41.1%20-36（含20）1529.4%70.5%10-20（含10）1223.5%94.1%10以下35.9%100%表5-7对照班燃烧条件的探究测试成绩（注：满分六十分）分数段人数有效百分百累积百分百及格率平均分50以上（含50）47.8%7.8%31.37%29.8240-50（含40）59.8%17.6%36-40（含36）713.7%31.3%20-36（含20）1835.3%66.7%10-20（含10）1223.5%90.2%10以下59.8%100%表5-8实验班和

48、对照班质量守恒定律测试成绩组统计量班级N均值标准差均值的标准误燃烧及其利用单元测试成绩实验班5135.169.6401.350对照班5029.8211.8141.671表5-9实验班和对照班质量守恒定律测试成绩独立样t本检验方差方程的 Levene 检验均值方程的 t 检验差分的 95% 置信区间FSig.tdfSig.(双侧)均值差值标准误差值下限上限燃烧及其利用单元测试成绩假设方差相等3.874.0522.49099.0145.3372.1441.0839.590假设方差不相等2.48594.422.0155.3372.1481.0729.601通过数据分析，可以清楚地看到，关于燃绕条件的

49、探究这一章节的测试成绩，实验班的平均分是36.45，及格率为41.18%；而对照班的平均分是27.59，及格率为31.37%。实验班的标准差为7.159，小于对照班的10.162，实验班成绩离散程度比对照班低，总体成绩优于对照班。5.1.3金属的化学性质测试成绩比较表5-9实验班金属的化学性质测试成绩（注：满分六十分）分数段人数有效百分百累积百分百及格率平均分50以上（含50）59.8%9.8%43.13%36.7140-50（含40）611.8%21.6%36-40（含36）1121.6%43.2%20-36（含20）2039.2%82.4%10-20（含10）815.7%98.0%10以下

50、12.0%100%表5-10对照班金属的化学性质测试成绩（注：满分六十分）分数段人数有效百分百累积百分百及格率平均分50以上（含50）23.9%3.9%33.33%32.3240-50（含40）611.8%15.7%36-40（含36）917.6%33.3%20-36（含20）2345.1%78.4%10-20（含10）917.6%96.1%10以下23.9%100%5-11实验班和对照班金属的化学性质测试成绩组统计量班级N均值标准差均值的标准误金属的化学性质单元测试成绩实验班5136.718.4721.186对照班5032.3210.6991.5135-12实验班和对照班金属的化学性质测试成

51、绩独立样本t检验方差方程的 Levene 检验均值方程的 t 检验差分的 95% 置信区间FSig.tdfSig.(双侧)均值差值标准误差值下限上限金属的化学性质单元测试成绩假设方差相等3.438.0672.28699.0244.3861.918.5808.192假设方差不相等2.28193.232.0254.3861.923.5688.204通过数据分析，可以清楚地看到，关于金属的化学性质这一章节的测试成绩，实验班的平均分是38.09，及格率为43.13%；而对照班的平均分是31.52，及格率为33.33%。实验班的标准差为6.952，小于对照班的8.257，实验班成绩离散程度比对照班低，总

52、体成绩优于对照班。5.1.4粗盐的提纯测试成绩比较表5-12实验班粗盐的提纯测试成绩（注：满分六十分）分数段人数有效百分百累积百分百及格率平均分50以上（含50）12.0%2.0%46.25%37.6540-50（含40）59.8%11.8%36-40（含36）1325.5%37.3%20-36（含20）2447.1%84.4%10-20（含10）611.8%96.1%10以下23.9%100%表5-13对照班粗盐的初步提纯测试成绩（注：满分六十分）分数段人数有效百分百累积百分百及格率平均分50以上（含50）00.0%0.0%33.33%33.1640-50（含40）35.9%5.9%36-4

53、0（含36）1427.5%33.4%20-36（含20）2141.2%74.6%10-20（含10）1019.6%94.1%10以下35.9%100%表5-14实验班和对照班粗盐的提纯测试成绩组统计量班级N均值标准差均值的标准误粗盐的提纯单元测试成绩实验班5137.6510.7271.502对照班5033.1611.1541.577表5-14实验班和对照班粗盐的提纯测试成绩独立样本t检验方差方程的 Levene 检验均值方程的 t 检验差分的 95% 置信区间FSig.tdfSig.(双侧)均值差值标准误差值下限上限粗盐的提纯单元测试成绩假设方差相等.002.9622.06199.0424.4

54、872.177.1678.807假设方差不相等2.06098.656.0424.4872.178.1658.809通过数据分析，可以清楚地看到，关于粗盐的提纯这一章节的测试成绩，实验班的平均分是39.37，及格率为46.25%；而对照班的平均分是31.78，及格率为33.33%。实验班的标准差为3.758，小于对照班的6.426，实验班成绩离散程度比对照班低，总体成绩优于对照班。对比四个案列成绩，实验班的总体平均成绩都比对照班高，实验班的标准差比对照班的低。实验班学生的总体平均成绩较对照班优势明显，成绩离散程度比对照班低。可以分析出实验班同学不仅仅是靠优生在创造成绩，是整体都在力争上游，群体分

55、数趋于集中。5.2化学核心素养测查5.2.1 问卷编制核心素养调查问卷的编制本研究中，笔者根据他的观点编制了编制了化学核心素养测查试题，并分析了试卷的区分度、信度和效度，证明试卷是可行的。然后利用所编的试题分别从知识维度、能力维度和价值观维度对实验班和对照班学生的化学核心素养进行了测试，并对实验结果进行分析，以此来作为评价PPECA教学模式是否能有效提升学生化学核心素养的依据。二、信度检验所谓问卷信度检验，指的是经过问卷测量之后对问卷的内部一致性进行分析的过程，目的是为了保证问卷的测量结果具有可靠性。在本研究中，笔者采用克朗巴哈系数法来检测化学核心素养的问卷结果信度是不是达标，表征问卷信度的方

56、法通过分析检测各维度中被测试者对量表中条目回答内容是否具有一致性。通过检测，得出的结果是整体量表信度值为0.785，,大于0.70，这一结果核心素养调查问卷的内部一致性良好。如表 4-2 显示，此次的测量量表各维度的信度值均大于 0.70，所以笔者认为本次研究所编制的核心素养调查问卷测量数据内部一致性较高。表 4-2 核心素养调查问卷信度分析结果表调查量表克朗巴哈系数值题目数量整体数据0.87927知识维度0.8529能力维度0.8369价值观维度0.8439三、相关性分析表4-3 相关分析总体得分知识维度能力维度价值观维度总体得分1知识维度0.805*1能力维度0.849*0.517*1价值

57、观维度0.712*0.263*0.0.416*1如上表显示，各维度与总体得分的相关都高于各维度之间的相关，这充分说明各维度各自具有一定的独立性，又能对总体问卷得分作出贡献，因此本问卷具有一定的结构效度。四、效度检验所谓的效度实际上就是指问卷的有效性，是指所测量到的结果反映所考察内容的程度，测量结果与要考察的内容月温和，说明问卷效度越高。反之则越低，限度有三种：内容效度、准则晓得和结构效度。在使用问卷调查的过程中，效度检验是必不可少的环节，只有做了效度检验，才能保证所用问卷的量表适合此次实证研究。检验消毒的原理是通过因子分析检验，看量表结构归类是否合理。只有题项之间具有相关性才能用因子分析检验问

58、卷的效度，那么这种相关信一般是由两个指标来反应的，即：KMO值和Bartlett球形检验值。二者之中，KMO值是经常用来用于比较题项间简单相关和偏相关系数的，它的取值范围必须是大于0，且小于1。如果经过分析后，若KMO值大于0.9，则说明问卷非常适合做因子分析；若KMO在0.7 - 0.9之间，则说明适合做因子分析；若KMO值在0.6 - 0.7之间，说明不太适合做因子分析；小于 0.6 不适合做引子分析。检验题项间相关系数是否显著的是Bartlett球形检验值，如果显著（即 sig.0.05）则适合做因子分析。表 4-4 效度检验结果表调查量表KMO值Sig.整体数据0.862Sig.0.0

59、5知识维度0.857Sig.0.05能力维度0.869Sig.0.05价值观维度0.834Sig.0.05从表4-4明显可以看出：总体得分、知识维度、能力维度和价值观维度的KMO的数值分别是 0.862、0.857、0.869、0.834，所对应 sig.值均0.05，由此可以认为整体和各维度数据适合做因子分析，因此效度结构较好。5.2.2 初三实验班和对照班核心素养各维度测查结果分析经过三个月的教学实践后，笔者于2019年一月份将编制好的化学核心素养调查问卷同时发放给实验班和对照班的学生。九（8）班发放51份，收回51份；九（7）班发放50份收回50份；两个班回收率均为100%。收回的结果进

60、行人工录入Excel并用SPSS软件进行数据分析。实验班和对照班核心素养总体得分情况分析表5-实验班和对照班核心素养总体得分组统计量班级N均值标准差均值的标准误核心素养总体得分实验班5186.5311.5932.332对照班5076.1312.9761.835表5-实验班和对照班核心素养总体得分独立样本检验方差方程的 Levene 检验均值方程的 t 检验差分的 95% 置信区间FSig.tdfSig.(双侧)均值差值标准误差值下限上限核心素养总体得分假设方差相等4.601.0344.00799.00111.9192.9746.01717.821假设方差不相等4.01794.232.00211