摘要：本教学设计聚焦于生活中常见的水垢情境，以此为切入点展开离子反应知识的教学。通过引导学生观察水垢的形成、探究去除水垢的原理，将抽象的离子反应概念具象化。以生活实例为线索，设计系列实验与问题驱动教学环节，促使学生深入理解离子反应的本质、发生条件等核心内容。这种基于真实情境的教学模式，不仅能激发学生的学习兴趣，增强其对化学知识与生活联系的认知，还能有效提升学生运用化学知识解决实际问题的能力，实现知识的高效构建与迁移应用。

关键词：高中化学；生活情境；水垢；离子反应

一、课程标准、教材以及学情分析

本节教材是苏教版化学必修一、专题二、第二单元《钠、镁及其化合物》第三节的内容《离子反应》，它是高中化学的核心内容之一，贯穿于整个高中化学的学习过程。在元素化合物知识的学习中，离子反应可以帮助学生理解物质之间的反应本质，更好地掌握物质的性质。

《化学新课程标准》明确指出：学生要能通过实验认识离子反应及其发生条件，了解常见离子的检验方法。因此，学好这一节内容在整个中学化学学习阶段显得至关重要。它将初中化学中简单的化学反应知识提升到从离子角度进行深入理解的层面，也为高中化学后续内容的学习奠定坚实的基础。如在后续的电化学、水溶液中的离子平衡等内容的学习中，离子反应的知识都有着重要的应用。通过对离子反应认识过程的学习，不仅能发展学生的学科核心素养，同时可以增强学生对中华民族优秀传统文化的认同感，树立民族自豪感。并且能深刻的理解化学社会环境之间的相互关系，强化社会责任意识。

教学方案的实施对象是高一学生，正处在16、17岁的年龄阶段，学生的全面素质相对较弱。学生在初中已经学习了溶液的导电性，酸碱盐电离的知识，具备一定的分析问题能力和一定的实验探究能力，这些都为本节课的学习做了铺垫，因此学生将比较容易在原有认知上建构新知。但是，对于从微观角度分析化学反应的本质，学生的抽象思维能力还有待提高。

二、教学目标

通过硬水软化的分析，学习离子反应的含义和离子方程式的书写，建立现象与本质，宏观与微观之间的联系，发展“宏观辨识和微观探析”的核心素养。

通过实验探究活动，理解离子反应的本质，培养基于证据进行分析推理的能力，培养学生科学探究能力及创新意识。

通过离子反应相关知识的应用，构建正确推理和模型认知的思维，从而渗透正确的价值观，科学精神和社会责任。

三、教学重难点

重点：理解离子反应的概念、本质和条件，正确书写离子方程式。

难点：正确书写离子方程式，探究实验思维模型的建立。

四、教学过程

【环节一】认识水垢

【教师活动】创设情境：用水壶长期加热自来水，水壶里会出现厚厚的一层水垢，水垢碎片进入胃中会与胃酸反应，产生钙、镁离子和二氧化碳，前者会导致结石，后者则会使人胀气、难受，胃溃疡病人还可能发生胃穿孔的危险。

【学生活动】完成问题1：请写出自来水在加热情况下，形成水垢的反应方程式（由碳酸氢钙生成碳酸钙）。

完成问题2：已知水垢的成分是碳酸钙，请你写出水垢与胃酸反应的方程式。

【设计意图】让学生沉浸式体验水垢的形成原理，以及水垢对人体的危害。学生已经学习过碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、二氧化碳和水的反应方程式，具有书写形成水垢方程式的能力。学生初中学习过粗盐提纯相关知识，具备除去永久硬水中Ca2＋、Mg2＋的能力。

【环节二】硬水软化的方法探究

【教师活动】问题3：硬水会给生活带来许多不便，甚至水的硬度太大还会引发心脑血管相关的疾病。结合生活经验思考如何将硬水软化？

【学生活动】以小组为单位，讨论暂时硬水和永久硬水的软化方法。

【设计意图】学生学习过蒸馏等物质提纯方法，具备提纯水的思维能力，教师需要整理学生的思路，引导学生思考硬水软化的多种方法。

【教师活动】问题4：如何证明煮沸可软化暂时硬水？

介绍电导率仪，复习回忆溶液的导电能力与离子浓度有关。

【学生活动】根据实验道具：[简易电导率仪，暂时硬水（自来水），煮沸后的暂时硬水]设计实验方案，验证煮沸可以软化暂时硬水。

【设计意图】带学生认识数字化仪器，用科学的实验验证生活中的现象做法。让学生更好的在生活中感悟化学知识，以学促思，以学促行。

【教师活动】[实验探究1]：使用电导率传感器分别测量自来水、白开水的电导率，比较自来水与白开水的电导率是否一致？

问题5：如何除去永久硬水中的Ca2＋、Mg2＋？

[实验探究2]：设计实验方案除去永久硬水中的Ca2＋、Mg2＋。

【学生活动】根据提供实验药品：[NaOH溶液、Na2CO3溶液、永久硬水]

并设计实验方案除去永久硬水中的Ca2＋、Mg2＋。

动手实验，记录实验现象，得出实验结论。

【设计意图】学生动手做实验，可以加深对化学知识的理解，培养学生的科学素养，激发学习兴趣。通过实验引导学生思考反应的实质，引出离子反应的概念。

【环节三】硬水软化的本质研究

【教师活动】[实验探究3]：使用电导率传感器测定0.1 mol·L－1 20 mL CaCl2、Ca（NO3）2溶液分别滴入0.1 mol·L－1 20 mL Na2CO3溶液反应前后的电导率值变化情况。

问题7：从反应前后的电导率值变化情况你能得出什么结论？

【学生活动】以小组为单位，讨论电导率值变化情况，思考反应实质。

【设计意图】通过电导率值的变化情况，探究反应的实质，归纳总结离子方程式的意义，为之后学习离子反应发生的条件做好铺垫。

【环节四】离子反应的应用

【教师活动】[情境迁移应用]

1、热水壶的水垢如何除去？

2、探究复分解型离子反应的条件

3、波尔多液救治葡萄园

4、工业污水的处理

【学生活动】以小组为单位，讨论家里的热水壶如何除垢。

归纳总结复分解类型离子反应发生的条件。

练习离子方程式的书写，领悟离子共存与离子反应的实质。

【设计意图】从学生熟悉的反应入手，让学生从直观的宏观现象联想到之前分析的微观现象，并尝试从微观角度扩展复分解类型离子反应发生的条件，培养学生的科学探究思维。

【环节五】课堂小结

【教师活动】回顾本节课学习的硬水软化方法，建立现象与本质，宏观与微观之间的联系。通过证据推理和模型认知引导学生建立从微观角度分析问题的意识，初步建立微粒观。

【学生活动】归纳总结本节课所学内容，与同组内其他同学交流思考过程。

【设计意图】通过归纳总结本节课所学知识，加深学生的印象，使学生头脑中初步形成本节课知识的框架。

五、教学反思

第一、本节课以观察热水壶里的水垢出发，探究水垢形成的原因及水垢对生活的危害，引导学生分析问题，思考硬水软化的处理方法，通过电导率仪介绍溶液的导电能力与离子浓度有关，推导出溶液中实际参加反应的离子，从微观角度理解化学反应的实质。

第二、引导学生从实验入手，观察实验、分析实验，整理归纳，得出结论，构建证据推理和模型认知思维，形成一定的知识规律。帮助学生建立电离、离子反应的概念模型和符号表征，对常见的反应进行分类和分析说明，解决实际生活和工业问题。

第三、打破常规，用宏观、微观、符号三重表征的教学模式，培养学生的学科素养。缺憾之处，学生动手能力不足，在实验操作中耗时较长。