刍议化学实验演示与说题教学达成知识的二次生成:高中化学实验

  摘 要:关注知识的生成,搭建一个实验演示与习题两种教学“元素”互动的平台,可使化学教学三维目标具体化,可操作性更强。   关键词:化学实验演示;说题教学;知识的二次生成;发散思维能力
  中图分类号:G633.8文献标识码:A文章编号:1009-010X(2012)04-0062-02
  知识生成是高考考核的重点,知识生成是学习的根本任务。新课程的基本理念之一是强调课程实施的实践性和开放性,注重知识的生成过程。通过实验演示这一载体,从关注学生学习体验、学生的知识生成过程入手,来展开说题教学,搭建一个实验演示与习题两种教学“元素”互动的平台,使化学教学三维目标具体化,可操作性更强。
  备课总体思路:
  1.知识的第一次生成过程。利用学生分组动手演示,体验知识本身的内涵,通过分解、组合以及合理推导,整合生成新的知识。
  课堂教学是一个个鲜活生命在特定情境中的对话与交流,也是师生两大主体的双边互动的主战场。把教材中的实验演示看作知识的生长点,把握每一个实验演示中的环节,如:反应原理、反应物的选择、反应条件、装置的选择、药品的用量、除杂、干燥、收集、验证、现象等,有的放矢地引导学生产生有效猜想,通过学生自主设计实验且动手验证有效猜想的正误,提高学生的发散思维能力。
  2.知识的第二次生成过程。利用习题教学,把握知识的横向联系和纵向拓展,丰富知识的内涵,运用旧知识来生成新知识。
  “说题”是近几年教育改革与实践中涌现出的一种新型双边教学模式,它是教师从事教学研究与学生自主学习双边互动的重要方式之一,是教师或学生在精心做题的基础上,将解题思路、解题方法、过程以及解题后反思活动深入浅出地表述出来。通过阐述对某题或一批习题解答时所采用的依据、解题策略及思维方式,从而总结出经验性的解题规律。从第一次知识的生成出发,选择、设计探究性的习题展开说题教学来巩固与反馈,提升学生的认知能力。
  具体步骤:“一设计问题、二实验生成、三说题生成”。
  “一设计问题”:围绕一个实验演示,设计由浅入深、由表及里激发学生思考的问题,引发学生的有效猜想。在教学过程中循循善诱,适时点拨,在思维方式上,逐步培养学生具体、全面、深入地认识物质及其变化的本质和内在规律性,使学生的思维从表象到本质向纵深发展。
  “二实验生成”:关注学生的学习体验和知识生成过程,要求学生深入思考:预期现象和实验现象有何差异?为什么会有差异?有何猜想?如何设计实验来验证猜想的正确性?为什么要这样做?如果不这样做会造成什么后果?达成知识的第一次生成。
  “三说题生成”:设计、选择有关典型习题及时巩固与反馈,师生共同辩析解题思路、方法、过程,开展说题教学。达成知识的第二次生成。 
  案例一:分组演示:人教版・新课标化学必修一:Fe(OH)2的制备和性质。教师先讲清楚Fe(OH)2的颜色、状态、溶解性,然后演示新制的FeSO4与NaOH溶液反应,结果学生未能观察到白色絮状沉淀,而看到的却是灰绿色沉淀。这一现象立即引起了学生的思考:
  (1)FeSO4溶液为何要用新制备的?
  (2)为什么要将滴管插入试管里溶液的底部,慢慢挤出NaOH溶液?
  (3)久置的NaOH溶液中溶解了什么物质?
  当学生通过讨论、分析认识到FeSO4、Fe(OH)2容易被空气中的氧气氧化时,换一瓶已煮沸过的NaOH溶液再进行实验,先得到了白色沉淀,但过一会儿就转变为灰绿色,以后逐渐变为红褐色,这一现象又引起了学生的疑问。教师进一步引导学生讨论:采用什么方法能使生成的Fe(OH)2氧化速率减慢?经过一系列的思考、讨论、比较,最后选用新配制FeSO4溶液,面上滴几滴苯作为保护层,再进行上面同样的实验,终于得到了白色的Fe(OH)2沉淀,并保持了较长时间。紧接着展示习题师生互动分析:在如图所示装置中,用NaOH溶液、铁屑、稀H2SO4等试剂制备Fe(OH)2:(1)在试管Ⅰ里加入的试剂是______。(2)在试管Ⅱ里加入的试剂是_______。(3)为了制得白色Fe(OH)2沉淀,在试管Ⅰ和Ⅱ中加入试剂,打开止水夹,塞紧塞子后的实验步骤是______。(4)这样生成的Fe(OH)2沉淀能较长时间保持白色,其理由是______________。
  案例二:人教版选修四中新授有关Mg(OH)2溶解平衡的移动。我采用先引入习题,从而诱发学生展开猜想,再让学生亲自动手来学习新知识。展示习题:已知25℃时,CH3COOH和NH3・H2O的电离平衡常数分别为Ka(CH3COOH)=l.7×10-5mol/L,Kb(NH3・H2O)=l.7×l0-5mol/L。现有常温下1mol/L的醋酸溶液和l mol/L的氨水,且知醋酸溶液的pH=a,问:(1)将上述两种溶液等体积混合,所得溶液的pH=。
  (2)向饱和氯化铵溶液中加入少量Mg(OH)2固体,会出现什么现象?学生通过实验发现固体完全溶解。
  提出问题:固体溶解的原因是什么?同学们开始激烈的讨论。
  猜想1:由于NH4+水解呈酸性,其H+结合Mg(OH)2电离的OH-,使Mg(OH)2溶解。
  猜想2:由于Mg(OH)2 Mg2++2OH-,NH4++OH- NH3・H2O,使Mg(OH)2溶解。
  你能设计一个实验验证两位同学的解释吗?通过争论和分组实验,得出结论:通过向饱和的CH3COONH4溶液中加入Mg(OH)2的固体,发现固体溶解,证明猜想2是正确的。
  案例三:1.分组演示:人教版・新课标化学必修一Cu与浓H2SO4的反应。
  小组交流记录(摘录):
  学生1:铜表面先变黑,形成黑色浊液,随后又变成白色浊液。静置,灰白色物质沉于管底,所得溶液呈淡蓝色。
  学生2:反应中还伴有白色烟雾,并有淡黄色物质冷凝在管壁,液面以上的铜丝也发黑。
  猜想1:反应过程中产生的黑色物质是CuO、Cu2S.查资料:2Cu+S=Cu2S(黑色)
  猜想2:灰白色物质是未溶解于浓硫酸中的CuSO4
  实验验证(探究实验剪辑)
  实验1:将光亮的铜丝在酒精灯火焰上灼烧变黑,然后插入稀硫酸中,铜丝重新变得光亮,溶液呈蓝绿色;将光亮的铜丝置入加热的硫蒸气中变黑,然后插入稀硫酸中无变化。
  实验2:截取浓硫酸液面上方变黑的铜丝,插入稀硫酸中无变化;将浓硫酸液面下方变黑的铜丝,插入稀硫酸中,黑色明显变浅,溶液呈蓝绿色。
  实验3:取灰白色物质于一试管中加水,转变成淡蓝色溶液。
  提出问题:实验设计上有何缺陷?(污染空气)如何改进?(用NaOH溶液吸收SO2)
  展示习题:(见上图)实验操作如下:连接仪器和添加药品,用酒精灯加热1分钟后撤去酒精灯,将铜丝伸入液面以下,一段时间后拉起铜丝。请回答下列问题:
  (1)静置,观察到试管底部有白色固体出现,中间层是浅黄色液体(浓硫酸),上层是蓝色溶液。白色固体的化学式为,(2)加热过程中,观察到A试管中出现大量白色烟雾,起初部分烟雾在试管上部内壁析出淡黄色固体物质,在持续加热浓硫酸(沸腾)时,淡黄色固体物质又慢慢地消失。写出淡黄色固体消失的化学方程式:____。(3)某学生发现,常温下将铜片长时间放入浓硫酸的试管中并密封,最终生成黑色物质(Cu2S)和蓝色溶液,无气体生成,写出此条件下铜片与浓硫酸反应的化学方程式:
   。
  实践证明,实验演示的释疑、设计与改进与说题教学巧妙结合,能唤起学生强烈的求知欲。使学生始终处于争论不断的“活化”状态,使说题教学能更有效地落实新课程的“三维”目标。在实验演示和说题教学中体会感受知识的生成过程,在课堂演示与知识的转移、整合和运用中学习,在生成中成长。

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