摘要:以“基礎(chǔ)實驗8——酸與堿的化學(xué)性質(zhì)”學(xué)生實驗的教學(xué)為例,嘗試以主題探究的方式組織學(xué)生實驗。認(rèn)為:合作能力的培養(yǎng)是學(xué)生實驗探究的重要前提,知識網(wǎng)絡(luò)的形成是學(xué)生實驗探究的主要任務(wù),課堂預(yù)設(shè)和生成關(guān)系的恰當(dāng)處理是成功保障,探究主題的確立是學(xué)生實驗教學(xué)的核心設(shè)計。
關(guān)鍵詞:初中化學(xué);學(xué)生實驗;主題探究
文章編號:1005–6629(2013)10–0051–03 中圖分類號:G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:B
1 問題的提出
與《義務(wù)教育階段化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(實驗)》相比,《義務(wù)教育階段化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2011版)》對學(xué)生必做實驗做了明確規(guī)定,更加強(qiáng)調(diào)以實驗為基礎(chǔ)的“科學(xué)探究”,讓學(xué)生自己動手做實驗,親身經(jīng)歷、感受實驗和探究過程。學(xué)生實驗教學(xué)本應(yīng)讓學(xué)生在“做”中學(xué),應(yīng)該是培養(yǎng)學(xué)生實驗探究能力的一種有效途徑。然而,在實際的學(xué)生實驗教學(xué)中,一個常見現(xiàn)象是學(xué)生“照方抓藥”,按照教師或者實驗報告冊上提供的步驟去完成實驗操作,僅僅照著“菜譜”機(jī)械操作,“做”是做了,卻未必能真正學(xué)到科學(xué)方法、科學(xué)思想與科學(xué)觀念[1]。如何組織學(xué)生實驗,讓“探究性學(xué)習(xí)”能有條不紊并行之有效,這是擺在我們面前的一個重要問題。筆者嘗試以主題探究的方式組織學(xué)生實驗,把學(xué)生實驗課設(shè)計為由學(xué)生在一定的情景中發(fā)現(xiàn)問題、選擇課題、設(shè)計實驗方案,通過主體的探索、研究求得問題解決的過程。下面結(jié)合《義務(wù)教育階段化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2011版)》規(guī)定的學(xué)生必做實驗“基礎(chǔ)實驗8——酸與堿的化學(xué)性質(zhì)”教學(xué)實踐,談?wù)勔灾黝}探究方式組織學(xué)生實驗的教學(xué)實踐和思考。EsV3jd2K89NeH0CkCpf6gQ==
2 “基礎(chǔ)實驗8——酸與堿的化學(xué)性質(zhì)”教學(xué)設(shè)計
2.1 教材分析
“基礎(chǔ)實驗8——酸與堿的化學(xué)性質(zhì)”是滬教版九年級化學(xué)第七章《應(yīng)用廣泛的酸堿鹽》中的一個基礎(chǔ)實驗,其中包含了酸和堿的性質(zhì)以及酸堿中和反應(yīng)的實驗,是在學(xué)生系統(tǒng)地學(xué)習(xí)酸堿鹽的性質(zhì)等知識之后進(jìn)行的綜合實驗。
筆者把教材中的驗證性學(xué)生實驗設(shè)計成主題探究實驗,讓學(xué)生在掌握實驗技能的基礎(chǔ)上,學(xué)會設(shè)計并完成以“酸和堿的化學(xué)性質(zhì)”為主題的化學(xué)實驗,鞏固第七章所學(xué)知識,增進(jìn)學(xué)生對科學(xué)探究的體驗,增強(qiáng)學(xué)生實驗觀察、交流討論、表達(dá)的能力,初步學(xué)習(xí)運(yùn)用比較、分類、歸納和概括等方法認(rèn)識各類知識之間的聯(lián)系,培養(yǎng)學(xué)生勤于思考與實踐、善于發(fā)現(xiàn)問題、嚴(yán)謹(jǐn)求實、樂于合作等科學(xué)品質(zhì)。
2.2 教學(xué)目標(biāo)
2.2.1 知識與技能
(1)掌握常見儀器的名稱和使用方法,能進(jìn)行藥品的取用、儀器的洗滌等基本實驗操作。
(2)通過自主設(shè)計實驗方案以及分組合作探究,認(rèn)識常見酸和堿的化學(xué)性質(zhì),比較、歸納、概括酸與堿之間的聯(lián)系。
2.2.2 過程與方法
(1)通過基本操作的學(xué)習(xí),學(xué)會運(yùn)用觀察、實驗等方法獲取信息。
(2)通過教師演示、學(xué)生演示、學(xué)生互教互學(xué)和實際操練等,掌握規(guī)范的操作方法,養(yǎng)成良好的實驗習(xí)慣。
2.2.3 情感態(tài)度與價值觀
(1)通過有關(guān)實驗的觀察、操作,增強(qiáng)對化學(xué)現(xiàn)象的好奇心和探究欲,提高學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣。
(2)通過化學(xué)實驗操作的學(xué)習(xí)過程,感受勤于思考、嚴(yán)謹(jǐn)求實、勇于實踐的科學(xué)精神的重要性。
(3)在分組合作實驗的過程中體驗科學(xué)探究的一般過程,感受團(tuán)隊合作精神。
2.3 教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)
教學(xué)重點(diǎn)是通過學(xué)生動手實驗進(jìn)一步感知和認(rèn)識酸與堿的化學(xué)性質(zhì)、酸堿中和反應(yīng)等。教學(xué)難點(diǎn)是自主設(shè)計多個實驗方案鑒別鹽酸和氫氧化鈉溶液,掌握酸與堿的化學(xué)性質(zhì)。
2.4 教法與學(xué)法
(1)教法:采用“問題探究式”和“討論式探究”的復(fù)習(xí)法,先給出實驗題例,通過對題例的探究發(fā)現(xiàn)問題,歸納知識點(diǎn)。
(2)學(xué)法:學(xué)生交流討論,暢談自己的設(shè)想;學(xué)生自主地思考、分析、討論,從而解決問題,并在自己的探究實踐中解惑。
2.5 教學(xué)流程
[引入探究課題]用央視熱播的《熊出沒》動畫片設(shè)計一個故事情境:主人公光頭強(qiáng)收到兩瓶無色的“飲料”,打開第一瓶便聞到了刺鼻的氣味,在丟掉的過程中,紫包菜、銹鐵鍋、大理石和純堿沾到了“飲料”出現(xiàn)了奇怪的現(xiàn)象,由此引發(fā)對這兩瓶無色“飲料”的好奇。
[探究課題1]區(qū)別兩瓶失去標(biāo)簽的無色酸液和堿液。讓學(xué)生嘗試用實驗桌上提供的藥品和儀器來區(qū)別實驗桌上的鹽酸(14.6%)和氫氧化鈉溶液(5%),檢驗出來后為它們貼上標(biāo)簽。要求每組至少用4種不同的方法來進(jìn)行區(qū)別。
[展示方案,完成實驗]利用多媒體課件對應(yīng)地投影出學(xué)生的方案類型。一般學(xué)生能設(shè)計出如下五種實驗方案:(1)與指示劑(無色酚酞試液)作用;(2)與金屬單質(zhì)(鎂條)作用;(3)與金屬氧化物(鐵銹)作用;(4)與碳酸鹽(石灰石、碳酸鈣)作用;(5)與銅鹽溶液(氯化銅溶液、硫酸銅溶液)作用……
[教師激疑追問]有生成不溶性堿的嗎?剛才用氯化銅溶液或者硫酸銅溶液來鑒別兩種無色溶液的時候,實驗中生成藍(lán)色的沉淀——?dú)溲趸~,能否用這個氫氧化銅沉淀來對兩種液體進(jìn)行鑒別呢?接著讓學(xué)生嘗試得到第六種方案:利用酸能與不溶性堿反應(yīng)而堿不能來進(jìn)行鑒別。
學(xué)生通過以上六種方法鑒別出了鹽酸和氫氧化鈉溶液,都給瓶子貼上了正確的標(biāo)簽。此時教師再提出另一個問題:大家在貼完標(biāo)簽以后思考兩個試劑還有何注意點(diǎn)?堿是能夠與部分非金屬氧化物反應(yīng)的,盛放氫氧化鈉溶液的試劑瓶應(yīng)該用橡皮塞而不是玻璃塞,因為氫氧化鈉會和玻璃中的二氧化硅反應(yīng)。那么,這就是第七種方案:利用堿能與非金屬氧化物反應(yīng)的性質(zhì)來鑒別。接著將知識網(wǎng)絡(luò)圖進(jìn)行補(bǔ)充,并要求學(xué)生及時將氫氧化鈉溶液上的玻璃塞改為橡皮塞。
[教師演示設(shè)問](1)當(dāng)學(xué)生回答“利用酸能與金屬單質(zhì)反應(yīng)”時,利用實物投影進(jìn)行演示實驗:稀鹽酸與鋅粒、稀鹽酸與鎂條、稀鹽酸與銅片的反應(yīng)。引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)實驗的現(xiàn)象進(jìn)行對比并思考以下問題:實驗室制取氫氣為什么選用鋅粒?(2)當(dāng)學(xué)生回答“利用酸能與碳酸鹽反應(yīng)”時,利用實物投影進(jìn)行演示實驗:稀鹽酸與石灰石、稀鹽酸與碳酸鈉粉末、稀硫酸與石灰石的作用。引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)實驗的現(xiàn)象進(jìn)行對比并思考以下問題:實驗室制取二氧化碳為什么選用稀鹽酸與石灰石?幫助學(xué)生了解到酸的相關(guān)性質(zhì),鞏固實驗室制取常見氣體的注意點(diǎn)。
[引入課題]以上這些方案能夠?qū)Ⅺ}酸和氫氧化鈉溶液鑒別出來,是利用了它們跟不同物質(zhì)反應(yīng)出現(xiàn)不同現(xiàn)象。通過實驗幫助光頭強(qiáng)補(bǔ)充了化學(xué)知識,解決了光頭強(qiáng)感到糾結(jié)的問題。光頭強(qiáng)補(bǔ)好化學(xué)知識后,他覺得這兩瓶無色“飲料”很神通,于是就想著把兩瓶液體放在一起看看有什么變化。“大家想想:光頭強(qiáng)能看到現(xiàn)象嗎?沒有明顯現(xiàn)象是否真的不反應(yīng)呢?怎樣證明它們確實發(fā)生了反應(yīng)呢?”引出酸與堿的中和反應(yīng)實驗。
[探究課題2]學(xué)生分工合作完成酸堿中和的實驗。其間教師應(yīng)提醒學(xué)生在向氫氧化鈉溶液中滴加稀鹽酸時要注意逐滴地加入,防止鹽酸過量。
[交流與實驗]學(xué)生通過交流能體會到稀鹽酸和氫氧化鈉溶液反應(yīng)時沒有明顯的現(xiàn)象,但通過借助酸堿指示劑可以檢驗反應(yīng)是否發(fā)生。
學(xué)生按照學(xué)案上的步驟正確操作,但在控制鹽酸用量使紅色剛好褪色方面略有問題,鹽酸往往使用過量,導(dǎo)致回滴一滴氫氧化鈉溶液不會馬上變紅,需要好幾滴才變成紅色。完成后請小組代表來交流現(xiàn)象和記錄的溫度變化。
[課堂總結(jié)]在《熊出沒》主題曲的輕松愉悅的氛圍中享受實驗成功的快樂。做完實驗,請學(xué)生按照PPT要求整理好儀器和藥品。
3 “基礎(chǔ)實驗8——酸與堿的化學(xué)性質(zhì)”教學(xué)反思
3.1 合作能力的培養(yǎng)是學(xué)生實驗探究的重要前提
本節(jié)課改進(jìn)為自主設(shè)計方案進(jìn)行探究鑒別實驗,起點(diǎn)較高、難度較大,課堂容量大。在學(xué)校條件允許的范圍內(nèi),盡可能地將課內(nèi)時間、空間和學(xué)習(xí)的主動權(quán)交予學(xué)生,全體學(xué)生在課堂上有充分的自主學(xué)習(xí)時間,并且是進(jìn)行自主實驗,在情緒上一直是保持著積極興奮的狀態(tài)。在交流與討論的過程中,一般是學(xué)習(xí)績優(yōu)生能首先順利完成方案設(shè)計和實驗、開始交流方案,獲得其他同學(xué)認(rèn)可的是他們,能夠給出難度較大方案的也是他們,這個學(xué)生群體的學(xué)習(xí)積極性得到了很大程度的激發(fā)。與此同時,普通生和學(xué)困生一般不會當(dāng)堂暴露出他們的錯誤和不解,自尊心得到了一定的保護(hù),在聽取其他同學(xué)方案的過程中能發(fā)現(xiàn)自己的問題,找到差距,這樣也在無形中激發(fā)了他們學(xué)習(xí)的積極性。在聽取學(xué)生方案時,教師給出適當(dāng)?shù)囊龑?dǎo)和點(diǎn)撥,讓學(xué)生加深印象,學(xué)生也在發(fā)表觀點(diǎn)的同時聆聽其他同學(xué)的方案,在學(xué)習(xí)的過程中獲得新的學(xué)習(xí)經(jīng)驗。因此,小組合作學(xué)習(xí)策略的運(yùn)用是教學(xué)目標(biāo)達(dá)成的關(guān)鍵點(diǎn)之一。
3.2 知識網(wǎng)絡(luò)的形成是學(xué)生實驗探究的主要任務(wù)
在初中化學(xué)教學(xué)內(nèi)容中,酸堿鹽知識點(diǎn)相對較多,關(guān)系也較為復(fù)雜,是學(xué)習(xí)重點(diǎn),同時也是難點(diǎn)所在。酸堿鹽之間的關(guān)系主要體現(xiàn)在物質(zhì)可以相互轉(zhuǎn)化、相互反應(yīng)。用實驗的方法來區(qū)分鹽酸和氫氧化鈉溶液,不僅可以指導(dǎo)學(xué)生自我梳理知識體系,使所學(xué)知識網(wǎng)絡(luò)化、結(jié)構(gòu)化,而且可以讓學(xué)生結(jié)合實驗促進(jìn)知識內(nèi)化和建構(gòu),并且了解在日常生活生產(chǎn)中的實際應(yīng)用,如生產(chǎn)中常用稀酸除去鐵制品表面的鐵銹。但是,能否將鐵制品長期浸泡在酸溶液中?通過實驗就迎刃而解了。同樣,根據(jù)大理石、碳酸鈉粉末分別與稀鹽酸反應(yīng)時的不同現(xiàn)象也能證實,實驗室為什么常用稀鹽酸和大理石反應(yīng)來制取CO2氣體。學(xué)生自然將理論知識與生活實際及社會熱點(diǎn)問題相結(jié)合,學(xué)習(xí)從化學(xué)視角看待有關(guān)物質(zhì)的利用,了解化學(xué)在研究解決這些問題時的作用,培養(yǎng)學(xué)生對社會的責(zé)任感。
3.3 課堂預(yù)設(shè)和生成關(guān)系的恰當(dāng)處理是成功保障
考慮學(xué)生對酸堿腐蝕性的恐懼和有可能出現(xiàn)的意外,實驗前明確實驗的要求和處理方法,打消學(xué)生的恐懼心理。從整節(jié)課的情況來看,學(xué)生在設(shè)計實驗方案時通常存在以下問題:①無從下手;②設(shè)計方案無法證實是否正確;③實際方案操作性不強(qiáng);④個別學(xué)生的實驗設(shè)計無法完成或者完成不規(guī)范,實驗操作也存在一定錯誤及不規(guī)范等等。比如在做中和滴定實驗時,有些同學(xué)耐性不夠,往往鹽酸滴加過量,導(dǎo)致回滴一滴氫氧化鈉溶液不會馬上變紅,甚至要回滴好幾滴。因此,在學(xué)生設(shè)計方案匯報總結(jié)過程中,教師利用實物投影儀有選擇性地穿插投影一些對比試驗,讓學(xué)生在有限的時間內(nèi)不僅初步學(xué)會設(shè)計實驗,還能引導(dǎo)學(xué)生在實驗中發(fā)現(xiàn)一些問題,糾正一些實驗方案和操作,養(yǎng)成勇于發(fā)現(xiàn)問題的習(xí)慣。同時也要求教師在課后其他環(huán)節(jié)進(jìn)行補(bǔ)充和完善,也要在今后的教學(xué)中多設(shè)計這樣的環(huán)節(jié),讓每一位學(xué)生都不懼怕自主探究,不怕做錯,不怕來不及,從錯誤中學(xué)習(xí),從慢變快,通過認(rèn)真分析原因,得到結(jié)論。課堂預(yù)設(shè)需要教師精心準(zhǔn)備,課堂生成需要教師善于調(diào)控。沒有精心預(yù)設(shè)和調(diào)控,學(xué)生實驗課堂便沒有思維深度。
3.4 探究主題的確立是學(xué)生實驗教學(xué)的核心設(shè)計
各種探究課題的確立,要根據(jù)學(xué)生對探究實驗的認(rèn)知情況,首先對教材現(xiàn)有實驗進(jìn)行深層次的探究確立簡單課題,然后學(xué)生根據(jù)自己的認(rèn)知情況對部分實驗進(jìn)行拓展并確立探究課題。在課堂教學(xué)中不能“泛化”,教師不能一味順從與遷就學(xué)生的探究欲望,要做好教學(xué)的向?qū)?。?dāng)學(xué)生們提出一些與主題關(guān)系不大或短時間內(nèi)難以解釋清楚的疑問時,教師要果斷而又有“策略”地主導(dǎo)教學(xué)方向。畢竟學(xué)生的想法千差萬別,然而課堂的時間是有限的。盡管學(xué)生有“十萬個為什么”,我們也一定要引導(dǎo)學(xué)生把主要的時間和精力集中到探究的主題上面來。
主題探究學(xué)習(xí)是學(xué)生實驗教學(xué)的一種重要方式,也是培養(yǎng)學(xué)生探究意識和提高探究能力的重要途徑。在教學(xué)過程中,教師應(yīng)充分調(diào)動學(xué)生主動參與探究學(xué)習(xí)的積極性,引導(dǎo)學(xué)生通過實驗、觀察、調(diào)查、資料收集、閱讀、討論、辯論等多種方式,在提出問題、猜想與假設(shè)、制定計劃、進(jìn)行實驗、收集證據(jù)、解釋與結(jié)論、反思與評價、表達(dá)與交流等活動中,增進(jìn)對科學(xué)探究的理解,發(fā)展科學(xué)的探究能力。
參考文獻(xiàn):
[1]倪娟.理科探究教學(xué)實踐問題的理論思考[J].教育學(xué)報,2009,(2):26~33.