从过程与方法维度重构教学过程

来源 :化学教与学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zhengguowei
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  摘要:打破传统实验教学模式,问题引领,自主建构,体现过程与方法目标落实,让学生在体验、经历中感悟知识的形成,通过对比发现、合作交流、探究创新等活动,变被动接受知识为主动参与,使知识的学习瓜熟蒂落、水到渠成。
  关键词:化学实验;问题引领;二氧化碳制备;教学重构;拓展创新
  文章编号:1008-0546(2017)05-0055-02 中图分类号:G633.8 文献标识码:B
  doi:10.3969/j.issn.1008-0546.2017.05.017
  二氧化碳是初中化学学习的重要气体之一,对于二氧化碳实验室制取的教学,部分教师往往是给出现成的实验药品、实验仪器、实验原理、实验装置及实验步骤,指导学生利用给出的实验用品、结合实验步骤,按部就班进行实验,得出结论,就完事大吉了。这种做法淡化了过程与方法目标落实,禁锢了学生的思维、学生始终被动接受知识。针对这一教学现状,我们做了认真分析和深刻思考,重新审视了“过程与方法”目标在初中化学实验教学中的落实,一改上述教学模式,重视活动设计,重构教学过程,变被动接受为主动参与,使知识的形成水到渠成、顺理成章。
  一、问题引路,明晰原理
  学习二氧化碳气体的实验室制备时,教师并没有将制备二氧化碳的原理直接陈述给学生,让学生机械记忆。而是通过设计问题、对比分析、实验探究等方式,引领学生思考,获得二氧化碳的制备原理,经历知识的学习过程,弄清知识的来龙去脉,水到渠成。
  教师设问:到目前为止,你所了解的产生二氧化碳气体的方法有哪些?
  学生回顾已学知识,书写相关反应的化学方程式:(1)木炭燃烧(C O2CO2);(2)化石燃料的燃烧(如甲烷燃烧:CH4 2O2CO2 2H2O);(3)一氧化碳燃烧(2CO O22CO2);(4)碳酸钙高温分解(CaCO3CaO CO2↑);(5)木炭还原氧化铜(C 2CuO2Cu CO2↑);(6)一氧化碳还原金属氧化物(如一氧化碳还原氧化铁(Fe2O3 3CO2Fe 3CO2↑)。
  针对学生提出的方案教师再次进行引导:在实验室制备气体时,要求原理科学、装置简单、操作简便、药品价格低廉、经济环保、气体便于收集、制得的气体纯度高。上述方案可行吗?请同学们思考、讨论、评价。
  学生交流:方案(1)、(2)、(3)气体不纯、不易收集;方案(4)、(5)、(6)因为反应的温度太高、条件高、设备要求高、操作不简便,产物难以收集。
  得出结论:上述方案不适合在实验室制取二氧化碳。
  教师给出信息:石灰石的主要成分是碳酸钙
  (CaCO3),查阅资料得知:含有碳酸根(CO32-)的物质(如碳酸钙、碳酸钠等)跟盐酸反应一般都有二氧化碳生成。
  学生实验探究:用碳酸钠粉末、粒状大理石、稀盐酸、稀硫酸进行如下实验:
  学生观察实验现象并思考:A剧烈反应,迅速放出大量气泡反应速率过快,气体不便收集,B虽然产生气泡,速率迅速減慢,反应几乎停止,无法持续产生CO2,C产生气泡,反应速率适中,并能持续得到二氧化碳,由此确定:在实验室中可选用石灰石跟稀盐酸反应制取二氧化碳,并写出该反应的化学方程式:CaCO3 2HCl CaCl2 H2O CO2↑。学生经历探究过程得出结论,自己解决了一些实际问题,从中获得一些新知识而得到满足感和成就感。
  二、对比原理,确定装置
  实验室制备气体,发生装置是由反应物的状态及反应条件所决定的。在学习二氧化碳的制备之前,学生已经学习了氧气的实验室制法,此时教师引导学生回顾实验室制取氧气所需药品的状态、反应条件及发生装置,对比制取二氧化碳所需药品的状态及反应条件,确定制取二氧化碳气体的发生装置。
  实验室用过氧化氢溶液与二氧化锰的混合物制取氧气,属于“固体-液体”之间反应,反应在常温下进行,这与实验室制取二氧化碳所需反应物的状态及反应条件完全相同,因此,可选用制取氧气的装置来制取二氧化碳,学生利用给出的仪器,组装了四套制取二氧化碳的简易装置。
  在确定了实验的发生装置后,教师给出二氧化碳的部分物理性质:通常情况下,二氧化碳是无色无味的气体,能溶于水,密度比空气大;值此提出问题:在实验室中,如何收集二氧化碳?学生普遍认为:气体的收集方法与气体的密度及其在水中的溶解性关系密切。二氧化碳能溶于水,不能用排水法收集;二氧化碳的密度比空气大,可用向上排空气法收集,如图3所示。
  三、选择装置,分组实验
  学生在确定了实验用品、反应原理、实验装置后,教师可以给学生充分选择的空间,让学生自主选择实验仪器组装一套完整的实验装置,分组进行实验,并收集一瓶二氧化碳气体,亲历实验过程,体验学习快乐。同时,教师应引导学生经历实验过程,总结实验步骤:选择仪器→组装装置→检验装置气密性→加入药品(先加入固体药品,再加入液体药品)→固定装置→收集气体。提醒学生化学实验应按照实验步骤规范、有序进行操作。
  四、反思评价,加深理解
  学生实验结束,教师要给予学生反思的机会,引导学生重新审视所选实验装置的优点与不足,加深对知识的理解。如:装置②与装置①相比较,装置②的优点是什么?(与装置①相比,可以制取较多量的二氧化碳);使用装置②制取气体时,液体药品反应消耗完毕,不能随时添加液体药品,为此对该装置做如何改进?(可通过长颈漏斗向试管或锥形瓶中添加液体试剂,如图③、④所示装置);使用装置③或装置④制取二氧化碳气体时,为确保收集到气体,应注意什么?(应使长颈漏斗的下端浸在液面以下)。通过一步步设问,一次次引发学生思考,提高对各实验装置优缺点的认识。
  五、创新拓展,开发资源
  为了开阔学生的知识面,拓宽学生的知识视野,我们在尊重教材和学情的基础上,可以适度开发教材资源、丰富教学资源,实现教学资源共享。
  教师提出问题:我们都能成功地得到二氧化碳。但到现在我们交流结束,我还发现好多装置中还在冒气泡。这是不是又有一个新问题,它不由我们控制、不需要时它还继续发生反应,怎么办[1]?怎样才能做到节约、安全、随时控制反应发生或停止呢?
  学生讨论:
  学生甲:我们少加一点药品。
  学生乙:这样好像不行, 可能会导致气体还不够时, 药品就没有啦。
  学生丙:是不是可以从装置上想办法,如果可以控制药品的接触与不接触就可以。因为如果要发生反应,药品要接触;如果不接触,反应自然会停止……[1]。
  学生经过思考、讨论,给出如下实验装置。
  教学并不是刻板给予,而是在教师的引导下学生自主获取知识。本课注重“过程与方法”教学目标的活动设计,学生亲历知识的形成过程,他们进行自主、协作学习,互相取长补短,共享学习成果,感受和体验探究的过程和乐趣。学生的积极性受到了充分的调动,下课时仍意犹未尽,自然也就收到较好的教学效果[2]。
  参考文献
  [1] 占秀珍.“二氧化碳的实验室制法”教学过程[J].化学教学,2004(4):33
  [2] 宋文评. 基于建构主义理论的“二氧化碳制取的研究”教学过程[J].化学教学,2007(11):76
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