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新课程标准下开展化学探究性学习

2012-08-03

在教师指导下可设计如下问题:

(1)铜生锈所需要的条件实际上是铜与 相互作用,发生化学反应所致。【实验结论】

(2)D 中广口瓶的作用是 ,发生反应的化学方程式是: 。

(3)铜生锈时产生铜绿的化学反应方程式为:

=Cu2(OH)2CO3 。【实验研究】

(4)铜和铁相比, 更易生锈,由此可得出的结论是 。【比较研究】

(5)若要清洗B中铜丝表面的铜锈,可将其浸入 中。试写出除去铜锈的化学方程式 。【开放、探索研究】

问题之四:你买过食盐吗?你注意了食盐包装袋上的说明文字吗?对此可向学生出示下列问题进行探究:

思考1:你认为包装袋上的碘酸钾(碘元素符号为 I)的化学式为 ,其中碘的化合价为 。

思考2:湖北省盐业公司专营的精制碘盐包装袋上有这样的说明文字:“待食物烹调好后,再放入碘盐”。请用有关化学知识加以分析解释。

思考3:为什么包装袋上还注明要“密封贮藏”?请对照化学式,联系使用说明,大胆作出你的猜想。

……

这些从课内延伸到课外的身边的化学知识,大大激发了学生的学习热情和学习的主动性、探索性,虽然有较大难度,但在老师指导下完全可以得出解答。虽然有些问题超出了教材范围,也不是大纲规定的教学内容,但我认为,正是课本上提供了这样一个难得的探究情景和信息源,为什么我们不花点时间去探究呢?要知道,也许上述每个问题花了10分钟甚至更长时间,但学生知道了怎样从已有知识中去发现和获取新的知识,而不管他的发现是多么幼稚,甚至可笑亦或错误,这种大胆猜想和假设的过程,就是科学探究的步骤之一,更何况有些知识还是建立在实验基础之上的呢?

立足教材而不掬泥教材,忠于教材而不盲从教材,才能充分挖掘现有教材中的相似课题,才能充分体现实验的开放性和多样性,有利于培养学生创新意识和实践能力,初步形成科学精神和科学态度,提高自主学习能力。这种研究问题的一般方法学生一旦掌握就将受益终身。这样的题目更能培养学生思维的开放性和发散性,为学生提供展示才华的机会,有利于张扬学生的个性。让禀性、天赋不同的每个学生都有成功的机会。这和当前培养学生创新思维品质和创造能力的要求是不谋而合的。

四、倡导探究性学习,开放的实验室是学生自主探究的舞台

化学是一门以实验为基础的自然科学,实验是化学的灵魂。探究性学习,最显著的特点,就是它的开放性、实践性和自主性,特别是实验探究的开放性。为了使探究深入一层,更进一步,我们成立了学生专题探究实验中心小组,每班5人,共40人分成4个中心实验小组,定期召开会议,布置任务,自主设计实验方案。然后在教师的指导下进行实验探究。

例如,在学习了第七单元CO2的性质后,我们帮助学生设置了如下认知思维空间,测定空气中 O2 的含量非得用红磷吗?然后启发诱导学生:要测定空气中O2的含量,必须将O2去掉或将 N2 除掉,而不引入新的气体或引入新的气体又能通过适当的化学反应即时除掉。经过点拔,学生的思维空间迅速打开,通过自己学习,查阅资料,互相商讨后,不少同学将自己的设计方案交了上来。如(1)用蜡烛在空气中燃烧测定空气中O2的含量(见探究案例)。(2)用注射器和白磷测定空气中O2的含量。(3)用镁条在空气中燃烧测定空气中O2的含量。而教师此时并不评定方案的优劣是否可行,而是为学生准备实验药品和仪器,然后就“袖手旁观”实验小组成员的“杰作”,通过实验验证自己方案的可行性,我们发现,实验的学生个个跃跃欲试,都迫切希望自己的方案是最佳的,所以做实验时个个迫不及待、一丝不苟,仔细观察每一个实验现象,认真记录每一个实验数据。虽然他们探究的实验早有定论,但他们乐此不疲地去探究、去发现,真正体验和领悟到的是科学研究的一般过程和方法,这是以往教学中很难有的。所以学生通过自主探究性的实验,自圆了课本书刊上的缺憾,自悟难辩知识的真谛,自寻摆脱挫折达到成功的蹊径,自谋解决实际问题的良方。更是培养了学生实事求是、严谨求实的科学精神,一丝不苟的科学态度和团结协作的科学作风,从而使学生初步掌握科学的研究方法,形成终身学习的意识和能力。

探究案例:

用蜡烛在空气中燃烧测定空气中氧气的含量

提出问题:在学习第二单元《我们周围的空气》时做了这样一个实验:用红磷在瓶内燃烧,烧杯中的水倒流入瓶中,水的体积约占瓶容积的1/5,由此判定空气中的氧气约占1/5。

为什么非要用红磷而不用其他物质呢?书上说,这是因为红磷在空气中易点燃,而且反应完毕后不会生成气体,以防止占据消耗的氧气体积,使实验失败。那么,可不可以使用其他物质来完成实验呢?

我的设想:学习二氧化碳的性质后,我觉得可以用蜡烛来代替红磷测定空气中氧气的含量。我设想既然是测定空气中氧气含量的实验,那么在消除空气中氧气的过程中,就不应该有其他气体生成,而蜡烛在空气中点燃(据:石蜡+氧气二氧化碳+水)有二氧化碳生成,这样我们就考虑将二氧化碳通过一个化学反应,将它消耗除去。根据CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O:,我们就考虑把书中用的水改为石灰水(澄清)[Ca(OH)2 ]。

实验装置:按照以上的设想,我设置实验装置(如右图所示):

我们预计:随着二氧化碳不断与石灰水反应,石灰水会进入广口瓶,并上升到1/5刻度处。

实验步骤:

1)将装置按计划组装好。

2)将蜡烛点燃,迅速伸进广口瓶中,塞紧橡皮塞。

3)待蜡烛熄灭,广口瓶冷却后,打开铁夹,澄清的石灰水进入广口瓶中,并不时轻轻振荡瓶子(加速其与石灰水的反应速度)。

实验现象:

1)点燃的蜡烛伸入广口瓶中后,一会儿,蜡烛熄灭,瓶壁上有水珠生成,且有少量烟放出。

2)打开铁夹后,澄清石灰水迅速进入广口瓶,一会儿,石灰水稍稍变浑浊约有1/15的体积。

3)导管中有石灰水渐渐上升,慢慢进入广口瓶,将烧杯稍稍上举减小高度差所产生的压强,使石灰水顺利进入广口瓶。再次观察,进入广口瓶的石灰水约占广口瓶略小于1/5的体积。

分析原因:实验并不是很成功,进入瓶中的石灰水没有达到1/5的体积。思考其原因,可能有以下几种:受时间限制,二氧化碳与澄清石灰水还没有反应完全,并且只是与澄清石灰水接触,反应速度较慢,瓶中多余的二氧化碳还没有消耗完;导管中有空气,与水一同被吸入瓶中,占据了一定体积;装置的气密性不好,有其他气体,进入广口瓶中,相信在不断改进后,用蜡烛在空气中燃烧测定空气中氧气的含量的实验一定会成功。

(903班 罗婧奇 胡虓)

总之,探究性学习是一种有效的和可操作性的学习方式,它要求学生在“做化学”(即探究)中学习化学,与传统的“听化学”、“读化学”的方式有着本质的区别。教材不可能用过多的文字讨论什么是科学探究,怎样进行科学探究,只能在各个单元中结合课题内容有计划、有步骤地安排相应的探究活动,让学生在实际的探究活动中充分体验。由于科学探究既作为学习的方式,又作为学习的内容和目标,所以,科学探究必须落实在各个主题的学习之中,不宜孤立地进行探究方法的训练。当然,构建科学探究的学习情景,是开展探究性学习的有力保障。

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