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關鍵詞: 中專化學 教學觀念 教學質量 “化學變化”
為了適應市場經(jīng)濟飛速發(fā)展對中等適用技能型人才的需要,必須改變中?;瘜W課堂教學觀念,筆者近幾年在中專
化學教學中注意課堂教學觀念的“化學變化”,以提高中?;瘜W教學質量。
一、變“要我學”為“我要學”
筆者曾問學生:“你為什么要學化學?”許多學生回答:“學校要我學?!薄案改敢覍W?!边@說明大多數(shù)學生對學習化學處于被動的狀態(tài)。
如何改變這種情況呢?單純靠說教式的教育,效果是不大的。筆者在教學中注意從以下三方面調動學生學習化學的興趣,寓思想教育于教學之中。
1.聯(lián)系日常生活常識,引導學生。
筆者曾經(jīng)問學生“辛烷”是什么氣味的?全班只有兩個學生回答是汽油味,而其他學生都答不出。當筆者反問說汽油的成分是什么?學生們就恍然大悟了。這種自然的聯(lián)系,使他們對烷烴的學習就不會感到枯燥無味。通過汽油這個大家熟悉的工業(yè)能源,很自然地使學生認識到學習化學很有意義。
2.從分析推理到驗證,調動學生學習積極性。
學生自覺地要求學習,常常是由于他學會了或者會學了。因此筆者在教學中很注意和學生一起來進行分析推理,并配合實驗的驗證。由于學生經(jīng)過了運用已學過的知識來進行分析推理之后,又能從實驗里得到驗證,這樣,他們便會有信心學好化學,自然會轉化成“我要學”的動力。
例如在講鹵代烴的性質時,筆者就是先與學生一道分析鹵代烴分子中價鍵的關系,討論兩種斷鍵的情況與條件的關系。通過實驗的驗證,學生加深了外因對內因的影響并通過內因起作用這樣的哲學概念。
3.轉化后進生,以點帶面,促進大家學。
榜樣的力量是無窮的。隨著時代的前進,青年人的自尊心、好勝心比老一輩人要強。表揚先進典型需要不斷更新,不斷地以點連成線,以線織成網(wǎng),造成大家學好的有利局面。
例如筆者在化學教學中,對一些原來化學基礎較差的學生,注意發(fā)現(xiàn)他們的一點一滴的成績,在適當條件下加以表揚,調動他們的積極性,后進的學生上來了,勢必影響一批學生一道進取。
二、變“我講你聽”為“師生互動”
化學科的教學,在過去人們的印象中,是一門死記硬背的學科。為了改變這種情況,筆者認為選擇哪一種形式的教法自然與教材本身的特點有關,方法也可以因人而異,要多樣化。但是不管哪一種形式師生的密切配合都是需要的,這是體現(xiàn)教師主導與學生主體的關系,教師可以根據(jù)教材內容,不斷提出問題、建議,邊講邊實驗,最后花一點時間進行小結,使學生的學習、分析、表達和觀察能力等都能相應地獲得提高。
例如講烴一章中的甲烷一節(jié),按照課文內容已學過甲烷的分子結構了,如何進一步教學甲烷的性質呢?筆者不是先做實驗,而是分析可以發(fā)生的結構變化,通過化學方程式的演習,還應有HCl氣體生成。根據(jù)無機知識可以預計應該觀察到哪些現(xiàn)象,讓學生來分析討論。在這個基礎上,筆者做好演示實驗,并加以補充,學生可能估計不到的還有油狀液體生成這一現(xiàn)象。在實驗進行后,筆者對這一反應進一步總結,形成取代反應的概念,并選擇H2S與Cl2這一置換反應的例子,讓學生分析比較。這樣的一節(jié)課,師生密切配合不停頓地活動,教師講得少,學生議得深,學生所獲得的知識聯(lián)系,遠遠超過了課本的內容,但又都是已學過的舊知識的重現(xiàn)。
三、變“套模解題”為“解題分析”
中?;瘜W科的計算,從數(shù)學角度看,并不困難,主要應用的只是比例,解二元一次方程式、一元二次方程,求對數(shù)等。但是許多學生對于化學計算卻往往感到困難。筆者認為,學生化學計算題拿到手后不能很好地展開思路,究其原因,關鍵的是有些學校在起始階段教學中教學生套用計算公式或化學方程式的模式,因而學生只能模仿,而不能理解,更談不上計算技巧的形成。他們不懂得如何去分析數(shù)據(jù),找出有關反應的物質的量關系;對概念沒有深刻的理解,不知道其應用范圍。這樣的學生在遇到小綜合或小靈活的題目常常由于思路不對或欠嚴密而造成錯誤。因此筆者注重了解題分析的教學,讓學生敞開思想,討論不同的解法,并鼓勵創(chuàng)新。
例如按照教材,確定甲烷的組成,課本上只介紹一種求分子的方法,而在以后的章節(jié)均未再出現(xiàn)求分子式的例子。因此教好這一節(jié)課的這項內容,就變得十分重要。筆者指出烴的分子式可以用CxHy表示,關鍵是求x、y值。接下去就課本中例子的數(shù)據(jù)分析討論確定x、y值與哪些因素有關(元素組成與分子量),最后交代這種方法不但適用于烴,還可適用其它化合物。由于在教學中引導學生學會分析和處理數(shù)據(jù)的方法,而不是只給學生一定的計算模式,這樣學生可以敞開思想,開頭可能會亂一點,但是看到學生交來的作業(yè)里對一道題就有多種解法,你會感到安慰的。下一節(jié)課的開始,對各種解法進行綜合對比,既可以表揚肯動腦筋的學生,又擴大了學生的視野。
四、變“你考我背”為“單元練習講解”
筆者曾經(jīng)發(fā)現(xiàn)有不少學生考前一句句地背書、背化學方程式的不好習慣,這種“你考我背”的死讀書的結果,不說將來不能出人才,就是應付考試也是不行的。
實際上化學的基本概念、基本理論和知識是按一定規(guī)律教學的,個別典型的現(xiàn)象和知識應在平常就熟記了,有關操作及原理和化學計算平時訓練得好,考試時自然不會出岔子。所以筆者認為考生的復習主要應放在思索上,看哪些知識是否遺忘。筆者曾提倡學生考前看課本的目錄,回憶各章節(jié)主要內容及應注意的問題。把學生從頻繁的考試中解放出來,筆者認為這是很有道理的。它可以減少學生為追求分數(shù)跟著考試跑所花費的時間,把精力從應付考試中解放出來,就可以去多閱讀,多思索,多動手。但是基礎與能力的關系是辯證的、相輔相成的,在中專如果沒有打下牢固的知識基礎,就不能培養(yǎng)出適應市場經(jīng)濟所需人才的智能結構。因此筆者在教學中很注意單元練習與單元講評。對于單元學習,筆者在選題中注意以下三點:
1.選擇本單元必須過關的主要內容;
2.選擇學生在作業(yè)中錯誤最多的問題;
3.學生在作業(yè)中已學會的部分盡量少出。
化學與社會生活實際有著廣泛而緊密的聯(lián)系,新教材突出體現(xiàn)了化學與社會發(fā)展的關系,突出了STS思想。而物質的化學變化這一主題更是與社會聯(lián)系緊密,是初中五個主題中的一個重要組成部分,是幫助學生歸納、整理一些化學物質、化學現(xiàn)象的必要手段,所以對這一主題的教學是不容忽視的。
“物質的化學變化”共分為三個二級主題:化學變化的基本特征,認識幾種化學反應,質量守恒定律。本主題包括了初三化學很多概念和基本原理,理論性較強,它是以各物質間的化學反應為載體的,因此,各物質間反應的規(guī)律以及應用情況介紹和具體物質的性質,變化知識星湖聯(lián)系,也和生產生活重點實際互相聯(lián)系,緊密結合。故在本主題的教學中有著豐富的情景素材可供選擇,另外老師也要設計一些典型的化學實驗為教學服務。我在教學實際中主要是通過以法來傳授給學生的。
一、指導學生進行探究活動,通過實驗讓學生獲得理論知識,完成學習目標
在化學變化和物理變化的教學中,我常選擇這些實驗指導學生自己完成:水的沸騰,膽礬的研碎,紙張的燃燒,向硫酸銅溶液中加氫氧化鈉溶液。學生通過這四個簡單的實驗對比,就會從“有無新物質的生成”這一角度對兩個變化有了深刻的認識。在講吸熱反應和放熱反應時,讓學生親身體驗:向生石灰中倒入水,燃燒,木炭還原氧化銅這幾個實驗,學生通過親身的體驗就會對這幾個反應有一個完整的認識。這樣老師常創(chuàng)設探究性實驗,學生通過完成實驗而得到一些理性的認識,既強化了學生實驗的能力,又培養(yǎng)了學生思考分析問題的能力。當然,像質量守恒定律內容的探究,金屬活動性的探究無疑也是我們需要通過探究性實驗來完成教學任務的。采用探究式的教學法,不僅為老師省了“力”,而且有利于培養(yǎng)學生知識和能力的生成性。
二、注重新舊知識的銜接
本主題內容在教材和教學過程中是分散安排的,與元素化合物知識緊密銜接。教學每一個課題時都要注意夯實基礎,也為以后的課題做好建基,一步一個腳印,不可急于求成,不能使任何一節(jié)課的知識成為學生腦中的空中樓閣。
三、重視學習情境的創(chuàng)設
自然界和生產生活的化學變化的現(xiàn)行時時都有發(fā)生。要善于運用生產生活中的現(xiàn)象創(chuàng)設學習情境。如生活中有關緩慢氧化的例子、吸熱反應和放熱反應的例子等等,都可以作為教學時的情景素材,另外,老是平時收集的關于化學的一些小故事、化學新聞、化學趣事、科學論文、實物圖片、模型和影像資料等都可以用于創(chuàng)設學習情境,老師要充分利用這些情境,激發(fā)學生的學習興趣,引導學生主動學習。
四、化學俗語和化學韻語的使用,在增強學生學習趣聞性的同時,可以加深記憶
如本主題中涉及的內容可編為俗語如描述化學變化的:化學變化,頗有特征,不同物質,伴隨而生,現(xiàn)象各異,五彩繽紛,放熱發(fā)光,顏色變更,產生沉淀,生成氣體。如質量守恒定律的韻語:反應前后、質量相等,原子數(shù)目、沒有減增,客觀事實、實驗證明,原子種類、沒有變更,原子相等、沒有減輕,前后質量、必然相等。再如“根據(jù)化學方程式計算”的韻語:一解二設最后答,化學方程式不能差,準確尋找質量比,純量代入不摻假,所有單位要一致,列式計算解決它。像這樣的口訣在化學的學習中是很常見的。
不對,絕緣老化是一種物理現(xiàn)象。
它是指因電場、溫度、機械力、濕度、周圍環(huán)境等因素的長期作用,使電工設備絕緣在運行過程中質量逐漸下降、結構逐漸損壞的現(xiàn)象。
也是由于絕緣體內部的雜質變化,外部灰塵水份的侵入,或使用溫度過高, 使用時間過久等原因造成絕緣體變質,使絕緣性能逐漸變差的過程。
熱老化是材料老化的基本形式,長期受熱后,一些絕緣材料的抗彎和抗張強度均會顯著降低,當受到機械作用后很容易損壞而導致絕緣擊穿;水份能和其他污物一起組成弱電介質,生成離子,增大電導及介質損耗,使絕緣材料進一步發(fā)熱,加速了熱老化的進程。另外,局部放電、光照、輻射等都是影響絕緣老化的因素。
(來源:文章屋網(wǎng) )
1. 基本概念
1.1 物質的變化。
(1)物理變化:沒有生成其他物質的變化.
(2)化學變化:生成了其他物質的變化.
常見的物理變化:三態(tài)變化、機械分割、簡單的混合與分離、電燈發(fā)光發(fā)熱、金屬導電導熱等。
常見的化學變化:燃燒、金屬銹蝕、食物腐爛、釀酒(醋)、光合作用、呼吸作用等。
注意:物理變化和化學變化的辨析,從宏觀上看要抓住變化時是否有其他物質生成;從微觀上看要把握構成物質的粒子是否發(fā)生了變化.如果變化時沒有新物質生成,只是物質的形狀、狀態(tài)等發(fā)生了改變,構成物質的粒子也沒有變化,就屬于物理變化,否則就屬于化學變化.而伴隨變化的現(xiàn)象:發(fā)光、放熱、變色、生成氣體、產生沉淀等只能作為判斷的輔助依據(jù)。
1.2 物質的性質。
(1)物理性質:物質不需要發(fā)生化學變化就能表現(xiàn)出來的性質,如:物質的顏色、狀態(tài)、氣味、熔點、沸點、硬度、密度、溶解性、揮發(fā)性等(可概括為色、味、態(tài)、兩點、兩度、兩性)。
(2)化學性質:物質在化學變化中表現(xiàn)出來的性質.主要包括:可燃性、助燃性、穩(wěn)定性、活潑性、氧化性、還原性、酸堿性、毒性等。
注意:區(qū)分物理性質和化學性質時一定要抓住“是否需要發(fā)生化學變化才能表現(xiàn)出來”這個特點。
1.3 物質的性質和變化的區(qū)別。物質的性質和變化是兩組不同的概念,兩者之間既有區(qū)別又有聯(lián)系.性質是物質固有的屬性,是物質的基本特征,是變化的內因(即變化的依據(jù)),而變化只是一個過程或現(xiàn)象,是性質的具體體現(xiàn),即性質決定變化、變化體現(xiàn)性質.物質的變化和性質在描述上是不同的,物質性質的描述在物質變化的基礎上增加了“可以或不可以”、“能或不能”、“容易或不易(難)”等說法。
1.4 化學變化的基本特征。從宏觀上看,生成新物質的變化是化學變化;從微觀上看化學變化的實質是原子的重新組合.與化學變化的基本特征對比,物理變化沒有新物質生成,從微粒上看,構成原物質的粒子本身并沒有發(fā)生變化。
2. 命題趨勢 作為考查概念的主要內容,物質的變化多為選擇題,且一般出現(xiàn)在試卷的前幾道題;對物質性質的考查,命題形式主要有選擇題、簡答題、填空題等題型.
聯(lián)系生活實際和同學們熟悉的自然現(xiàn)象,聯(lián)系典型的科技、新聞熱點判斷物理變化和化學變化及其相互聯(lián)系和區(qū)別:根據(jù)題給新信息,分析歸納物質的物理性質和化學性質,成為中考命題熱點之一.近年來,從宏觀、微觀角度對題給物質的變化或性質進行描述或做出解釋的簡答題增多。
3. 典型例題
例1、下列著名詩句中隱含有化學變化的是( )。
A.白玉做床,金做馬; B.千里冰封,萬里雪飄
C.野火燒不盡,春風吹又生; D.夜來風雨聲,花落知多少
解析:選項A、B、D均無新物質生成,屬于物理變化;“野火燒不盡”有燃燒過程是化學變化。
答案:C
例2、請用下列描述物質的詞語填空(每空只填一個選項)。
a.可燃性; b.腐蝕性; c.氧化性; d.還原性; e.吸水性; f.酸堿性
(1)使用濃酸、濃堿等藥品時,應防止粘到皮膚或衣服上,因為它們有 。(2)在工業(yè)上常用一氧化碳冶煉金屬,因為它們具有
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。(3)固態(tài)氫氧化鈉常用作干燥劑,因為它具有
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。(4)當煤礦礦井中瓦斯(主要成分是甲烷)達到一定濃度時,遇明火會發(fā)生爆炸,因為甲烷具有
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。解析:本題以物質的用途等為切入點,考查物質的性質.物質的性質決定物質的用途,物質的用途又反映物質的性質,只要將兩者緊密結合起來,便會得出答案。
答案:(1)b; (2)d; (3)e ; (4)a
例3、下列文字描述了有關物質的變化和性質:①潺潺的流水能蒸發(fā)成水蒸氣;②水蒸氣可以變成天空中的白云;③白云變成了雨滴或雪花降落到地面;④鐵礦石冶煉成鐵;⑤鋼鐵可能變成鐵銹;⑥煤著火燃燒,殘余一堆灰燼。
請分析:其中屬于物理性質的是
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(填序號,下同);屬于化學性質的是
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;屬于物理變化的是
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;屬于化學變化的是
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。
解析:解本題時只要緊扣“物質變化的描述側重的是過程,物質性質的描述側重的是物質的能力”這一解題思路,便會得出答案。
答案:①② ⑤ ③ ④⑥
例4、把某種金屬用小刀輕輕切下一小塊放入盛水的燒杯中,觀察到該金屬能與水劇烈反應,并放出熱,本身熔化成銀白色的小圓球,浮在水面上,根據(jù)以上敘述,推斷該金屬的物理性質有:
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,化學性質有:
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。
關鍵詞:金屬鎂;性質;提?。缓K?/p>
文章編號:1008-0546(2013)12-0067-04 中圖分類號:G633.8 文獻標識碼:B
doi:10.3969/j.issn.1008-0546.2013.12.028
一、教學設計分析
本節(jié)內容選自蘇教版高中化學必修1專題2第二單元,包括鎂的提取和應用、鎂的性質兩部分內容,本設計將鎂的性質貫穿于鎂的提取及應用中。本節(jié)內容在教材中的篇幅雖然比較短,但是與生產生活緊密聯(lián)系,值得從工業(yè)價值中挖掘其對人類文明的發(fā)展意義;但作為高中階段典型的金屬制備方法更值得去關注其中的學科觀念和學科知識。
該單元位于“從海水中獲得的化學物質”章節(jié),意在從海水中以化合態(tài)普遍存在的豐富元素中轉化出有用的單質或其它化合物,第一單元中已經(jīng)從非金屬及其化合物的角度了解了海水中提取的氯、溴、碘等鹵素及其化合物,而本單元則需要從金屬及其化合物角度考慮鎂的提??;學生在第一單元學到電解飽和食鹽水制取氯氣的方法,對于本單元鎂提取的原理補充了新的角度,同時海水中提取溴和碘的富集思路可以類比遷移到鎂的提?。划斎谎趸€原反應、離子反應作為理論基礎,需要在鎂提取的過程分析中應用。對于高一學生來說,他們的思維從經(jīng)驗型邏輯思維逐步向抽象思維轉化,但對本節(jié)內容滲透的變化觀不易體會和建構,需要教師的引導。不過我們不準備局限在海水作為提取鎂的原料,而是以更加開闊的視野去關注鎂元素的轉化。其實學生對鎂單質的性質并不陌生,在初三就已經(jīng)知道鎂與氧氣、酸的化學反應,并且和鐵可以類比;但是鎂作為比鐵更為活潑的金屬,是否可以遷移煉鐵的反應呢?我想這就是學生普遍存在的前概念,應該在教學中防止學生在此進行錯誤的遷移。在選擇不同原理和原料時,通過類比討論有利于學生認識到物質轉變的多樣化途徑,也有利于體驗科學為本、經(jīng)濟節(jié)約的化學應用觀念。
在此設計中,我們呈現(xiàn)出鎂元素存在于不同形態(tài)的物質中,學生可以體驗物質的多樣性;剖析鎂的提取原理時,從不同角度了解高價態(tài)鎂到單質鎂的變化,逐步建構變化觀。當學生把關注轉化關系內化為一種思想,把從價態(tài)和物質類別變化的角度認識物質和反應內化為一種思想和方法時,學生就找到了高中階段學習元素化合物的一般方法[1]。在鎂的真正提取過程中,結合實際技術應用,綜合考慮原料選擇和除雜問題,提升學生全面思考問題的能力的同時,讓他們了解化工生產流程,體會化學知識對開發(fā)自然資源的重要作用。
另外,本設計還試圖融入化學史和科技新聞。回顧化學史有利于培養(yǎng)科學思維方式,體驗科學家的智慧和魅力;而分析、評價科技新聞則有利于引領學生學以致用,將化學視角投向化學知識對于社會的應用價值,也體現(xiàn)化學學習與時俱進的發(fā)展性。
二、教學目標
[知識與技能]
1. 通過探索海水中鎂提取的一般步驟,掌握從海水中提取鎂的一般步驟和原理。
2.了解鎂在日常生產生活中的應用。
3.通過以氧化還原反應分析制取鎂的原理,學生了解制備單質鎂的原理。
[過程與方法]
1.通過類比方法剖析從海水中提取鎂的一般步驟和原理,了解從自然界中獲得物質的途徑,感受化學的魅力。
[情感、態(tài)度與價值觀]
1.以鎂的工業(yè)制取為載體,了解化學與社會、生活、生產的密切聯(lián)系,建構化學價值觀。
2.從具體的物質反應學習入手,逐步建構多樣的化學變化觀念。
三、教學過程
第一階段:基于學生已有經(jīng)驗認識鎂在自然界的存在及用途。
[提出問題]談談你們對鎂有哪些認識?
[學生活動]暢所欲言,表述已有學習中對鎂的了解。
[情景素材]全球直接利用海水作為工業(yè)冷卻水總量每年約6000億立方米左右,替代了大量淡水資源,海水淡化后排出的濃海水又是質優(yōu)的化學資源,全世界每年從海洋中提取鎂及氧化鎂260多萬噸,到2015年全國的海水淡化規(guī)模將達到每天220萬~260萬立方米,若將副產的濃海水資源的80%加以利用,250萬噸鎂鹽材料,科學家估算,海水當中的氧化鎂至少夠全世界消耗30萬年。
[情景提問]
1. 以上這些數(shù)據(jù)能說明什么?
2. 人類社會在4000多年前就已經(jīng)進入了銅器時代,在2000多年前進入了鐵器時代,為什么再近200年人們才發(fā)現(xiàn)鎂呢?
3. 金屬鎂單質有什么用?
[學生活動]討論
[情景素材]據(jù)英國《經(jīng)濟學人》報道,日前有歐美科學家正在拓寬他們的新能源思維,將目光鎖定在一種此前從未被關注的物質之上——金屬鎂,認為它有可能成為新能源的一種替代品。而美國加州理工大學的安德魯·肯德勒則另辟蹊徑,利用鎂燃料和液體反應生成氫氣,后者可作為燃料電池的能源,反應生成的氧化鎂則是一種相對無害的物質。
(設計意圖:將情境和問題拋給學生思考和討論,引領他們在關注自然界中不同形態(tài)的鎂時,自己意識到制取鎂的意義,激發(fā)學習本課的熱情)
[過渡]自然界中鎂多以化合態(tài)存在,如何才能制取單質鎂呢?
第二階段:氧化還原反應規(guī)律的運用—探究從鎂的化合態(tài)中提取游離態(tài)鎂的原理及可能的途徑。[5]
[情景素材]追尋歷史
1. 1808年,英國人戴維使鉀蒸汽通過熱的白鎂氧(即氧化鎂)并用汞提取被還原的鎂。他還用汞做陰極電解了硫酸鎂、苦土(氧化鎂),首先發(fā)現(xiàn)了鎂。[2]
2. 1828年,法國科學家布西用金屬鉀熔融無水氯化鎂,第一次得到了真正純的鎂。[3]
[提出問題]從以上提供的信息分析,先人們在制鎂的方法中包含了哪些化學原理?
[學生活動]討論交流
[教師評價]在化學史上,電池的發(fā)明為元素的發(fā)現(xiàn)提供了便利,一直以來人們最先發(fā)現(xiàn)的都是一些比較穩(wěn)定的物質,比如鐵和銅,活潑金屬的發(fā)現(xiàn)則得益于電池的發(fā)明,戴維利用電池發(fā)現(xiàn)了鎂、鈣、鍶、鋇等活潑金屬,在金屬活動性順序表中,鎂緊隨鈉之后,比較活潑,用活潑性金屬還原比較困難,所以電解法為鎂制備的首選方法。
[提出問題]先人在獲取鎂單質時受到當時條件的限制,不能大規(guī)模的生產金屬鎂,那么在科技日新月異的今天,我們可以通過哪些原理方法制取單質鎂?請同學們思考初中時我們見識過哪些制備金屬單質的方法,類比得出制備單質鎂的方法,寫出類比依據(jù)。
[討論交流]整理得出如下方法:
[方案1]CuO+H2=Cu+H2O MgO+H2=Mg+H2O
[方案2]CO+Fe2O32Fe+2CO2 CO+MgO=Mg+CO2
[方案3]CuSO4+Fe=FeSO4+Cu MgSO4+2Na=Na2SO4+Mg
[方案4]HgOHg+O2 MgOMg+O2
[教師引導]從以上整理的這些方案中,你覺得得到單質鎂的過程有什么共同的特點?
(設計意圖:采用類比總結,分析四種不同的金屬單質制備方案并分析它們的共性,引領學生從化合物中鎂的常見價態(tài)分析轉變成鎂單質的核心思路,在氧化還原反應的應用分析中逐步強化化學變化觀)
[提出問題]方案1,2Na+2H2O=H2+2NaOH,鎂在金屬活動性順序表中僅次于鈉,它們都是活潑性金屬,按照這樣的推理,鎂和水也會反應生成氫氣和氫氧化鎂,這不是與方案1矛盾了嗎?你能說說你是怎么思考的嗎?如何驗證?
[教師實驗]將打磨過的鎂條投入熱水中,滴加2滴酚酞。
[提出問題]類比鈉和水的反應我們知道這種氣泡是氫氣,酚酞變紅是因為有OH-生成,根據(jù)推測還應該有氫氧化鎂白色固體產生,實驗卻沒有這樣的現(xiàn)象,這是為什么?
[引導提問]為什么氫氣能還原氧化銅,偏偏不能還原氧化鎂呢?你能從氧化還原的角度解釋嗎?
[情境問題]方案2中CO是常見的還原劑,而且CO和Fe2O3反應原理也是高爐煉鐵的重要原理,如果CO也能夠還原出氧化鎂中的單質鎂,寫出可能的反應方程式。
[新聞鏈接]從民網(wǎng)天津視窗2011年9月30日電:28日22∶00左右,在天津市北辰區(qū)雙口鎮(zhèn)線河村,一生產鎂合金的工廠在加工鎂錠時,不慎將鎂引燃,好心的路人想用泡沫滅火劑幫助滅火卻被消防員拒絕。[4]
[資料卡片]泡沫滅火劑工作時產生二氧化碳。
[提出問題]為什么消防員拒絕用泡沫滅火器滅火,難道是二氧化碳可以支持鎂的燃燒?
[演示實驗]在充滿二氧化碳的集氣瓶上蓋上鐵絲網(wǎng),將鎂條在鐵絲網(wǎng)上戳進集氣瓶中
[提出問題]
1.有什么實驗現(xiàn)象?
2.生成物中除了有氧化鎂,另一種產物是什么?能不能是氧氣?請從元素以及氧化還原的角度分析。
[提出問題]鎂跟二氧化碳的反應與我們的預測相矛盾,如何解釋?
[交流討論]反應都是朝著更加穩(wěn)定的方向進行的。
[教師講述]在初中我們還接觸過一種還原劑焦炭,氧化鎂和碳的確是可以發(fā)生發(fā)應的,碳來源很豐富,燃燒還能提供熱量,可是工業(yè)上一般不采用這工藝,為什么呢,談談你的看法。
[提出問題]方案3,可以用硫酸鎂溶液和金屬鈉制取鎂嗎?
[教師引導]假設現(xiàn)在把溶液里的水全部蒸發(fā)掉,就用硫酸鎂固體和金屬鈉反應,你試想這樣的效果好嗎?有什么方法可以改進?
[教師總結]金屬鈉熔融硫酸鎂制取鎂的方法和科學家布西制取鎂的思路是一樣的,但不能用于大規(guī)模工業(yè)生產。
[教師講述]方案4是拉瓦錫發(fā)現(xiàn)氧氣的經(jīng)典反應,按理只要給足夠的能量讓鎂和氧分開就行,可單是加熱還是不能提供反應所需要的能量,那我們可以模仿戴維電解氧化鎂。那為什么這種方法仍然不能滿足要求呢?
[學生猜測]可能消耗大量電能,不劃算。
[引導追問]如果真的像同學們猜的那樣,電解氧化鎂需要消耗很多的電能,這又說明什么?
[多媒體呈現(xiàn)]
[提出問題]因為氧化鎂的熔點高,電解消耗電能大,不經(jīng)濟,那是否可以找熔點較小的物質電解呢,哪個比較合適?
[提出質疑]如果電解熔融MgCl2可以得到金屬鎂和氯氣,可是我們之前就知道鐵和氯氣發(fā)生化學反應可以得到三氯化鐵,那生成的鎂和氯氣不就也能繼續(xù)反應生成氯化鎂了嗎?
[教師總結]這些方案的共同點都是鎂從高價變到低價,被還原,我們需要從氧化還原的角度去分析它們之間的轉化關系。
(設計意圖:一開始結合人類探索鎂及其變化的歷史,學生總結先人們制取鎂時的探究思想,促進學生形成科學的探究精神和世界觀。通過類比的方式總結出4種不同的制取方案,并從不同角度分析4種制方案的優(yōu)劣,讓學生意識到物質變化的多途徑,并緊扣從高價態(tài)轉化為低價態(tài)這一變化的過程,學生體會其中的變化觀,同時也可以增強學生知識遷移能力。)
[過渡]剛剛我們只是探討得出了制備金屬鎂的原理,在實際的生產生活中需求大量的鎂,而自然界又不可能提供如此多的現(xiàn)存的氯化鎂,在工業(yè)上是如何大量獲取鎂的呢?
第三階段:現(xiàn)代的生產—引導學生體驗探究海水中提取鎂的思考過程和方法。
[提出問題]1.從元素角度看,哪些物質可以作為生產鎂的原料呢?
2. 海水中有哪些離子,如何才能將鎂離子與他們區(qū)分開來?
3.海水中有如此多的離子,而我們只需要Mg2+,有何種方法可以分離出Mg2+呢,需要把雜質逐一除去嗎?
[多媒體呈現(xiàn)]
[提出問題]氫氧化鈣的溶解度小,即使是飽和的氫氧化鈣其濃度仍然很低,沉淀效果不好,如何克服這一問題呢?
[教師引導]學生觀看從海水中提取鎂的流程圖
[提出問題]海水中的鎂離子經(jīng)過許多變化最終轉變?yōu)槲覀兯枰膯钨|鎂,在這些變化過程中,什么元素一直圍繞在我們的眼前?。窟@對我們日后提取其它物質有何指導意義?
[引導提問]課本圖中顯示,以貝殼為原料煅燒生產生石灰最后制得石灰乳,看著是綜合利用了資源,請同學們從貝殼的來源以及成本角度思考,這樣的方式真的經(jīng)濟嗎?
[資料提供]貝殼來源有限,用在經(jīng)濟效益更好的其它地方,如制作工藝品;過去用貝殼生產熟石灰是受限于運輸和石灰資源,當前直接購買內地生產的熟石灰成本反而更低。[8]
[提出問題]那么你們在之前有沒有遇到過同樣是以海水為原料來提取的物質?提取時做了哪些事情?
[多媒體呈現(xiàn)]海水中提取碘的流程圖
[提出問題]1.碘在海水當中總儲量很大,為何不直接由海水提取碘,而選用一些海產品呢?
2. 鎂在海水中的濃度為1.28g/L,比碘離子在海水中的濃度大,還需要富集嗎?
[演示實驗]向已準備好的海水中加入氫氧化鈣。
[提出問題]實驗證明,海水中鎂離子的濃度低,直接加入氫氧化鈣沉淀效果不好,那如何富集海水中的鎂呢?海水中會不會也有一些海產品會富集鎂離子呢,就像海帶富集碘一樣?
[提出問題]海水中的MgCl2蒸發(fā)濃縮后引入沉淀池生成了Mg(OH)2,再通入鹽酸中和不就又生成了MgCl2嘛,不都是MgCl2嘛,為什么還要經(jīng)過這么繁瑣的過程呢?
[教師講述]制得的MgCl2蒸發(fā)結晶時得到MgCl2·6H2O,再在氯化氫氛圍中加熱晶體就能獲得無水氯化鎂。
[提出問題]電解產生的副產物氯氣怎么處理?
(設計意圖:基于國際科學教育改革的STEM理念關注科學與工程、技術的結合,從原料選取、原理應用、經(jīng)濟節(jié)約、生態(tài)環(huán)境等各角度引導學生思考鎂提取的實際工藝流程,體現(xiàn)化學知識應用在工藝技術;同時在這部分中讓學生類比已有的知識總結出海水中提取鎂的流程,提高他們知識遷移的能力。)
第四階段:新視野—提取鎂的新工藝
[情景素材]電解法制取鎂耗能巨大,生產1公斤的鎂大約要消耗10公斤的煤,還會排出大量的溫室氣體,科學家們致力于尋求更加有效的方法。日前有歐美科學家正在拓寬他們的新能源思維,將目光鎖定在一種此前從未被關注的物質之上——金屬鎂,認為它有可能成為新能源的一種替代品,鎂的活性非常大,并且蘊含巨大能量。
[提供資料]鎂注射循環(huán):利用高強度太陽能產生激光,以極高的溫度燃燒海水,從中提取出氧化鎂。
[提出問題]1.鎂注射循環(huán)法獲得的是氧化鎂,如何實現(xiàn)從氧化鎂到單質鎂的轉變?
2. 這一工藝十全十美嗎?
(設計意圖:介紹提取鎂的最新工藝,既能讓學生體會鎂的不同提取途徑,進一步強化學生的變化觀;同時能拉近學生與現(xiàn)代科技的距離,開闊學生的視野,拓展學生看待學科前沿的視角,以培養(yǎng)學生辯證思維,有利于化學價值觀的建構。)
參考文獻
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[5] 劉革平,龔繼新.化學新課程該如何教—展示課“鎂的提取”的教學評析[J].化學教育,2010,(8):22
一、化學藥品變質的原因
1.易揮發(fā)
由于分子的熱運動,很多液體或溶液都具有明顯的揮發(fā)性.在初中階段,為說明分子在不斷運動,曾做過這樣的實驗:在兩個小燒杯中分別盛有濃氨水和酚酞試液,再用一個大燒杯將其罩住,過一段時間酚酞試液變紅.說明氨分子在不斷運動,濃氨水具有揮發(fā)性.打開濃鹽酸的瓶塞,可以看到瓶口出現(xiàn)酸霧,由于濃鹽酸的揮發(fā)性,使得實驗室制CO2時只能用稀鹽酸,不能用濃鹽酸.液溴和濃溴水極易揮發(fā),我們可以看到在液溴或濃溴水瓶中的上半部分充滿了紅棕色的溴蒸氣,溴有毒性和腐蝕性,只能在通風櫥內取用,用后需及時蓋上瓶塞并用塑料膜扎緊.液溴在出廠時瓶塞外還用石膏密封,以確保溴蒸氣不泄露.由于溴更易溶于CCl4中,所以溴的CCl4溶液比溴水的揮發(fā)性弱,建議在鑒別不飽和烴時使用溴的CCl4溶液.氫溴酸、氫硫酸、濃硝酸等也都具有揮發(fā)性,為避免濃度降低,每次用完后應注意及時塞緊瓶塞.
乙醇、乙醚、乙醛、丙酮、乙酸乙酯、苯及甲苯等易燃易爆物揮發(fā)性更強.日常生活中可以觀察到密封不好的白酒長期放置后體積變小,飲用時酒味變淡,這是因為乙醇比水更容易揮發(fā).在實驗室內,乙醚、乙醛等如果保管不善,2~3年后可能揮發(fā)殆盡,只留空瓶.因此有機溶劑的保存不僅要做到密封,而且要避免溫度過高和陽光直射.此外也應注意按需購置,不能貪多.
2.易升華
在日常生活中為保存裘皮或毛織衣料常用樟腦來驅蟲,由于樟腦是樟樹的提取物,價格較貴,在很長一段時間曾用萘做代用品,俗稱衛(wèi)生球,萘可以從煤焦油中分離出來,價格便宜.后來發(fā)現(xiàn)萘屬于稠環(huán)芳香烴,有致癌作用,所以從1993年起聯(lián)合國衛(wèi)生組織就禁止用萘生產衛(wèi)生球了.樟腦球或衛(wèi)生球放在箱子里一年后箱子里充滿了樟腦的氣味,但樟腦球或衛(wèi)生球卻不翼而飛,這種物質由固態(tài)直接變成氣態(tài)的性質叫升華.中學化學實驗室中能夠升華的物質除了萘之外還有碘,打開盛放碘的瓶子,可看到在瓶蓋內壁上有亮晶晶呈紫色的晶體,這是由碘升華形成的.所以在實驗室能升華的物質也應密閉保存.
3.易吸水
眾所周知,在化學實驗室中,濃硫酸可吸收潮濕氣體中的水蒸氣,是最常用到的干燥劑,濃硫酸吸水的實質是生成硫酸的水合物.生石灰吸水后生成熟石灰,P2O5吸水后生成HPO3,這些都屬于化學變化.上述干燥劑中最強的是P2O5,P2O5能使H2SO4失水生成SO3.
另一種情況是吸水后表面形成一層濃溶液,這種變化稱為潮解,潮解屬于物理變化,一般地說鈉鹽比鉀鹽容易潮解,因此實驗室總是用KMnO4、K2Cr2O7做氧化劑,而不用相應的鈉鹽.NaCl不易潮解,但粗鹽中因含MgCl2而能發(fā)生潮解.
[HJ1.1mm]
第三種情況是先潮解后水解.如Na2S在保存時是先放在塑料袋里用繩子扎緊,再放入瓶中擰緊瓶蓋,即使如此,長期放置后打開瓶蓋后仍能看到塑料帶中的Na2S發(fā)生了潮解,并能聞到水解后生成H2S的臭雞蛋氣味.
第四種情況是先潮解后與空氣中的CO2發(fā)生反應,如固體NaOH潮解后進一步與CO2反應生成Na2CO3.
鑒于很多化學藥品都會因吸水而變質,所以化學實驗室的藥品庫應注意通風,保持室內干燥.
4.易分解
過氧化氫的催化分解是實驗室制氧氣的最常用方法.與加熱KMnO4或加熱KClO3與MnO2的混合物相比較,這種方法節(jié)能、環(huán)保并且純度高.市售的雙氧水是30%的過氧化氫水溶液,常溫下,雙氧水會緩慢發(fā)生分解,光線灰塵都會加速H2O2的分解,實驗表明,保存不當?shù)碾p氧水在出廠3年后質量分數(shù)僅為9%.
濃HNO3不僅有揮發(fā)性,而且見光易分解出NO2和O2,其中NO2又溶解于水,使得濃HNO3呈黃色.在盛放AgNO3溶液的試劑瓶的瓶口處常見到黑色的沉積物(Ag),在盛放KMnO4溶液的試劑瓶內壁有棕黑色的沉積物(MnO2).這些現(xiàn)象說明AgNO3、KMnO4溶液見光都容易分解,所以濃HNO3、AgNO3和KMnO4溶液都應保存在棕色瓶中,且避免光線直射.
5.易氧化
金屬鈉、鉀及白磷極易與氧氣發(fā)生反應,因此保存時必須使之與空氣完全隔絕.金屬鈉、鉀需保存在煤油里,白磷保存在水里并定期補充煤油或水以防氧化.保存在水中的白磷常常泛黃,這是因為緩慢地轉化出微量紅磷的緣故,并非發(fā)生氧化,如果是氧化,生成的P2O5應是白色的.
FeSO4溶液中Fe2+易被氧化成Fe3+,使溶液有綠變黃,為避免Fe2+被氧化,可向其中加入幾根小鐵釘,F(xiàn)e與Fe3+反應重新生成Fe2+.
Na2SO3溶液易被氧化,保存時可盡量裝滿瓶,以減少與空氣接觸的機會.
二、保存化學藥品的兩個特例
玻璃的主要成分是硅酸鹽和二氧化硅,常溫下化學性質十分穩(wěn)定,玻璃瓶可用來保存強酸、強堿、強氧化劑等各種化學藥品.但屬于弱酸的氫氟酸卻能與玻璃發(fā)生反應:SiO2+4HF[FY=]SiF4+2H2O、SiF4+2HF[FY=]H2SiF6,因此氫氟酸不能用玻璃瓶盛放,過去曾用鉛制容器存放,現(xiàn)在市售的氫氟酸(10%)是用更為輕便的塑料瓶來盛放的.
二氧化硅是一種弱酸性的氧化物,能與濃NaOH溶液緩慢發(fā)生反應生成Na2SiO3.生成的Na2SiO3是一種黏稠的液體,俗稱水玻璃,是常用的無機粘合劑,為避免磨口的玻璃瓶塞被粘住,盛放NaOH溶液的試劑瓶改用橡膠塞.
三、幾種不宜長期保存的化學藥品
1.氯水
氯水是氯氣的水溶液,常溫下,1體積水可溶解2體積的氯氣.氯氣溶于水后部分與水發(fā)生反應,Cl2+H2O[FYKN]HCl+HClO,生成的HClO不穩(wěn)定,見光分解2HClO[FY=]2HCl+O2,氧氣逸出后,HClO濃度降低,氯氣與水反應的平衡正向移動,致使氯氣的濃度降低,實驗表明,大約兩周,氯水基本上變成稀鹽酸.所以化學實驗用到氯水時應現(xiàn)用現(xiàn)制,實驗室不能長期保存氯水.
2.銀氨溶液
在做銀鏡反應時使用的銀氨溶液是與實驗同步配制的,配制的方法是“在潔凈的試管里加入1 mL 20%的AgNO3溶液,然后一邊搖動試管,一邊逐滴滴入2%的稀氨水,至最初產生的沉淀恰好完全溶解為止.”銀氨溶液的主要成分是Ag(NH3)2OH,配制銀氨溶液時應防止加入過量氨水,并且必須隨用隨配,不可久置,否則會生成容易爆炸的氮化銀,這種物質用玻璃棒刮擦也會發(fā)生猛烈爆炸,因此,化學實驗室內絕不允許保存配好的銀氨溶液.
3. Cu(OH)2懸濁液
在乙醛與Cu(OH)2反應的實驗中,所使用的Cu(OH)2懸濁液是這樣配制的:“在試管里加入10% NaOH溶液2 mL,滴入2%的CuSO4溶液4~6滴.”按照此種體積比計算,NaOH是過量的,與乙醛發(fā)生反應的是[Cu(OH)4]2-,乙醛被氧化成乙酸后繼續(xù)與堿中和成乙酸鈉,只是為了簡化,中學教材中仍把化學方程式寫做
而大山,沉穩(wěn)是它的品格,敦厚的它是剛毅不屈的,寧靜的色彩為它覆蓋了一層面紗,可是敦厚的它卻在不同的天氣時令中綻放出不同的色彩,沒有色彩的它卻充滿了寂寞與荒涼。
生命中或許就是這樣,靈動的你要學習它的沉穩(wěn),穩(wěn)重的它卻也不得不學習你的靈動,每個人都要變化,不變化的人就要被其他的人踩在腳底下。
每個人都想要保持原來的自己,可是競爭是殘酷的,每個人都要參與進來,就需要變化,而所謂變化,就是要面對事件做出適應,應對各種突發(fā)事件,不僅是競爭,也是生存的不二法門。
有的時候,變化就是自身晉級的保障,記得有一則笑話就充分的體現(xiàn)了這種事實;有一個人問上司;‘這個職員那么聰明,為什么不選用他呢’上司回答他;‘我看他就不老實’而這其中的老實就是沉穩(wěn)之意。
現(xiàn)實中就有很多這樣的問題假如有一個人夸你;‘’你真聰明?!苍S你會沾沾自喜,但是,更聰明的人會意識到:我會不會有一些地方不好?是不是不夠踏實?這,其實也是一種變相的聰明。
沉穩(wěn)的大山知道無人喜歡單一的色彩,于是他利用天氣時令來改變自己,靈動的水知道自己要靜下心來才能真正的古井無波,沉穩(wěn)的人變得聰明的不在少說,而在許多電影中,敦厚的人變聰明卻總是失敗,事實上,真正的變聰明是還要保持自身的沉穩(wěn)的,而變得沉穩(wěn)更重要,只有變的沉穩(wěn)才能真正的靜下心來。改變自身,這才是變化的生存之道。
關鍵詞:初中化學;教學邊界;學科核心能力
文章編號:1008-0546(2016)12-0012-03 中圖分類號:G632.41 文獻標識碼:B
doi:10.3969/j.issn.1008-0546.2016.12.004
一、初中化學有關學科能力與學科邊界的描述
1. 課程標準中有關初中化學學科能力的整體描述
《義務教育化學課程標準(2011年版)》第二部分“課程目標”中對學科能力的培養(yǎng)有著明確的要求:“義務教育階段的化學課程以提高學生的科學素養(yǎng)為主旨?!辈⑶以摌藴蕪摹爸R與技能”“過程與方法”“情感?態(tài)度?價值觀”三個方面進行了描述。根據(jù)初中學生的認識特點以及化學學習規(guī)律,初中化學學科的核心能力可以歸結為以下三個方面:“信息獲取能力”“實驗與探究能力”“問題解決能力”。根據(jù)其能力水平要求,由低到高分別劃分為三個能力水平,如下表所示。
2. 課程標準中有關初中化學教學的邊界描述
義務教育化學課程標準中“第一部分前言”中已經(jīng)在課程性質中對初中化學的教學邊界有了一個整體的描述;在“第二部分課程性質”中對相關教學內容的邊界進一步提出了明確的教學要求。
二、“教”與“學”中的實際困惑
1. 知識邊界教學的困惑
以某老師初三化學總復習“物質的性質和變化”的教學設計為例,本課復習共分成四個知識塊進行:①物質的變化、性質、用途及關系;②化學變化的類型;③從宏觀與微觀的角度認識化學變化;④從定性與定量的角度認識化學變化。我們主要來看“化學變化的類型”復習片段。
[過渡引入]
師:下面我們一起來回放幾個所學實驗的視頻資料(水的蒸發(fā)、水的電解、蠟燭的燃燒、鐵與硫酸銅的反應……)。
……(視頻播放)
其實變化在我們身邊每時每刻都在發(fā)生著,正是因為這些變化,我們的生活才變得更加地豐富多彩,我們學習化學的任務之一就是發(fā)現(xiàn)物質變化的規(guī)律,并把這些規(guī)律應用到科研、日常的生活、生活中去。要想認識總結這些規(guī)律,就必須對這些變化進行分類,如果讓你給這些變化分類,你會如何分呢?
下面請大家首先獨立思考,然后在學習小組內交流,最后以小組為單位進行匯報展示。
……(學生自主、合作學習過程)
[匯報展示]
生1:從“基本反應類型/非基本反應類型”的角度進行分類。投影分類結果并進行學生互評。
生2:從“能量的角度”進行分類。投影分類結果并進行學生互評。
生3:從“得、失氧的角度”進行分類。投影分類結果并進行學生互評。
……
結合學生3的分類,老師設計如下跟蹤及提升訓練:
[跟蹤訓練]指出下列兩個反應的氧化劑與還原劑
CO2 + C[=][高溫]2CO
氧化劑 還原劑
2Al + Fe2O3[=][高溫]2Fe + Al2O3
氧化劑 還原劑
[提升訓練](1)以上氧化還原反應前后是否有元素化合價的改變?
(2)你能判斷氧化劑與還原劑中元素的化合價變化規(guī)律嗎?
[合作學習]……
就本復習課而言,所設計的四個知識塊基本囊括了課程內容的所有一二級主題。就以上教學片斷來看,教師在教學中通過圖片或視頻等資料給學生提供豐富的物質變化的素材,并引導學生從不同角度、有序、全面地認識化學變化、感受分類法在化學學習中的應用。其教學設計、教學形式無不體現(xiàn)新課標的精神,無不充分展示以學生為中心、培養(yǎng)學生能力的教學意識,學生的學習達成度也是不錯的。然而對于“提升訓練”部分的學習,學生明顯感到吃力,再加上本課教學容量大,教學節(jié)奏快的特點,所以絕大部分學生反映此處兩個問題,特別是對問題(2)一時難以理解或接受。但是如果在總復習階段不涉及此內容,教師心里又是沒底的,畢竟此內容涉及初高中的知識銜接以及學科能力培養(yǎng)。
2. 實驗與實踐教學邊界的困惑
“化學實驗是進行科學探究的重要方式,學生具備基本的化學實驗技能是學習化學和進行探究活動的基礎和保證。”初中化學實驗包括七類基本操作和八個基礎的學生實驗。在平時的實驗教學中,實驗該如何教,教到何種程度一直是一線教師難以拿捏的話題。如氧氣和二氧化碳的制取,就課標而言,其能力水平的描述為“初步學習氧氣和二氧化碳的實驗室制取方法”,行為動詞為“初步學習”,這實驗與探究能力培養(yǎng)中的第一層級。然而作為初中化學學科能力共包括三個方面,每一方面又包含三個能力層級。如果氣體制取僅就教材所提供素材進行復習,恐有“不到位”之嫌,難以將核心能力的三個方面高度包含在內,可通過氣體的制取進行實驗的探索與創(chuàng)新、通過實驗設計探索酸堿鹽等物質的性質,并對所設計方案進行多角度的評價與反思。但若肆意補充,恐又有“越位”之嫌等。
三、解決策略
初中化學教學的基礎性是很明顯的,這種基礎一是要給學生提供未來學習的知識基礎;二是培養(yǎng)未來發(fā)展的能力與方法的基礎。但若起點過高,則學生又會覺得化學學科太難、枯燥且無味,從而失去其趣味性。故教學尺度的把握較為重要,有若“東家之子,增之一分則太長,減之一分則太短”。如何把控,我覺得可以從以下三個方面思考。
1. 創(chuàng)造性研讀課標、精準定位
科學制訂每節(jié)課的教學目標是教學設計的核心。作為一線教師應能根據(jù)不同階段的教學內容確定教學目標,繼而進行整個教學單元的教學設計、課時教學設計以及課內某個環(huán)節(jié)或活動的設計、學業(yè)水平評價設計等,形成一個和諧統(tǒng)一的整體。
“課標標準”恰恰就是教學目標設計指向標。在教學中,我們可重點參考課程標準中相關行為動詞的描述以及“活動與探究建議”的內容,注意科學設計、整體規(guī)劃,特別注意各環(huán)節(jié)目標間的邏輯關系。同時針對不同階段的學生認知實際,設計與之相適應的、具體的教學目標。
如以上“物質的性質和變化”復習中,對于“變化”部分,可設計如下教學目標:
(1)通過對已學知識的分類和整理,初步學會從不同角度認識化學變化,提高從化學反應及化學方程式中獲取信息的能力。
(2)通過分析化學反應中物質的變化,初步學會從定性的角度認識化學變化,初步形成物質的“轉化觀”;根據(jù)相關數(shù)據(jù)分析以及反應前后物質總質量的研究,初步學會從定量的角度認識化學變化,進一步提高通過實驗與探究歸納得出規(guī)律的能力。
因此在后續(xù)的教學設計中,可以安排“初步建立對化學變化的不同角度的認識”“從定性的角度認識物質間的相互轉化”“從質量的角度豐富對化學變化的定量認識”等環(huán)節(jié)。
2. 挖掘性利用教材、提升能力
教材既是教師日常教學工作的載體,又是教學創(chuàng)造、培養(yǎng)學生化學學科核心能力的重要素材,教師對教材的鉆研程度不同,其收效自然就不同。請看以下兩個實例:
例1:上冊教材第二單元課題3“制取氧氣”中,對催化劑部分有過這樣一句話的描述“硫酸銅溶液等對過氧化氫的分解也具有催化作用”。新課教學時,此內容可作為對催化劑知識的一個補充認識,即“某一具體的反應可能會有多種催化劑”。但在復習課時,如果引領學生“回頭看”,則會引發(fā)學生深層次的思考:
硫酸銅由銅離子和硫酸根離子構成,那真正催化過氧化氫分解的是硫酸銅溶液中的銅離子還是硫酸根離子,還是它們的共同作用呢?
現(xiàn)給大家提供5%的過氧化氫溶液,硫酸銅溶液、硝酸銅溶液和硫酸溶液,試設計實驗證明你的判斷。
……
例2:上冊教材對二氧化碳有過這樣一段描述“二氧化碳能溶于水。在通常狀況下,1體積水約能溶解1體積的二氧化碳”。對此,有人設計了如下習題(詳見北京安慶二模卷):
[提出問題]二氧化碳能否用排水法收集?
[設計實驗]
實驗一:……
實驗二:根據(jù)pH的變化判斷排水法收集時二氧化碳的損失……
實驗三:隨著科學發(fā)展,數(shù)字化檢測技術得到廣泛應用。用二氧化碳檢測儀測得的排空氣法和排水法收集的氣體中二氧化碳體積分數(shù)隨時間的變化曲線……
[得出結論]
通過由實驗分析說明,水所溶解的二氧化碳的量與生成的二氧化碳的量相比(填“可忽略”或“不可忽略”)。與用排空氣比較,此法優(yōu)點是 。
……
兩個習題的設置情境均來源于教材,但問題設計又高于教材,這個高度不是知識層面的提升,而是學生能力上的跳躍。但這種跳躍在給學生新鮮感的同時,又沒有跳出課標的要求,通過切合實際的問題情境,恰恰又同時達到了調動學生積極性、培養(yǎng)學科核心能力的目的。
3. 謹慎性拓展訓練、層層遞進
先來看上述“物質的性質和變化”教學中的一個片段:
[提升訓練]
(1)以上氧化還原反應前后是否有元素化合價的改變?
(2)你能判斷氧化劑與還原劑中元素的化合價變化規(guī)律嗎?
通過課后反饋,多數(shù)學生對[提升訓練]感到吃力,就是因為教者沒有考慮到本課的具體教學實際及學生的認知規(guī)律,從而導致教學“越界”,更別提能力訓練了。故不妨可作如下調整:
[提升訓練]
(1)以上氧化還原反應前后是否有元素化合價的改變?
(2)已知在氧化還原反應中,有元素化合價升高的物質作還原劑,有元素化合價降低的物質作氧化劑。如2Al + Fe2O3[=][高溫]2Fe + Al2O3中,鋁元素的化合價從“0”升高到“+3”,所以鋁為還原劑;鐵元素從“+3”降為“0”,所以Fe2O3為氧化劑。則在Fe+CuSO4[=]Cu+FeSO4中,氧化劑為 。
知識與技能的掌握以及學科思維能力的訓練,需要通過一定的習題加以鞏固和檢驗。習題的選擇和編排應充分體現(xiàn)習題在提升學生科學素養(yǎng)方面的功能。通過設計一些符合學生認知特征,有一定綜合性、開放性、前瞻性的拓展習題來實現(xiàn)學生核心能力的培養(yǎng)。但這種能力的培養(yǎng)并非一朝一夕,它需要一種長期積累的過程,每次的訓練必須根據(jù)教學的重難點、課標中的“建議”,對教學內容有所取舍,要有“弱水三千,只取一瓢飲”的氣魄,層層遞進、步步為營,方有成效。
參考文獻
關鍵詞:學習方式;自主探究;和諧發(fā)展
探究是一種學習方式,是學生從未知到已知的自主探究的過程。正如布魯納所說:“所謂求知,是過程,不是結果。”探究是學生研究自己身邊感興趣的現(xiàn)象,探究不僅是追求一個結論,它更是一種經(jīng)歷。和諧發(fā)展就是要堅持以生為本,注重教與學的和諧統(tǒng)一,實現(xiàn)師生、生生、師生與學習內容之間的和諧互動,使師生相互依存、相互促進、協(xié)調合作,形成完美的教學生態(tài),培養(yǎng)學生自主探究能力和利用化學知識解決實際問題的能力,進而促進他們自主探究的學習方式轉變。
一、突出學科特點,加強實驗教學
化學是一門以實驗為基礎的自然科學,化學教學離不開實驗,化學實驗生動直觀有效,是培養(yǎng)學生觀察能力,思維能力和動手操作能力最好的教學手段之一,也能使課堂呈現(xiàn)出創(chuàng)新活力和勃勃生機??梢哉f,實驗教學可以有效激發(fā)學生學習興趣,幫助學生形成概念,獲得知識和技能,既培養(yǎng)了學生的觀察能力和實驗能力,也培養(yǎng)了他們的探索精神和創(chuàng)新能力,更有助于培養(yǎng)學生實事求是、嚴肅認真的科學態(tài)度和科學的學習方法。因此,一定要重視實驗教學,無論是教師的演示實驗還是學生的分組實驗,實驗前都要做好充分的準備,牢記實驗步驟和操作要領。同時,為避免學生動手的盲目性,教師要因勢利導,把單純的興趣轉化成對學習知識的樂趣,成為學習的動力。首先,要制訂明確可行的教學目標,師生雙方要圍繞目標,完成教與學的任務。其次,要做好課前的準備工作。教師對實驗內容要反復預試,掌握與實驗成功有關的條件和關鍵,同時根據(jù)學生實際情況擬訂出上課時向學生交待的實驗注意事項,做好巡回指導計劃,準備好儀器、藥品和器材,并將其放置有序。再次,要加強課堂上的組織指導。及時發(fā)現(xiàn)問題并糾正學生不正確的操作方法,及時調控實驗進程,堅持重點深入與普遍照顧相結合的方式巡視指導。最后,實驗結束,教師一定要做好小結。通過實驗小結,指出問題所在,表揚鼓勵好的同學。
例如,在緒言課中可給學生做一組化學魔術:將兩瓶“白酒”(碳酸鈉 酚酞)混合后就變成了“紅酒”,“紅酒”中加了另一種“白酒”(稀鹽酸),“紅酒”立即變成了“汽水”(產生大量的氣泡),把“汽水”中產生的氣體再通入另一種“白酒”中(石灰水),“白酒”又變成了“牛奶”(有白色沉淀),這樣學生產生了濃厚的興趣,產生強烈的探究欲望,保證課堂高效率地進行。
又如,在學習“Cl2性質”的時候,以往我是這樣設計的:1.老師先出示一瓶氯氣,讓學生觀察,然后問:Cl2有什么物理性質?學生就會根據(jù)課本念一遍;2.教師演示氯氣與水反應的實驗,問學生:Cl2與水生成了什么?學生看書后回答;3.分別向所得溶液中滴加AgNO3溶液,石蕊試液等,學生通過現(xiàn)象說明溶液中可能存在的成分。這樣的設計,雖然說是有實驗活動,但更多的還是:教師在那兒演示和提問,而學生僅僅是通過看書來回答問題,并沒有真正抓住學生的注意力引起他們的興趣,學生不能主動思考。通過反思,我們改變了以往的教法,用生活中的有關Cl2的真實事故為背景來設計教學。首先,用多媒體展示3個鏡頭:2005年3月29日,京滬高速公路液氯泄露造成了28人死亡,兩萬多畝農作物受損,畫面上農作物枯黃變白;2005年4月12日,無錫一自來水廠Cl2泄露;2005年10月30日,武漢一廢品收購點的液氯鋼罐發(fā)生泄漏,消防隊員進行緊急處理,畫面上消防隊員將鋼罐浸入到了石灰水中。然后,學生觀看鏡頭,我在一邊恰到好處的追問:Cl2到底是一種怎樣的物質?它具有怎樣的物理化學性質?為什么能使人民生命財產造成如此大的損失?隨著鏡頭的出現(xiàn),伴有問題的設計,引起了學生強烈的求知欲,這樣,學生不由自主地投入思考,將視覺觀察到的現(xiàn)象加以聯(lián)想,再加上實驗活動的探究,學生對這節(jié)課的主要知識的掌握就輕而易舉了,提高了課堂教學的有效性。
二、創(chuàng)設和諧氛圍,施展學生的自主性
高爾基說:“要像蜂房里的蜜蜂和在土里的黃蜂那樣,聰明人應該團結在一起?!币酝险n教師滿堂灌,教師講得累、學生聽得累。聽不懂就不聽,于是放棄化學,有的死記硬背,不會靈活運用,沒有融會貫通。新課程要求我們改變學生的學習方式,大力提倡自主、合作、探究學習。在初中化學新課程的教學中教師要以改變學生的學習方式為突破口,從而提高教學的有效性。在組織學生進行探究學習時,要選擇適合的課堂,尤其要注意學生思維能力的煅煉。
例如,我在教學原子、分子時,學生精讀“原子是化學變化中的最小粒子”,我始終抓住原子是“化學變化”、“最小”兩個關鍵詞。“化學變化”指明條件,也就是說離開“化學變化原子是可以再分的”;“最小”是相對化學變化而言的,在化學變化中分子又可以分原子,然后原子再重新結合成新物質的分子。因此可以說原子是化學變化中的最小粒子。事實上脫離了“化學變化”并不存在最小粒子。與分子相比原子可以直接構成物質、不存在分子這種粒子,原子理所當然是保持物質化學性質的粒子。如鐵粉是由鐵原子直接構成的,則保持鐵化學性質的粒子就是鐵原子。當物質是由分子構成時,分子是保持物質化學性質的一種粒子,而構成該物質的原子不能保持該物質的化學性質,如水是由水分子構成的,保持水化學性質粒子是水分子,而水分子中的氫原子不能保持水的化學性質。同學們熱烈討論:生活中的物質哪些是由分子構成?哪些是由原子構成?由分子或原子的物質發(fā)生物理變化和化學變化的實質是什么?水分子中的氫原子、氧原子和氫氣、氧氣中的氫原子、氧原子有啥不同?針對這些問題同學們展開了討論,達到了預期教學效果。葉圣陶先生曾說過:“想教任何課最終目的在于達到不需要教,假如學生也進入這一境界,能夠自己去探索,能去辨析、自己去歷練,從而獲得正確知識和熟練能力,這不是就不需要教嗎?”我想,教學中給予學生指點、給予學生講解,卻隨時準備少指點、少講解,最后做到不指點、不講解。這好比牽著孩子的手教他走路,卻隨時準備放手。所以,教師應在隨時準備放手這方面下功夫,方能達到化學高效課堂。
三、改變學習方式,培養(yǎng)學生自主探究能力
化學課程標準明確提出:“科學探究是義務教育階段化學課程的重要學習內容,也是一種重要而有效的學習方式,是學生積極主動地獲取知識,認識和解決化學問題的主要實踐活動,學生通過親自經(jīng)歷和體驗科學探究活動,激發(fā)學習化學的興趣,培養(yǎng)學生搜集和處理信息的能力,獲取新知識的能力、分析和解決問題的能力以及交流與合作的能力。”在化學課堂中積極開展科學探究活動,對于改變學生的學習方式具有重要意義。通過科學探究,可以使學生在獲得化學知識和技能的同時,受到科學方法的訓練,體驗探究的樂趣,形成和發(fā)展探究能力。自主、合作學習是科學探究的重要特征,教師可以鼓勵、組織學生開展多種形式的探究活動,讓他們積極主動地獲取化學知識,激發(fā)他們的學習興趣,為他們參與科學探究增加情趣。
例如,“化學實驗室內外酸性氣體的含量差別”;“使用PH試紙測定唾液、食醋、果汁、肥皂水、雨水和土壤溶液等的酸堿性”等活動的探究,促使學生主動地學習,逐步學會探究。除此以外,還可以讓學生“從報刊、電視或其他媒體上收集一段時間以來當?shù)乜諝赓|量相關信息,分析這一時段空氣質量變化的原因”;“調查當?shù)厮Y源的利用和污染狀況”,組織學生辯論“使用化肥、農藥對人類是利多還是弊多?”;“空氣中的二氧化碳會越來越多嗎?氧氣會耗盡嗎?”等一些探究活動,讓學生走出課堂,深入社會生活實際去獲得第一手信息,借助已學過的知識和各種資源(圖書館或網(wǎng)絡)對調查結果進行分析和歸納,發(fā)現(xiàn)問題,提出解決問題的合理建議。這樣的學習方式不但不會對學生有壓力,反而能提高他們分析問題解決問題的能力;這樣的學習方式貼近學生生活、貼近社會實際,有利于使學生了解社會、接觸社會,能學以致用,為將來參加社會實踐打好基礎;更有利于學生主動地學習,有利于學生主動和諧地發(fā)展,我們何樂而不為呢!
四、提供訓練平臺,發(fā)揮主體作用
在教學中提高學生對基礎知識重要性的認識,幫助學生養(yǎng)成課前整理記憶的習慣,指導學生學會運用,提高學生運用的能力。幫助學生注重對知識的積累。為學生創(chuàng)造訓練平臺,讓他們享受成功的愉悅。初中化學需識記的知識比較多,有時又很集中。如教材中第一章第六節(jié)里一下就出現(xiàn)了二十七種元素符號,讓學生很難記住,為此,我從第一章開始,將需記住的元素符號分批分期地布置給學生,并經(jīng)常提問檢查。我把元素符號、原子團等制成小卡片,把化合價編成順口溜,把重點內容寫成韻語,簡化記憶。例如,在煉鐵的實驗過程中,應是先通一氧化碳,把試管內空氣排凈后再用酒精燈加熱,當紅色氧化鐵完全變?yōu)楹谏珪r,要先撤酒精燈,等試管完全冷卻后再撤掉一氧化碳。這個實驗經(jīng)演示講解后,我用“氣―燈―燈―氣”四個字來表示,使學生很快地掌握,并能完整準確地說出這四個字順序的含義及為什么。
總之,改變學習方式教師必須想方設法提高學生的主動參與和思考意識,盡最大可能讓學生自己去設計、完成探究活動。通過多種的自主探究活動,使學生體驗探究過程,激發(fā)學習興趣,促進學習方式的轉變,不斷培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和實踐能力。
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