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化学图像在高中实验教学中的应用

2016-03-14唐旭杰

广西教育·B版 2016年1期
关键词:科学素质应用研究实验教学

唐旭杰

【摘 要】阐述利用化学图像创设“情境”教学,构建探究式问题教学课堂,达成实验教学,深化评价实验方案的具体方法。

【关键词】化学图像 实验教学 科学素质 应用研究

【中图分类号】G 【文献标识码】A

【文章编号】0450-9889(2016)01B-0144-02

新课标改革的根本任务是“使获得知识与技能的过程的同时成为学会学习和形成正确价值观的过程”,要完成这一任务,落脚点在课堂教学。随着新课标改革的进行,教师的教学理念、教学方式和学生的学习方式都发生了根本性的变化,无论教材还是课堂教学都重视三维目标的体现。其中,“过程与方法”要求学生运用“多种手段获取信息,并运用比较、分类、归纳、概括等方法对信息进行加工”。因此,为了培养学生获取信息能力和信息加工能力,开发和培养学生学习的潜能,现行人教版高中化学教材中穿插了大量的图像,仅必修化学1中就有图像68张,化学2中有图像90张。这些图像色彩鲜明、生动直观、清晰有趣,蕴藏着丰富的信息,是对课本内容的高度浓缩和升华,是引导学生积极自主探究的好素材,具有语言、文字等无法替代的作用,有助于学生看懂教材,吃透教材,对整个高中化学教学起着积极的推动作用,尤其是对贫困地区化学实验教学的研究更是极大的帮助。

这是由于贫困地区实验教学资源匮乏,学生很难有机会走进实验室完成个人实验或分组实验,缺少亲身感受实验过程中光、色、热带来的刺激,使得他们的实验操作技能、思维能力、自主与合作探究能力大大减弱,进而失去了学习化学的快乐感。因此,在有限的教学设施条件下,为了激发学生学习化学的热情和提高学生的化学素养,我们在教学过程中充分挖掘和利用课内外化学图像这一教学资源,在教学各个环节中科学、灵活运用,让学生“任性”理解并熟练掌握化学基本知识,达成知识与能力、思维的有机融合,符合新课标“从教教材到用教材教”的理念。

一、利用化学图像创设“情境”教学

一节课是否精彩,扣人心弦,引入是关键的第一步。创设科学的、引人入胜的教学情境,一开始便能抓住学生的心,激活他们的学习欲望。例如,在学习《原电池的工作原理》时,可创设情境“我家的水果会唱歌”作为新课的切入点。教师向学生展示漂亮的音乐贺卡,把贺卡中的纽扣电池去掉,与番茄水果电池(用铜片、锌片、导线和番茄组成)相连,优美的旋律再一次响起。再如,在学习《乙烯》时,可创设情境“田东芒果 香飘天下”作为新课的切入点。教师利用平台发布芒果催熟的相关图像和资料,完成讨论:这样为何能让水果快速成熟?水果催熟剂是否安全呢?使用催熟剂后的果蔬营养价值会降低吗?怎样可以完全去除残留的催熟剂?然后发布实验视频:加热分解石蜡油。紧接着发布问题:将产生的气体通入溴的四氯化碳溶液、酸性高锰酸钾溶液并点燃该气体,分别有什么现象?这种物质的结构和性质与烷烃有什么差异性?这样的教学最大程度地培养了学生自主学习的能力和好奇心,真正让学生成为了课堂主人,实现了把课堂还给学生的理念。

二、利用化学图像构建探究式问题教学

约翰·杜威曾说过:问得好则教得好。新课标的课堂教学倡导“互动”“对话”,提问作为“互动”“对话”的主要承载方式,在课堂教学中占据主导地位。所以,教学中应该设置富有启发性、探究性,甚至对将来科学研究有重要价值和思维发展的深层问题供学生去思考和探索,在以“问题解决”为本的教学过程中内化知识、发展能力。

〖案例1〗氨的喷泉实验

利用实验装置图1、图2抛出有利于启发和发展学生思维的深层次的有价值的问题:(1)烧瓶内有什么现象?(2)为什么烧瓶内会产生喷泉?(3)本实验体现了氨气的什么性质?(4)无色的酚酞溶液变成红色说明什么问题?(5)如果用湿润的红色石蕊试纸接触氨,会发生什么变化?为什么?(6)上述实验所得氨水的物质的量浓度为多少(设气体处于标况)?(7)在中学化学里,能用图1装置完成喷泉实验的气体有哪些?(8)能用图2装置进行喷泉实验吗?若能,请说明引发喷泉的操作?(9)溶解性较小的H2S、Cl2、CO2等气体也能做喷泉实验吗?

〖案例2〗导电性实验及电解质、非电解质概念的理解

分别展示石墨、铜、NaCl溶液、NaOH溶液、盐酸、CO2水溶液、熔融NaCl、蔗糖固体、酒精固体、蔗糖溶液、酒精溶液、NaCl固体等物质的导电性实验。思考与交流深层价值问题:

(1)石墨、铜、NaCl溶液、NaOH溶液、盐酸、CO2水溶液、熔融NaCl能导电的原因是什么?

(2)蔗糖、酒精固体或溶液与固体NaCl不导电的原因是否相同?

(3)为什么NaCl固体等溶于水后Na+、Cl-马上“分家”变成自由移动的阴阳离子?

(4)相同条件下,不同种类的酸、碱、盐溶液导电能力是否相同?电解质的导电能力主要决定于哪些因素?

(5)在通电条件下(电路中连有灯泡),往1mol/L Ba(OH)2溶液中滴加1 mol/L硫酸溶液:①你观察到什么现象?②用所学的知识对观察到的现象进行解释,并画出溶液导电曲线图。

(6)铜片、石墨、CO2水溶液、NaCl溶液、盐酸、熔融NaCl均能导电,它们都是电解质吗?探究时可通过以下化学图像加以理解,最终得出电解质必须满足条件:①化合物;②本身电离阴阳离子而导电。

(7)BaSO4、CaCO3、AgCl等难溶于水的盐是否属电解质?

(8)NaHSO4能电离出H+,NaHSO4属于酸吗?NaHCO3能类似NaHSO4完全电离吗?

三、利用化学图像达成实验教学

在化学教学中,教师经常遇到这样的情况:学生对新知识完全陌生,且新知识本身较为复杂、抽象、动态,学生原有认知结构中缺乏适当的上位结构来吸收新知识;学生对新知识不完全陌生,但不能明晰新旧知识间的差异性,难以形成新知识的固着点,无法完成知识的条理化、网络化,导致学科知识的内在联系和知识的综合运用没能有效进行。教师在教学设计中如果不能有效地帮助学生疏导并搭建新旧知识联系的桥梁,学生对新知识同化极易受阻,最终势必造成“识、记、背、练”,生搬硬套的机械学习。

无机和有机元素及其化合物是化学学习的主要对象之一,约占教材的60%,学生普遍认为此类知识过于分散、凌乱、难记,在应用中更是不知所措。在教学中,我们借助化学图像,结合学科内知识间的异同点作为研究物质性质的突破口,让学生在多元、动态、开放、探究中主动地领悟知识,培养学生的科学素养。例如,在实验探究氯水成分及性质时,可让学生设计如下实验图。

再如,在实验探究SO2漂白性及漂白原理时,可设计漂白性对比实验图加以理解和突破。

四、利用化学图像深化评价实验方案

在新课标背景下,教学是一个“沟通、理解和创新”的过程,学生不但要将知识装进脑海中,更重要的是要对所学内容进行分析、思考和处理,进而把知识变成“学识”“见识”或“思想”。化学实验评价是培养学生进行实验设计,利用实验探究问题的重要过程,也就是说实验评价是学生学会利用实验进行科学研究和实验方案设计的基础。例如,在鉴别碳酸钠、碳酸氢钠实验方案设计中,根据学生绘制出的以下实验装置图进行评价,让每一堂课都是在师生“思维互动”的过程中共同完成。

总之,化学是建立在实验基础上的科学,重视和加强实验教学的探究过程是化学教育中培养实验技能、科学思维与方法、创新意识与能力,全面推进素质教育的最基本的教学形式之一,是落实新课改精神的必然选择。

【参考文献】

[1]熊新华,杨玉琴.课堂教学中问题的设计:结构、层次与生成[J].化学教育,2013(5)

[2]李平.高效课堂教学与化学实验创新设计[J].化学教学,2011(3)

[3]潘鸿章.优质课中化学实验探究教学[J].中学化学教学参考,2014(9)

[4]经志俊.浅议化学教师的教学语言修养[J].化学教育,2013(7)

(责编 卢建龙)

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