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BOPPPS教学模式在氨和铵盐教学中的应用

2023-11-10张佳敏

中国教育技术装备 2023年17期
关键词:铵盐氨气化学

张佳敏

宁夏大学 银川 750021

1 BOPPPS教学模式简介

加拿大英属哥伦比亚大学(University of British Columbia,UBC)的Douglas Kerr 于1978年提出BOPPPS教学模式。BOPPPS教学模式将课堂教学划分成六个阶段,分别是导入(Bridge-in)、学习目标(Objectives)、前测(Pre-assessment)、参与式学习(Participatory Learning)、后测(Post-assessment)和总结(Summary)[1]。其核心是强调学生要参与到课堂活动之中,而不是只听从教师的指示,并且教师要及时对学生所反映的问题进行反馈与指导。

BOPPPS教学模式针对传统教学模式中师生互动少、填鸭式课堂教学中学生学习兴趣不足,不能很好发挥学生的主观能动性、教师不重视教育新理念的渗透等问题进行了改进。应用BOPPPS教学模式有助于激发学生的学习兴趣,使教师找到教学中的不足,提升教学效果。

2 BOPPPS教学模式下“氨和铵盐”教学设计

我们今天所面对的学生更多倾向于碎片化学习,他们从各种网站获取信息,对所获取的信息缺乏辨别和归类整理的能力,而在化学学习当中的体现就是学生认为化学是一门以背诵为主的学科,缺乏基本的实验探究意识,对化学的学习仅仅停留在理论层面,不能将所学知识与生活实际相联系。

“氨和铵盐”是高中化学2 中需要掌握的重要元素化合物知识,它是继硫元素之后又一典型元素化合物知识的学习,也是对前面氧化还原反应部分知识的回顾和应用,并为后续无机非金属材料的学习提供新的思路,同时也为有机化学基础的学习奠定基础,所以“氨和铵盐”的学习在化学课程中起着承前启后的作用。

本节课的教学内容选自人教版高中化学2 第五章第二节。教师在上课之前首先要从学生的认知起点出发,结合学生的生活经验,在认知起点和生活经验之间搭建一座桥梁,形成一个最近发展区。在学习“氨和铵盐”这节课之前,学生已经学习了人工固氮、自然固氮及氨气可以制备硝酸等理论知识,对氧化还原部分知识进行了学习;在生活经验方面,学生知道氨可以做化肥,氨气闻起来特别刺激。因此教师应如何将学生头脑中已有的理论模型应用到本节课的学习中,并将学生的感性认识转变成理性认知,是本节课要解决的问题。本文将以“氨和铵盐”教学为例,结合BOPPPS教学模式进行教学设计。

2.1 导入

导入阶段的主要目的是引起学生的学习动机,吸引学生的注意力,所以教师可以让学生回忆与本节课有关的生活常识,以引起学生的学习兴趣,然后将学生带入本节课的学习之中。在传统课堂教学中,教师为了节省时间,只是单纯地讲授知识点,省略探究过程,削弱了学生的探究兴趣,教学目标也难以达成。对此,教师在进行教学时,可以通过创设与生产生活有关的实际情景,将农业生产与化学课堂实际结合起来,让学生在情景中自主地去发现问题,进而引起学习兴趣,引发学自主探究,实现问题、情景和探究的统一。

2.2 学习目标

应基于对学情和教材内容的具体分析,结合学情和教材情况,围绕学科核心素养[2]设置本节课的学习目标,尤其是宏观辨识与微观探析、变化观念与平衡思想、证据推理与模型认知。在课堂探究过程中,强化学生的科学探究与创新意识、科学态度与社会责任。

本节课的学习目标设定如下。

1)宏观辨析与微观探析:掌握氨的性质,能说出氨和铵盐的主要用途。

2)变化观念与平衡思想:学生能从多角度动态地分析氨溶于水的变化。

3)证据推理与模型认知:知道喷泉实验、氨气制备的原理,能准确描述实验现象,能正确地用化学方程式、离子方程式表示氨和铵盐的主要化学性质。

4)科学探究与创新意识:能从问题和假设出发,设计喷泉实验、氨气制备的具体实验方案。

5)科学态度与社会责任:能说明氨和铵盐应用的社会价值和对环境的影响。认识科学发展具有两面性。

2.3 前测

在教学前期,教师组织学生就氧化还原反应部分的知识进行回顾,为本节课的后续知识进行铺垫,因为本节课的难点重在探究上,学生在探究水平上的差异性比较大,所以教师需要对学生进行分组,通过小组讨论、组间分享等方式实现对相关知识的回顾。

如教师提问:氨气当中的N 元素的化合价是多少?学生通过回顾氧化还原部分知识得出,NH3当中的N 元素的化合价为-3 价。

2.4 参与式学习

在参与式学习中,教师要把课堂还给学生,引导学生积极探究,让学生成为课堂的主角。只有让学生专注于课堂,才能调动他们的学习积极性,使他们对知识的理解更加深入。

【教学片段】

教师:请同学们想一想自己在哪里闻到过氨气的味道?它是什么颜色的?有什么味道?能否溶于水?

学生:有一次爷爷打开装肥料的袋子,有一股刺鼻的味道,爷爷说这是氨气的味道,但是它没有颜色。爷爷每次都是雨后施肥,所以我觉得氨气应该是溶于水的。

探究活动一

教师:那么大家能否设计实验证明氨气溶于水呢?

学生1:氨气的密度比水小,因此氨气向下走,我可以在一个圆底烧瓶里装入氨气后倒置,将玻璃管一端插入烧瓶,另一端插入盛有水的烧杯中。

学生2:我觉得这个圆底烧瓶一定要提前干燥。

学生3:我觉得只用玻璃管,不能很好地控制氨气的流速。我认为可以把玻璃管分成两段,用橡皮管连接,用弹簧夹夹住橡皮管,再加入一个胶头滴管,通过打开弹簧夹,挤压胶头滴管,使水进入烧瓶。

学生4:我认为可以在烧杯中加入几滴酚酞,这样还可以检验氨气溶于水之后溶液的酸碱性。

评价任务1:诊断学生设计实验的能力水平。

教师指导学生做喷泉实验,学生在参与的过程中学习化学知识,这样学生对所学知识的印象会更加深刻,接着教师继续带领学生进行探究。

探究活动二

教师:通过刚刚的实验我们知道氨气易溶于水,氨水能使酚酞溶液变红,所以氨水显碱性,氨气是碱性气体。那么氨气有哪些化学性质呢?

【讨论猜想】

猜想1:氨气可以溶于水,生成一水合氨。

猜想2:氨气是碱性气体,它能和酸反应。

猜想3:氨气当中的氮元素是-3 价,所以氮具有还原性,加热条件下可以被氧气氧化。

猜想4:在温度较高时,化肥中的铵盐容易挥发,所以硫酸铵、碳酸氢铵、硝酸铵都容易受热分解。

评价任务2:诊断并发展学生类比、归纳的水平。

教师总结归纳氨气的化学性质。

探究活动三

教师:在实验室我们常用氯化铵和氢氧化钙来制备氨气,大家能否自己搭建实验装置图?

学生1:氯化铵和氢氧化钙都是固体,我认为实验室制备氨气和高锰酸钾制备氧气的发生装置应该是相同的,因为制备氨气和制备氧气的反应物都是固体,所以发生装置都是固固制气型。

学生2:氨气的密度比水小,易溶于水,所以可以用向下排空气法收集。

学生3:肥料中释放的氨气很刺鼻,所以我认为要在试管口塞一团用稀硫酸浸湿的棉花球,吸收氨气,防止溢出。

评价任务3:诊断学生联系生活的能力和认识物质的水平。

学生根据实验原理搭建制备氨气的实验装置图,教师进行指导,对于不规范操作及时进行纠正和汇总,学生通过动手操作,亲身体验实验过程,发现问题进而解决问题。教师继续带领学生进行探究。

探究活动四

教师:请同学们思考为什么不用氢氧化钠和氯化铵反应来制备氨气呢?

【讨论猜想】

猜想1:我认为氢氧化钠比氢氧化钙贵,为了节省成本,所以不用氢氧化钠。

猜想2:氢氧化钠的碱性比氢氧化钙强,铵盐和氢氧化钠反应太剧烈,无法形成稳定气流。

猜想3:氢氧化钠易潮解,吸水后容易结块。

评价任务4:诊断学生实验药品选择的能力。

2.5 后测

后测的目的是了解学生是否达到了预计的学习目标,可以通过操作演示、知识点测试、感受体会的形式来进行。笔者通过知识点测试来检测预设的学习目标。

1)下列关于氨的叙述中,正确的是( )。

A.氨气可以用排水法收集

B.氨气是一种重要的化工产品,工业上用氮气和氢气合成氨气

C.利用氯化铵受热易分解的性质,故制取氨气可用加热氯化铵固体的方法

D.检验氨气可用湿润的蓝色石蕊试纸接近产生气体的导管口,观察试纸颜色变化

学生回答:

A.氨气密度比空气小,极易溶于水,应用向下排空气法收集。

B.工业上用氮气和氢气合成氨气。

C.氯化铵受热易分解生成NH3和HCl,冷却后NH3和HCl 又化合生成NH4Cl,不能用加热NH4Cl 固体的方法制取NH3。

D.检验氨气使用湿润的红色石蕊试纸接近产生气体的导管口,如果试纸变为蓝色,说明是氨气。

故选B。

2)如图所示是NH3的两个性质实验,下列有关说法中正确的是( )。

A.两个实验均证明了NH3易溶于水

B.两个实验均证明了NH3易挥发

C.两个实验均证明了NH3是碱性气体

D.两个实验均证明了NH3是还原性气体

学生回答:实验一能证明NH3极易溶于水,NH3是碱性气体。实验二能证明浓氨水易挥发,NH3是碱性气体。故选C。

3)(2020 北京八十中高一期中试题)如图所示为实验室制取NH3的简易装置示意图,下列说法正确的是( )。

A.发生装置与用KClO3制取O2的装置相同

B.可以用碱石灰或无水氯化钙干燥制得氨气

C.可用单孔橡胶塞代替棉花

D.所用的铵盐不能是NH4NO3,所用的碱可以是NaOH

学生回答:

A.实验室制取氧气,可以用加热氯酸钾与二氧化锰混合物的方法,与氨气的实验室制取发生装置相同。

B.氨气是碱性气体,可以用碱石灰干燥,但无水氯化钙可与氨气反应,不能用于干燥氨气;

C.用单孔橡胶塞代替棉花,会导致试管内压强过大,可能发生危险;

D.在加热时NaOH 会腐蚀实验装置。

故选A。

2.6 总结

BOPPPS教学模式的最后一个阶段是总结,目的是引导学生对本节课的内容进行回顾和梳理,所以教师要指导学生整合课程内容,帮助学生归纳要点,让学生对本节课的内容有全面的了解,并对下节课要预习的内容提出具体要求。

教师:今天我们学习了氨气的主要性质及氨气的实验室制备,同学们对氨的理解从感性认识走向理性认识,知道了氨气易溶于水,能与酸反应,能被氧气氧化,铵盐容易受热分解。请同学们课后梳理本节课所涉及的反应方程式并熟练掌握氨气的制备过程。

3 教学设计启示

3.1 从生活经验着手,将化学学习和生活经验联系起来,让学生知道化学学习的现实意义

中学课堂上,许多教师在导入时常常采用一些反面案例,以氨气教学为例,教师通常截取新闻报道中一些氨气泄漏、氨气污染环境的画面。这很容易使学生自然而然地将化学和爆炸、污染联系起来。学生只看到了化学有害的一方面,而不能看到化学造福人类的积极影响。尤其在新高考“3+2+1”模式下,这将会直接导致选择化学科目的学生越来越少。因此,在教学中教师应该尽量展现化学对人类生活有益的方面,让学生将化学与现实生活联系起来,将化学应用于日常生活当中。这才是我们学习化学的现实意义。

“参与式学习”是BOPPPS教学模式的中心工作环节。教师要积极引导学生,将学生当作课堂的主体,激发学生的创造潜力,让学生自己去思考,培养学生的发散性思维。教师给予学生的问题要有一定难度,要让学生既有参与感,又有获得感。

3.2 关注不同学生之间探究水平的差异性

就本节教学内容来看,不同层次的学生对已有知识的掌握程度差别并不大。但是探究氨与水反应和实验室制备氨气的环节对学生探究能力的要求较高,所以本节教学中不同层次学生的差别主要体现在学生自主探究水平的程度上,这就需要教师去关注不同学生之间探究水平的差异。

高一的学生喜欢自主对知识进行探究,但是不同学生之间的自主探究水平却存在很大的差异,所以教师在教学中针对不同学生的探究能力要进行有针对性的指导。

如:教师在进行小组分配时,可以根据学生探究水平的程度,将学生分为ABC 三个层次,让探究能力较强的A 带着B 去协助C 进行探究,通过学生之间的交流探讨,让每个层次的学生都能主动参与到探究活动中,这样既能使教学达到事半功倍的效果,也能激发学生积极的思维活动。

3.3 激发学生的学习潜力

教师不能只是为了教知识而教,要相信每个学生都是拥有潜力的,BOPPPS教学模式中六个阶段虽然划分较明确,但教师只要分解得当,教学就一定会取得良好的效果。

教师可根据学生实际水平适当调整每个阶段的次序,也可以把BOPPPS教学模式与其他教学模式相结合,比如与先学后教教学模式、五导教学模式等进行结合。

教师在使用BOPPPS教学模式时一定要做到尊重学生、注重课外互动,科学灵活进行各阶段次序调整等。

BOPPPS 课堂教学的最终落脚要看学习目标是否完成。核心是参与式互动。因此,BOPPPS 课堂仍然是围绕教师、课程和学生的三位互动形式[3],旨在创造一种以学生与学生之间、教师与学生之间的互动为主要方式的新型课堂教学组织形式,从而更好地发挥学生的主观能动性。

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