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在初中化學(xué)課堂教學(xué)中進(jìn)行研究性學(xué)習(xí)的實(shí)踐與探索

 日月001 2010-09-19
摘 要:闡述在初中化學(xué)課堂教學(xué)中開展研究性學(xué)習(xí)的意義、對(duì)化學(xué)課堂教學(xué)中研究性學(xué)習(xí)的行為進(jìn)行分類,結(jié)合教學(xué)實(shí)踐講述在新授課、實(shí)驗(yàn)課、習(xí)題課中開展研究性學(xué)習(xí)的方法和途徑。
關(guān)鍵詞:化學(xué)課堂教學(xué)  研究性學(xué)習(xí)  實(shí)踐  探索

  1.  在初中化學(xué)課堂教學(xué)中開展研究性學(xué)習(xí)的意義
  在初中化學(xué)課堂教學(xué)中,研究性學(xué)習(xí)是一種重要的學(xué)習(xí)方式。研究性學(xué)習(xí)是指學(xué)習(xí)者的主動(dòng)探究、思索和建立知識(shí)體系的學(xué)習(xí)活動(dòng),是人們建立自身認(rèn)識(shí)事物和學(xué)習(xí)方法的行為方式,是具有終身性學(xué)習(xí)的理念和策略,是一種符合時(shí)代要求的學(xué)習(xí)方式。研究性學(xué)習(xí)具有開放性、自主性、過程性、實(shí)踐性和任務(wù)驅(qū)動(dòng)性的特征。作為一種學(xué)習(xí)方式,研究性學(xué)習(xí)走進(jìn)初中化學(xué)課堂,在教師潛移默化、潤物無聲的指導(dǎo)下,使學(xué)生掌握這種學(xué)習(xí)方式,具備自主學(xué)習(xí)、探究性的學(xué)習(xí)能力,是初中化學(xué)課堂教學(xué)進(jìn)行研究性學(xué)習(xí)的最終落腳點(diǎn)。
  長期以來,我們的教學(xué)過程中過分倚重接受性學(xué)習(xí),認(rèn)為這種教學(xué)方式能使學(xué)生學(xué)習(xí)效率提高,幾乎不談研究性學(xué)習(xí)。在這種教學(xué)觀念下,教師是主體,教學(xué)模式多為一言堂、滿堂灌、注入式;學(xué)生是客體,極易使學(xué)生形成單一、封閉的定向思維,培養(yǎng)出的是模仿型人才,缺乏創(chuàng)新和創(chuàng)造能力。瑞士教育學(xué)家皮亞杰指出:“一切真理都要由學(xué)生自己去發(fā)現(xiàn)、去獲得,或者由他們重新發(fā)現(xiàn),至少由他們重建,而不是簡(jiǎn)單地傳遞給他們。”實(shí)踐表明,沒有學(xué)生主體的積極參與,就不可能有效開展活動(dòng)。
  當(dāng)今社會(huì)已進(jìn)入信息時(shí)代、知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代,社會(huì)需要主動(dòng)的、多元的、開放的思維方式,需要有創(chuàng)新精神的人才,這就迫切需要學(xué)生學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)、學(xué)會(huì)探究,掌握科學(xué)研究的一般方法。作為導(dǎo)向的中考也積極關(guān)注研究性學(xué)習(xí),近幾年的中考化學(xué)試卷中有關(guān)研究性學(xué)習(xí)的試題頻頻出現(xiàn),并作為命題的亮點(diǎn)被社會(huì)廣泛認(rèn)可。因此,研究性學(xué)習(xí)正逐漸顯現(xiàn)出強(qiáng)大的生命力,正逐漸成為初中化學(xué)課堂教學(xué)的主流。
  2.  初中化學(xué)課堂教學(xué)中開展研究性學(xué)習(xí)的類型
  對(duì)化學(xué)課堂教學(xué)中研究性學(xué)習(xí)的行為進(jìn)行分類,有助于我們充分認(rèn)識(shí)研究性學(xué)習(xí)的個(gè)性特征,通過比較、分析、綜合、歸納,進(jìn)一步深化對(duì)研究性學(xué)習(xí)的共性認(rèn)識(shí),也有助于把握在不同教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)環(huán)境和教學(xué)條件下的研究性學(xué)習(xí)的操作要求,從而進(jìn)一步落實(shí)和推進(jìn)研究性學(xué)習(xí)。以下談?wù)剮追N化學(xué)課堂教學(xué)中研究性學(xué)習(xí)的類型。
  2.1  科學(xué)探究型
  這一類型的研究性學(xué)習(xí)主要是通過實(shí)驗(yàn)活動(dòng)探究化學(xué)原理、探究物質(zhì)性質(zhì)、解釋化學(xué)現(xiàn)象,并嘗試解決與社會(huì)、生活、生產(chǎn)相聯(lián)系的實(shí)際問題。在課堂教學(xué)中進(jìn)行這類研究性學(xué)習(xí),教師事先作了比較充分的思考,這種思考包括探究目的、探究方法、探究方式、探究?jī)?nèi)容、探究時(shí)間等內(nèi)容。這種探究活動(dòng)一般包含著科學(xué)研究的基本環(huán)節(jié),對(duì)提出問題的情景、提出問題的方式、引導(dǎo)學(xué)生分析問題的手段、方法、幫助學(xué)生自主探究問題的方法、過程,都進(jìn)行了比較周密的設(shè)計(jì)和安排。
  2.1.1  實(shí)驗(yàn)探究型
  通過化學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究是課堂教學(xué)中實(shí)施研究性學(xué)習(xí)的重要方法。把實(shí)驗(yàn)作為提出問題的手段和探索的途徑,要求課堂教學(xué)盡可能依托實(shí)驗(yàn)情景來導(dǎo)入和展開,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,發(fā)揮學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性,使學(xué)生親自參與實(shí)驗(yàn),體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)作為一種學(xué)習(xí)和研究方法的魅力,這對(duì)學(xué)生的操作思維、操作能力、操作技能、操作動(dòng)作的培養(yǎng)是極為有利的。在實(shí)驗(yàn)探究中提高學(xué)生操作的精確性、迅速性、靈活性與協(xié)調(diào)性,引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)事實(shí)理解、掌握化學(xué)知識(shí),并運(yùn)用實(shí)驗(yàn)手段探究物質(zhì)變化的本質(zhì)及其規(guī)律。
  2.1.2  方案設(shè)計(jì)型
  在化學(xué)課堂教學(xué)中實(shí)施這類研究性學(xué)習(xí),其主要任務(wù)是培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力、創(chuàng)造性想象力、實(shí)踐能力、團(tuán)隊(duì)合作精神。在實(shí)施過程中,教師的指導(dǎo)作用點(diǎn)到為止,教師是參與者、咨詢員和診斷師,學(xué)生的主體作用比較突出,探究?jī)?nèi)容多、范圍廣。在方案設(shè)計(jì)過程中需要學(xué)生能充分發(fā)表自己的見解、互相質(zhì)疑、參與討論,積極主動(dòng)地尋求問題的答案。
  2.1.3  課題研究型
  在初中化學(xué)課堂教學(xué)中實(shí)施課題研究型研究性學(xué)習(xí),課題的選擇是關(guān)鍵。對(duì)初三學(xué)生而言,學(xué)會(huì)選擇課題,本身就是一種研究性學(xué)習(xí)。因此,教師可從教學(xué)內(nèi)容出發(fā),指導(dǎo)學(xué)生對(duì)課堂教學(xué)中的某些內(nèi)容進(jìn)行適當(dāng)拓展,形成有探究空間、與學(xué)生既有能力相適應(yīng)的、可操作的研究課題。
  2.2  文獻(xiàn)研究型
  利用文獻(xiàn)研究開展研究性學(xué)習(xí),主要是圍繞化學(xué)課題收集來自各方面的信息,并對(duì)這些信息資料進(jìn)行篩選和整理,獲得能說明本課題觀點(diǎn)的證據(jù),形成有觀點(diǎn)、有證據(jù)、有推論的報(bào)告。在初中化學(xué)課堂教學(xué)中開展文獻(xiàn)研究型研究性學(xué)習(xí)至少可分為兩個(gè)層次:基本層次是收尋、整理文獻(xiàn)資料,獲得相關(guān)課題現(xiàn)狀及進(jìn)展的信息;較高層次的文獻(xiàn)研究是學(xué)生對(duì)已有資料信息進(jìn)行歸類、分析和評(píng)價(jià)。在此過程中,學(xué)生獲得的不僅僅是收尋資料的手段與方法,更重要的是對(duì)信息資料進(jìn)行鑒別、選擇和整理的實(shí)踐,以及對(duì)信息進(jìn)行評(píng)價(jià)、反思、批判和表述自己觀點(diǎn)的能力。
  2.3  作品試制型
  化學(xué)作品試制是指根據(jù)某種需求和有關(guān)原理,由學(xué)生自行設(shè)計(jì)、選擇儀器、藥品和有關(guān)材料,通過在實(shí)驗(yàn)室里制取或合成,最終完成一件化學(xué)科技作品。在化學(xué)課堂教學(xué)中進(jìn)行這一類型的研究性學(xué)習(xí),最能使學(xué)生感受到成功的喜悅,體會(huì)到化學(xué)的無窮魅力,從而激發(fā)學(xué)生自覺參與研究性學(xué)習(xí)的熱情。
  3.  在化學(xué)課堂教學(xué)中實(shí)施研究性學(xué)習(xí)的途徑
  從化學(xué)研究性學(xué)習(xí)的類型可以發(fā)現(xiàn),要積極有效地在課堂教學(xué)中開展研究性學(xué)習(xí),就必須尋找到與教學(xué)內(nèi)容相匹配的實(shí)施途徑,這樣才能使研究性學(xué)習(xí)真正扎根于課堂教學(xué)。
  3.1  在新授課中開展研究性學(xué)習(xí)
  奧蘇伯爾的有意義學(xué)習(xí)理論認(rèn)為,創(chuàng)設(shè)問題情景,引發(fā)學(xué)生對(duì)知識(shí)本身發(fā)生興趣,產(chǎn)生認(rèn)知需要,產(chǎn)生情感沖動(dòng),激發(fā)學(xué)習(xí)的動(dòng)機(jī)。瑞士現(xiàn)代心理學(xué)家、教育學(xué)家皮亞杰說:“所有智力方面的工作都要依賴興趣”。某種教學(xué)方法一旦觸及學(xué)生的情緒和意志領(lǐng)域,觸及學(xué)生的精神需求,這種教學(xué)方法就能發(fā)揮高 度有效的作用,促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣的提高。
  以下是我在《稀硫酸的化學(xué)性質(zhì)》教學(xué)中對(duì)研究性學(xué)習(xí)的實(shí)踐。由于稀硫酸的化學(xué)性質(zhì)的學(xué)習(xí)是在學(xué)生已經(jīng)學(xué)過稀鹽酸的基礎(chǔ)上對(duì)酸的化學(xué)性質(zhì)的進(jìn)一步理解,為此我將新課的學(xué)習(xí)過程設(shè)計(jì)為學(xué)生自主探究實(shí)驗(yàn)。面對(duì)這樣的教學(xué)方式,學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性空前的高漲。以下是學(xué)生們的課堂學(xué)習(xí)研究過程:
(1)提出假設(shè):稀硫酸溶液能使指示劑變色、能和活潑金屬反應(yīng)、能和堿反應(yīng)、能和某些鹽反應(yīng)、能和 金屬氧化物反應(yīng)。
  有了鹽酸的化學(xué)性質(zhì)作參考,學(xué)生們很快就對(duì)稀硫酸的化學(xué)性質(zhì)作出了假設(shè)。在提出具體的實(shí)驗(yàn)方案時(shí),各組學(xué)生選擇的實(shí)驗(yàn)用品有了差異。根據(jù)實(shí)驗(yàn)室能提供的藥品,經(jīng)過討論,學(xué)生們確定了四組不同的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。
(2)方案設(shè)計(jì):

 

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

A組

B組

C組

D組

與指示劑作用

石蕊試液

藍(lán)色石蕊試紙

BTB試液

紅色石蕊試紙

與活潑金屬反應(yīng)

鎂帶

鋅粒

鐵釘

鋅粒

與堿反應(yīng)

氫氧化鈉溶液、酚酞試液

氫氧化鋇

溶液

氫氧化鈣

溶液

氫氧化銅

固體

與某些鹽反應(yīng)

硝酸銀溶液

碳酸鈉溶液

碳酸鈣固體

氯化鋇溶液

與金屬氧化物反應(yīng)

氧化銅

生銹的鐵釘

氧化鈣

氧化鋇

(3)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象記錄:

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

A組

B組

C組

D組

與指示劑作用

石蕊試液變紅

藍(lán)色石蕊試紙變紅

BTB試液變黃色

紅色石蕊試紙不變色

與活潑金屬反應(yīng)

很快產(chǎn)生大量氣泡

產(chǎn)生大量氣泡

產(chǎn)生氣泡,但較少

產(chǎn)生大量氣泡

與堿反應(yīng)

溶液由紅色變?yōu)闊o色

產(chǎn)生白色沉淀

產(chǎn)生少量白色渾濁

固體溶解,得到藍(lán)色溶液

與某些鹽反應(yīng)

產(chǎn)生少量白色渾濁

產(chǎn)生大量氣泡

產(chǎn)生少量氣泡

產(chǎn)生大量白色沉淀

與金屬氧化物反應(yīng)

黑色固體溶解,得到藍(lán)色溶液

鐵銹消失,溶液呈黃色,鐵釘表面有氣泡

固體部分溶解,得到白色懸濁液

固體部分溶解,得到白色懸濁液

  在具體實(shí)驗(yàn)過程中,有些組的學(xué)生并沒有得到完全類似的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,如與氫氧化鈉溶液反應(yīng)時(shí),有的小組由于未加指示劑而無任何現(xiàn)象,有的小組由于試劑的加入順序出現(xiàn)錯(cuò)誤導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不同;與氧化銅反應(yīng)時(shí),由于取用氧化銅的量過多造成最后所得為黑色懸濁液;與氫氧化銅反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)中,由于所用的氫氧化銅是由氫氧化鈉和硫酸銅溶液反應(yīng)而來,有的小組加入的稀硫酸過少,沒有產(chǎn)生相同的現(xiàn)象。在對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行分析時(shí),學(xué)生們發(fā)現(xiàn)稀硫酸與氧化鈣、氫氧化鈣、硝酸銀、氫氧化鋇、氯化鋇、氧化鋇、碳酸鈣反應(yīng)后都產(chǎn)生白色渾濁或沉淀,經(jīng)教師指導(dǎo)后查閱物質(zhì)的溶解性表,才明白是因?yàn)榱蛩徕}、硫酸銀、硫酸鋇的溶解性小而引起的。在此基礎(chǔ)上討論鑒別鹽酸和硫酸的方法時(shí),學(xué)生的回答就非常順利。
 ?。?)結(jié)論:稀硫酸具有與稀鹽酸相似的化學(xué)性質(zhì)。
  通過上述實(shí)踐,學(xué)生在已掌握稀鹽酸性質(zhì)的基礎(chǔ)上很快掌握了稀硫酸的相關(guān)性質(zhì),并通過比較兩種酸的性質(zhì)的異同,找出了酸的共性和個(gè)性,為下一步學(xué)習(xí)酸的通性打下了基礎(chǔ)。
  通過開展研究性學(xué)習(xí)的實(shí)踐,學(xué)生普遍反映這樣的化學(xué)新課最能吸引人,課堂上學(xué)習(xí)氛圍輕松愉快,師生關(guān)系平等,同學(xué)間團(tuán)結(jié)互助,同學(xué)們的學(xué)習(xí)創(chuàng)造性、積極性、主動(dòng)性得到充分展示,每個(gè)學(xué)生都能從實(shí)踐中有所收獲。在實(shí)驗(yàn)方案的討論中,學(xué)生的思維能力得到培養(yǎng)和鍛煉,思考問題時(shí)能關(guān)注問題的細(xì)節(jié),學(xué)習(xí)效果顯著提高,使課堂真正成為學(xué)生“學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)”的主陣地。
  作為教師,在新課教學(xué)中開展研究性學(xué)習(xí)時(shí),要注意選擇適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)內(nèi)容,在備課時(shí)要充分考慮學(xué)生可能提出的問題、可能遇到的困難、可能發(fā)生的不同現(xiàn)象、學(xué)生的特點(diǎn)和接受能力,在上課時(shí)要能及時(shí)對(duì)學(xué)生進(jìn)行針對(duì)性指導(dǎo)、點(diǎn)撥,要有處理突發(fā)事件的應(yīng)變能力。
  3.2  在實(shí)驗(yàn)課中開展研究性學(xué)習(xí)
  化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然科學(xué),實(shí)驗(yàn)是化學(xué)的靈魂。在實(shí)驗(yàn)課中開展研究性學(xué)習(xí)必須緊密聯(lián)系生活實(shí)際,以身邊的物質(zhì)、生活中的現(xiàn)象為切入點(diǎn),為系統(tǒng)性的探究學(xué)習(xí)尋找信息源。
例如,鐵生銹是生活中經(jīng)常發(fā)生的現(xiàn)象,根據(jù)這一事實(shí),我請(qǐng)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),證明鐵生銹是水和空氣對(duì)鐵共同作用的結(jié)果。
  以下是學(xué)生在課堂

中研究的過程。
  (1)明確要解決的問題:鐵在潮濕的空氣里會(huì)生銹。
  圍繞這一問題,同學(xué)們展開積極的討論,思考可能的原因。
 ?。?)提出假設(shè):a.鐵生銹是因?yàn)殍F與空氣中的氧氣反應(yīng)的結(jié)果。
          b.鐵生銹是因?yàn)榕c空氣中的水蒸氣反應(yīng)的結(jié)果。
                   c.鐵生銹是水和氧氣對(duì)鐵共同作用的結(jié)果。
  根據(jù)上述假設(shè),我引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行邏輯推理:如果第一個(gè)假設(shè)正確,則鐵在干燥的空氣中能生銹;如果第二個(gè)假設(shè)正確,則鐵在與空氣隔絕的水中會(huì)生銹;如果第三個(gè)假設(shè)正確,則必須在既有空氣又有水分的條件下才能生銹。究竟哪個(gè)假設(shè)正確?接下來就要通過實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證。
 ?。?)驗(yàn)證假設(shè):為了驗(yàn)證三種假設(shè),同學(xué)們經(jīng)過激烈的討論,最后決定采用對(duì)比實(shí)驗(yàn)的方法,設(shè)計(jì)裝置如圖一。

 


   由于鐵生銹的過程需要一段時(shí)間,所以課堂上沒有得出結(jié)論,我請(qǐng)同學(xué)們?cè)谡n后密切關(guān)注鐵釘?shù)淖兓?。同時(shí)又提出另一個(gè)問題:銅的生銹是由哪些因素共同作用的?有的同學(xué)很快就回答也是由水和氧氣共同作用的結(jié)果,立刻就有同學(xué)反對(duì),銅生銹后得到的物質(zhì)是“銅綠”堿式碳酸銅,從堿式碳酸銅的元素組成來分析,有銅元素、碳元素、氧元素、氫元素,如果只有水和氧氣起作用,那么,堿式碳酸銅中的碳元素又源自哪里?經(jīng)過這位同學(xué)的分析,同學(xué)們開始考慮,空氣中的二氧化碳是否也參與反應(yīng)了呢?我請(qǐng)學(xué)生繼續(xù)通過設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)加以證明。
  有了鐵釘生銹的實(shí)驗(yàn)裝置,在探究銅生銹的影響因素時(shí),同學(xué)們的思路開闊了,討論問題更具針對(duì)性。實(shí)驗(yàn)裝置如圖二。


  在教師指導(dǎo)下,經(jīng)過學(xué)生們的自主探究,又設(shè)計(jì)了如下問題,對(duì)金屬生銹進(jìn)行深入的學(xué)習(xí):
①銅生銹所需的條件實(shí)際上是銅與____相互作用,發(fā)生化學(xué)反應(yīng)所致。(實(shí)驗(yàn)結(jié)論)
②D中廣口瓶的作用是_________,發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是_______________。
③銅生銹時(shí)產(chǎn)生銅綠的化學(xué)方程式是__________。(實(shí)驗(yàn)研究)
④銅和鐵相比,______更容易生銹,由此得出的結(jié)論是____。(比較研究)
⑤若要清洗B中銅絲表面的銅銹,可將其浸入_____中,試寫出除去銅銹的化學(xué)方程式______。(開放、探索研究)
    (4)結(jié)論:經(jīng)過幾天的等待,圖一中A、B鐵釘無變化,而C中鐵釘出現(xiàn)銹蝕,證明了鐵生銹的確是由水和氧氣共同作用的結(jié)果。而銅生銹等待的時(shí)間更長,同樣方法證明了是水、氧氣、二氧化碳的共同影響使銅變成了銅綠。
  通過在實(shí)驗(yàn)課中開展研究性學(xué)習(xí),同學(xué)們?cè)诮鉀Q問題時(shí)的思維方式有了明顯的改變,思維的廣度、深度有了提高。同學(xué)們認(rèn)為,這種學(xué)習(xí)過程不僅僅局限在掌握化學(xué)知識(shí)上,更重要的是培養(yǎng)了實(shí)踐能力、思維能力、創(chuàng)造能力、自學(xué)能力,對(duì)科學(xué)方法、科學(xué)態(tài)度和操作能力的認(rèn)識(shí)取得了明顯轉(zhuǎn)變。
又如,在學(xué)習(xí)了金屬的冶煉后,我要求學(xué)生以“怎樣以氧化銅為原料制取銅”為課題,進(jìn)行物質(zhì)的制備。以下是學(xué)生在課堂中研究的過程。
  對(duì)這樣的研究性學(xué)習(xí)任務(wù),很多同學(xué)都感到一籌莫展、無從下手。于是我提醒學(xué)生:要完成這項(xiàng)任務(wù)必須具備哪些條件?怎樣才能實(shí)現(xiàn)所需條件?經(jīng)過層層啟發(fā),一些學(xué)生明確了思考方向,經(jīng)過同學(xué)們你一言我一語的發(fā)言,最終理出了頭緒:首先要確定的是從氧化銅制取銅的反應(yīng)原理,然后才能考慮具體的實(shí)驗(yàn)步驟,再根據(jù)實(shí)驗(yàn)步驟考慮所需實(shí)驗(yàn)藥品、實(shí)驗(yàn)儀器和操作注意事項(xiàng),最后才能進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作。對(duì)同學(xué)們討論出的解決問題的基本思路我表示了贊同。具體討論結(jié)果如下表:

 

方案一

方案二

方案三

1)根據(jù)化學(xué)原理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案

CuO+H2SO4CuSO4+H2O

CuSO4+FeCu+FeSO4

H2SO4+FeFeSO4+H2CuO+H2 Cu+H2O

C+2CuO 2Cu+CO2

2)根據(jù)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)想操作步驟

①氧化銅溶解在稀硫酸中,反應(yīng)過程可稍加熱;

②在硫酸銅溶液中加入稍過量的鐵屑,充分?jǐn)嚢瑁?span lang=EN-US>

③將上述溶液過濾,濾渣是銅粉和過量鐵屑的混合物;

④在濾渣中加入稀硫酸,使鐵屑溶解;

⑤過濾出銅粉,洗滌、干燥。

①將氧化銅裝入試管,按氫氣還原氧化銅裝置進(jìn)行裝配;

②用鐵屑和稀硫酸裝配制氫氣的裝置;

③制取氫氣、還原氧化銅。

①將氧化銅和木炭粉裝入大試管;

②用酒精噴燈加熱;

③分離反應(yīng)后的固體混合物

3)列出儀器、藥品

燒杯、玻璃棒、鐵架臺(tái)、石棉網(wǎng)、漏斗、濾紙、酒精燈。

氧化銅、稀硫酸、鐵屑。

試管、鐵架臺(tái)、酒精燈、單孔橡皮塞、導(dǎo)管。

氧化銅、稀硫酸、鐵屑。

硬質(zhì)試管、鐵架臺(tái)、酒精噴燈、單孔橡皮塞、導(dǎo)管

木炭粉、氧化銅

  在此基礎(chǔ)上,我又引導(dǎo)學(xué)生要對(duì)實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行可行性研究,即通過比較、分析,歸納出三種方案的優(yōu)劣,再?zèng)Q定最后的操作方案。立刻同學(xué)們就開始發(fā)言,紛紛維護(hù)本小組的實(shí)驗(yàn)方案。面對(duì)這個(gè)情況,我問同學(xué)從哪些角度來判斷一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案的優(yōu)劣?經(jīng)過一番冷靜的思考和認(rèn)真的討論,學(xué)生們歸納出了以下幾個(gè)主要判斷方向:所制備物質(zhì)是否純凈、實(shí)驗(yàn)裝置是否簡(jiǎn)易、實(shí)驗(yàn)操作是否安全、反應(yīng)的原料和能源消耗是否最經(jīng)濟(jì)。根據(jù)這些判斷依據(jù),同學(xué)們對(duì)三種實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行了客觀的評(píng)價(jià):
  方案一,實(shí)驗(yàn)步驟最多,但每一個(gè)實(shí)驗(yàn)的裝置都較簡(jiǎn)單,實(shí)驗(yàn)操作簡(jiǎn)便易行,消耗原料適中,消耗能源(酒精)少,反應(yīng)后物質(zhì)易分離,制備純凈的銅的目標(biāo)容易實(shí)現(xiàn)。
  方案二,實(shí)驗(yàn)操作步驟減少了,但實(shí)驗(yàn)裝置復(fù)雜,對(duì)實(shí)驗(yàn)的操作技能要求高,容易發(fā)生操作事故,由于反應(yīng)所需氫氣為過量,消耗原料明顯增多,持續(xù)加熱消耗能源多,制備純凈的銅的目標(biāo)可以實(shí)現(xiàn)。
  方案三,實(shí)驗(yàn)操作步驟減少了,但實(shí)驗(yàn)裝置復(fù)雜,對(duì)實(shí)驗(yàn)的操作技能要求高,由于反應(yīng)難以完全進(jìn)行,消耗的原料較多,持續(xù)高溫消耗能源最多,反應(yīng)后物質(zhì)難以分離,制備純凈的銅的目標(biāo)難以實(shí)現(xiàn)。
經(jīng)過這樣的反復(fù)論證,同學(xué)們最終決定選擇方案一進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作。這時(shí),我又提醒同學(xué)要寫出實(shí)驗(yàn)報(bào)告,包括實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)(實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)儀器和藥品、實(shí)驗(yàn)裝置圖)、實(shí)驗(yàn)過程(實(shí)驗(yàn)步驟、詳細(xì)記錄實(shí)驗(yàn)過程中的現(xiàn)象、實(shí)驗(yàn)結(jié)論)、實(shí)驗(yàn)研究和討論(對(duì)實(shí)驗(yàn)過程中遇到的問題進(jìn)行反思)、自我評(píng)價(jià)等內(nèi)容。教師應(yīng)注意對(duì)學(xué)生的評(píng)價(jià)宜采用等第制,要因人而異,對(duì)不同基礎(chǔ)的學(xué)生均要做出肯定性評(píng)價(jià),有利于鼓勵(lì)他們更好的投入研究性學(xué)習(xí)。
  通過在實(shí)驗(yàn)課中進(jìn)行研究性學(xué)習(xí),學(xué)生們發(fā)現(xiàn)問題、探究問題、解決問題的意識(shí)明顯增強(qiáng)了,在實(shí)踐中獲得體驗(yàn)和知識(shí)后的喜悅更好地激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣,提高了學(xué)習(xí)的主動(dòng)性。實(shí)踐表明,這樣的教學(xué)方式在培養(yǎng)學(xué)生的思維能力、創(chuàng)新精神、解決實(shí)際問題的能力和發(fā)展性學(xué)力方面所起到的作用是傳統(tǒng)的教學(xué)方式無可比擬的。
  3.3  在習(xí)題課中開展研究性學(xué)習(xí)
  研究性學(xué)習(xí)的一個(gè)顯著特征就是開放性。有一部分習(xí)題是開放性問題,其答案不是唯一的,因此具有發(fā)散性思維的特點(diǎn),不同經(jīng)驗(yàn)和能力水平的學(xué)生可以提出自己不同的思路和方法,進(jìn)而培養(yǎng)創(chuàng)新精神和創(chuàng)造能力。
  例如,2003年市中考試題第35題。
  冶煉金屬常用還原劑法,金屬冶煉的難易與金屬的活動(dòng)性強(qiáng)弱有關(guān)。為了比較金屬A與銅的活動(dòng)性強(qiáng)弱,以下是某學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究的第一步:

 

實(shí)驗(yàn)步驟

現(xiàn)象

結(jié)論

1)將金屬A放入試管中,并加入少量蒸餾水

無明顯現(xiàn)象

證明金屬A的活動(dòng)性比鉀、鈣、鈉弱

  實(shí)驗(yàn)步驟 現(xiàn)象 結(jié)論
(1)將金屬A放入試管中,并加入少量蒸餾水 無明顯現(xiàn)象 證明金屬A的活動(dòng)性比鉀、鈣、鈉弱
  為了繼續(xù)探究,請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案,對(duì)可能出現(xiàn)的現(xiàn)象進(jìn)行預(yù)測(cè),并推出相應(yīng)的結(jié)論。
  實(shí)驗(yàn)步驟設(shè)計(jì) 可能出現(xiàn)的現(xiàn)象 相應(yīng)的結(jié)論

實(shí)驗(yàn)步驟設(shè)計(jì)

可能出現(xiàn)的現(xiàn)象

相應(yīng)的結(jié)論

2)

 

 

  在課堂上學(xué)生對(duì)該題進(jìn)行了討論和分析:通過閱讀題干和已知條件,明確了題目的核心是要設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)比較金屬A與銅的活動(dòng)性強(qiáng)弱。要解決這個(gè)問題,需要具備一些基本知識(shí):金屬與酸溶液反應(yīng)、與鹽溶液反應(yīng)的規(guī)律以及鹽的溶解性,同時(shí)回答問題的規(guī)范也是一個(gè)不容忽視的內(nèi)容。
  學(xué)生的答案有:將金屬A放入稀鹽酸(或稀硫酸)中,金屬表面產(chǎn)生氣泡,A的活動(dòng)性比銅強(qiáng);將金屬A放入稀鹽酸(或稀硫酸)中,無明顯現(xiàn)象,A的活動(dòng)性可能比銅弱;將金屬A放入硫酸銅(或硝酸銅、氯化銅)溶液中,金屬表面有紅色固體析出,A的活動(dòng)性比銅強(qiáng);將金屬A放入硫酸銅(或硝酸銅、氯化銅)溶液中,無明顯現(xiàn)象,A的活動(dòng)性比銅弱等等。
  從學(xué)生的答題情況來看,不同學(xué)習(xí)水平的學(xué)生都能進(jìn)行嘗試答題,且答案非常多,充分反映了學(xué)生在審題能力、思維能力、書面表達(dá)能力方面所具備的良好素質(zhì)。二期課改強(qiáng)調(diào):在給學(xué)生傳授知識(shí)與技能的同時(shí),滲透科學(xué)方法教育。學(xué)生發(fā)展的重要基礎(chǔ)是他們的經(jīng)歷和經(jīng)驗(yàn),本題就是讓學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)掌握物質(zhì)的有關(guān)知識(shí),從答案的開放性上體現(xiàn)了學(xué)生多角度的思維方法,為培養(yǎng)學(xué)生可持續(xù)發(fā)展的學(xué)力打下了基礎(chǔ)。
  又如,2004年市中考第20題。
  花匠用熟石灰來降低學(xué)?;▓@苗圃中的土壤酸性,但效果不明顯。化學(xué)老師發(fā)現(xiàn)原因是熟石灰已經(jīng)部分變質(zhì),他覺得這是一個(gè)很好的實(shí)際例子,就取回一包熟石灰樣品,要求學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明該樣品確實(shí)部分變質(zhì)。請(qǐng)?zhí)顚懹嘘P(guān)實(shí)驗(yàn)儀器和藥品,完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。
實(shí)驗(yàn)?zāi)康模鹤C明熟石灰樣品部分變質(zhì)。
實(shí)驗(yàn)儀器:玻璃棒、膠頭滴管、__________________。
實(shí)驗(yàn)藥品:水、酚酞試液、_______________________。
實(shí)驗(yàn)步驟 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 實(shí)驗(yàn)結(jié)論
①  樣品中有氫氧化鈣存在
②  樣品中有碳酸鈣存在
  本題首先考查了學(xué)生從新情境中獲取信息的能力,要求學(xué)生理解題給信息,找到問題(證明氫氧化鈣中含有碳酸鈣)并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)解決問題;在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí)主要考查學(xué)生思維的嚴(yán)密性(實(shí)驗(yàn)要求檢驗(yàn)樣品中同時(shí)存在氫氧化鈣和碳酸鈣,兩種物質(zhì)之間會(huì)存在相互干擾的情況);回答問題要求學(xué)生會(huì)用文字將實(shí)驗(yàn)儀器和藥品、步驟、現(xiàn)象規(guī)范地寫出來,這對(duì)學(xué)生的文字表達(dá)能力也是一個(gè)很大的考驗(yàn)。通過引導(dǎo)學(xué)生對(duì)試題進(jìn)行的上述分析,使同學(xué)們漸漸明確了思考問題的重點(diǎn)——如何檢驗(yàn)氫氧化鈣和碳酸鈣?首先應(yīng)檢驗(yàn)?zāi)囊环N物質(zhì)?題中有哪些信息可以為解題提供幫助?根據(jù)氫氧化鈣屬于微溶于水的堿而碳酸鈣屬于難溶性碳酸鹽這一特點(diǎn),且在實(shí)驗(yàn)藥品中已給出了酚酞,在實(shí)驗(yàn)結(jié)論已經(jīng)提示先檢驗(yàn)氫氧化鈣,就選擇指示劑來檢驗(yàn)氫氧化鈣。檢驗(yàn)碳酸鹽最簡(jiǎn)便的方法是滴入鹽酸溶液,若看到有氣泡,就說明有碳酸鈣存在。
  學(xué)生的答案:燒杯(或試管、錐形瓶等反應(yīng)儀器);鹽酸;實(shí)驗(yàn)步驟①:取少量樣品于燒杯中,加水,攪拌,使樣品充分溶解,滴入酚酞試液,現(xiàn)象:溶液變紅色;實(shí)驗(yàn)步驟②:再向燒杯中加入足量的鹽酸,(或另取少量樣品于燒杯中,滴加鹽酸)現(xiàn)象:有氣泡產(chǎn)生。
  從學(xué)生的答題情況來看,對(duì)于實(shí)驗(yàn)所需的儀器和藥品,學(xué)生容易出現(xiàn)的錯(cuò)誤是漏寫,其實(shí)只要實(shí)驗(yàn)步驟設(shè)計(jì)合理,那么,根據(jù)步驟寫相應(yīng)的儀器和藥品就不容易出錯(cuò)。這種問題的出現(xiàn),實(shí)際反映的是學(xué)生在思維能力上的不足,解決這樣的不足光靠傳統(tǒng)的教學(xué)方式是很難有提高的。
  對(duì)于在課堂教學(xué)中實(shí)施研究性學(xué)習(xí)這樣的方式,學(xué)生紛紛表示,在研究中學(xué)習(xí)最富探究激情和興趣;研究是最好的學(xué)習(xí)方式,自己探索發(fā)現(xiàn)的知識(shí)最容易記憶;研究并不深?yuàn)W,我們都能從書本學(xué)習(xí)中走出來,進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究和創(chuàng)造;研究中學(xué)習(xí)的價(jià)值在于學(xué)習(xí)“怎樣學(xué)習(xí)”、“怎樣研究”,這比“學(xué)習(xí)什么”更為重要。
  4.  在化學(xué)課堂教學(xué)中開展研究性學(xué)習(xí)的思考
  在化學(xué)課堂教學(xué)中開展研究性學(xué)習(xí),要轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念。教師要努力營造研究氛圍,明確自己是組織者、指導(dǎo)者、合作者的角色,建立平等的師生關(guān)系,著力營造研究性學(xué)習(xí)的氛圍,讓研究性學(xué)習(xí)進(jìn)入課堂,并引導(dǎo)學(xué)生逐步擺脫傳統(tǒng)學(xué)習(xí)觀念的束縛,使學(xué)生具有良好的人文素養(yǎng)和科學(xué)精神,真正成為學(xué)習(xí)的主人。
  在化學(xué)課堂教學(xué)中開展研究性學(xué)習(xí),要挖掘教學(xué)資源。并非沒有研究性學(xué)習(xí)的課題,關(guān)鍵在于教師有沒有主動(dòng)引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行研究性學(xué)習(xí)的意識(shí)。要讓研究成為教學(xué)工作中的自覺行為,使研究性學(xué)習(xí)有機(jī)地融入化學(xué)學(xué)科教學(xué)中,才能使學(xué)生的學(xué)習(xí)方式從“被動(dòng)接受型”轉(zhuǎn)變?yōu)?#8220;主動(dòng)學(xué)習(xí)型”,真正實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)的革命。
  在化學(xué)課堂教學(xué)中開展研究性學(xué)習(xí),要把準(zhǔn)評(píng)價(jià)重點(diǎn)。評(píng)價(jià)的重點(diǎn)應(yīng)放在學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的參與度,而不是學(xué)生片面追求學(xué)生思維的準(zhǔn)確度。評(píng)價(jià)時(shí)要善于發(fā)現(xiàn)學(xué)生在研究性學(xué)習(xí)過程中提出的見解、設(shè)計(jì)的方案、提出的異議中的閃光點(diǎn),尤其是對(duì)學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中表現(xiàn)出來的積極思考、勇于探索、追根求源等精神要予以充分的肯定,避免挫傷學(xué)生積極性。
  研究性學(xué)習(xí)告訴我們,教給學(xué)生學(xué)習(xí)的方法比只會(huì)解幾道題更重要,教學(xué)的根本目的就是培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力。

 

參考文獻(xiàn):
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2、毛東海,吳俊明  化學(xué)課堂教學(xué)中研究性學(xué)習(xí)的多維分類嘗試  中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考,2004,(10):20~22
3、劉四方等  新課程標(biāo)準(zhǔn)下開展化學(xué)探究性學(xué)習(xí)的實(shí)踐與探索  中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考,2004(5):26~29
4、賈濱先  研究性學(xué)習(xí)的探索和思考  中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考,2004(3):6~7

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