化学探究式教学尝试试和体会
新课程标准,明确指出:“科学探究”教学方式对全面提高学生科学修养,起着不可替代的作用。在 学习《电高平衡》后,我设计了一堂实验探究课,要求学生通过对电离平衡有关知识进行归纳总结、统一整理后,设计实验证明醋酸是弱酸,并进行实验验证和评析。目的是让学生通过自我学习和探究,认识弱电解质特征及性质,构建电离平衡知识体系,促使知识内化、升华,接受科学方法和科学态度的熏陶,提高思维素质,培养创新精神。
1 设计实验方案
学习4人组成一小组,在课外通过复习、讨论,写出实验方案。以问题激活学生思维的广阔性,促使学生多向拓展,从不同方向、不同途径、多角度、多层次思考问题,寻求解决问题的途径。学生通过思考和分析后提出了许多证明方法:①测定一定物质的量浓度醋酸溶液的pH;②测量等温等浓度醋酸和盐酸的导电性;③测定醋酸溶液的酸碱性;④测定一定pH的醋酸溶液力加水稀释后PH的上升幅度;⑤在PH为3的醋酸溶液中加入一定量的醋酸钠固体,测定溶液pH的变化;⑥测量醋酸溶液在加热前后导电性变化等等。从学生的实验方案可以看出,虽然学生的设计不能尽善尽美,但学生通过自我学习和探究,激发了极浓的学习兴趣,能够不拘泥于书本、不墨守成规,跳出外显性知识的单一维度,挖掘内隐性知识,按各自的能力和所联系的实际以各自的方式解决问题,充分发挥了在学习过程中的主体作用,培养了富于联想、大胆探索的科学精神。
2 学生验证实验方案
我在检查每小组实验方案后,召集方案设计存在知识性错误的学生进行剖析和纠正,并鼓励他们从新设计。然后,在课上要求每小组学生根据自己的设计方案,进行实验,检验实验方案的可行性。同学们兴趣盎然地进行实验,实验成功的学生兴高采烈,实验现象不明显的学生想方设法改变装置、仪器和操作,实验不成功的学生拉着我问长问短。学生通过成与败的亲身体验,产生了超出验证目的的本身的新知识,产生了新体验。对学生实验观察,通过实验进行探究活动,可实现理论知识与教学实验“双向定位”,以实验为基础生成理论知识,并以理论知识构建和深化实验的配置。使学生心智技能和动作技能的发展在实验中得以统一,理论知识与教学实验彼此相依。激活了学生思维的灵活性,培养了学生独立思考,标新立异、打破定势、不循常规,勇于创新的科学精神。
3 实验方案评析
在学生完成实验后,我组织学生进行讨论,对每个实验方案进行评析。先由每小组组长汇报实验原理、实验步骤、预见实验现象、实验是否成功,然后请全体学生对不成功实验进行讨论,诱导学生多点、多面、多角度、多层面地观察与思考问题,从不同角度、不同方法把握问题的各种细节,挖掘出它们之间的联系,寻求解决问题的方法。评议中,学生始终保持好奇的心态、钻研精神与合作的意识。从实 验的科学性、严密性、可行性等方面进行了积极主动的探究。通过学生的主体性探索,学生对实验设计的基本思路有了较为清晰的认识:设计一个实验,应抓住问题的本质,从实验的科学性、严密性、可行性三方面进行思考和分析,做到有严密科学依据、操作简单、现象明显,并必须得到实验验证。较好地培养了学生搜集和处理信息、分析和评价结论的能力,帮助学生建构起化学实验的意识;激活了学生思维的深刻性、批判性和创造性,加速了知识迁移,和由初级理解到中级理解甚至高级理解的转化。
4 总结弱电解质特征
在学生充分讨论的基础上,我引导学生以醋酸和盐酸为代表,综合实验现象和已学化学知识,从本质、原理和化学事实二方面列表对比弱酸和强酸的区别,抽象出弱电解质的特征,帮助学生将化学事实和理论知识相融合,促使知识升华、内化。学生通过对知识回忆、梳理、归纳、总结,列出表1。
表1 强、弱酸的电解质特征
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强酸 |
弱酸 |
原理 |
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根本区别
溶质在水溶液中的存在形式
C(H+)与C(酸)的大小关系
加水稀释10a倍后溶液pH变化
加入相应酸的钠盐晶体
相应钠盐溶液的酸碱性
温度对电离的影响
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在水溶液中完全电离
离子
C(H+)=nC(酸)
n为可电离出的H+数
pH上升a个单位
pH不变
pH=7
温度对强酸电离无影响
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在水溶液中部分电离
分子和离子
C(H+)与C(酸)/a<C(酸)(a为弱酸的电离度)
pH上升值小于a个单位
pH变大
pH>7
温度升高,弱酸电离度增大
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酸根离子结合H+能力大小不同
弱酸在不溶液中存在电离平衡
①弱酸不能完全电离;②多元弱酸分步电离,且电离程度越来越小。
稀释时弱酸电离平衡向正方向移动
弱酸根离子会抑制弱酸的电离
强酸根离子不水解;弱酸根离子要发生水解
电解质电离过程是吸热过程,温度升高促使电离平衡正向移动 |
5 拓宽思路,强化知识应用
最后,我围绕知识点,作多种变换:顺向与逆向,具体变抽象,延伸与迁移,开拓与深化,联想与发散,编拟成题,有意识地进行化学知识应用训练。
例1(上海市高考题):用实验确定某酸HA是弱电解质,甲乙两位同学的方案是:
甲:①称取一定质量的HA配制0.1 mol·l-1的溶液100 mL;②用pH试纸测出该溶液的pH,即可证明HA是弱电解质。
乙:①用已知物质的量浓度的HA溶液、盐酸,分别配制pH=1的两种溶液各100 mL;;②分别取这两种溶液各10 mL,加水稀释为100 mL;③各取相同体积的两种稀释液装入2个试管,同时加入纯度相同的锌粒,观察现象,即可证明HA是弱电解质。
1)在两个方案的第①步中,都要用到的定量仪器是 。
2)甲方案中说明HA是弱电解质的理由是测得溶液的pH 1(选择<=>);乙方案中,说明HA是弱电解质的现象是 。(多选扣分)
a)装HC1溶液的试管中放出H2的速率快;
b)装HA溶液的试管放出H2的速率快;
c)2个试管中产生气体的速率一样快;
3)请你评价:乙方案难以实现之处和不妥之处:
4)请你再提出一个合理而又比较可行的方案(药品可任取)作简要扼要表述 。例2:设计实验证明氢氧化银是碱 。
例3:限用下列试剂:酚酞、石蕊、稀氨水、氯化铵晶体、浓盐酸、熟石灰粉末、醋酸铵晶体和蒸馏水。根据①弱碱在水中存在电离平衡②弱碱的阳离子会破坏水的电离平衡。这量平衡的移动均会引起指示剂的颜色变化。由此可分别选用上述试剂,设计两种实验证明氨水是弱碱,请简述实验方法和现象 。
1)应用根据①的实验方法及现象: 。
2)应用根据②的实验方法和现象:
例4:证明醋酸电离是吸热过程: 。
通过练习,使学生学会从各种角度和多种方法来思维,培养思维的深刻性和灵活性,拓宽学生思路,使学生善于依据客观条件的变化调整观察和理解问题的角度,揭示问题的本质联系,机智地解决问题;不受思维定势和固定模式的束缚,善于发现新的条件和新的因素,在思维受阻时能及时改变思维策略,寻找新的途径的方法。从理论到实践,强化知识应用,巩固已得知识,建构知识体系。
通过这堂实验探究课实践,我体会到:①实践出真知,要使学生完成知识的建构,使学生深刻、灵活、扎实地掌握知识,只有通过他们自身的活动和主动参与,才能有效地掌握知识和方法;学生只有亲自动脑,才能建立优化高效的学习策略,培养独立获取和运用知识并解决实际问题的能力。在中学化学教学中,多采用探究式教学,有利于培养学生良好素质,有利于学生养成良好学习习惯和道德品质。②化学是一门实验科学,化学实验为开展化学探究性教学提供有利条件。可以实验为先导提出问题,营造探究性教学背景,引导学生从事实或史实中抽象出概念、理论;可通过“抽象上升到具体”设计实验来论证理论原理的正确性,在验证性实验中融入探究性实验的成分,增强验证性实验的探究性和研究性;将验证性实验作为探究性活动的一种形式,配合思考和分析,以达到探究的目的。③探究式教学内容,可依据将课本知识通过结果与过程、已知与未知、抽象与具体、正面与反面、定性与定量、理论与实践等情景变换而设计,培养学生不拘泥书本、不墨守成规、富于联想、大胆探索的科学精神,促进学生对灵感、顿悟等高级创造性心理现象的认识。④教学模式可采用:根据教学目的,教师提出问题,学生通过实验、阅读资料、复习知识展开自我探究和集体讨论,获取知识,使学生成为学习过程中积极的参与者,教学活动的主体,凸现学生主体地位的发挥与教师主导作用。