一、教学设计思想
化学是一门以实验为基础的学科,其知识的阐述和理论的建构是通过科学探究得出的。但长期以来,化学学习过分突出和强调了知识的接受和掌握,冷落和忽视了发现和探究,这一切都与21世纪生机勃勃的化学科学发展是不相适应的。
科学的本质是探究。科学探究是指学生积极主动地获取化学知识,领悟科学家的研究方法而进行的各种活动,它是一种重要而有效的学习方法。在知识的形成、联系、应用过程中养成科学的态度,获得科学的方法。科学探究作为一种学习方式,能使学生在获得化学知识和技能的同时,受到科学方法的训练。在学习过程中,让学生了解科学探究的基本过程和方法,培养学生的科学探究能力,并获得化学基础知识和技能,通过学习,培养方法、合作精神和社会责任感,把知识学习能力培养与情感有机结合起来。
科学探究的重要手段是实验。实验的方式也将由教师演示为主,逐步向学生在教师指导下进行探究性实验转变。探究性实验就是通过教师对现有教材的某些内容的处理、加工和整合,设法引导学生进行自主探究并运用一定的实验方法,创设不同的实验情景,探究反应的实质和规律,从而有力地解释客观事实的实验属性。这种研究给学生充分机会独立思考、发现问题、提出建设性的实验方案,并由自己经过探究、归纳、总结得出结论。一个精心设计的探究性实验不仅包含了丰富的化学知识资源,而且可以模拟科学家们进行科学发现的探究过程,有着巨大的智力价值和激发情意品质的功能。在探究实验过程中,使学生产生认知的需要,并通过合作学习,主动探索,亲身经历从发现问题、形成问题到解决问题的全过程,即获得“真知”。探究性实验为学生提供更多的创造机会。在化学教学中,开展科学探究,对于提升学生的科学素养,培养实事求是的科学态度和敢于创新的探索精神,是一种有效的学习方式。
高三的化学复习时间紧,面对升学压力,能否将探究式科学学习方式引入课堂教学,这是高三老师都会面临和思考的问题。为了落实课改理念,并切实提高高三复习的有效性,我接受区教研员的任务,即为全区高三教师开一节研究课,研讨高三元素化学如何开展教学问题。
高三选修化学的学生,经过基础性课程和高三前阶段拓展课的知识学习,此时学生已经了解了某些元素及其化合物的性质,比较系统的掌握了化学的基本概念、基本理论和一定的实验操作技能;而且平时学生经常性的小组合作交流,开展科学探究,也为本节课顺利开展打下基础。
本节课设计的指导思想是:以铁的化合物性质为载体,通过合作学习、科学探究这一种有效活动,改变传统的“讲授-训练”式的复习,达到知识和技能,过程与方法、情感态度和价值观的完美统一。
围绕Fe2+和Fe3+的相互转化,我在这一节课设计两个探究案例,学生以小组为单位,通过合作学习科学探究开展教学活动。本节课的科学探究模式是:
1.创设问题情景
问题情景是一种特殊的学习情景,创设良好的问题情景,是实施科学探究的前提。一个良好的问题情景的创设,会活跃课堂气氛,师生关系和谐,学生求知欲旺盛。良好的问题情景应该具有下列五个特点:
(1)能激发学生科学探究和发现的欲望。
(2)有助于培养学生知识积累、提升和实际问题的解决能力以及收集、分析和处理信息材料的能力。
(3)与学生的智力和知识发展水平相适应。
(4)有利于培养学生的创新思维,提高学生创新精神和实践能力。
(5)表现教师对课本知识、高考考点和热点问题的深入研究。
创设问题情景的方式多种多样,教师要根据热点问题的内容和特点,选择恰当方式,精心选题。
2.收集信息,提出假设
收集有关信息,将已有的化学知识和问题情景相联系,尝试提出可以用实验验证的假设。这是一个动脑的过程。假设必须符合逻辑,同时又能有所创新和突破,而且还必须考虑在现有条件下该假设能否用最简单的实验方法来验证。对于同学在探究过程中,查阅资料,收集证据,提出各种假设,教师都要予以积极鼓励,及时发现闪耀出来的创新思维的火花。
3.设计实验方案
能针对探究的目的,提出可能的假设,设计可操作的实验方案,对假设进行推理、判断和检验。要求设计的实验方法简便、现象明显、结论可靠。
4.实验验证得出结论
这个过程实际上是对学生根据问题情景,通过探究,提出的假设,围绕假设的正确与否设计实验方案,动手进行实验验证的过程。学生学习的效果与学习方法关系很大,一般来说,单纯地通过阅读文字材料或听老师讲授,学生能记着10%~20%的内容,但如果让学生动脑又动手去操作,亲自去体验,则能取得良好的学习效果。在实验过程中,要求学生规范实验基本操作,认真去观察实验经过,作好实验记录。
在这样学习过程中,使学生的学科知识得到强化,使学生进一步了解科学研究的方法,把知识的获得和认知过程有机得结合起来,达到知识和能力的和谐发展,最终提高学生的科学素养。
二、 探究的实录片断
(一)探究实验一(这课题是由学生实验改变而来)
1.由学生熟悉的知识内容提出问题:请设计实验方案,来探究Fe3+、I2和S氧化性强弱。
2.小组讨论,查阅资料,作出预测与假设,并回答作出假设的理论依据.。
(通过学生掌握的氧化还原理论知识,即根据氧化还原趋弱性原则作出判断)
理论依据.: 氧化剂的氧化性大于还原剂生成氧化产物的氧化性。
强氧化剂 + 强还原剂 弱还原剂 + 弱氧化剂
3.根据假设设计实验方案和实验报告
在学生交流的基础上,统一下述实验报告。(多媒体投影)
实验内容 实验现象 离子方程式、 结论
4.根据自己设计的实验方案,学生动手实验,仔细观察实验现象,填写实验报告。
其间小组合作交流,投影学生实验报告,学生叙述实验操作过程、现象和结论。
实验内容 实验现象 离子方程式 、 结论
1. 在FeCl3溶液中,滴加KI淀粉溶液。 显蓝色 2Fe3++2I- →2Fe2++I2
氧化性:Fe3+ > I2
2. 在氢硫酸溶液中滴加碘水 淡黄色沉淀 I2+ H2S → S + 2H++2I-
氧化性: I2 > S
最后得出实验结论: 氧化性 Fe3+ 〉I2 〉S
(二) 探究实验二 (由高考热点试题改变而来)
1.提出问题:实验探究在FeBr2溶液中,逐滴加入氯水,反应过程中Fe2+和Br-被氧化的顺 序。
2.在教师的指导下,通过小组讨论作出假设, 设计实验和小组交流实验方案。
(1)在FeBr2溶液中,逐滴加入氯水,假设少量氯水先与Fe2+反应,不与Br-反应,那么溶液中存在Fe3+,不存在Br2,这时滴入KSCN溶液呈血红色,滴入CCl4并振荡,下层溶液不显示。
(2).假设少量氯水先与Br-反应,Fe2+不反应,则加入CCl4振荡,下层溶液呈橙红色,滴入KSCN溶液,不显示。
3.实验验证,得出结论
在近似无色的FeBr2溶液中,先加入CCl4溶剂,后逐滴加入氯水,溶液颜色逐渐变深,并不断振荡,CCl4溶剂不显色,说明开始Br-并没有被氧化,取上层溶液加入KSCN,显血红色,说明Fe2+已被氧化为Fe3+。随着氯水的逐消加入,并不断振荡,可看到CCl4层(下层)颜色逐渐变成棕红色。
实验结果为: 被氧化的顺序Fe2+ >Br-
FeBr2与Cl2反应,是高考的热点之一,可以从:
(1)离子方程式书写;
(2)氧化-还原方程式配平;
(3)氧化还原的计算(讨论型计算)等多方面来考查这一知识点。
4.巩固提高:
(1)写出FeBr2溶液中滴加少量Cl2的离子方程式。
(2)写出溶FeBr2液中滴加过量Cl2的离子方程式。
(3)写出FeBr2与Cl2物质的量之比为1:1反应时的离子方程式。
(4)在100毫升FeBr2溶液中通入0.1mol Cl2时有一半的Br-被氧化,求FeBr2溶液的物质的量浓度。(课堂及时反馈,了解学生学习情况)
三、教学反思
(一)高三的化学复习时间紧,任务重,教学过程中要不要进行科学探究活动?
长期以来,高三的化学形成了传统的复习模式,即围绕教科书和复习资料,大容量,高强度,多反复的训练,师生深深沉迷于书山题海中,感觉时间紧,如果还搞这些探究活动,怕浪费时间。
改变传统的教学模式,为学生提供多种学习经历,把科学探究引入高三课堂,这需要教师在观念上的转变。这节《澳门赌场网址大全》公开课,围绕Fe2+和Fe3+的相互转化创设探究小课题并进行课堂探究,通过提出问题、作出假设、设计实验方案、实验验证、得出结论。整个教学过程中,起到了二个明显效果:
其一,学生通过这样的学习经历,初步了解了科学探究的一般方法,提高学生的科学素养。长期坚持,这对于培养学生学会学习,提高自主学习的能力,并为学生终身学习,自主发展打下扎实基础。
其二,通过学生亲自体验,参与探究过程,把枯燥的化学知识与丰富多彩的实践问题建立联系,可以很好地巩固所复习的化学知识,起到良好的复习效果,课中和课后的作业反馈,也证明了这个结论。通过这种方式的学习,不仅能使化学知识、技能和方法有“量”的积累和增加,更重要的是有“质”的提高。随着课改的进一步推进,高考试题在内容,形式也出现了相应的变化,学生这种能力的养成,无疑会大大提高高考的成绩,学生的收益是终生的。
(二) 教师要根据教学内容,创设好探究小课题
在学习过程中,教师要根据教学内容,创设与学生智力和知识水平相适应的,并且与生产生活密切联系的探究小课题,这是课堂探究取得良好效果的重要环节。
探究内容的选择有多种途径,例如(1)可以将部分的演示实验和学生实验改变为探究性实验;(2)将高考中的部分热点和难点问题改变为探究性课题;(3)也可以从学生体验较深的身边化学知识入手寻找探究内容,等等。通过教师的劳动创设的良好的探究课题必然会活跃课堂气氛,激起学生的求知欲望。
(三)教学中进行科学探究,这对教师提出了哪些要求?
科学探究活动是学生在教师的指导下,以类似科学探究的方式去主动获取知识,应用知识,解决问题,形成观点的一种学习。
一堂生动的探究性课,同学们在课堂上的交流必然会提出许多可能的假设和针对这些假设设计的一些可行的实验方案,这些内容有些涉及到本学科的知识,有的还会涉及到其他相关学科的内容,这需要老师对学生提出的问题当场迅速作出反应,及时发现同学们闪耀出的创新火花,沿着学生的思路,引导探究。在探究过程中,使学生的思维有序化,使知识沿着由浅人深,由易到难,深入浅出的轨迹融入学生的知识体系中,当学生在探究中出现发散性较强的内容,或偏离了教师设计的框架时,教师首先要肯定学生的思维特点,防止挫伤学生的探究积极性。
这一切,都向我们教师的素质提出了更高的要求,原有的单一知识体系已不再适应需要。首先,教师要全面提升知识素养。除了要有精深的本专业知识外,还应有宽广的知识领域,注重知识的综合性,交叉性,灵活性运用。其次,教师的角色也由传统教学中传授型转变为学者型(即专家型,科研型),学者型教师除了有扎实的知识结构和过硬的专业技能外,观念新是学者型教师素养的核心。因此,全新理念指导下的科学探究,对教师提出了更高的要求,靠岁月积累的教学经验和狭窄单一的学科知识已远远满足不了时代的要求,教师要与时俱进,不断学习,勇于进取,使自己成为知识结构合理,专业技能过硬,有现代教育理念,会科研的专家型教师而努力。