谈“分子运动实验”的细化和改进

来源 :求学·教学教研版 | 被引量 : 0次 | 上传用户:u482366
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
  摘 要:笔者通过自己多年的一线教学经验,结合当下社会对学生能力的要求,对化学教材中“分子运动实验”提出一些教学建议。对实验设计的细化和改进,以便充分利用“活动与探究”这些教学素材,突破教学的难点,落实对学生科学素养的培养。
  关键词:分子运动实验;细化;改进;实践;兴趣培养
  《义务教育化学课程标准(2011年版)》明确指出:“义务教育阶段的化学课程以提高学生的科学素养为主旨。”现代社会飞速发展的科学技术同样要求青年学生具备独立思考、探索未知领域的能力。这种能力的培养并不局限于高等教育,而是要从基础教育抓起。九年制义务教育是学生获取知识的一个重要开端,也培养了其基本的学习习惯,在学生的一生中至关重要。因此,在教学中教师不仅仅要传授学生知识,同时也要充分发挥主导引领作用,落实对学生科学素养的培养。
  人教版九年级化学教材中有多处学生的“活动与探究”,但是许多探究实验在设计上局限于其要突破的教学难点,主要是有针对性地突出一個目的,强调结果大于过程,若直接按照教材教学则容易存在设计上相对单一,在知识形成的层次与衔接上有所欠缺等问题,尤其一些基础较薄弱的学生理解起来较困难。而一个合理的实验设计应该可以恰到好处地帮助学生理解化学知识,培养学生通过实验解决问题的能力,还可以让学生体验完整的科学探究过程,感受不断提出问题再不断解决问题的喜悦,掌握科学探究的方法。
  以第三单元课题一中的探究“分子运动现象”为例,为了突出“分子在不停地运动”,教材设计如下实验:
  1.向盛有约20 mL蒸馏水的小烧杯A中加入5~6滴酚酞溶液,搅拌均匀,观察溶液的颜色。
  2.从烧杯A中取少量溶液置于试管中,向其中慢慢滴加浓氨水,观察溶液颜色有什么变化。
  3.另取一个小烧杯B,加入约5 mL浓氨水。用一个大烧杯或水槽罩住A、B两个小烧杯(如图1)。观察几分钟,有什么现象发生?你能解释这一现象吗?
  此实验设计的步骤简单,如果就按照这三个步骤来完成演示实验,效果可能不太好。学生在接触这个实验时才刚刚开始学习化学,而且对于实验中涉及的化学试剂相对陌生,因此对于步骤1中为什么要在蒸馏水中滴入酚酞溶液,步骤2中为什么又要滴浓氨水,步骤3中为什么要罩大烧杯,烧杯A中的酚酞溶液变红,而烧杯B中的浓氨水却不变红等问题的理解有困难,很难想象到氨分子的存在和运动,这样既突破不了本节课的难点,也不能充分利用“活动与探究”这些教学素材培养学生实验探究能力。除了氨分子的扩散过程不明显,不便于学生观察,此实验中将浓氨水放置在敞口的烧杯中,教室里会弥漫难闻的有刺激性气味的氨气,不仅会污染空气也不利于师生健康,而且所用浓氨水的量比较大,也没有探究温度对分子运动速率的影响。针对这些问题,笔者将教学过程细化改进如下:
  一、层层设疑,引导学生思维活动不断深入,提高学生的思维能力
  【设置情境】笔者首先出示盛有酚酞溶液和浓氨水的试剂瓶,观察其色态并介绍其组成。分别在烧杯A、B上贴上标签“酚酞溶液A”“浓氨水B”,并从两个试剂瓶中取约等体积的酚酞溶液和浓氨水分别滴到烧杯A、B中,用大烧杯将两个小烧杯A、B罩住(如图2)。引导学生从明显到细微、敏锐而仔细地观察烧杯A中的酚酞溶液是由上而下一点点逐渐变红的,同时引导学生回忆品红在水中的扩散现象,思考是否有相似性,想象是什么物质在向酚酞溶液中扩散。
  【提出问题】笔者引导学生关注药品、仪器、步骤、现象等,鼓励学生由浅入深、由表及里、具体全面、多角度地敢于提出问题,会提问题。以下五个问题是笔者在课堂教学中所记录下来的学生在观察实验现象之后所提出的问题:
  ①酚酞溶液为什么变红?
  ②浓氨水为什么不变色?
  ③此过程是化学变化吗?
  ④为什么要选浓氨水来做这个实验?要达到相同的目的还可以选择什么药品?
  ⑤为什么要罩大烧杯?
  要回答这些问题,首先要分析酚酞溶液变红的可能性。
  合理科学的猜想与假设,既把提出的问题细化为可通过实验解决的具体问题,同时也是下一步确定实验目的的基础。
  【做出猜想】提示学生应从事物变化的内因和外因两方面考虑,引导学生由近及远、由内而外有顺序地寻找所有与酚酞溶液接触而可能使其变红的原因:
  ①酚酞溶液变红,与周围的其他物质无关,是自己变红的;
  ②空气与酚酞溶液接触使其变红;
  ③大烧杯内壁上附着的物质使酚酞溶液变红;
  ④浓氨水使酚酞溶液变红,但氨水是氨气溶于水的混合物,究竟是氨水中的水使酚酞溶液变红呢?还是氨气溶于水后使酚酞溶液变红呢?
  二、全面体验完整的科学探究过程,使科学探究的一般过程根植于学生的意识中
  【实验目的①】探究酚酞溶液变红,与周围的其他物质有关,不是自己变红的。
  【设计方案①】另取一个与A规格相同的烧杯C,倒入与A烧杯中约等体积的酚酞溶液,在空气中静置一段时间,再观察。
  ……
  【实验目的②】探究空气是否能使酚酞溶液变红。
  【设计方案②】学生Ⅰ、学生Ⅱ设计的方案如下:
  【反思①②】这两个环节有必要做吗?因为试剂瓶中的酚酞溶液本来就与空气接触,且已放置一段时间了,但是并没有变红。教师之所以这样设置这些问题,是希望引导学生形成一套系统、全面、有序地分析问题、解决问题的思维习惯,深刻领悟科学探究的一般过程。
  三、强化学生根据实验目的设计实验方案的能力
  明确实验目的是设计与进行实验的关键。要做什么实验,怎样做这个实验,需要哪些药品和仪器,怎样进行操作及为什么要这样操作,重点观察什么现象,所有的环节都是围绕实验目的、为达到实验目的服务的。   1.把提出的问题细化为可通过实验解决的具体问题
  【实验目的③】探究大烧杯内壁上附着的物质是否能使酚酞溶液变红。
  【设计方案③】学生Ⅲ设计:把大烧杯拿下清洗后再罩住A、B烧杯;学生Ⅳ设计:取走大烧杯,不要罩在两个小烧杯上面;学生Ⅴ设计:换另一个同规格的大烧杯罩住A、B烧杯;学生Ⅵ设计:把大烧杯正放,向其中滴入浓氨水,振荡。学生分组讨论比较哪个方案好。显然,学生Ⅵ的设计最合理。
  【实验目的④】探究浓氨水是否能使酚酞溶液变红。
  【设计方案④】另取一个与A规格相同的烧杯E,倒入与A烧杯中约等体积的酚酞溶液,滴入浓氨水。E烧杯中酚酞溶液变红,而且与A烧杯内酚酞溶液变红的现象完全相同,说明酚酞溶液变红与浓氨水有关。
  【实验目的⑤】探究水是否能使酚酞溶液变红。
  【设计方案⑤】学生Ⅶ、学生Ⅷ设计的方案如下:
  有的同学提出关于“水是否能使酚酞溶液变红”不必验证,因为酚酞溶液中就有水。
  【实验目的⑥】探究酚酞溶液变红与氨气有关。
  【设计方案⑥】制取氨气并通入酚酞溶液中,F烧杯中酚酞溶液变红,而且与A烧杯内酚酞溶液变红的现象完全相同。
  【实验结论⑥】酚酞溶液变红与氨气有关。
  2.对比实验时,如何控制变量
  【实验目的②】探究空气是否能使酚酞溶液变红。
  【设计方案②】学生Ⅰ、学生Ⅱ设计的方案如下:
  同学们通过分析讨论Ⅰ、Ⅱ两位学生方案的不同,认为学生Ⅱ方案更好。这个大烧杯的增加,使学生注意到了在对比实验的设计中,要全面考虑影响因素,并控制变量相同。
  【实验目的⑤】探究水是否能使酚酞溶液变红。
  【设计方案⑤】学生Ⅶ、学生Ⅷ设计的方案如下:
  学生Ⅶ和学生Ⅷ实验方案的对比,与学生Ⅰ和学生Ⅱ很相似,再次强化在对比实验中确定控制变量的思路。但是,有同学提出,在这个设计中,学生Ⅶ的设计方案更简单,完全能说明问题。
  四、对于实验的反思
  对初学化学的学生来说,这个实验最后的分析也较难理解。教师引导学生用所学化学知识一步步、一层层由浅入深认识物质及其变化的本质和内在规律性,使学生的思维从表象到本质,从感性认识到理性认识,产生质的飞跃。
  酚酞溶液变红与氨气有关,但酚酞溶液和氨水分隔放置在烧杯A与烧杯B里,那么,溶在水中的氨气是如何从烧杯B进入烧杯A中的呢?氨气由大量氨分子构成,氨分子不断运动。教师要引导学生想象分子的无规则运动,如果没有大烧杯罩着,氨分子会向四处无规则运动,进到烧杯A中的机会很少,罩了大烧杯后,大烧杯内氨气的浓度增大,进到烧杯A中的机会增大(学生很容易理解大烧杯的作用,从而找到它的替代品水槽)。运动到烧杯A中的氨分子溶于水,发生一系列反应形成氨水,氨水又和酚酞溶液发生化学反应使其变红。因为在烧杯A中氨分子是由上而下运动,反应是由上而下逐渐进行的,所以酚酞溶液就由上而下一点点逐渐变红。
  烧杯A中酚酞溶液变红,是因为氨分子运动到酚酞溶液中,彼此接触后发生反应使其变红的。反之,烧杯B中浓氨水不变红,说明酚酞溶液和浓氨水没有发生反应,是因为二者没有接触,说明酚酞分子没有进入浓氨水中。可见,氨分子不仅在不停运动,而且比酚酞分子运动速率要快得多,不同分子运动速率是不同的。
  酚酞溶液是一种酸碱指示剂,遇到碱溶液会变红,浓氨水就是一种碱溶液,而食醋不是碱,所以在此实验中不能用食醋代替浓氨水。教师要引导学生分析如果要找此实验的替换品,应该满足的条件是什么。在学生学完“酸的性质”后,容易找到具有挥发性的浓盐酸(或醋酸)代替浓氨水,用石蕊溶液代替酚酞溶液,也能达到相同的效果。
  五、实验装置的改进
  浓氨水强烈的刺激性气味,让学生对浓氨水的挥发性印象深刻,但也退避三舍。教师可引导学生改成密闭装置,避免空气污染(如学生Ⅰ设计实验如图15所示)。再根据分子运动的速率与温度有关,要加快观察到此实验的现象,教师可引导学生选择温度更高或者浓度更高的氨水(如学生Ⅱ设计实验如图16所示,把盛有浓氨水的试管放在盛有热水的烧杯中)。
  为了节约药品,减少污染,教师可引导学生选择使用更少的试剂。如学生Ⅲ设计实验如图17所示,在锥形瓶里的小塑料瓶内装着浓氨水,锥形瓶口用一张滤纸盖住,滤纸刚刚用酚酞溶液浸过。 学生Ⅳ设计实验如图18所示,用棉签蘸上浓氨水和酚酞溶液,a处蘸浓氨水,b处蘸酚酞溶液。
  为了帮助学生更好地想象氨分子的存在和运动轨迹,教师引导学生设计实验如图19所示,将滴有酚酞试液的滤纸放在试管中,试管口塞上一团脱脂棉,用胶头滴管吸取浓氨水,滴在脱脂棉上。受到启发后,学生Ⅴ设计实验如图20所示,将玻璃管中分别塞入一小团脱脂棉,取两条稍短于玻璃管的滤纸,用酚酞溶液濕润,分别塞入玻璃管中,不要与管中的棉花接触,封闭玻璃管,分别将两个玻璃管放入盛有等量的热水和冷水的烧杯中。
  实验改进后,操作简便易行,药品用量少,实验时间短,既节约了药品,又有效地减少了空气污染,符合绿色化学的要求。从对比实验可以明显看出温度对分子运动速率的影响;图20中滤纸条自下而上逐渐变红的过程,可以清楚地展示分子运动的轨迹,让学生对分子运动这一微观现象有了更直观的认识。
  对实验环节设置的细化,使其有层次有梯度,使学生感受到知识的形成过程,对新知识便于理解与接受;不断应用已有知识对实验进行改进,既实现了已有知识的巩固和深化,而且体现了把知识转化为能力的提升。通过多次设计实验的练习、潜移默化的渗透,学生逐步具有根据实验目的设计实验方案的能力,使科学探究的一般过程根植于学生的意识中,既能激发学生学习兴趣,培养其科学探究的精神,还能落实科学素养的养成。在实验过程中,许多化学试剂的主要成分都广泛出现在我们日常的生产生活中,因此,教师同样可以激励学生在其日常生活中留意观察类似的现象,使得教学走出课堂。
其他文献
学习方法是程式化的,生活才是精彩绝伦的。而恰巧是基于个体的生活差异,才有了适合每个人的不同的学习方法。我写下这些,说不上是建议,顶多算是给各位在找寻属于自己的方法论的过程中提供一些灵感。  与文科初相识  说学习方法之前,先说说我的高中生活吧。我的高一看似是愉快的,即使月考的时候在1500人里排第1200名也很快乐,因为在物理课上下五子棋、看小说……都是我喜欢做的事情,又怎么会不快乐呢?但现在想想
期刊
少年班—承载春天的希望  1978年春天,全国人民都在关注一群少年天才的故事。  早在1974年,物理学家李政道就提出在中国设立一个“为早慧少年进行超常教育”的特殊班级。1977年,在党中央吹响“向科学技术现代化进军”的号角之际,一封关于江西冶金学院教师倪霖举荐赣州13岁天才少年宁铂的信件出现在当时的国务院副总理方毅的案头,并得到了方毅的亲笔批示。由此,中国科学技术大学少年班的建设拉开了序幕。  
期刊
明媚的阳光,倾洒着对大地的情谊,给早春带来丝丝暖意。有关作业的片片记忆,如这暖阳,洒落在心底,泛起微澜,让这平淡的日子亦芳草萋萋。  1  有一种暖,叫“笑脸”。  周一晚自习。周练字的作业迟迟没有交齐。我坐在教室前面,心中不悦。“放学前交齐!”我说话的语调可能高之以往。渐渐地,书写本子陆陆续续地在讲桌上摞起来。我一本本地批阅着。当我翻开YCh的本子时,一片小小的绿叶粘在书写作业的下方,树叶上画着
期刊
又是一年高考季,我看着以前的班主任在朋友圈发高考报名缴费信息、英语听力考试日期等,一时之间心里酸涩不已,仿佛又回到了去年那段焦虑难熬的日子。以前懵懂无知时总说自己一定要考“985”“211”,后来真正与高考交手时,才明白要付出多少努力才会接近这两个标签。  二战高考:复读是因为不甘心  我相信大部分高考生都曾收到过这句祝福:愿你合上笔盖的那一刻,有着战士收刀入鞘的骄傲。现在回想起来,我第一次高考时
期刊
摘 要:地理核心素养要求培养学生具有空间认知的能力,以综合思维对区域进行要素分布、演变过程、相关关系和因果关系等方面的认知, 通过活动提升地理实践力。常规的课堂教学多数情况下只能提供地理知识等间接知识。教师通过设计科学合理的地理实践活动,不仅丰富地理教学内容,更是提升学生地理实践力的有力抓手。地理实践活动设计水平的层次,直接决定了活动开展的效果。本文结合笔者在教学活动和地理实践中的切身体验,对活动
期刊
“对新颖的信息、情境和设问,选择有效的方法和手段收集信息,综合与灵活地应用所学的数学知识、思想和方法,进行独立思考、探索和研究,提出解决问题的思路,创造性地解决问题.”——这是新课程标准对学生提出的要求.下面,笔者结合典型例题并分类解析,旨在探索题型规律,揭示解題方法。
期刊
摘 要:核心问题设计是引导学生思考的动力,教师依据核心问题引领学生在经历、体会、感悟中理解知识的形成过程,真正地体现教学过程中不仅能教会学生知识,更要启迪学生的思维的要求.教师要紧紧围绕核心问题展开教学,直指核心问题的本质进行探究,形成一系列“问题串”,利用“问题串”引发学生的思考、交流,给学生提供充足的学习时空,从而提升学生的思维能力.  关键词:核心问题;思维;激活;提升;启迪;发散  所谓核
期刊
摘 要:笔者以问卷调查的形式调查发现式教学在中学地理教学中的应用状况。由调查结果分析可知:大多数教师对发现式教学的认识不充分,对其他教学模式也较少进行总结;虽然发现式教学的原理在教学实践中有所体现,但教师对其认识、理解不深,应用不多;被调查的大多数学生表示喜欢地理课程,学生在中学阶段对教师的传统教学模式接受度尚可,但课堂参与意识不强,很少自己独立思考地理问题,大多数会倾向于求助教师和同学,而且学生
期刊
坊间有一个段子,医生的三句话能让你感受到人生的波澜起伏:一、你这病很严重;二、但是还能治;三、不过需要很多钱。医生的这三句话之所以跌宕起伏,在于“翻转”,从“无望”翻转到“有望”,再从“有望”翻转到“愿损”,可谓句句惊心。我们写作记叙文时若能借助翻转,必能让文章更有张力。下面以《礼物》一文为例,解读翻转故事的两个要旨。  【例文】  一个年轻人在沙漠漫游时,发现了一泓清澈、甘甜的湖水。他把随身携带
期刊
摘 要:数学概念是导出全部数学定理、法则的逻辑基础,是数学学科结构的基石,由此可见概念学习在数学学习中的重要性.概念教学是感受概念、认知概念、理解概念、运用概念的一种结合.概念教学的扎实与否直接影响学生对于数学本质的理解程度.本文结合“平面向量的数量积”这一课例的教学设计和实施过程,对高中数学概念课的设计和实施过程中需注意的问题进行了初步的探索.  关键词:课程标准;数学思想;评价任务  2018
期刊