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摘要:化学是一门以实验为基礎的学科,化学实验是化学科学研究的基本手段,科学的本质是探究,科学探究是化学家研究化学的方法,也是化学课程要求学生掌握的重要内容和学习方式。为了提升学生“实验与探究”的能力,笔者重新设计“粗盐提纯”实验,重新制订实验目标和教学过程,以期寻求培养初中学生“实验与探究”这一核心素养更好的途径。
关键词:化学教学;核心素养;实验探究
中图分类号:G633.8文献标识码:A 文章编号:1992-7711(2018)12-019-1
“实验与探究”是初中化学中十分重要的核心素养之一。笔者下面以“粗盐提纯”为例,对培养初中学生化学学科“实验与探究”这一核心素养进行再探究。
一、教学目标再探究
我市在以“粗盐的提纯”实验为主题的各种选拔性考试中,命题者不仅考察学生的实验操作技能,而且注重检测学生的思维能力,取得了较好的效果。笔者根据考试命题者的命题思路,对“粗盐的提纯”实验进行了再探究,以此来提升学生化学学科核心素养。此项活动是以采用理论引领,讨论交流,巩固练习等方式开展教学活动的。我不仅要求学生初步学会有关的操作技术,而且要求学生要重视实验方案的设计和实验问题的演练,以促进学生理论联系实际,提高解决实际问题的能力,充分体验知识的形成过程。本节课确立了如下教学目标:
①学习蒸发操作技能,巩固溶解、过滤等操作技能。②了解物质提纯的基本原则。③根据复分解反应的条件,选择清除粗盐中可溶性杂质的试剂,并初步设计清除可溶性杂质的实验方案。④培养思维的严密性,提高解决实际问题的能力。
二、教学过程再探究
引言:在我们江苏省海岸线最长的地级市是盐城。何谓“盐城”?盛产“盐”,此盐为粗盐。粗盐中不仅含有难溶性的杂质,还含有一些可溶性的杂质。今天我们就研究粗盐的提纯,首先我们了解物质提纯的基本原则。
投影:物质的提纯就是把混合物中的杂质除去,以得到较为纯净的有效成分,并将有效成分恢复到原来的状态;要根据杂质和有效成分的性质差异。选择适宜的除杂方法;能用物理方法除去杂质,尽量不用化学方法(如除去铜粉中的铁粉,用磁铁吸引)。
过渡:粗盐中含有的难溶性杂质,主要是泥沙。那么如何清除难溶性杂质?
1.粗盐中难溶性杂质的清除。思考:泥沙、氯化钠具有怎样的溶解性?温度的变化,对氯化钠的溶解度有怎样的影响?
小结:泥沙难溶于水、氯化钠易溶于水,所以采用溶解过滤的方法清除难溶性杂质(同时得到澄清的盐水)因而氯化钠的溶解度受温度变化的影响不大,所以接下来的操作是通过蒸发溶剂使盐结晶。
分组实验:学生按照“溶解、过滤、蒸发、计算产率”的步骤进行初步提纯;教师适时参与学生的实验,并及时指导。
化学实验作为认识化学物质及其变化的实践活动的重要工具与手段,不仅对“化学实践”具有重要的认识论、方法论功能,而且对学生“化学实践”能力的提升具有重要的价值。而化学实验上述功能价值的发挥,又有赖于学生实验素养的高低、探究水平的强弱。因此,化学核心素养中的“实验与探究”等要素,反映了“化学实践”环节的化学核心素养要求,是化学学科实践能力的重要标志。
过渡:清除难溶性杂质后的食盐中,还含有氯化镁、氯化钙、硫酸钠等几种可溶性杂质。要得到纯净的食盐,还要清除这些可溶性杂质。
2.粗盐中可溶性杂质的清除。讲述:一般根据复分解反应的条件去选择除杂试剂。
(1)除杂试剂的选择
讨论:清除粗盐中的可溶性杂质选择哪些试剂?教师巡视、参与、适当点拨,及时鼓励。
点拨:清除粗盐中可溶性杂质一般采用化学方法;利用化学方法清除杂质时,一般不让有效成分发生化学变化,应使杂质转化为便于跟有效成分分离的新杂质,如气体、沉淀、水等。
小结:清除杂质氯化钙可以选用碳酸钠溶液;清除杂质氯化镁可以选用氢氧化钠溶液;清除杂质硫酸钠可以选用氯化钡溶液。
碳酸钠、氢氧化钠和氯化钡这三种除杂试剂的加入顺序如何确定呢?心理学研究显示:人的情感体验往往是由具体的情境所决定的。对于化学实验来说,实验过程中引发的问题,可以最大限度的引发学生思维,让学生在课堂上积极思考讨论,激发学生的学习兴趣。兴趣就是最好的老师。
(2)除杂试剂的加入顺序
讨论:几种除杂试剂的加入顺序。教师巡视、参与,实时点拨,及时释疑。
点拨:每一步的除杂试剂都必须过量,以确保杂质彻底清除,那么在氯化钡,碳酸钠,氢氧化钠这三种除杂试剂中,最后加入的试剂还需要外加一种试剂来清除。为了简化操作,这种试剂的过量部分应容易清除,显然应选择盐酸,因为后续的加热蒸发操作,不仅能除去水,同时氯化氢气体也会随之挥发。
……
学生分组实验:选用微视频中方案清除盐水中的可溶性杂质,从而得到精盐。心理学家皮亚杰曾指出:活动是认识的基础。利用分组实验清除盐水中可溶性杂质,就是让“智慧”从动作起航,让学生全面动起来,实现眼、耳、口、手、脑“立体式”渗透,“全功能覆盖”,在化学教学中引导学生实验探究,有助于学生发现和提出有探究价值的化学问题,培养学生的问题意识,有助于培养学生的科学态度、科学精神、科学思维和合作意识。所以说实验探究既是化学学科核心素养的内在要素,又是综合培养学生化学学科核心素养的一种有效方法。
关键词:化学教学;核心素养;实验探究
中图分类号:G633.8文献标识码:A 文章编号:1992-7711(2018)12-019-1
“实验与探究”是初中化学中十分重要的核心素养之一。笔者下面以“粗盐提纯”为例,对培养初中学生化学学科“实验与探究”这一核心素养进行再探究。
一、教学目标再探究
我市在以“粗盐的提纯”实验为主题的各种选拔性考试中,命题者不仅考察学生的实验操作技能,而且注重检测学生的思维能力,取得了较好的效果。笔者根据考试命题者的命题思路,对“粗盐的提纯”实验进行了再探究,以此来提升学生化学学科核心素养。此项活动是以采用理论引领,讨论交流,巩固练习等方式开展教学活动的。我不仅要求学生初步学会有关的操作技术,而且要求学生要重视实验方案的设计和实验问题的演练,以促进学生理论联系实际,提高解决实际问题的能力,充分体验知识的形成过程。本节课确立了如下教学目标:
①学习蒸发操作技能,巩固溶解、过滤等操作技能。②了解物质提纯的基本原则。③根据复分解反应的条件,选择清除粗盐中可溶性杂质的试剂,并初步设计清除可溶性杂质的实验方案。④培养思维的严密性,提高解决实际问题的能力。
二、教学过程再探究
引言:在我们江苏省海岸线最长的地级市是盐城。何谓“盐城”?盛产“盐”,此盐为粗盐。粗盐中不仅含有难溶性的杂质,还含有一些可溶性的杂质。今天我们就研究粗盐的提纯,首先我们了解物质提纯的基本原则。
投影:物质的提纯就是把混合物中的杂质除去,以得到较为纯净的有效成分,并将有效成分恢复到原来的状态;要根据杂质和有效成分的性质差异。选择适宜的除杂方法;能用物理方法除去杂质,尽量不用化学方法(如除去铜粉中的铁粉,用磁铁吸引)。
过渡:粗盐中含有的难溶性杂质,主要是泥沙。那么如何清除难溶性杂质?
1.粗盐中难溶性杂质的清除。思考:泥沙、氯化钠具有怎样的溶解性?温度的变化,对氯化钠的溶解度有怎样的影响?
小结:泥沙难溶于水、氯化钠易溶于水,所以采用溶解过滤的方法清除难溶性杂质(同时得到澄清的盐水)因而氯化钠的溶解度受温度变化的影响不大,所以接下来的操作是通过蒸发溶剂使盐结晶。
分组实验:学生按照“溶解、过滤、蒸发、计算产率”的步骤进行初步提纯;教师适时参与学生的实验,并及时指导。
化学实验作为认识化学物质及其变化的实践活动的重要工具与手段,不仅对“化学实践”具有重要的认识论、方法论功能,而且对学生“化学实践”能力的提升具有重要的价值。而化学实验上述功能价值的发挥,又有赖于学生实验素养的高低、探究水平的强弱。因此,化学核心素养中的“实验与探究”等要素,反映了“化学实践”环节的化学核心素养要求,是化学学科实践能力的重要标志。
过渡:清除难溶性杂质后的食盐中,还含有氯化镁、氯化钙、硫酸钠等几种可溶性杂质。要得到纯净的食盐,还要清除这些可溶性杂质。
2.粗盐中可溶性杂质的清除。讲述:一般根据复分解反应的条件去选择除杂试剂。
(1)除杂试剂的选择
讨论:清除粗盐中的可溶性杂质选择哪些试剂?教师巡视、参与、适当点拨,及时鼓励。
点拨:清除粗盐中可溶性杂质一般采用化学方法;利用化学方法清除杂质时,一般不让有效成分发生化学变化,应使杂质转化为便于跟有效成分分离的新杂质,如气体、沉淀、水等。
小结:清除杂质氯化钙可以选用碳酸钠溶液;清除杂质氯化镁可以选用氢氧化钠溶液;清除杂质硫酸钠可以选用氯化钡溶液。
碳酸钠、氢氧化钠和氯化钡这三种除杂试剂的加入顺序如何确定呢?心理学研究显示:人的情感体验往往是由具体的情境所决定的。对于化学实验来说,实验过程中引发的问题,可以最大限度的引发学生思维,让学生在课堂上积极思考讨论,激发学生的学习兴趣。兴趣就是最好的老师。
(2)除杂试剂的加入顺序
讨论:几种除杂试剂的加入顺序。教师巡视、参与,实时点拨,及时释疑。
点拨:每一步的除杂试剂都必须过量,以确保杂质彻底清除,那么在氯化钡,碳酸钠,氢氧化钠这三种除杂试剂中,最后加入的试剂还需要外加一种试剂来清除。为了简化操作,这种试剂的过量部分应容易清除,显然应选择盐酸,因为后续的加热蒸发操作,不仅能除去水,同时氯化氢气体也会随之挥发。
……
学生分组实验:选用微视频中方案清除盐水中的可溶性杂质,从而得到精盐。心理学家皮亚杰曾指出:活动是认识的基础。利用分组实验清除盐水中可溶性杂质,就是让“智慧”从动作起航,让学生全面动起来,实现眼、耳、口、手、脑“立体式”渗透,“全功能覆盖”,在化学教学中引导学生实验探究,有助于学生发现和提出有探究价值的化学问题,培养学生的问题意识,有助于培养学生的科学态度、科学精神、科学思维和合作意识。所以说实验探究既是化学学科核心素养的内在要素,又是综合培养学生化学学科核心素养的一种有效方法。