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课堂微研究性学习探究活动分析

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摘要:

探索了课堂微研究性学习方式的课堂学习模式。实践表明,学生喜欢这种学习方式,课堂学习效果良好。实验在化学课堂教学中的作用得到了有效的发挥,课堂微研究性学习促进了学生科学思维和科学素养的提高。

关键词:

课堂微研究性学习;探究活动;物质的检验

《普通高中化学课程标准》的基本教学理念之一是“通过以化学实验为主的多种探究活动,使学生体验科学研究的过程,激发学习化学的兴趣,强化科学探究意识,促进学习方式的转变,在实践中培养学生的创新精神和实践能力”。研究性学习是国家新课程的必修内容,它是指学生在教师指导下,从学习生活和社会生活中选择和确定研究专题,主动地获取知识、应用知识、解决问题的活动。研究性学习是一种以学生为主的学习模式,是在教师的辅助下,由学生策划、执行及自我评估的学习方法。学生研习特定专题的同时,重新综合现有的知识和技巧,并通过特定的活动,自主地建构知识,继而学会研究新的题目,从而达至学会学习的目的,并培养学生的自学精神。教学设计巧妙,目标定位准确,是主体性优质课的保证。在整个教学设计中,要能够关注学生的知识应用,思维能力和科学思想、科学方法的培养,注重实验探究和问题探究,符合新课改的理念。课堂微研究性学习就是把研究性学习的方法和过程浓缩到课堂的探究活动中,让课堂成为学生展示的舞台,让生命在课堂中焕发出青春的活力。

一、教学设计

(一)教学分析高三学生已具备较为全面的化学基础知识和基本学科能力,因此需要在更高的平台上为学生创设学习环境。本文选取的课题是高三化学第二轮复习《生活中化学物质的探究》。化学与生活是高考的重要考点,是学生认识化学与STS(科学、技术、社会)的重要载体,有助于培养学生的社会意识,增强他们的社会责任感。深入研究化学与生活的相关问题,是培养学生学科思想和学科能力的重要切入点。高三化学第二轮专题复习中,运用课堂研究性学习的方式,重点在于培养学生的学科思想和学科能力。首先,通过文献阅读理解和任务驱动,培养学生接收、吸收和整合化学信息的能力。其次,通过小组讨论、交流汇报,培养学生分析问题和解答问题的能力。第三,通过小组实验探究解决生活中的化学问题,培养学生的实验探究能力。

(二)教学目标和重难点(1)知识与技能:根据化学实验原理检验生活中的常见物质,掌握实验检验的基本方法,并熟练运用检验操作解决问题,掌握实验问题的正确表达方法。(2)过程与方法:文献阅读讨论并自行设计实验方案,根据实验方案开展探究活动,正确表达与交流,讲解、质疑、答辩。(3)态度情感价值观:激发兴趣,利用生活中常见物质的检验实验;任务驱动,在问题解决中体会学习的快乐;合作学习,小组讨论合作探究,全班交流与提高。(4)重点:物质的鉴别、性质、检验的方法。(5)难点:实验方案的设计、实施和表述,物质探究实验的方法和原则。重难点的突破策略是让学生探究生活中知道的化学物质,通过小组合作探究活动的实施以及研究性学习答辩活动的开展,帮助学生实现重难点问题的突破。

(三)教学结构本文设计的课堂研究性学习探究活动的基本流程是:文献阅读→选取课题→设计方案→探究实践→撰写报告→答辩质疑→总结提高。教学结构如图1所示。

(四)教学过程(见表1)

二、学案设计

第1组物质鉴别:生理盐水和葡萄糖液【文献资料】生理盐水是0.9%氯化钠无菌水溶液。其渗透压与人体血液近似,钠的含量也与血浆相近,因此生理盐水比较合乎生理,其用途为供给电解质和维持体液的张力。亦可外用,如清洁伤口或换药时应用。5%葡萄糖注射液属注射剂,是调节水盐、电解质及酸碱平衡药。可以补充能量和体液;用于各种原因引起的进食不足或大量体液丢失(如呕吐、腹泻等),全静脉内营养,饥饿性酮症。亦可用于治疗低血糖症,高钾血症。可作为高渗溶液用作组织脱水剂、配制腹膜透析液、药物稀释剂等。【任务书】①有两瓶失去标签的无色溶液,可能是生理盐水或5%葡萄糖注射液。请用化学试剂和不用化学试剂分别进行鉴别。②完成实验后,用大字报写出实验报告。包括:实验目的,实验方法(操作、现象、结论、方程式等),总结物质鉴别的基本原则和方法。③各组派代表汇报实验报告内容。第2组性质探究:维生素C【文献资料】维生素C又叫抗坏血酸,是一种水溶性维生素。食物中的维生素C被人体小肠上段吸收。一旦吸收,就分布到体内所有的水溶性结构中。正常成人体内的维生素C代谢活性池中约有1500mg维生素C。维生素C绝大部分在体内经代谢分解成草酸或与硫酸结合生成抗坏血酸-2-硫酸由尿排出;另一部分可直接由尿排出体外。维生素C的结构简式如图2所示。临床上可用维生素C治疗坏血病、预防牙龈萎缩出血、预防动脉硬化、作抗氧化剂、治疗贫血(使难以吸收利用的三价铁还原成二价铁从而促进肠道对铁的吸收)等,维生素C还具有防癌和提高人体免疫力的作用。【任务书】①阅读文献资料,分析维生素C可能的性质,设计实验检验维生素C的性质。②完成实验后,用大字报写出实验报告。要求:实验目的,实验方法(操作、现象、结论、方程式等),总结物质性质探究实验的基本原则和方法。③各组派代表汇报实验报告内容。第3组成分检验:加碘食盐中碘元素的检验【文献资料】加碘食盐是将碘酸钾按一定比例(每公斤食盐含碘35mg~60mg)加入食盐中配制而成的。碘是合成必需的甲状腺激素的重要原料,而甲状腺激素影响着机体的生产、发育和代谢。在胚胎期、婴幼儿期缺碘,将导致患者终生不同程度的智力障碍。但碘摄入过量也会对机体的健康造成影响。【任务书】①阅读文献资料,设计实验检验加碘盐中的碘元素。②完成实验后,用大字报写出实验报告。要求:实验目的,实验方法(操作、现象、结论、方程式等),总结物质检验实验的基本原则和方法。③各组派代表汇报实验报告内容。

三、课堂实录与反思:微研究性学习

活动使课堂充满了活力课堂实践表明,学生们喜爱这样的学习方式。课后,对学生心理感受的问卷调查表明:100%的学生喜爱这种课堂活动方式。他们在课堂中投入了激情,焕发出了生命的活力,迸发出了思维的火花。课堂实录中学生代表的精彩表现说明了这一点。

(一)课堂实录:物质的鉴别实验的讲解和答辩(1A组代表发言讲解,1B组质疑提问)1A组:我们组的实验是探究生理盐水和5%葡萄糖注射液的多种鉴别方法。主要分为物理方法和化学方法。我们首先看到所给的鉴别试剂有稀盐酸、NaOH溶液和硝酸银溶液,发现用硝酸银溶液可以鉴别它们。1A组:现象是生理盐水中出现白色沉淀,(展示实验结果),请看对比实验结果现象是很明显的。不过,有一点问题,就是葡萄糖溶液中也有浑浊。我们分析认为是用自来水洗涤试管后残留少量氯离子所导致。但对比实验的结果,两个试管中的现象有明显差别,所以我们得出结论未知液1是生理盐水,未知液2是葡萄糖溶液。1A组:对于物理方法鉴别,我们想到有这么几种方法。第一种方法,既然葡萄糖注射液和生理盐水都是可以打入人体血管的,应该可以尝一下味道区别它们。但是由于我们是在化学实验室,试剂瓶也不是特别干净的,所以尝的方法不太好,不太安全。1A组:第二种方法,我们看到仪器中有坩埚,想到可以用加热的方法。实验显示加热后现象差别挺大的。其中未知液1加热蒸干后得到白色粉末,未知液2加热时先发黄,再变黑,并伴有焦糖的香味。很显然未知液2是葡萄糖溶液,未知液1是生理盐水。1A组:我们还想到了其他方法。总之,关于鉴别的方法是首先要分析二者的性质差别,再根据性质差别进行鉴别,而且要选择二者有明显差别的实验方法。实验中要注意对比和不能引入杂质干扰实验。师:另一组同学有什么不同观点吗?1B组:我们也做了向葡萄糖溶液中加入硝酸银的实验,也看到了变浑浊的现象。但是我们使用的是干燥试管,当然排除了自来水的干扰,所以1A组同学说的用自来水洗涤试管导致氯离子引入的说法是不正确的。1A组:也可能是葡萄糖溶液是用自来水配制,但这个问题我们可以通过对比实验解决。我们可以看出生理盐水和葡萄糖溶液中加入等量的硝酸银溶液,硝酸银一定要少,浑浊的程度是明显不同的,因此可以确定未知液1是生理盐水、未知液2是葡萄糖溶液。如果不控制硝酸银溶液的用量,加多了就会出现1B组的现象。

(二)课堂实录:物质的性质实验的讲解和答辩(2A组代表发言,2B组同学准备质疑)2A组:我们看了文献资料,分析了维生素C的结构,发现它有两个重要的性质,一个是酸性,所以它又被称为抗坏血酸,另一个是还原性。2A组:实验时,我们首先检验了维生素C的物理性质,主要是其水溶性。我们用的材料是维生素C小药片,把它放入水中,溶解非常缓慢,而且有沉淀物,所以其水溶性是微溶。第二步我们检验了它的酸性,我们用pH试纸测定。大家可以看到试纸明显显红色,pH在3或4左右。2A组:对于其还原性的检验。我们选择的试剂是铁离子溶液和碘水,这是两种常见的氧化剂。我们先探究维生素C能否还原铁离子,向两支试管中分别加入氯化铁溶液和铁氰酸钾溶液,在其中一支加入维生素C溶液后,发现很明显变成了蓝色,而且有蓝色沉淀,有些颗粒物挂在试管壁上,说明铁离子被还原成亚铁离子。2A组:我们发现(展示两支试管,一支试管中只有碘水和淀粉溶液,另一支试管中有碘水、淀粉溶液和维生素C溶液),碘加淀粉的蓝色溶液中,加入维生素C溶液后褪色明显,这说明维生素C的还原性很强,能还原碘。2A组:下面我来总结一下实验中的问题。还原性实验中,有很多氧化剂都能氧化维生素C,那么要选哪些物质呢?要找那些比较容易看出现象的试剂。这是一个实验的原则———明显的现象变化。另外,还有一个重要的实验思想就是对比实验,所以我们每组实验都设计了对照实验。师:另一组同学有什么异议?或者有什么做得和他们不一样的?2B组:有两个细节问题。一个是“维生素C的水溶性是微溶”这个结论是不对的,文献上讲是可溶的。实验中我们选取的维生素C药片不是纯的,可能有其他杂质,所以实验现象不能说明问题。另一个是关于对照实验,2A组的两支试管中的溶液不一样多,这是为什么?2A组:确实是有差别的,最开始溶液是一样多的,其中一个加了维生素C溶液,所以就多了。2B组:作为对照实验,一个加入维生素C溶液,另一个应该加等量的蒸馏水吧。2A组:对,这是我们需要改进的。2B组:我们还做了另一个实验。氯化铁溶液中加硫氰化钾溶液,将红色溶液分为两份,再分别加维生素C溶液和蒸馏水。加维生素C溶液后红色明显变浅,说明维生素C把铁离子还原。2A组:老师,这两个实验能说明什么问题呢?师:我们可以用不同的方法证明同一反应的发生。这是我们探究的意义之一。

(三)课堂实录:物质的检验实验的讲解和答辩(3A组代表发言,3B组同学准备质疑)3A组:由文献知道,食盐中加的是碘酸钾,其方程式。因此,我们设想的实验方案是让食盐中的碘酸钾在酸性条件下与碘化钾溶液反应,再用淀粉检验生成的碘。我们先用蒸馏水配制了加碘盐的溶液。取少量食盐溶液,先用硫酸酸化溶液,再加入碘化钾溶液,这时我们看到溶液变黄了,再加入淀粉,显蓝色。这已经可以说明问题了,但我们考虑到还要排除一些干扰。3A组:第二个实验中我们用醋酸代替硫酸进行酸化,现象相同,说明硫酸对检验没有干扰。3A组:还要考虑碘化钾溶液是否有问题,因为碘化钾有可能被氧气氧化成碘。第三个实验我们向碘化钾溶液中加入硫酸酸化,再加淀粉,发现没有明显现象,这样就排除了碘化钾溶液有问题。3A组:第四个实验我们将食盐溶液直接用硫酸酸化后,再加淀粉,还是没有现象,这就说明食盐中不含碘化钾。(展示四支试管)3A组:综合所有实验,可以推断加碘食盐中是碘酸钾而不是碘化钾。这就是我们完成的实验。师:另一组同学有什么问题吗?3B组:我们是用碘化钾淀粉试纸做的,也得到了同样的结果。我们把食盐溶液酸化后,滴到碘化钾淀粉试纸上,发现用硫酸酸化的变蓝了,用醋酸酸化的不变蓝。3A组:请看试管,加硫酸酸化的蓝色深,加醋酸的蓝色浅。也就是说醋酸酸性较弱,所以如果你加入的量少,氢离子浓度不够,可能导致看不到蓝色。

(四)课堂实录:教师的总结和点评师:下面我们小结一下。第一组,关于物质的鉴别实验,刚才1A组同学说得非常好,首先要依据物质的性质差别设计探究实验,而且要注意取样分析、操作简便、现象明显,同时要控制变量、排除干扰。师:第二组,关于物质的性质实验,2A组同学讲得非常好的一点是,首先要根据物质的结构推测其可能有的性质,然后再依据我们所掌握的反应规律设计探究实验。这叫做有的放矢。当然,取样分析、操作简便、现象明显、控制变量、排除干扰是一致的。师:第三组,关于物质的检验实验,3A组同学讲得很清楚,首先要根据文献中的信息和反应规律设计探究实验,特别要分析到各种可能的干扰因素。当然取样分析、操作简便、现象明显、控制变量、排除干扰也还是一样的。师:综上所述,我们可以得出,关于物质的探究实验(鉴别、性质、检验等)的三个基本原则是:①取样分析原则,凡检验必取样;②可行性原则,原理科学、方法简便、现象明显;③控制变量原则,通过对比实验排除干扰。希望同学们在今后的学习中,掌握这三个原则。

四、结束语

课堂不应是教师展示自己的地方,而是学生进行生命活动的舞台。课堂的主人是学生,那么教师的任务是什么?首先,教师是教学情境的创设者,选取适合学生活动的研究性学习主题,使学生能够在研究中实现知识和能力目标的达成。其次,教师是课堂学习活动的导演,演员是学生,学生在成功演出所获得的巨大成就感中提高学习兴趣和学科素养。第三,教师是学生思维发展的引导者,学生在研究学习活动中的思维障碍点,都需要教师帮助他们去突破。实践表明,课堂微研究性学习活动的学习模式是学生喜爱的,有一定的推广价值。

作者:孙京 单位:北京市十一学校

课堂微研究性学习探究活动分析责任编辑:杨雪    阅读:人次