化学探究性实验资源二度开发的实践与思考 化学年会教学论文.doc
摘要:实验专家从实验改革前沿的视角,提出了化学实验资源的概念,认为教师不能只成为现有化学探究实验资源的执行者,更应成为化学实验探究性资源的开发者和建设者。对化学实验探究性资源的深度开发进行研究,将有助于解决化学探究性实验设计课程资源匮乏的问题。能使学生有更多的机会主动地体验探究过程,并在知识的形成、联系、应用过程中养成科学的态度,获得科学的方法。
关键词:探究性资源 二度开发
《高中化学新课程标准》倡导:从学生和社会发展的需要出发,发挥学科自身的优势,将科学探究作为课程改革的突破口。因此对于一门以实验教学为特色的学科来说,积极地开展“化学实验探究性资源二度开发”的研究工作,是推进基础教育课程改革的重中之重。
一、寻求对化学实验探究性资源的二度开发
化学实验探究性资源相对于现行的验证性实验资源而言,是指能“突出学生的实践活动”,能“转变学生的学习方式,使学生积极主动地获取化学知识,激发学习兴趣,培养创新精神和实践能力”的一切可利用的实验资源的总和。
化学实验探究性资源的开发,是对一切可能进入化学实验探究活动中的资源的探寻。而化学实验探究性资源的二度开发,则是对已被开发出的实验探究资源教学价值的再挖掘。因此对探究性资源进行二度开发,不仅能缓解当前课改背景下探究性实验资源十分短缺的状况,又能通过资源的二度开发,进一步强化学生的探究能力和对问题的深层次理解能力。
二、从化学实验探究性资源的一次开发到二度开发
(一)整合已有的探究资源:对案例1的思考与再设计
探究资源二度开发最有效的途径是建设化学实验探究资源库。建设好该资源库一方面可以使我们迅速的查找并调用想要的探究资源,另一方面通过探究资源的不断更新和积累,也会使我们发现各个资源间存在的联系,从而更有效的、发展的利用该资源。
案例1 探究Cu与浓、稀HNO3的反应
[探究资源的第一次开发] 探究Cu与浓、稀HNO3反应装置的设计。
图1 过量稀HNO3 Cu丝 棉花 CaCO3
[实验设计] 如图1,在大试管中放入适量大理石,再加入过量的稀硝酸;塞好疏松的棉花和铜丝;一段时间后,使铜丝浸入过量的稀硝酸中,再慢慢地向试管底部推入棉花。
[实验分析] 在大试管中放入大理石,生成CO2气体,可排出大试管中的空气,从而可明显的观察到气体由无色,遇到空气时再变为红棕色的过程。
[探究资源的第二次开发] 探究Cu与浓、稀HNO3反应后溶液颜色的差异。
在做Cu与浓HNO3、稀HNO3反应的实验时发现:相同质量的Cu分别与等体积,足量的浓、稀HNO3充分反应后,前者溶液颜色是绿色的,而后者溶液的颜色却是蓝色的。
[猜想与假设] (1)可能是Cu2+浓度差异的结果。
(2)可能是Cu与浓HNO3反应时产生的NO2溶于过量的浓HNO3显黄色,生成的Cu(NO3)2显蓝色,两种颜色混在一起而使溶液显绿色的结果。
[实验设计与分析] 因为反应前铜片的质量相同,溶液体积也相同,所以生成的Cu2+浓度也应相同,不存在Cu2+浓度的差异而引起溶液的颜色不同。排除第一个猜想,针对第二个猜想,可设计如下实验方案:
①甲方案:将盛绿色溶液的试管加热,观察绿色溶液是否变为蓝色。因为加热会使溶在浓HNO3中的NO2挥发出来。
②乙方案:用H2O2和MnO2制得O2,并把O2通入到绿色溶液中,观察溶液是否变为蓝色。因为发生反应4NO2+O2+2H2O=4HNO3,也可消除NO2的影响。
[探究资源的第三次开发] 探究Cu与一定量浓HNO3反应后的气体产物的成分。
[探究资源的第四次开发] 探究浓、稀HNO3的氧化性强弱。
试想如果将这些单一的探究资源有机的整合在一起,放在一个新的探究情境中,那肯定要比单一探究的效果好得多,当然这离不开教师长期的对探究资源库的建设、总结及反思。
(二)借助网络技术:对案例2的思考与再设计
现代网络技术的迅速发展,为实验探究资源的二度开发提供了前所未有的机遇。以前难以获知的信息通过网络便可轻松获得,这为资源的二度开发提供了时间保障。有时资源的二次探究与一次探究之间由于缺乏某个数据或知识的提示而衔接不起来,这时借助于网络将查得的相关信息呈现给学生,那资源的二次探究便能顺利开展,同时在网络信息呈现的过程中还能培养学生阅读信息、分析信息,并迁移应用信息的能力。以NaOH与FeCl2反应制取Fe(OH)2的实验为例,教材中是这样描述现象的:试管内先产生白色沉淀,然后变成灰绿色,振荡后很快又变为红褐色。同学们都知道白色沉淀是Fe(OH)2,红褐色沉淀是Fe(OH)3,那其中的灰绿色的物质又是什么呢?
案例2 探究Fe(OH)2的制备
[探究资源的第一次开发] 怎样才能制备出Fe(OH)2沉淀。
[实验设计] 使NaOH与FeCl2在无O2的条件下进行反应。
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