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反思在高中化学教学中的运用
反思:这一对比实验,你有什么新认识?有什么新猜想?
镁条与铵盐溶液反应,与溶液是否显酸性无关,因为醋酸铵溶液呈中性。第二种观点是正确的。反应后溶液呈碱性的原因是铵离子跟氢氧化镁反应形成一水合氨,一水合氨电离使溶液呈弱碱性。
镁与水反应的实验跟镁与氯化铵溶液反应并不是同一教学时间的学习内容,两者分属不同的学习单元,在学习时间上相差数月。但这一问题,极易让学生联想起来。因此,成为反思以前所学知识的契机,而且,这种反思对解决这一问题,加深理解都具有重要作用。
镁跟氯化铵溶液反应放出氢气,开始慢,然后较快,随之溶液变红,同时仍有气体放出。既说明酸性溶液确实能跟镁反应又能说明当溶液显弱碱性时反应照样发生。这一认知冲突是促进学生反思的最好机会。在此基础上设计镁条放入氯化钠溶液中的实验,从镁条跟水反应、跟氯化铵溶液反应过渡到跟氯化钠溶液反应,反思其中的原理,说明氯离子或钠离子对镁条跟水反应有辅助作用,可能是氯化钠与不纯的镁条形成原电池或氯离子有破坏镁条表面膜的能力。从而发展学生的思维深刻性。
通过对比实验,培养学生发现问题的意识,推理后还要求学生用实验证明,培养学生求真务实的科学态度。镁条放入不同铵盐溶液所发生的实验现象相似,从而揭示了该类反应的本质,对学生中存在的不同观点进行分析验证,迫使我们不断反思,去修改原有观点,激发探索的热情。
四、让反思激发创新思绪
激发学生创新是化学教学的最高目标和核心理念。创新虽然继承和超越,缺乏反思则难有创新之举。如果处理好教学策略,激发学生创新可以渗透在教学细微处。比如,化学实验仪器结构各异,但都适应于功能需要,为特定的实验操作服务。这些仪器是化学家在实验过程中创造出来的。在中学化学教学中,如果能适当引入有关仪器的设计,对于激发学生的创造欲,理解仪器的结构和使用将大有裨益。
许多特定仪器,往往也是从基本的仪器演化来。比较常见的方法是整合。以启普发生器为例,即整合了铁架台的固定、固液反应的容器、漏斗控制实验等形成一体化的仪器。
在中和滴定中,滴定管、锥形瓶是学生首次接触的两种重要仪器,能否以中和滴定实验教学为载体,让学生在仪器设计方面有所创新性体验呢?
案例 5:中和滴定教学片段
问题:怎么测定讲台上展示的一瓶盐酸的物质的量浓度?
思考、讨论,设计方案有如下几个:
( 1)加入过量锌粒,测定产生的氢气体积;(2)加入过量硝酸银,称沉淀质量;(3)加入一定体积已知浓度的氢氧化钠溶液。
批判性反思:你认为这些方案是否可行?
结论:方案(1)可行,但测氢气体积的误差大;方案(2)可行,但由于沉淀物量少,误差大,且操作复杂;方案(3)不行,因为没有显明现象表明反应是否完全。
反思:你是怎样考虑这些方案的?能否进行改进?
结论:在盐酸中加入指示剂再实验。具体步骤:加石蕊或酚酞到盐酸中,再滴加氢氧化钠;用量筒取一定量的 0.1molNaOH溶液,用滴管从量筒中取溶液往盐酸中滴。
现象:加石蕊的溶液颜色变化缓慢,不知何时突然变色,而加入酚酞的则有明显变化。
反思:你怎样来解释这种现象?应从什么角度进行分析?
讨论:运用数学手段计算加入不同溶液体积时的 pH变化,绘出中和滴定pH变化曲线图。得出选择合适指示剂的方法。
反思:运用量筒和滴管是否合理?怎样改进?
讨论:量筒、滴管操作不方便,存在着操作引起的误差,量筒精度也不够。改进:整合量筒和滴管,提高精度。这种新仪器应具有如下功能:一开开关,溶液就能往下滴,且控制自如,滴加多少能随时测出体积。
学生猜想:体积标号从上到下变大,这样计数就很方便;管子长一些,可以放较多体积,克服量筒太短而导致能放的溶液体积不大的弊端。
实物展示:滴定管,酸式和碱式,介绍使用方法,仪器结构和功能,学生体验创造的快乐。
反思:实验过程中,为什么溶液颜色变化有时明显有时不明显?如何克服干扰影响?
讨论:在加入氢氢氧化钠过程中,没有振荡,导致溶液分配不匀。而使用试管时,随着溶液体积的增多,很难振荡,如果使用烧杯,所盛的溶液体积扩大但同样不能振荡。
反思:能否运用仪器整合的思路来设计新的仪器?
讨论:烧杯的肚子大,试管的瓶颈小,两者结合在一起,形成肚大口小的新仪器。
实验展示:锥形瓶。介绍结构和功能、使用方法。
请学生尝试使用锥形瓶和滴定管再进行以上的滴定实验。体验使用新仪器给实验操作和精度带来的便利。
在提出怎样测定盐酸的物质的量浓度时,不少学生难以回忆起高一起始学习时所介绍过的滴定管。我想,这与学生接触仪器的时间很少没有动手使用过有很大关系。实际上,随着学习的深入,化学实验仪器层出不穷,因此,怎样让学生形成一种自主开发仪器的观念,打破只能使用已有仪器的固有认识,体验创造新仪器的快乐感,是化学学习可持续发展的必由选择。
借助中和滴定的载体,根据学生对已有仪器的认识,引导他们把两个仪器整合而变成新仪器 ----滴定管和锥形瓶,对于培养学生的创新意识和创新方法是非常有效的。
反观历来中和滴定的教学,都是教师演示后让学生一起归纳操作步骤,然后学生练习,侧重于动作技能的学习。仪器出现比较唐突,学生只知使用而不知仪器是如何而来。实际上,我们很少在教学中介绍实验仪器是如何改进来,似乎生来如此,以前如此,今后也如此。这不利于学生今后自主实验。化学实验仪器的改进,体现了化学家的智慧,以个别仪器为例,引导学生对常规仪器的反思,激发他们改进仪器的勇气,开发改进仪器的方法是大有裨益的。





