探究性實驗教學(xué)設(shè)計

探究性實驗教學(xué)設(shè)計

當(dāng)本年度末進入高中的準(zhǔn)備階段時，普遍認為，很難協(xié)調(diào)高中的高等教育與教育的矛盾。這就是為什么有很多關(guān)于基礎(chǔ)良好的學(xué)生。在今年上海市虹口區(qū)教研室和上海市虹口區(qū)李可鋒化學(xué)名師培養(yǎng)基地的化學(xué)教學(xué)研討活動中,張鳳瓊老師設(shè)計并執(zhí)教了一堂中考復(fù)習(xí)課——“腌制松花蛋配料水溶液溶質(zhì)成分的探究”。這節(jié)課改變了傳統(tǒng)的中考復(fù)習(xí)課模式,成功地逾越了升學(xué)與育人之間的“鴻溝”,不僅達到了化學(xué)知識復(fù)習(xí)目的,同時實現(xiàn)了化學(xué)學(xué)科在培養(yǎng)學(xué)生探究、創(chuàng)新能力方面的育人價值,收到了良好的教學(xué)效果?，F(xiàn)將課堂的實施過程整理如下,以期與各位同行交流。1化學(xué)、化學(xué)的基本特征堿、酸、鹽和氧化物的性質(zhì)以及相互間的反應(yīng),內(nèi)容多,涉及面廣,綜合性強,應(yīng)用難度大,但卻是初中化學(xué)中的核心內(nèi)容,也是學(xué)生學(xué)會用化學(xué)視角觀察物質(zhì)世界所必備的知識。如果學(xué)生對這部分內(nèi)容掌握不牢,將會成為理解化學(xué)、應(yīng)用化學(xué)的瓶頸,也可能形成將來繼續(xù)學(xué)習(xí)化學(xué)的障礙。而化學(xué)實驗中的基本操作是我們認識物質(zhì)世界的必要手段,根據(jù)實驗現(xiàn)象分析得出結(jié)論的能力又是化學(xué)研究中不可缺失的基本能力。當(dāng)然,這些內(nèi)容理所應(yīng)當(dāng)受到中考化學(xué)試題的高度重視。本教學(xué)設(shè)計中,通過“腌制松花蛋配料水溶液溶質(zhì)成分的探究”課題,嘗試改變過去“聽”、“背”、“練”,重分數(shù)、輕能力的傳統(tǒng)意識,著力于探討落實這些重點知識的有效策略,同時發(fā)掘并實踐化學(xué)學(xué)科的育人價值。2探究合作的流程本教學(xué)設(shè)計中,針對教師提出的研究課題,學(xué)生在合作中完成“我來猜想”、“我來設(shè)計”、“我來探究”、“我來總結(jié)”、“我來反思”的探究活動,具體教學(xué)流程圖如下:3探究實驗,提高學(xué)生的參與程度[課題引入]“民以食為天,食以安為先”,食品是當(dāng)今社會人們非常關(guān)注的熱點問題。在我手里拿著的是我們在實驗室親自腌制的松花蛋。[教師]你知道腌制松花蛋的配料是由哪些成分組成的?這就是本節(jié)課的學(xué)習(xí)任務(wù)——探究松花蛋配料水溶液溶質(zhì)的成分。請看腌制松花蛋過程的視頻。設(shè)計意圖:恰到好處的課堂導(dǎo)入往往會起到出其不意、引人入勝的效果。本設(shè)計中,實物和視頻的出現(xiàn)可以快速拉近化學(xué)與生活的距離,增強學(xué)生的好奇心和知識的感知性。[提問]腌制松花蛋時,用到的主要物質(zhì)是生石灰、純堿。有時也可能加入食鹽來調(diào)節(jié)口味。將這些物質(zhì)加入水中,攪拌,會發(fā)生哪些化學(xué)反應(yīng)?請你用合適的化學(xué)用語來表示這些反應(yīng)。[教師展示]這試劑瓶中的溶液,就是上述物質(zhì)加入水中,所得到的腌制松花蛋配料水溶液樣品,請你思考:該水溶液樣品中有什么溶質(zhì)?設(shè)計意圖:在實際情景中,不失時機地進行相關(guān)知識的復(fù)習(xí)。這種復(fù)習(xí)是在探究性實驗的背景下的復(fù)習(xí),是在實際應(yīng)用中的復(fù)習(xí),不是簡單的“炒冷飯”式的復(fù)習(xí);同時,教師抓住“配料水溶液樣品”的成分進行設(shè)問,提出學(xué)生想說又說不出的疑惑,再次觸動學(xué)生的好奇心。這樣便可發(fā)揮探究性實驗的不可替代的作用。[教師提問]樣品中的溶質(zhì)一定有什么?可能有什么?[學(xué)生活動一]我來猜想[學(xué)生推理]Ca(OH)2和Na2CO3恰好完全反應(yīng),樣品中的溶質(zhì)一定有NaOH,如果反應(yīng)物過量可能有Ca(OH)2或Na2CO3,可能有NaCl。因此,一共有六種可能(1)NaOH、Ca(OH)2,(2)NaOH、Na2CO3,(3)NaOH,(4)NaOH、NaCl,(5)NaOH、Ca(OH)2、NaCl,(6)NaOH、Na2CO3、NaCl。設(shè)計意圖:提出不定向的開放性問題,可以促進學(xué)生冷靜思索,利用所掌握的知識進行推理假設(shè),暢所欲言,各抒己見。這種設(shè)計需要教師對學(xué)生堅持不懈的影響,這種影響是真實的、有效的,而不是臨時張貼的面具。[教師提問]怎樣確定這些猜測是否正確呢?[學(xué)生活動二]我來設(shè)計學(xué)生甲:NaOH一定有,不需要檢驗。取樣,加入硝酸銀溶液和稀硝酸,若有白色沉淀則有NaCl,否則無NaCl。取樣,加入碳酸鈉溶液,若有白色沉淀則有Ca(OH)2,否則無Ca(OH)2。重新取樣加入鹽酸若有氣泡產(chǎn)生則有Na2CO3,否則無Na2CO3。學(xué)生乙:……設(shè)計意圖:將思考的空間留給學(xué)生的設(shè)計理念,是構(gòu)建和諧課堂、高效課堂的出發(fā)點。學(xué)生在推理假設(shè)的基礎(chǔ)上,設(shè)計探究性實驗,驗證自己的推理,這本身就是化學(xué)的育人價值之所在。我們所關(guān)注的不僅僅是知識,而是承載于知識之上的化學(xué)學(xué)科特有的思維策略,這對學(xué)生的成長是至關(guān)重要的。[教師提問]各位同學(xué)的實驗設(shè)計是否可行?水溶液樣品中究竟有什么溶質(zhì)呢?[學(xué)生活動三]我來探究請各位同學(xué)分小組進行探究實驗。教師巡回輔導(dǎo),解決學(xué)生的困惑,及時提醒學(xué)生進行有序觀察,做好實驗記錄,指導(dǎo)學(xué)生分析現(xiàn)象,得出實驗結(jié)論。設(shè)計意圖:根據(jù)自己的猜想和設(shè)計來完成實驗操作,這種大膽放手的教學(xué)理念,可以增加學(xué)生的參與度,促進學(xué)生在探究中體驗學(xué)習(xí)化學(xué)的樂趣。這種教學(xué)策略還可以有效地改變那種過于強調(diào)接受、強調(diào)死記硬背和機械訓(xùn)練的現(xiàn)狀,可以實現(xiàn)翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)理念。[學(xué)生活動四]我來總結(jié)各實驗小組在教師提供的《腌制松花蛋配料水溶液溶質(zhì)成分》的電子表格中,填寫出自己對水溶液樣品所含溶質(zhì)成分的最初猜想和實驗探究得到的結(jié)論,并進行猜想和探究的比對。[教師提問]各組的實驗探究結(jié)論是否正確呢?下面老師公布樣品中的溶質(zhì)。教師在同一張電子表格中填寫出樣品中的溶質(zhì)。設(shè)計意圖:有序性是教學(xué)的基本原則,“總結(jié)”是實現(xiàn)從無序到有序的重要策略。在前面的猜想、設(shè)計、探究之后,學(xué)生獲得了諸多信息,這些信息是彌散的、無序的、不穩(wěn)定的,如果沒有適時總結(jié)的過程,將不利于正確結(jié)論的得出,也不利于學(xué)生探究能力的形成。讓學(xué)生體驗總結(jié)的樂趣,是我們化學(xué)教師的義務(wù)和責(zé)任。[學(xué)生活動五]我來反思各組展示實驗報告,交流實驗操作步驟、現(xiàn)象和結(jié)論,反思探究過程的成敗。第3組:我們得出錯誤結(jié)論的原因是將褐色沉淀誤判斷為氯化銀。第1、2組:我們認為第3組得出錯誤結(jié)論原因還可能是產(chǎn)生褐色沉淀后沒有加入足量的稀硝酸。第9組:組長向本組同學(xué)表示歉意,知道Na2CO3、Ca(OH)2在溶液中不共存,卻由于自己粗心,多填寫了Ca(OH)2,犯了一個很荒謬的錯誤,導(dǎo)致本組實驗過程正確卻填寫了一個錯誤結(jié)論。第10組:自我分析犯了第3組同樣的錯誤。設(shè)計意圖:反思是對信息的再加工過程,是提煉、同化、形成更高層次的知識結(jié)構(gòu)的過程,反思可以獲取經(jīng)驗教訓(xùn)。在探究實驗教學(xué)中,設(shè)計“反思”的環(huán)節(jié)是很精妙的。如果忽略或淡化了“反思”,那必將是前功盡棄,令人遺憾和十分懊悔的事。[教師小結(jié)]各小組組員在實驗操作中密切配合,共同分析,共同推理得出實驗結(jié)論。我們感謝出現(xiàn)錯誤的同學(xué),因為他們用自己的失敗為大家積累了教訓(xùn);當(dāng)然也感謝得出正確結(jié)論的同學(xué),因為他們?yōu)榇蠹規(guī)砹私?jīng)驗。大家還有什么問題嗎?[學(xué)生回答]有問題,AgCl、CaCO3都是白色沉淀,實驗中產(chǎn)生的褐色沉淀是什么?[教師指導(dǎo)]這個問題,我覺得大家可以利用今天我們學(xué)會的探究方法加以解決。請大家根據(jù)實驗中提供的試劑先來猜想、再設(shè)計、探究、總結(jié)和反思。設(shè)計意圖:在探究性實驗教學(xué)中,往往不可避免地出現(xiàn)一些意料之外的實驗現(xiàn)象,為了避免不必要的麻煩,教師一般不予關(guān)注。然而,在這次教學(xué)設(shè)計中,授課教師用疑問的語氣鼓勵學(xué)生把自己遇到的意外現(xiàn)象提出來,又進一步鼓勵學(xué)生按照探究實驗的方法進行研究。既培養(yǎng)了學(xué)生實事求是的品質(zhì)又及時鞏固了所學(xué)的研究方法,這是需要勇氣的,也是難能可貴的。[學(xué)生活動六]我再探究針對異常實驗現(xiàn)象的再探究,學(xué)生推測可能是AgOH、Ag2CO3,并設(shè)計如下對照實驗:(1)向氫氧化鈉溶液中先滴加硝酸銀溶液,后滴加稀硝酸;(2)向碳酸鈉溶液中先滴加硝酸銀溶液,后滴加稀硝酸。[教師詢問]你們在實驗中有什么新的發(fā)現(xiàn)呢?[學(xué)生回答]氫氧化鈉溶液、碳酸鈉溶液中滴加硝酸銀溶液都出現(xiàn)了褐色沉淀,滴加稀硝酸后沉淀溶解。[教師指導(dǎo)]我非常欣賞且羨慕同學(xué)們都有一雙善于發(fā)現(xiàn)的眼睛。在這個實驗中,可能發(fā)生哪些化學(xué)反應(yīng)?請寫出這些反應(yīng)的化學(xué)方程式。[教師提示]褐色沉淀真的是AgOH、Ag2CO3嗎?請看下面的資料:(1)Ag2CO3是白色沉淀,AgOH是白色沉淀,在空氣中很容易分解:(3)碳酸鈉溶液中由于碳酸鈉水解也存在少量的氫氧化鈉。[學(xué)生小結(jié)]原來如此。褐色沉淀是Ag2O,看來Ag2O像氫氧化鈉、碳酸鈉一樣,也會干擾NaCl的檢驗,同樣加入稀硝酸酸化就可以排除干擾。設(shè)計意圖:查閱資料是科學(xué)研究中不可缺少的組成部分,當(dāng)學(xué)生遇到疑惑時,教師及時提供資料查閱和適當(dāng)?shù)狞c撥,的確給學(xué)生莫大的安慰和鼓勵,使得學(xué)生有信心繼續(xù)做下去。授課教師這樣的設(shè)計使課堂波瀾起伏、高潮迭起,讓聽課者頓感暢快。[教師小結(jié)]今天這節(jié)課大家利用實驗探究的方法圓滿地完成了堿、酸、鹽、氧化物的復(fù)習(xí)任務(wù)。你對這節(jié)課的學(xué)習(xí)有何感想呢?學(xué)生甲:實驗探究可以幫助我們探索未知世界,而世界是奇妙的,探索是永無止境的。學(xué)生乙:化學(xué)與生活息息相關(guān),化學(xué)使我們的生活更美好。因此,學(xué)好化學(xué)是我們的責(zé)任。[教師小結(jié)]同學(xué)們的學(xué)習(xí)感想很多,希望大家把課堂所學(xué)的知識用于課外,積極進行生活實踐。[作業(yè)布置]課外實踐:家庭自制松花蛋4探究性實驗有助于破題提供解決問題的靈感在本教學(xué)設(shè)計中,教師打破常規(guī)的復(fù)習(xí)方法,以現(xiàn)實問題作為學(xué)習(xí)的載體,采用探究實驗的方法,通過一系列的自主活動完成了初三的中考復(fù)習(xí)任務(wù)。真正地將學(xué)生從“聽”和“背”中解脫出來,實現(xiàn)了“做中學(xué)”。在學(xué)習(xí)中