探究性实验教学设计

探究性实验教学设计

当本年度末进入高中的准备阶段时，普遍认为，很难协调高中的高等教育与教育的矛盾。这就是为什么有很多关于基础良好的学生。在今年上海市虹口区教研室和上海市虹口区李可锋化学名师培养基地的化学教学研讨活动中,张凤琼老师设计并执教了一堂中考复习课——“腌制松花蛋配料水溶液溶质成分的探究”。这节课改变了传统的中考复习课模式,成功地逾越了升学与育人之间的“鸿沟”,不仅达到了化学知识复习目的,同时实现了化学学科在培养学生探究、创新能力方面的育人价值,收到了良好的教学效果。现将课堂的实施过程整理如下,以期与各位同行交流。1化学、化学的基本特征碱、酸、盐和氧化物的性质以及相互间的反应,内容多,涉及面广,综合性强,应用难度大,但却是初中化学中的核心内容,也是学生学会用化学视角观察物质世界所必备的知识。如果学生对这部分内容掌握不牢,将会成为理解化学、应用化学的瓶颈,也可能形成将来继续学习化学的障碍。而化学实验中的基本操作是我们认识物质世界的必要手段,根据实验现象分析得出结论的能力又是化学研究中不可缺失的基本能力。当然,这些内容理所应当受到中考化学试题的高度重视。本教学设计中,通过“腌制松花蛋配料水溶液溶质成分的探究”课题,尝试改变过去“听”、“背”、“练”,重分数、轻能力的传统意识,着力于探讨落实这些重点知识的有效策略,同时发掘并实践化学学科的育人价值。2探究合作的流程本教学设计中,针对教师提出的研究课题,学生在合作中完成“我来猜想”、“我来设计”、“我来探究”、“我来总结”、“我来反思”的探究活动,具体教学流程图如下:3探究实验,提高学生的参与程度[课题引入]“民以食为天,食以安为先”,食品是当今社会人们非常关注的热点问题。在我手里拿着的是我们在实验室亲自腌制的松花蛋。[教师]你知道腌制松花蛋的配料是由哪些成分组成的?这就是本节课的学习任务——探究松花蛋配料水溶液溶质的成分。请看腌制松花蛋过程的视频。设计意图:恰到好处的课堂导入往往会起到出其不意、引人入胜的效果。本设计中,实物和视频的出现可以快速拉近化学与生活的距离,增强学生的好奇心和知识的感知性。[提问]腌制松花蛋时,用到的主要物质是生石灰、纯碱。有时也可能加入食盐来调节口味。将这些物质加入水中,搅拌,会发生哪些化学反应?请你用合适的化学用语来表示这些反应。[教师展示]这试剂瓶中的溶液,就是上述物质加入水中,所得到的腌制松花蛋配料水溶液样品,请你思考:该水溶液样品中有什么溶质?设计意图:在实际情景中,不失时机地进行相关知识的复习。这种复习是在探究性实验的背景下的复习,是在实际应用中的复习,不是简单的“炒冷饭”式的复习;同时,教师抓住“配料水溶液样品”的成分进行设问,提出学生想说又说不出的疑惑,再次触动学生的好奇心。这样便可发挥探究性实验的不可替代的作用。[教师提问]样品中的溶质一定有什么?可能有什么?[学生活动一]我来猜想[学生推理]Ca(OH)2和Na2CO3恰好完全反应,样品中的溶质一定有NaOH,如果反应物过量可能有Ca(OH)2或Na2CO3,可能有NaCl。因此,一共有六种可能(1)NaOH、Ca(OH)2,(2)NaOH、Na2CO3,(3)NaOH,(4)NaOH、NaCl,(5)NaOH、Ca(OH)2、NaCl,(6)NaOH、Na2CO3、NaCl。设计意图:提出不定向的开放性问题,可以促进学生冷静思索,利用所掌握的知识进行推理假设,畅所欲言,各抒己见。这种设计需要教师对学生坚持不懈的影响,这种影响是真实的、有效的,而不是临时张贴的面具。[教师提问]怎样确定这些猜测是否正确呢?[学生活动二]我来设计学生甲:NaOH一定有,不需要检验。取样,加入硝酸银溶液和稀硝酸,若有白色沉淀则有NaCl,否则无NaCl。取样,加入碳酸钠溶液,若有白色沉淀则有Ca(OH)2,否则无Ca(OH)2。重新取样加入盐酸若有气泡产生则有Na2CO3,否则无Na2CO3。学生乙:……设计意图:将思考的空间留给学生的设计理念,是构建和谐课堂、高效课堂的出发点。学生在推理假设的基础上,设计探究性实验,验证自己的推理,这本身就是化学的育人价值之所在。我们所关注的不仅仅是知识,而是承载于知识之上的化学学科特有的思维策略,这对学生的成长是至关重要的。[教师提问]各位同学的实验设计是否可行?水溶液样品中究竟有什么溶质呢?[学生活动三]我来探究请各位同学分小组进行探究实验。教师巡回辅导,解决学生的困惑,及时提醒学生进行有序观察,做好实验记录,指导学生分析现象,得出实验结论。设计意图:根据自己的猜想和设计来完成实验操作,这种大胆放手的教学理念,可以增加学生的参与度,促进学生在探究中体验学习化学的乐趣。这种教学策略还可以有效地改变那种过于强调接受、强调死记硬背和机械训练的现状,可以实现翻转课堂的教学理念。[学生活动四]我来总结各实验小组在教师提供的《腌制松花蛋配料水溶液溶质成分》的电子表格中,填写出自己对水溶液样品所含溶质成分的最初猜想和实验探究得到的结论,并进行猜想和探究的比对。[教师提问]各组的实验探究结论是否正确呢?下面老师公布样品中的溶质。教师在同一张电子表格中填写出样品中的溶质。设计意图:有序性是教学的基本原则,“总结”是实现从无序到有序的重要策略。在前面的猜想、设计、探究之后,学生获得了诸多信息,这些信息是弥散的、无序的、不稳定的,如果没有适时总结的过程,将不利于正确结论的得出,也不利于学生探究能力的形成。让学生体验总结的乐趣,是我们化学教师的义务和责任。[学生活动五]我来反思各组展示实验报告,交流实验操作步骤、现象和结论,反思探究过程的成败。第3组:我们得出错误结论的原因是将褐色沉淀误判断为氯化银。第1、2组:我们认为第3组得出错误结论原因还可能是产生褐色沉淀后没有加入足量的稀硝酸。第9组:组长向本组同学表示歉意,知道Na2CO3、Ca(OH)2在溶液中不共存,却由于自己粗心,多填写了Ca(OH)2,犯了一个很荒谬的错误,导致本组实验过程正确却填写了一个错误结论。第10组:自我分析犯了第3组同样的错误。设计意图:反思是对信息的再加工过程,是提炼、同化、形成更高层次的知识结构的过程,反思可以获取经验教训。在探究实验教学中,设计“反思”的环节是很精妙的。如果忽略或淡化了“反思”,那必将是前功尽弃,令人遗憾和十分懊悔的事。[教师小结]各小组组员在实验操作中密切配合,共同分析,共同推理得出实验结论。我们感谢出现错误的同学,因为他们用自己的失败为大家积累了教训;当然也感谢得出正确结论的同学,因为他们为大家带来了经验。大家还有什么问题吗?[学生回答]有问题,AgCl、CaCO3都是白色沉淀,实验中产生的褐色沉淀是什么?[教师指导]这个问题,我觉得大家可以利用今天我们学会的探究方法加以解决。请大家根据实验中提供的试剂先来猜想、再设计、探究、总结和反思。设计意图:在探究性实验教学中,往往不可避免地出现一些意料之外的实验现象,为了避免不必要的麻烦,教师一般不予关注。然而,在这次教学设计中,授课教师用疑问的语气鼓励学生把自己遇到的意外现象提出来,又进一步鼓励学生按照探究实验的方法进行研究。既培养了学生实事求是的品质又及时巩固了所学的研究方法,这是需要勇气的,也是难能可贵的。[学生活动六]我再探究针对异常实验现象的再探究,学生推测可能是AgOH、Ag2CO3,并设计如下对照实验:(1)向氢氧化钠溶液中先滴加硝酸银溶液,后滴加稀硝酸;(2)向碳酸钠溶液中先滴加硝酸银溶液,后滴加稀硝酸。[教师询问]你们在实验中有什么新的发现呢?[学生回答]氢氧化钠溶液、碳酸钠溶液中滴加硝酸银溶液都出现了褐色沉淀,滴加稀硝酸后沉淀溶解。[教师指导]我非常欣赏且羡慕同学们都有一双善于发现的眼睛。在这个实验中,可能发生哪些化学反应?请写出这些反应的化学方程式。[教师提示]褐色沉淀真的是AgOH、Ag2CO3吗?请看下面的资料:(1)Ag2CO3是白色沉淀,AgOH是白色沉淀,在空气中很容易分解:(3)碳酸钠溶液中由于碳酸钠水解也存在少量的氢氧化钠。[学生小结]原来如此。褐色沉淀是Ag2O,看来Ag2O像氢氧化钠、碳酸钠一样,也会干扰NaCl的检验,同样加入稀硝酸酸化就可以排除干扰。设计意图:查阅资料是科学研究中不可缺少的组成部分,当学生遇到疑惑时,教师及时提供资料查阅和适当的点拨,的确给学生莫大的安慰和鼓励,使得学生有信心继续做下去。授课教师这样的设计使课堂波澜起伏、高潮迭起,让听课者顿感畅快。[教师小结]今天这节课大家利用实验探究的方法圆满地完成了碱、酸、盐、氧化物的复习任务。你对这节课的学习有何感想呢?学生甲:实验探究可以帮助我们探索未知世界,而世界是奇妙的,探索是永无止境的。学生乙:化学与生活息息相关,化学使我们的生活更美好。因此,学好化学是我们的责任。[教师小结]同学们的学习感想很多,希望大家把课堂所学的知识用于课外,积极进行生活实践。[作业布置]课外实践:家庭自制松花蛋4探究性实验有助于破题提供解决问题的灵感在本教学设计中,教师打破常规的复习方法,以现实问题作为学习的载体,采用探究实验的方法,通过一系列的自主活动完成了初三的中考复习任务。真正地将学生从“听”和“背”中解脱出来,实现了“做中学”。在学习中