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开放课堂利用实验探究学习新知识的探讨

作者:蒋 曦   时间:2007-12-10    本文热度:    等级:★★★
  摘要 化学教学的主旨是通过教学把人类已有的化学科学知识变成学生自己的知识,并进一步转化为学生发现、探究和解决新问题的能力。要十分注重中学化学实验的教育功能,重视化学实验及化学实验教学的设计,以培养学生的化学实践能力和创新精神。新一轮课程改革要求在教学中强化实验的功能,改变以往实验只是起演示和辅助作用的状况;在学生探究实验中,必须注意激发学生的兴趣,注重培养学生的创新意识、实验能力、科学方法和合作精神。
  关键词 实验探究 开放课堂 铁化合物
  
  1问题的发现
  
  苏教版高中《化学1(必修)》的“铁、铜的获取及应用”中,笔者在讲完铁及其化合物的性质后,借助铁化合物和亚铁化合物间的相互转化对有关铁方面的知识进行一个梳理。
  “铁化合物及亚铁化合物的相互转化”的内容是以两者间相互转化为主,兼带铁及其化合物的相关性质的一节归纳总结课。对这节课而言,传统的教学方法是教师通过学生以前的知识积累直接告诉学生哪些物质可以实现两者间的相互转化,并且补充一些新的例子,拓展学生的视野,最后通过练习相关的化学方程式来巩固。总体来说,比较单调枯燥,学生是被动地接受,一节课除了方程式,还是方程式。
  
  2问题的解决
  
  怎样使这节课变得新奇有趣,并且让同学容易接受,就成了笔者一直在思索的问题。调节课堂气氛的最好方法就是加入师生互动,如增加提问和学生实验等,同时也能让学生更容易接受这部分枯燥的内容。
  据笔者的思路,可将本节课大致分为4个部分:第1部分是引入,通过实验时用的试剂FeSO4溶液的保存,引入铁化合物及亚铁化合物的相互转化;第2、3部分是通过实验的演示分别来说明两者的转化,并且提供一些可以实现转化的例子;第4部分是归纳总结,结合Fe向Fe2+和Fe3+的转化以及Fe2+和Fe3+向Fe的转化,得出“铁三角”。
  其中2、3两个部分的实验是根据教科书中“活动与探究”改编而来,提供实验仪器和试剂,通过讲述原理及要求,再在笔者的引导下,设计出实验的步骤,然后由学生进行操作,描述实验现象,最后再由笔者来归纳总结。具体的教学过程如下。
  [探究实验] 铁化合物和亚铁化合物相互转化的探究。
  [目的] 探究铁化合物和亚铁化合物相互转化的条件。
  [试剂] 0.1 mol/L FeCl3溶液、0.1 mol/L FeSO4溶液、新制氯水、铁粉、KSCN溶液。
  [要求]
  (1)请根据氧化还原基本原理,提出有关铁化合物和亚铁化合物相互转化的条件的假设;
  (2)设计铁化合物和亚铁化合物相互转化的实验方案,进行实验,并且记录现象。
  
  举例:(1)亚铁离子能被硝酸氧化成铁离子;
  (2)亚铁离子在酸性条件下能被高锰酸钾溶液氧化为铁离子。
  
  3问题的改进
  
  这个设计让笔者兴奋不已,不但学生的兴趣被激发,同时教师也从单调的方程式中解放出来,但在第一次上本课内容时,笔者还是发现几个新问题。
  (1)开始时较为精练地引出本节课的内容,而没有对以前学过的,并且对本节课有用的相关内容做出一定的复习,导致学生在后续的实验现象的描述上有很大的不足,至少是不规范。
  (2)在实验的设计上,学生是在教师的引导下完成的,在很大程度上还是以教师为主、学生为辅的,这与新课改中要求在日常教学中实施探究性学习的总方针是不符的。
  (3)在2、3两个部分的举例时对主次的区分不够。举例时与社会、生活、生产实际的联系不够。这与新课改中化学教学内容必须加强与社会、生活、生产实际的联系的要求不符。
  因此,笔者对这几个不足的地方做了一些修改。
  (1)先复习以前学习过的铁的相关内容,归纳总结出Fe向Fe2+和Fe3+的转化以及Fe2+和Fe3+向Fe的转化,强调Fe2+和Fe3+的鉴别方法,由使用NaOH溶液的鉴别方法中Fe(OH)2向Fe(OH)3转化的颜色变化,讨论两者变化的原因,即Fe2+被空气中的氧气氧化为Fe3+,引入铁化合物及亚铁化合物的相互转化。
  (2)对学生的探究实验进行改进,提供学生仪器和试剂,让学生自己去探索,去设计和操作实验,描述实验现象,最后由笔者引导学生来归纳总结得出结论。
  因为重视探究性学习,发展学生的科学探究能力也是新一轮课程改革的重点,并且学生都是有个性并且具有发展潜力的人,因此,在教学中学生需要生动活泼地开展知识的学习。
  (3)在举例时要注意多与生产、生活等实际联系,如Fe3+Fe2+时,就涉及到了印刷电路板的制作。
  通过笔者这样的修改之后,学生的积极性就能够被充分地调动起来,使得课堂的气氛活跃了起来。在教学中创设类似于科学研究的情景,通过学生自主独立地发现问题、实验、操作调查、信息收集等处理、表达与交流等探索活动,获得知识、技能、发展情感与态度,特别是探索精神和创新能力的发展的学习方式和学习过程,以获得理智能力发展和深层次的情感体验,建构知识,掌握解决问题的方法为最终目标。
  但是,笔者仔细地回想起这个探究实验,突然发现,仅仅提供一种氧化剂和一种还原剂,实验的方案设计只有一种,同学们的思维还是受到了限制,为什么不多提供几种氧化剂或还原剂呢?何不让学生自己通过不一样的实验设计,不一样的途径,不一样的实验现象,来说明Fe2+和Fe3+的相互转化呢?
  灵机一动,笔者就在氧化剂中增加了双氧水,在还原剂中增加了KI溶液以及四氯化碳,探究过程中要求学生尽可能多地设计符合要求的途径。经过修改后的教案如下:
  以探究实验Fe2+Fe3+为例:
  讲述:下面,请同学们根据提供的仪器和试剂来设计和操作Fe2+Fe3+的实验,并且描述现象。
  [学生进行探究实验]
  学生讲述实验设计:向盛有1 mL 0.1 mol/L FeSO4溶液的试管中,加入几滴新制的氯水(或双氧水),振荡试管,再向试管中加入3滴KSCN溶液,观察实验现象。
  学生描述实验现象:加氯水振荡后(或双氧水),溶液的颜色由浅绿色变为棕黄色,再加入KSCN溶液后,溶液由棕黄色变为血红色。
  反应方程式:
  
  第2次上课时效果很明显,正是得益于这2个新加的试剂,极大地增加了这个探究实验的不确定性。学生有更多的自主性,通过相互的交流,可以发现多种途径,同时有更多的兴趣来探究两者间的相互转化。
  同时,通过之前的对现象的复习,学生们在实验的描述方面也比较规范。课堂的反

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