實(shí)驗(yàn)①:把紅色干布條放入充滿氯氣的集氣瓶中,布條不褪色;
實(shí)驗(yàn)②:把紅色布條伸入稀鹽酸中,紅色布條不褪色
實(shí)驗(yàn)③:把紅色布條放在水里,布條不褪色。
——驗(yàn)證假設(shè)
[學(xué)生匯報(bào)]氯氣、鹽酸、水都不能使干燥的紅色布條褪色,因此使紅色布條褪色的應(yīng)該是次氯酸——得出結(jié)論
2-2讓學(xué)生體會(huì)科學(xué)探究的具體方法
自然界的變化或生產(chǎn)過程往往由多個(gè)因素控制的,在研究其變化規(guī)律時(shí),為了避免各因素間相互作用帶來的復(fù)雜性,在科學(xué)實(shí)驗(yàn)中,最常用一種科學(xué)方法是控制其他條件不變,只研究某一因素對(duì)反應(yīng)影響。
比如在必修2探究影響化學(xué)反應(yīng)速度的因素中:
[教師]從剛才的思考與交流可知,影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素可能有:溫度、表面積、濃度、催化劑等,F(xiàn)在你們實(shí)驗(yàn)桌上有濃鹽酸,稀鹽酸,鋅片,水,塊狀石灰石,粉末狀石灰石,過氧化氫溶液,二氧化錳,氯化鐵溶液,你如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探討化學(xué)反應(yīng)速率與外界因素的關(guān)系?
[學(xué)生]討論方案
1. 鋅片分別與濃鹽酸、稀鹽酸反應(yīng)
2. 塊狀石灰石與稀鹽酸分別在常溫和加熱條件下反應(yīng)
3. 稀鹽酸分別與塊狀石灰石、粉末狀石灰石反應(yīng)
4. 過氧化氫分別在常溫、加熱條件下分解
5. 過氧化氫分解分別在有催化劑、無催化劑條件下分解
[教師]如果設(shè)計(jì)一個(gè)方案是塊狀石灰石、粉末狀石灰石與稀鹽酸分別在常溫和加熱條件下反應(yīng)或者塊狀石灰石、粉末狀石灰石與濃鹽酸、稀鹽酸分別在常溫和加熱條件下反應(yīng)行不行呢?
[學(xué)生]不行,因?yàn)椴煌臈l件太多,不知道是哪個(gè)條件起作用了
[教師]非常好!研究某種因素對(duì)反應(yīng)速率的影響時(shí),要設(shè)計(jì)至少兩個(gè)對(duì)照實(shí)驗(yàn)。所謂對(duì)照實(shí)驗(yàn),就是設(shè)計(jì)一組實(shí)驗(yàn),只改變一個(gè)因素(唯一變量),用于觀察該種因素對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響。為了避免其它影響因素帶來干擾,我們要控制其它因素都相同。因此比如第一組實(shí)驗(yàn)要注意鋅片的大小一致、濃鹽酸和稀鹽酸要同體積、加入的時(shí)間要一樣等。
現(xiàn)在請(qǐng)同學(xué)按你們的方案完成實(shí)驗(yàn),并填好下表。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
|
實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
|
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
|
影響條件
|
結(jié)論
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3、從情感態(tài)度與價(jià)值觀的維度來培養(yǎng)化學(xué)科學(xué)素養(yǎng)
3-1讓學(xué)生體會(huì)科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神
實(shí)事求是是科學(xué)研究的基本態(tài)度,在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中常常會(huì)遇到實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與理論不一致的情況,這時(shí)不能視而不見輕輕帶過,可以因勢(shì)利導(dǎo)學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)精神。比如做Zn-Cu稀硫酸的原電池實(shí)驗(yàn),教材的思路是可以觀察到鋅片發(fā)生溶解,而銅片上有氣泡冒出,同時(shí)電流計(jì)指針發(fā)生偏轉(zhuǎn),有電流通過。而事實(shí)上學(xué)生雖然觀察到電流計(jì)指針發(fā)生偏轉(zhuǎn),但鋅片和銅片上都有氣泡冒出,有時(shí)甚至鋅片上冒出的氣泡會(huì)更多。這時(shí)不能對(duì)鋅片上有氣泡冒出這現(xiàn)象視而不見,也不適宜在此詳細(xì)展開討論。
[教師]請(qǐng)同學(xué)描述你觀察到的現(xiàn)象
[學(xué)生] 鋅片和銅片上都有氣泡冒出,電流計(jì)指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)
[教師] 銅片上有氣泡冒出,電流計(jì)指針發(fā)生偏轉(zhuǎn),這兩個(gè)現(xiàn)象說明了什么?
[學(xué)生] 電流計(jì)指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)說明形成了電流,銅片上有氣泡冒出說明了H+在銅片上得電子生成氫氣了。
[教師] 銅片沒有反應(yīng),為什么銅片上會(huì)有電子呢?
[學(xué)生]因?yàn)閆n反應(yīng)所失的電子沿著導(dǎo)線跑到銅片上了
[教師]那Zn片上為什么還有氣泡呢?
[學(xué)生1]可能是Zn反應(yīng)所失的電子沒有完全沿著導(dǎo)線跑到銅片上
[學(xué)生2]可能是Zn片本身不純
[教師] Zn片本身不純?yōu)槭裁淳蜁?huì)引起有氣泡呢?
[學(xué)生]因?yàn)閆n片本身就構(gòu)成了原電池了
[教師]回答得很好。理論上在理想的條件下,Zn反應(yīng)所失的電子應(yīng)該沿著導(dǎo)線跑到銅片上了,這時(shí)銅片上有氣泡,Zn片上應(yīng)該沒有氣泡了。實(shí)際上可能由于Zn片本身不純,或者Zn反應(yīng)所失的電子沒有完全沿著導(dǎo)線跑到銅片上,還可能是其他我們還沒想到的原因,讓Zn片上也出現(xiàn)了氣泡。同學(xué)們?nèi)绻朐偕钊肓私鈀n片上為什么有氣泡,可以在課后先查資料,再設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)對(duì)影響原電池實(shí)驗(yàn)的因素進(jìn)行探究,我們?cè)谡n外興趣小組中再對(duì)這個(gè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行探究。
3-2讓學(xué)生感受綠色化學(xué)思想
綠色化學(xué)是指從源頭上防止污染產(chǎn)生或把化學(xué)過程對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響降到最低,在實(shí)驗(yàn)中體現(xiàn)綠色化的途徑有:開發(fā)綠色實(shí)驗(yàn);回收藥品、處理尾氣;盡可能使用微型實(shí)驗(yàn);對(duì)一些污染嚴(yán)重或危險(xiǎn)性高的實(shí)驗(yàn)可觀看實(shí)驗(yàn)錄像等等。比如在復(fù)習(xí)氯氣的性質(zhì)時(shí),可采用微型實(shí)驗(yàn):在一塊下襯白紙的玻璃片的不同位置上分別滴加0.1mol/L的KBr、KI(含淀粉溶液)、NaOH(含酚酞)、FeSO4(含KSCN)溶液各一滴,圍成半徑小于表面皿的圓形,在圓心放兩粒芝麻大小的KClO3晶體。向KClO3晶體滴加一滴濃鹽酸,立即用表面皿蓋好。觀察氯氣的生成及其與各液滴反應(yīng)的現(xiàn)象并記錄,寫出相應(yīng)的化學(xué)方程式。這樣可以讓學(xué)生在有趣的實(shí)驗(yàn)中復(fù)習(xí)氯氣的性質(zhì),又讓學(xué)生體驗(yàn)到綠色化學(xué)的內(nèi)涵。
又如做完銅與濃硝酸實(shí)驗(yàn)后,進(jìn)一步討論制備硝酸銅的各種路徑。
[教師] 若以銅、硝酸、硝酸銀、水和空氣為原料,同學(xué)們能設(shè)計(jì)出幾種制取硝酸銅的方法?
[學(xué)生討論]
方法1:Cu+4HNO3(濃)====Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
方法2:3Cu+8HNO3(稀)====3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
方法3:Cu+2AgNO3(====Cu(NO3)2+2Ag
方法4:2Cu+O2====2CuO
CuO+2HNO3===Cu(NO3)2+H2O
[教師]從綠色化學(xué)角度出發(fā)(包括原料用量、有無污染等),請(qǐng)同學(xué)們分析哪一種方法最可行?
[學(xué)生討論]
方法1:有NO2生成,污染環(huán)境,且制1 mol Cu(NO3)2硝酸需要4 mol HNO3(濃),原子利用率低
方法2:有NO生成,污染環(huán)境,且制1 mol Cu(NO3)2硝酸需要8/3 molHNO3(。,原子利用率低
方法3:用AgNO3成本太大,且Ag+有毒;
方法4:無污染,且制1 mol Cu(NO3)2硝酸只需要2 mol HNO3(。,原子利用率高,此法最可行。
這樣處理一方面可培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究的意識(shí),另一方面可培養(yǎng)學(xué)生從綠色化學(xué)、環(huán)保節(jié)能的角度理解實(shí)際生產(chǎn),是培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)科學(xué)素養(yǎng)的一種途徑。
化學(xué)教學(xué)要做到面向全體學(xué)生,培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)并不是一朝一夕能做到的事。這需要我們教師首先建立起培養(yǎng)科學(xué)素養(yǎng)的意識(shí),在日常教學(xué)中做個(gè)有心人,在每個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)上多花心思,充分利用各種方法素材特別是化學(xué)實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生掌握一些對(duì)今后的學(xué)習(xí)或工作有用的化學(xué)知識(shí)與技能、科學(xué)的研究過程和方法、科學(xué)的情感態(tài)度與價(jià)值觀,從而提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。
參考文獻(xiàn)
[1]劉知新.談化學(xué)教育與科學(xué)素養(yǎng)[J].化學(xué)教育,1999,(9):3
[2]張英鋒 張永安.新《高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的理念.學(xué)科教育, 2004,(11)
[3] 李晶.化學(xué)新課程與學(xué)科素質(zhì)培養(yǎng). 中國紡織出版社 .2003
[4]普通高中化學(xué)新課程標(biāo)準(zhǔn)(實(shí)驗(yàn)). 人民教育出版社.2003
[5]普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書化學(xué)選修6.人民教育出版社.2006