[學生]討論方案
1. 鋅片分別與濃鹽酸、稀鹽酸反應
2. 塊狀石灰石與稀鹽酸分別在常溫和加熱條件下反應
3. 稀鹽酸分別與塊狀石灰石、粉末狀石灰石反應
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]如果設計一個方案是塊狀石灰石、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行不行呢?
[學生]不行,因為不同的條件太多,不知道是哪個條件起作用了
[教師]非常好!研究某種因素對反應速率的影響時,要設計至少兩個對照實驗。所謂對照實驗,就是設計一組實驗,只改變一個因素(唯一變量),用于觀察該種因素對化學反應速率的影響。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。因此比如第一組實驗要注意鋅片的大小一致、濃鹽酸和稀鹽酸要同體積、加入的時間要一樣等。
現(xiàn)在請同學按你們的方案完成實驗,并填好下表。
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實驗內(nèi)容
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實驗現(xiàn)象
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影響條件
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結(jié)論
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3、從情感態(tài)度與價值觀的維度來培養(yǎng)化學科學素養(yǎng)
3-1讓學生體會科學態(tài)度和科學精神
實事求是是科學研究的基本態(tài)度,在實驗教學中常常會遇到實驗現(xiàn)象與理論不一致的情況,這時不能視而不見輕輕帶過,可以因勢利導學生實事求是的科學精神。比如做Zn-Cu稀硫酸的原電池實驗,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,同時電流計指針發(fā)生偏轉(zhuǎn),有電流通過。而事實上學生雖然觀察到電流計指針發(fā)生偏轉(zhuǎn),但鋅片和銅片上都有氣泡冒出,有時甚至鋅片上冒出的氣泡會更多。這時不能對鋅片上有氣泡冒出這現(xiàn)象視而不見,也不適宜在此詳細展開討論。
[教師]請同學描述你觀察到的現(xiàn)象
[學生] 鋅片和銅片上都有氣泡冒出,電流計指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)
[教師] 銅片上有氣泡冒出,電流計指針發(fā)生偏轉(zhuǎn),這兩個現(xiàn)象說明了什么?
[學生] 電流計指針發(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,為什么銅片上會有電子呢?
[學生]因為Zn反應所失的電子沿著導線跑到銅片上了
[教師]那Zn片上為什么還有氣泡呢?
[學生1]可能是Zn反應所失的電子沒有完全沿著導線跑到銅片上
[學生2]可能是Zn片本身不純
[教師] Zn片本身不純?yōu)槭裁淳蜁鹩袣馀菽兀?/span>
[學生]因為Zn片本身就構成了原電池了
[教師]回答得很好。理論上在理想的條件下,Zn反應所失的電子應該沿著導線跑到銅片上了,這時銅片上有氣泡,Zn片上應該沒有氣泡了。實際上可能由于Zn片本身不純,或者Zn反應所失的電子沒有完全沿著導線跑到銅片上,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。同學們?nèi)绻朐偕钊肓私?/span>Zn片上為什么有氣泡,可以在課后先查資料,再設計實驗對影響原電池實驗的因素進行探究,我們在課外興趣小組中再對這個實驗現(xiàn)象進行探究。
3-2讓學生感受綠色化學思想
綠色化學是指從源頭上防止污染產(chǎn)生或把化學過程對環(huán)境的負面影響降到最低,在實驗中體現(xiàn)綠色化的途徑有:開發(fā)綠色實驗;回收藥品、處理尾氣;盡可能使用微型實驗;對一些污染嚴重或危險性高的實驗可觀看實驗錄像等等。比如在復習氯氣的性質(zhì)時,可采用微型實驗: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的現(xiàn)象并記錄,寫出相應的化學方程式。這樣可以讓學生在有趣的實驗中復習氯氣的性質(zhì),又讓學生體驗到綠色化學的內(nèi)涵。
又如做完銅與濃硝酸實驗后,進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,同學們能設計出幾種制取硝酸銅的方法?
[學生討論]
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]從綠色化學角度出發(fā)(包括原料用量、有無污染等),請同學們分析哪一種方法最可行?
[學生討論]
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(稀),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)學生科學探究的意識,另一方面可培養(yǎng)學生從綠色化學、環(huán)保節(jié)能的角度理解實際生產(chǎn),是培養(yǎng)學生的化學科學素養(yǎng)的一種途徑。
化學教學要做到面向全體學生,培養(yǎng)學生的科學素養(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)科學素養(yǎng)的意識,在日常教學中做個有心人,在每個教學環(huán)節(jié)上多花心思,充分利用各種方法素材特別是化學實驗,讓學生掌握一些對今后的學習或工作有用的化學知識與技能、科學的研究過程和方法、科學的情感態(tài)度與價值觀,從而提高學生的科學素養(yǎng)。
參考文獻
[1]劉知新.談化學教育與科學素養(yǎng)[J].化學教育,1999,(9):3
[2]張英鋒張永安.新《高中化學課程標準》提高學生科學素養(yǎng)的理念.學科教育, 2004,(11)
[3] 李晶.化學新課程與學科素質(zhì)培養(yǎng). 中國紡織出版社 .2003
[4]普通高中化學新課程標準(實驗). 人民教育出版社.2003
[5]普通高中課程標準實驗教科書化學選修6.人民教育出版社.2006