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摘要:摒弃复习课的传统模式,设置真实生动的实验探究情景,激发学生的学习兴趣,引导学生运用实验视觉进行化学知识的学习和深化,充分调动学生的学习主动性,有效地转换教和学的方式,彰显学生的主体地位。
关键词:创设实验情境;定量实验;合作探究;体验科学探究的乐趣
文章编号:1008-0546(2016)03-0076-03 中图分类号:G633.8 文献标识码:B
doi:10.3969/j.issn.1008-0546.2016.03.027
碱的性质是人教版化学九年级下册第十单元《酸和碱》[1]内容的一部分。碱是初中化学重要的常见物质之一,它与非金属氧化物、酸和盐等内容紧密联系。学生在新课学习中已经掌握了碱的部分知识,但是没有形成知识体系,尚不具备灵活运用碱的知识解决实际问题的能力。
建构主义理论认为:根据教学需要,把学生置于真实意义的有趣问题情境中,注意从学生已有的经验出发,让他们在熟悉的生活背景中学习,这样才能使学习更为有效。因此,本节课将摒弃传统复习课的方式,不再是知识点的简单重复,而是根据本单元的知识特点,将常见的碱的重点知识融入三个探究实验情境中,采用任务驱动和实验探究相结合的教学策略,为学生创设真实生动的问题情境,引领学生主动参与课堂学习,高效完成复习任务。
具体说来,通过探究氨水的碱性,综合复习碱与指示剂作用及pH试纸的使用;通过探究NaOH溶液与CO2的反应,综合复习碱与非金属氧化物的反应;通过探究中和反应过程中溶液的pH变化,加深理解酸碱中和反应的实质。在“做科学”的探究实践中培养学生的创新精神和实践能力。
一、教学过程设计
1. 实验导课,创设真实情境,激发学习兴趣
师:演示利用浓氨水和浓盐酸的反应设计的“空中生烟”[2]的创新实验。
将浓氨水和浓盐酸同时注入塑料瓶内,在靠近浓盐酸的一侧先产生大量白烟。
浓氨水具有哪些性质?为什么产生这么神奇的现象?
生(猜测):浓氨水可能具有挥发性和碱性。
师:怎样检验氨水显碱性?这是我给同学们提供的实验仪器和药品,请大家据此探究氨水的碱性。
2. 自主探究,在知识的应用过程中培养严谨的科学态度
生:根据老师提供的实验仪器和药品,进行自主探究。
通过实验现象,得出结论:氨水能使无色酚酞溶液变成红色,使紫色石蕊溶液变成蓝色;1%氨水的pH约为9,10 %氨水的pH约为14,说明氨水显碱性。
师:实验台上有两瓶浓度不同的氨水,它们的碱性强弱是否相同?通过该实验你还能得出什么结论?其他碱是否也具有这些性质?
生:碱具有相似的化学性质:
(1)碱溶液能使酸碱指示剂变色;碱溶液的pH大于7;
(2)氨水的浓度越大,碱性越强。
(3)同种碱溶液的浓度越大,碱性越强。
师:实验过程中,你闻到了什么气味,说明氨水具有什么性质?谁能揭开“空中生烟”的秘密?请大家讨论交流。
生:浓氨水挥发出的氨气和浓盐酸挥发出的氯化氢气体结合,生成氯化铵固体小颗粒。
过渡: 碱还有哪些性质?(生答碱还能与CO2、酸等物质发生反应)怎样证明NaOH溶液与CO2发生反应?请大家组内讨论,设计实验,然后小组选代表交流实验方案。
3. 合作探究,培养学生交流与合作的能力及发散思维能力
生:在两个相同材质、相同容积的塑料瓶内集满CO2气体,分别加入等体积的水和NaOH溶液,比较瓶子变瘪的程度。如果加入NaOH溶液的塑料瓶变瘪的程度大,就说明NaOH溶液与CO2发生反应。
师:同学们设计的实验很有创意:对比明显,现象直观,材料易得,但是需要两次实验操作,比较繁琐,而且药品用量也大。通常状况下,1体积水溶解1体积的CO2。我们能否从定量的角度设计一个实验,通过一次实验操作,就能证明二者发生反应。请同学们依据我给你们提供的实验仪器和药品,合作设计实验,探究NaOH溶液与CO2发生反应。
学生组内讨论、设计实验,然后小组间交流实验方案。
生:在锥形瓶内集满CO2气体,大注射器内吸入50mL空气,小注射器内吸入5mL10%的NaOH溶液,将NaOH溶液慢慢推入锥形瓶内,记录大注射器的活塞最后停留的刻度,计算出5mL NaOH溶液吸收的CO2的体积[3]。
师:这个小组设计的实验很有创意,可是这个实验是否可行?实验是检验真理的唯一标准,那我们就来试一下吧。
生:小组内合作探究,然后选派代表交流实验结果。
将NaOH溶液慢慢推入锥形瓶内,我们看到大注射器的活塞缓慢向下移动,最后停留在0刻度处。说明大注射器内50mL空气全部被吸进锥形瓶内,也就是说 5mL 10%的NaOH溶液至少吸收了50mL的CO2气体。根据通常状况下,CO2气体的溶解度分析可知, 5mL水大约吸收5mL CO2气体。由此可见,NaOH溶液吸收的CO2远远多于水吸收的CO2。说明NaOH溶液确实能与CO2气体发生化学反应。
师:其他碱是否也具有这些性质?
生:碱能与部分非金属氧化物发生反应,生成盐和水。
4. 知识深化,培养运用图像表达化学信息和获取化学信息的能力
师:怎样证明NaOH溶液和稀盐酸发生中和反应?
生(回顾教材实验):向滴有酚酞溶液的NaOH溶液中滴加稀盐酸,溶液由红色逐渐变浅,最后变成无色,证明NaOH溶液与稀盐酸发生中和反应。
师:可是这个实验并不能让我们直观的感受溶液酸碱度的变化,及溶液中物质成分的变化。怎样测定溶液的酸碱度? 生:使用 pH试纸测定溶液的酸碱度。
师: 使用pH试纸测定中和反应过程中溶液的酸碱度,操作繁琐。我们可以利用pH计测定实验过程中溶液pH的变化,操作更简便,现象更直观。
我在注射器内抽取50mL滴有石蕊溶液的稀盐酸,逐滴加入NaOH溶液中,请同学们观察pH计的数值变化,记录加入稀盐酸的体积和对应溶液的pH及温度。
师:通过温度变化,你能获得什么信息?
生:pH﹥7时,随着加入盐酸的增多,溶液的温度逐渐升高,pH﹤7时,随着加入盐酸的增多,溶液的温度逐渐降低,说明中和反应是放热反应。
师:请同学们根据加入稀盐酸的体积和溶液的pH变化关系,画出图像,分析溶液中不同阶段的物质成分。
生:展示画出的图像,分析图像。
A处溶液中含有NaOH和NaCl两种溶质,即滴加的盐酸不足。
B处溶液中含有NaCl一种溶质,即滴加的盐酸和NaOH恰好完全反应。
C处溶液中含有HCl和NaCl两种溶质,即滴加的盐酸过量。
师:请同学们观看中和反应的微观反应动画,理解中和反应的实质。
生:观看动画,总结中和反应的实质。
中和反应的实质是,酸中的H 和碱中的OH-结合,生成水的过程。所以其它的酸和碱也能发生中和反应,生成盐和水。
5. 总结提升,培养反思与交流的学习习惯
师:没有总结,就没有提升。请同学们根据本节课和上一节课的复习,构建本单元的思维导图。
生:交流合作画出思维导图,并展示。上图是部分学生画出的思维导图。
师:本节课你学会了什么方法,提升了哪些能力,还有什么困惑?
生1:体验了实验探究的快乐,学会了检验溶液酸碱性及酸碱度的方法。
生2: 学会了转化实验法和定量实验法来认识物质变化。
生3: 提升了与同学之间的交流与合作的能力及实验反思能力。
生4:酸碱中和反应的过程中,溶液的pH为什么从碱性突然变化到酸性?
师:这位同学观察的很仔细,这个问题主要涉及到大家将在高中学习的酸碱中和滴定知识,请同学们课后通过讨论、查阅资料等方式来解决这个问题,请各小组将你们的答案张贴在后黑板上,互相学习。
二、教学反思与自我评价
1. 摒弃传统模式,优化教学过程
摒弃复习课的传统模式,设置真实生动的实验探究情景,激发学生的学习兴趣,引导学生运用实验视觉进行化学知识的学习和深化,充分调动学生的学习主动性,有效地转换教和学的方式,彰显学生的主体地位。
2. 引入定量实验, 培养定量意识和创新精神
成功地改进和创新教材中的实验,融入更多的教育功能。尤其是定量实验的引入,将不可见的物质微观变化,转化为可见的宏观现象来认识物质变化,培养了学生的定量意识和发散思维能力。
3. 拓展实验资源,提高科学探究能力
巧用实验替代品和先进的现代仪器,开阔了学生的实验视野,也让学生深切地感受到科学和生活、社会的紧密联系,有效地增强学生的探究欲望,提高学生的科学探究能力。
参考文献
[1] 中华人民共和国教育部.义务教育化学课程标准(2011版). [M]. 北京:北京师范大学出版社,2012:1-2
[2] 陈立铭,李德前. 基于量的角度设计“氢氧化钠溶液与二氧化碳反应”的实验[J]. 化学教育,2014,(23):50-51
关键词:创设实验情境;定量实验;合作探究;体验科学探究的乐趣
文章编号:1008-0546(2016)03-0076-03 中图分类号:G633.8 文献标识码:B
doi:10.3969/j.issn.1008-0546.2016.03.027
碱的性质是人教版化学九年级下册第十单元《酸和碱》[1]内容的一部分。碱是初中化学重要的常见物质之一,它与非金属氧化物、酸和盐等内容紧密联系。学生在新课学习中已经掌握了碱的部分知识,但是没有形成知识体系,尚不具备灵活运用碱的知识解决实际问题的能力。
建构主义理论认为:根据教学需要,把学生置于真实意义的有趣问题情境中,注意从学生已有的经验出发,让他们在熟悉的生活背景中学习,这样才能使学习更为有效。因此,本节课将摒弃传统复习课的方式,不再是知识点的简单重复,而是根据本单元的知识特点,将常见的碱的重点知识融入三个探究实验情境中,采用任务驱动和实验探究相结合的教学策略,为学生创设真实生动的问题情境,引领学生主动参与课堂学习,高效完成复习任务。
具体说来,通过探究氨水的碱性,综合复习碱与指示剂作用及pH试纸的使用;通过探究NaOH溶液与CO2的反应,综合复习碱与非金属氧化物的反应;通过探究中和反应过程中溶液的pH变化,加深理解酸碱中和反应的实质。在“做科学”的探究实践中培养学生的创新精神和实践能力。
一、教学过程设计
1. 实验导课,创设真实情境,激发学习兴趣
师:演示利用浓氨水和浓盐酸的反应设计的“空中生烟”[2]的创新实验。
将浓氨水和浓盐酸同时注入塑料瓶内,在靠近浓盐酸的一侧先产生大量白烟。
浓氨水具有哪些性质?为什么产生这么神奇的现象?
生(猜测):浓氨水可能具有挥发性和碱性。
师:怎样检验氨水显碱性?这是我给同学们提供的实验仪器和药品,请大家据此探究氨水的碱性。
2. 自主探究,在知识的应用过程中培养严谨的科学态度
生:根据老师提供的实验仪器和药品,进行自主探究。
通过实验现象,得出结论:氨水能使无色酚酞溶液变成红色,使紫色石蕊溶液变成蓝色;1%氨水的pH约为9,10 %氨水的pH约为14,说明氨水显碱性。
师:实验台上有两瓶浓度不同的氨水,它们的碱性强弱是否相同?通过该实验你还能得出什么结论?其他碱是否也具有这些性质?
生:碱具有相似的化学性质:
(1)碱溶液能使酸碱指示剂变色;碱溶液的pH大于7;
(2)氨水的浓度越大,碱性越强。
(3)同种碱溶液的浓度越大,碱性越强。
师:实验过程中,你闻到了什么气味,说明氨水具有什么性质?谁能揭开“空中生烟”的秘密?请大家讨论交流。
生:浓氨水挥发出的氨气和浓盐酸挥发出的氯化氢气体结合,生成氯化铵固体小颗粒。
过渡: 碱还有哪些性质?(生答碱还能与CO2、酸等物质发生反应)怎样证明NaOH溶液与CO2发生反应?请大家组内讨论,设计实验,然后小组选代表交流实验方案。
3. 合作探究,培养学生交流与合作的能力及发散思维能力
生:在两个相同材质、相同容积的塑料瓶内集满CO2气体,分别加入等体积的水和NaOH溶液,比较瓶子变瘪的程度。如果加入NaOH溶液的塑料瓶变瘪的程度大,就说明NaOH溶液与CO2发生反应。
师:同学们设计的实验很有创意:对比明显,现象直观,材料易得,但是需要两次实验操作,比较繁琐,而且药品用量也大。通常状况下,1体积水溶解1体积的CO2。我们能否从定量的角度设计一个实验,通过一次实验操作,就能证明二者发生反应。请同学们依据我给你们提供的实验仪器和药品,合作设计实验,探究NaOH溶液与CO2发生反应。
学生组内讨论、设计实验,然后小组间交流实验方案。
生:在锥形瓶内集满CO2气体,大注射器内吸入50mL空气,小注射器内吸入5mL10%的NaOH溶液,将NaOH溶液慢慢推入锥形瓶内,记录大注射器的活塞最后停留的刻度,计算出5mL NaOH溶液吸收的CO2的体积[3]。
师:这个小组设计的实验很有创意,可是这个实验是否可行?实验是检验真理的唯一标准,那我们就来试一下吧。
生:小组内合作探究,然后选派代表交流实验结果。
将NaOH溶液慢慢推入锥形瓶内,我们看到大注射器的活塞缓慢向下移动,最后停留在0刻度处。说明大注射器内50mL空气全部被吸进锥形瓶内,也就是说 5mL 10%的NaOH溶液至少吸收了50mL的CO2气体。根据通常状况下,CO2气体的溶解度分析可知, 5mL水大约吸收5mL CO2气体。由此可见,NaOH溶液吸收的CO2远远多于水吸收的CO2。说明NaOH溶液确实能与CO2气体发生化学反应。
师:其他碱是否也具有这些性质?
生:碱能与部分非金属氧化物发生反应,生成盐和水。
4. 知识深化,培养运用图像表达化学信息和获取化学信息的能力
师:怎样证明NaOH溶液和稀盐酸发生中和反应?
生(回顾教材实验):向滴有酚酞溶液的NaOH溶液中滴加稀盐酸,溶液由红色逐渐变浅,最后变成无色,证明NaOH溶液与稀盐酸发生中和反应。
师:可是这个实验并不能让我们直观的感受溶液酸碱度的变化,及溶液中物质成分的变化。怎样测定溶液的酸碱度? 生:使用 pH试纸测定溶液的酸碱度。
师: 使用pH试纸测定中和反应过程中溶液的酸碱度,操作繁琐。我们可以利用pH计测定实验过程中溶液pH的变化,操作更简便,现象更直观。
我在注射器内抽取50mL滴有石蕊溶液的稀盐酸,逐滴加入NaOH溶液中,请同学们观察pH计的数值变化,记录加入稀盐酸的体积和对应溶液的pH及温度。
师:通过温度变化,你能获得什么信息?
生:pH﹥7时,随着加入盐酸的增多,溶液的温度逐渐升高,pH﹤7时,随着加入盐酸的增多,溶液的温度逐渐降低,说明中和反应是放热反应。
师:请同学们根据加入稀盐酸的体积和溶液的pH变化关系,画出图像,分析溶液中不同阶段的物质成分。
生:展示画出的图像,分析图像。
A处溶液中含有NaOH和NaCl两种溶质,即滴加的盐酸不足。
B处溶液中含有NaCl一种溶质,即滴加的盐酸和NaOH恰好完全反应。
C处溶液中含有HCl和NaCl两种溶质,即滴加的盐酸过量。
师:请同学们观看中和反应的微观反应动画,理解中和反应的实质。
生:观看动画,总结中和反应的实质。
中和反应的实质是,酸中的H 和碱中的OH-结合,生成水的过程。所以其它的酸和碱也能发生中和反应,生成盐和水。
5. 总结提升,培养反思与交流的学习习惯
师:没有总结,就没有提升。请同学们根据本节课和上一节课的复习,构建本单元的思维导图。
生:交流合作画出思维导图,并展示。上图是部分学生画出的思维导图。
师:本节课你学会了什么方法,提升了哪些能力,还有什么困惑?
生1:体验了实验探究的快乐,学会了检验溶液酸碱性及酸碱度的方法。
生2: 学会了转化实验法和定量实验法来认识物质变化。
生3: 提升了与同学之间的交流与合作的能力及实验反思能力。
生4:酸碱中和反应的过程中,溶液的pH为什么从碱性突然变化到酸性?
师:这位同学观察的很仔细,这个问题主要涉及到大家将在高中学习的酸碱中和滴定知识,请同学们课后通过讨论、查阅资料等方式来解决这个问题,请各小组将你们的答案张贴在后黑板上,互相学习。
二、教学反思与自我评价
1. 摒弃传统模式,优化教学过程
摒弃复习课的传统模式,设置真实生动的实验探究情景,激发学生的学习兴趣,引导学生运用实验视觉进行化学知识的学习和深化,充分调动学生的学习主动性,有效地转换教和学的方式,彰显学生的主体地位。
2. 引入定量实验, 培养定量意识和创新精神
成功地改进和创新教材中的实验,融入更多的教育功能。尤其是定量实验的引入,将不可见的物质微观变化,转化为可见的宏观现象来认识物质变化,培养了学生的定量意识和发散思维能力。
3. 拓展实验资源,提高科学探究能力
巧用实验替代品和先进的现代仪器,开阔了学生的实验视野,也让学生深切地感受到科学和生活、社会的紧密联系,有效地增强学生的探究欲望,提高学生的科学探究能力。
参考文献
[1] 中华人民共和国教育部.义务教育化学课程标准(2011版). [M]. 北京:北京师范大学出版社,2012:1-2
[2] 陈立铭,李德前. 基于量的角度设计“氢氧化钠溶液与二氧化碳反应”的实验[J]. 化学教育,2014,(23):50-51