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设计从粗盐中分离出氯化钠的实验方案是化学项目学习实验教材项目2《从自然界中的盐到餐桌上的食盐》中任务2《如何从粗盐中提取氯化钠》中活动1的内容。通过任务1的学习,学生已了解“天日映成”“海水煮盐”等获取食盐的方法,但是海水中含有多種物质,以上方法得到的是粗盐。如何从粗盐中分离出氯化钠也是同学们很关注、很感兴趣、期待解决的问题。但是对于初学化学的同学来说,还没有形成一定的学科技能,所以还具有一定的挑战性。
一、项目学习目标
1.认知目标:不同溶质在溶剂中的溶解度是不同的,溶解度可以描述溶质的溶解极限,能够用数据、图表描述物质的溶解度信息。
2.能力目标:能够根据同一种物质在不同温度下的溶解度,调控物质的溶解和结晶;能够利用不同物质的溶解度差异设计方案,使不同物质分别处于溶解、结晶状态,通过过滤实现物质分离。
二、项目实施过程
1.项目导入。
实物展示日常生活中的粗盐与餐桌上的精盐,激发学生兴趣,引入项目主题。
教师展示,学生通过比较粗盐与精盐,唤起已有的社会经验,从而激发学生思考:海水中除了水、氯化钠之外,还有哪些物质?“天日映成”“海水煮盐”得到的是粗盐还是精盐?它们的分离思路是什么?
在解决了这一系列问题之后,教师紧接着提出:如何从粗盐中得到氯化钠?自然而然地引出本节课的核心任务:设计从粗盐中分离出氯化钠的实验方案。
本节课的导入没有直接指向学习目标中的溶液知识,而是从生活经验出发,但学生在学习、解决这些问题的过程中,必然会涉及到相关的知识与技能。本节任务的完成,可以加深学生对相关知识的理解和掌握,而与日常生活息息相关的问题更容易激发学生的学习兴趣,为以后的有效教学提供保障。
2.项目学习活动过程。
将学科知识的学习穿插于具体的任务活动中。在提出核心任务后,教师引导:
从粗盐中分离出氯化钠就是将粗盐中可溶于水的物质和难溶于水的泥沙与氯化钠分离。
布置子任务1:我们先来尝试如何将粗盐中难溶于水的物质与氯化钠分离。
学生活动一:
(1)阅读课本59页方法引导。
(2)分组实验:过滤操作。
教师巡回指导,收集信息,并提醒大家。
①小组要分工明确,互相合作。
②粗盐加少量水溶解。
③实验过程中要仔细观察现象,并做好记录。
④小组交流并得出结论。
⑤小组讨论交流回答课本59页的问题1。
由于学生还没有形成实验技能,可能操作不太规范,教师要及时予以纠正。在巡回中发现,一开始有些小组不会叠滤纸,有的不知道怎样让滤纸紧贴漏斗。
(3)学生展示。
小组展示过滤后的食盐水,互相比较、观察。
小组代表展示回答59页的问题1,其他组同学补充、纠正,教师及时给予鼓励、评价。
通过本次实验,提高了学生的动手能力和分析、解决问题的能力,同时也自然而然地得出可溶物与不溶物的分离思路。
布置子任务2:那些可溶物质如何与氯化钠分离?
学生活动二:
(1)阅读课本58页的资料一、资料二。
(2)交流研讨59~60页的问题2和问题3。
教师指导:
①先仔细分析资料,从中能获取哪些信息?
②资料二中物质比较多,为了便于比较,我们重点比较氯化钠和硫酸镁。
③比较资料二表格中的数据,注意得出这些数据的前提条件。
在教师的指导提示下,学生有了重点比较对象,归纳出每种物质的溶解情况,以及随温度变化的规律,能比较顺利地解答后面的问题。通过对各种物质溶解条件的强调,对后面溶解度的学习做了铺垫。
学生活动三:
学生交流展示:各小组代表积极踊跃表述他们的讨论结果,仔细聆听,对其他小组的发言进行补充、纠正,气氛非常活跃,充分发挥了小组合作的作用,取得了比较理想的效果。学生初步学会了通过控制溶质、溶剂的比例,蒸发可让更多的氯化钠从溶液中分离出来。
教师引导学生分析:
表二中每种物质的溶解情况,都是指明在一定温度、100g溶剂中达到饱和所溶解溶质的质量,这个质量就叫这种溶质的溶解度。
由此引出溶解度及溶解度计算公式,并引导学生归纳不同物质溶解度随温度变化的关系,从而了解溶解度概念的价值,知道调控溶质、溶剂的比例溶液状态就会发生变化。
布置子任务3:实验探究:调控物质的溶解与结晶。
对于这个探究实验,和现行人教版教材相比,是一个全新的内容。现行人教版教材中,对于饱和溶液的配制,饱和溶液与不饱和溶液的判断及相互转化,以及结晶常见的方法,也是通过实验以及查阅资料的方法得出相关结论,并掌握相关知识,在此基础上逐渐形成溶解度概念。这些实验在教材中已经提供具体的实验内容与方案。在以往的教学中,只要教师演示或学生小组实验,就能很顺利地得出结论,难度相对来说较小。而在项目学习中的这部分教学任务,是在学生了解溶解度之后,对溶解度概念及其价值的应用,要求学生通过对硝酸钾溶解度曲线的分析,设计实验,探究配制室温下硝酸钾饱和溶液以及结晶的方法,整个任务让学生自己设计,自己探究,真正让学生在“做中学”。
对于这部分的教学,和传统教学方法有很大的不同。一开始我们总觉得学生的化学学科知识比较欠缺,而且刚刚接触到溶解度,还不是太熟悉,理解的还不是很透彻,而且从传统的学习方式一下子转变为项目学习,觉得难度颇大,怕学生理解不了,完不成任务,抱着试试看的想法,这样设计了教学过程:
1.学生小组讨论,设计实验方案。 (教师适当点拨。如:由硝酸钾的溶解度曲线你可以获取哪些信息?如何利用这些信息?)
(由小组长组织,对每位同学提出的方案、意见进行讨论、交流,设计出你们组认为最好的方案。)
2.小组进行实验探究。
(各小组对刚才设计的方案进行实验探究,确认本组的方案到底是否可行,并得出结论或通过探究修改方案,继续探究,直到得出满意的结论。)
(教师巡回,收集各组的实验方案,发现问题或操作上的错误,及时进行指导。也可直接参与到某个小组的活动中,详细了解同学们的想法和思路。)
3.实验后小组间进行交流、展示。
(每组学生代表将实验方案以及结果展示给大家,并互相评价这些方案是否可行,哪些方案较好。)
(教师点评,并帮助同学完善方案。)
通过实验探究,收到了意想不到的效果,同学们设计出多种方案,虽然说原理基本相同,但各组有各组的特点、理由,主要有以下几种:
(1)取10ml水,称量3g硝酸钾投入烧杯中,搅拌至溶解。
(小组展示:由硝酸钾溶解度曲线查出20℃硝酸钾溶解度为30g。相似方案有取20ml、100ml水的。)
(大家讨论后认为100ml水用的药品太多,还浪费时间,选用10ml或20ml水即可。)
(2)取20ml水(有取10ml的),称量10g硝酸钾,不断投入烧杯中,搅拌至不能继续溶解,称量剩余硝酸钾。
(小组展示:不能继续溶解,说明得到了饱和溶液,而且可确定20ml水中最多溶解硝酸钾的质量。)
(同学们认为,如果水中加的硝酸钾多了,称量剩余固体也是有误差的。)
(3)烧杯中放水,称量总质量,加入硝酸钾至烧杯中出现不溶物,再称量总质量。
(同学们讨论认为,可以得到饱和溶液,但水的量不确定,不选用。教师建议,一定量的液体最好用量筒取用。)
(4)烧杯中加入水,一直加硝酸钾搅拌,看到有固体出现,进行过滤。
(小组展示:出现硝酸钾固体,说明溶液肯定是饱和的,通过过滤,还把固体硝酸钾除去。)
(同学们讨论认为,可以得到饱和溶液,但质量不确定。)
(5)称量5g硝酸钾投入烧杯中,逐渐加入水,直到全部溶解。
(同学们认为:加入的水是否多了不好确定。)
经过大家讨论,认为方案(1)和方案(2)较好。
对于接近饱和的溶液更快地完成饱和溶液的制备,大多采用搅拌、振蕩的方法,各小组通过实验探究,得出结晶常用的两种方法。
4.教师引导学生归纳。
(1)利用控制溶质、溶剂的质量比,判断溶液是否饱和、能否结晶或继续溶解。
(2)通过今天的项目学习,归纳多种可溶性物质的分离思路。
整个学习过程都是学生在“做中学”。由于学生的化学知识技能和实验操作技能都不太熟练,占用的时间比预计的时间超出了许多,但结果比我们预想的要好得多。在探究过程中,教师已发现每个小组配制饱和溶液的方案不尽相同,在展示环节,每个小组代表都积极展示他们的方案,有些方法甚至是教师没有预想到的,同学们把日常生活的经验,以及所学的学科知识充分应用到实验探究中,既增加了乐趣,又学到了相关的学科知识。
(3)继续布置任务,检查进度。
通过今天的项目学习,我们已经懂得了混合物分离的思路,请同学们设计从粗盐中分离出氯化钠的实验方案,并完成实验,做好实验记录,便于交流展示。
三、项目学习反思
项目学习是提倡并践行“做中学”教学理念的一种教学方式,与传统教学相比,教学方式、学习方式都有明显的改变。本节课的项目学习中,教师将教学任务分解成几个小的子任务,分别布置给学生,通过学生的自学、合作、交流研讨、实验探究等方法,真正体现了在“做中学”,让学生每完成一个任务,都能够领悟到相应的学科知识。学生兴致勃勃地参与到项目学习中,特别是在实验探究中,通过动手操作,发现自己的错误、不足,并通过讨论、交流、再动手,让自己小组的实验更完善,并得出了相关结论。随后教师及时组织学生进行交流展示,给予鼓励和评价,树立信心。
项目学习培养了学生的操作能力、交流合作能力以及思考分析能力。通过表达交流,提高了学生的表达能力。通过项目学习,收获了知识,发展了能力,培养了其他更多方面的品质。
教师在教学中,扮演了课堂的组织者、学生学习的辅导者的角色,在学生需要时给予必要的帮助,避免了满堂灌的弊端。
本节课教学中,学生的学科基础知识和技能不足,教师对学生可能会出现的问题预估不足,在课堂上出现了时间掌控不好,预计时间内不能完成预设任务的现象。学生的实践活动能力还有待于提高,表达、交流、自我评价能力还有所欠缺,最后布置的设计实验以及展示交流还需要再占用时间完成。
一、项目学习目标
1.认知目标:不同溶质在溶剂中的溶解度是不同的,溶解度可以描述溶质的溶解极限,能够用数据、图表描述物质的溶解度信息。
2.能力目标:能够根据同一种物质在不同温度下的溶解度,调控物质的溶解和结晶;能够利用不同物质的溶解度差异设计方案,使不同物质分别处于溶解、结晶状态,通过过滤实现物质分离。
二、项目实施过程
1.项目导入。
实物展示日常生活中的粗盐与餐桌上的精盐,激发学生兴趣,引入项目主题。
教师展示,学生通过比较粗盐与精盐,唤起已有的社会经验,从而激发学生思考:海水中除了水、氯化钠之外,还有哪些物质?“天日映成”“海水煮盐”得到的是粗盐还是精盐?它们的分离思路是什么?
在解决了这一系列问题之后,教师紧接着提出:如何从粗盐中得到氯化钠?自然而然地引出本节课的核心任务:设计从粗盐中分离出氯化钠的实验方案。
本节课的导入没有直接指向学习目标中的溶液知识,而是从生活经验出发,但学生在学习、解决这些问题的过程中,必然会涉及到相关的知识与技能。本节任务的完成,可以加深学生对相关知识的理解和掌握,而与日常生活息息相关的问题更容易激发学生的学习兴趣,为以后的有效教学提供保障。
2.项目学习活动过程。
将学科知识的学习穿插于具体的任务活动中。在提出核心任务后,教师引导:
从粗盐中分离出氯化钠就是将粗盐中可溶于水的物质和难溶于水的泥沙与氯化钠分离。
布置子任务1:我们先来尝试如何将粗盐中难溶于水的物质与氯化钠分离。
学生活动一:
(1)阅读课本59页方法引导。
(2)分组实验:过滤操作。
教师巡回指导,收集信息,并提醒大家。
①小组要分工明确,互相合作。
②粗盐加少量水溶解。
③实验过程中要仔细观察现象,并做好记录。
④小组交流并得出结论。
⑤小组讨论交流回答课本59页的问题1。
由于学生还没有形成实验技能,可能操作不太规范,教师要及时予以纠正。在巡回中发现,一开始有些小组不会叠滤纸,有的不知道怎样让滤纸紧贴漏斗。
(3)学生展示。
小组展示过滤后的食盐水,互相比较、观察。
小组代表展示回答59页的问题1,其他组同学补充、纠正,教师及时给予鼓励、评价。
通过本次实验,提高了学生的动手能力和分析、解决问题的能力,同时也自然而然地得出可溶物与不溶物的分离思路。
布置子任务2:那些可溶物质如何与氯化钠分离?
学生活动二:
(1)阅读课本58页的资料一、资料二。
(2)交流研讨59~60页的问题2和问题3。
教师指导:
①先仔细分析资料,从中能获取哪些信息?
②资料二中物质比较多,为了便于比较,我们重点比较氯化钠和硫酸镁。
③比较资料二表格中的数据,注意得出这些数据的前提条件。
在教师的指导提示下,学生有了重点比较对象,归纳出每种物质的溶解情况,以及随温度变化的规律,能比较顺利地解答后面的问题。通过对各种物质溶解条件的强调,对后面溶解度的学习做了铺垫。
学生活动三:
学生交流展示:各小组代表积极踊跃表述他们的讨论结果,仔细聆听,对其他小组的发言进行补充、纠正,气氛非常活跃,充分发挥了小组合作的作用,取得了比较理想的效果。学生初步学会了通过控制溶质、溶剂的比例,蒸发可让更多的氯化钠从溶液中分离出来。
教师引导学生分析:
表二中每种物质的溶解情况,都是指明在一定温度、100g溶剂中达到饱和所溶解溶质的质量,这个质量就叫这种溶质的溶解度。
由此引出溶解度及溶解度计算公式,并引导学生归纳不同物质溶解度随温度变化的关系,从而了解溶解度概念的价值,知道调控溶质、溶剂的比例溶液状态就会发生变化。
布置子任务3:实验探究:调控物质的溶解与结晶。
对于这个探究实验,和现行人教版教材相比,是一个全新的内容。现行人教版教材中,对于饱和溶液的配制,饱和溶液与不饱和溶液的判断及相互转化,以及结晶常见的方法,也是通过实验以及查阅资料的方法得出相关结论,并掌握相关知识,在此基础上逐渐形成溶解度概念。这些实验在教材中已经提供具体的实验内容与方案。在以往的教学中,只要教师演示或学生小组实验,就能很顺利地得出结论,难度相对来说较小。而在项目学习中的这部分教学任务,是在学生了解溶解度之后,对溶解度概念及其价值的应用,要求学生通过对硝酸钾溶解度曲线的分析,设计实验,探究配制室温下硝酸钾饱和溶液以及结晶的方法,整个任务让学生自己设计,自己探究,真正让学生在“做中学”。
对于这部分的教学,和传统教学方法有很大的不同。一开始我们总觉得学生的化学学科知识比较欠缺,而且刚刚接触到溶解度,还不是太熟悉,理解的还不是很透彻,而且从传统的学习方式一下子转变为项目学习,觉得难度颇大,怕学生理解不了,完不成任务,抱着试试看的想法,这样设计了教学过程:
1.学生小组讨论,设计实验方案。 (教师适当点拨。如:由硝酸钾的溶解度曲线你可以获取哪些信息?如何利用这些信息?)
(由小组长组织,对每位同学提出的方案、意见进行讨论、交流,设计出你们组认为最好的方案。)
2.小组进行实验探究。
(各小组对刚才设计的方案进行实验探究,确认本组的方案到底是否可行,并得出结论或通过探究修改方案,继续探究,直到得出满意的结论。)
(教师巡回,收集各组的实验方案,发现问题或操作上的错误,及时进行指导。也可直接参与到某个小组的活动中,详细了解同学们的想法和思路。)
3.实验后小组间进行交流、展示。
(每组学生代表将实验方案以及结果展示给大家,并互相评价这些方案是否可行,哪些方案较好。)
(教师点评,并帮助同学完善方案。)
通过实验探究,收到了意想不到的效果,同学们设计出多种方案,虽然说原理基本相同,但各组有各组的特点、理由,主要有以下几种:
(1)取10ml水,称量3g硝酸钾投入烧杯中,搅拌至溶解。
(小组展示:由硝酸钾溶解度曲线查出20℃硝酸钾溶解度为30g。相似方案有取20ml、100ml水的。)
(大家讨论后认为100ml水用的药品太多,还浪费时间,选用10ml或20ml水即可。)
(2)取20ml水(有取10ml的),称量10g硝酸钾,不断投入烧杯中,搅拌至不能继续溶解,称量剩余硝酸钾。
(小组展示:不能继续溶解,说明得到了饱和溶液,而且可确定20ml水中最多溶解硝酸钾的质量。)
(同学们认为,如果水中加的硝酸钾多了,称量剩余固体也是有误差的。)
(3)烧杯中放水,称量总质量,加入硝酸钾至烧杯中出现不溶物,再称量总质量。
(同学们讨论认为,可以得到饱和溶液,但水的量不确定,不选用。教师建议,一定量的液体最好用量筒取用。)
(4)烧杯中加入水,一直加硝酸钾搅拌,看到有固体出现,进行过滤。
(小组展示:出现硝酸钾固体,说明溶液肯定是饱和的,通过过滤,还把固体硝酸钾除去。)
(同学们讨论认为,可以得到饱和溶液,但质量不确定。)
(5)称量5g硝酸钾投入烧杯中,逐渐加入水,直到全部溶解。
(同学们认为:加入的水是否多了不好确定。)
经过大家讨论,认为方案(1)和方案(2)较好。
对于接近饱和的溶液更快地完成饱和溶液的制备,大多采用搅拌、振蕩的方法,各小组通过实验探究,得出结晶常用的两种方法。
4.教师引导学生归纳。
(1)利用控制溶质、溶剂的质量比,判断溶液是否饱和、能否结晶或继续溶解。
(2)通过今天的项目学习,归纳多种可溶性物质的分离思路。
整个学习过程都是学生在“做中学”。由于学生的化学知识技能和实验操作技能都不太熟练,占用的时间比预计的时间超出了许多,但结果比我们预想的要好得多。在探究过程中,教师已发现每个小组配制饱和溶液的方案不尽相同,在展示环节,每个小组代表都积极展示他们的方案,有些方法甚至是教师没有预想到的,同学们把日常生活的经验,以及所学的学科知识充分应用到实验探究中,既增加了乐趣,又学到了相关的学科知识。
(3)继续布置任务,检查进度。
通过今天的项目学习,我们已经懂得了混合物分离的思路,请同学们设计从粗盐中分离出氯化钠的实验方案,并完成实验,做好实验记录,便于交流展示。
三、项目学习反思
项目学习是提倡并践行“做中学”教学理念的一种教学方式,与传统教学相比,教学方式、学习方式都有明显的改变。本节课的项目学习中,教师将教学任务分解成几个小的子任务,分别布置给学生,通过学生的自学、合作、交流研讨、实验探究等方法,真正体现了在“做中学”,让学生每完成一个任务,都能够领悟到相应的学科知识。学生兴致勃勃地参与到项目学习中,特别是在实验探究中,通过动手操作,发现自己的错误、不足,并通过讨论、交流、再动手,让自己小组的实验更完善,并得出了相关结论。随后教师及时组织学生进行交流展示,给予鼓励和评价,树立信心。
项目学习培养了学生的操作能力、交流合作能力以及思考分析能力。通过表达交流,提高了学生的表达能力。通过项目学习,收获了知识,发展了能力,培养了其他更多方面的品质。
教师在教学中,扮演了课堂的组织者、学生学习的辅导者的角色,在学生需要时给予必要的帮助,避免了满堂灌的弊端。
本节课教学中,学生的学科基础知识和技能不足,教师对学生可能会出现的问题预估不足,在课堂上出现了时间掌控不好,预计时间内不能完成预设任务的现象。学生的实践活动能力还有待于提高,表达、交流、自我评价能力还有所欠缺,最后布置的设计实验以及展示交流还需要再占用时间完成。