调整课堂预设 捕捉动态生成
摘 要:化学实验趣味之中充满哲理,平淡之中蕴含神奇。实验教学的过程是开放的,不是封闭的;是生成的,不是预设的。本文介绍了在中学化学的实验教学中,如何开发生成性教育资源,使整个课堂教学充满生命力。
关键词:化学实验 探究 新课程 生成性资源
理想的教学是一个动态生成的过程,课堂的精彩往往来自精心预设基础上的绝妙生成。当“无法预约的精彩”成为一句熟语后,课堂中那些极富生成价值的因素,被当做无比可贵的教学资源。
新课程标准中所谓生成性教育资源是指教学过程中,在师生共同交往中产生的情景、问题等,如思维的碰撞、意见的分歧、情感的交融等。化学是一门具有创造性的科学,其最鲜明的特点,就是以实验为基础。因此,在实验教学中注重生成性教育资源的开发,往往能使教学过程富于创造性和乐趣。
1、利用实验异常现象,把握生成性资源
化学实验受众多因素的影响,因此在实验教学中经常出现异常现象,不少演示实验失败的几率相对较高。即使在老师充分准备的情况下,仍会出现实验失败的情况。实验中异常现象的出现,会对学生造成认知冲突的失衡。
苏教版必修1《二氧化硫的性质和应用》一节中“SO2还原性”的讲授是重点也是难点,由于SO2易被空气氧化,实验容易失败。苏教版必修化学1有关二氧化硫的实验:取一支试管并加入5mL二氧化硫溶液,滴加氯化钡溶液,再滴加0.5mL 3%的过氧化氢溶液,振荡,放置片刻后滴加稀盐酸,观察实验现象。没有滴加H2O2之前,理论上没有白色沉淀生成,可实际操作中仔细观察会看到溶液有少许的浑浊;再加少量3%的过氧化氢溶液后,振荡,有大量的沉淀生成,放置片刻后加稀盐酸,沉淀不溶解。在此异常现象面前,有些老师就盲目解释产生浑浊的原因,生怕实验失败影响自己在学生心目中的威信,殊不知这正是老师心虚的表现。此时我们老师应该将计就计,就拿这个问题让学生分析讨论产生浑浊的原因,继而把“SO2还原性较强”这个知识点落实下去,并进一步挖掘能与之反应的氧化剂。
学生实验中,参与实验的主体是学生,不同组学生在同一个实验过程中就可能种种原因而导致异常现象,这时,发现异常现象的学生总会十分兴奋和好奇,教师如何充分利用这一资源,耐心予以引导求证,既满足学生的好奇心,又让学生体会到发现、探究的乐趣。
化学实验中各种试剂的加入一般而言有一定的顺序,但是在学生自行设计实验时往往会根据已有的经验,想当然地设计一些特定的实验步骤,但是有时往往会出现意想不到的结果。曾听到这么一堂评比课,教学内容是苏教版必修1《铁、铜的性质及应用》,教师讲授Fe3+的氧化性时提问学生Fe3+能与哪些具有还原性的物质反应,学生的答案之一是I-,于是让该学生设计实验加以证明。学生的实验方案如下:先往试管里加2mL0.1mol/L的FeCl3溶液,滴入2滴1%的淀粉溶液,无明显现象;然后滴加几滴0.1mol/L KI溶液,发现明显变色,但不是预期的蓝色。此时,教师甲就忙于解释说淀粉有问题——直链淀粉、支链淀粉的缘故(其实不是该原因)。如果我们教师转换观念,把实验的目的看作是带领学生探究知识,发现他们尚未认识的客观事物,并从中学到认知本领,就不会因为出现异常现象而手忙脚乱,影响教学。
同样的情形,教师乙就充分利用了该生成性资源,把问题交给学生处理。经过学生分析:可能是过量的Fe3+本身的黄色干扰了实验现象。经研究将实验方案调整如下:先往试管里加2mL0.1mol/L的KI溶液,滴入2滴1%的淀粉溶液,无明显现象;然后滴加几滴0.1mol/L FeCl3溶液,发现变成了预期的蓝色。就学生的发展而言,他们在实验方案设计过程中所获得的感受、体验的成功或失败,以及对于问题解决本身,是比单纯的结论更具实质性意义的学习成果。所以我们教师应实事求是地面对实验现实,并引导学生运用已有的知识经验,分析发生异常现象的原因,师生共同研究,改变实验方法和策略,最后把实验做成功。
苏霍姆林斯基说过:“教育的技巧并不在于能预见到课堂的所有细节,而是在于根据当时的具体情况,巧妙的在学生不知不觉中做出相应的变动。”新课程中,要求教师备的是弹性化教案,重在设计教学过程由何开始、如何推进、如何转折等,教师活动和学生活动要相辅相承,水到渠成。而不刻意追求教学环节的完整性,这些不确定性和可变因素的引入,非预设的课堂才让学生思绪飞扬,使师生积极互动,摩擦出创造的火花,涌现新的问题和答案。
2、质疑书本实验,开发生成性资源
所谓质疑,即思考别人思考过了的问题,并结合自己掌握和理解的知识,对其结论提出疑问。因此,在教学的过程中,要正确引导学生参与教学的过程,不轻信已有的结果,不盲从书中的结论,学会对知识的质疑,开发培养学生思维及创新能力的形成性教育资源。
“火柴头中硫元素的检验” 这一教学内容选自苏教版普通高中课程标准实验教科书·实验化学(选修)中《牙膏与火柴头中某些成分的检验》这一课题。教科书的课题方案设计中提供了a、b两种实验参考方案。上述两种方案存在的共同问题是:教科书提供的KMnO4酸性溶液浓度是0.01mol·L-1(并非如书上描述的“浅红色”而是呈较深的紫红色),而且用量比较大(a中需约10mL,b中约3~4mL),要使溶液褪色所需火柴头的用量较多(一般至少需要进行2次即6根)。其次,由方案a中烧杯的容积相对较大,故火柴头燃烧产生的气体浓度较小,再通过振荡乙烧杯来使二者接触从而反应,吸收效果不够理想,并且有SO2气体残余。方案b中燃烧产生的气体通过拉注射器而被KMnO4酸性溶液吸收,效果相对较好,但实验装置比较复杂,且需两人协同完成,也存在一定的局限性。
经过学生分组反复试验发现,要使书上提供的0.01mol·L-1KMnO4酸性溶液褪色较困难,因此可适当减小KMnO4酸性溶液的浓度(可选择1×10-3mol·L-1呈浅红色),使实验具有更强的可操作性和重复性。
方案1:取一微型试管,加入约1mL 稀碘水,滴加1%的淀粉溶液,显蓝色。取两根安全火柴放在试管口,用另一根燃着的安全火柴引燃后立即伸入微型试管中,立即用橡皮塞塞住试管口,收集产生的气体并轻轻振荡,可见原溶液的蓝色很快褪去(见图1)。本方案中同样可采用1×10-4 mol·L-1KMnO4酸性溶液代替淀粉-I2溶液。
图1 图2
方案2:取两根安全火柴放在试管口,用另一根燃着的安全火柴引燃后立即伸入一小试管中,立即用橡皮塞塞住试管口,收集产生的气体。然后滴入2~3滴1×10-3mol·L-1KMnO4酸性溶液,振荡,立即发现溶液浅紫色褪去;并可反复滴加KMnO4酸性溶液3~4次,褪色现象均很明显。
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