第一篇:中学化学教学方法探究
中学化学教学方法探究
【关键词】 化学教学;教学方法;实验;多
媒体;对比归纳
【中图分类号】 G633.8
【文献标识码】 A
【文章编号】 1004―0463(2015)
22―0062―01
教育改革越来越注重学生综合素质与能力的培养,这就要求教师在教学过程中坚持以学生为主体、教师为主导,改变传统的灌输式教学方法,采用立体的、直观的多种教学方法,重调动学生的积极性。本文以教学实践为基础,引出了在中学化学教学中应用的多种教学方法及运用这些教学方法和手段时要注意的几个问题。
一、实验探究法
化学是一门以实验为基础的学科,实验可以激发学生学习化学的兴趣,培养学生观察、实验能力。新课改教学中要坚决反对“黑板上画实验,课堂上讲实验,课下背实验”的应试模式,开展“实验探究教学模式”。其一般过程是学生在教师的启发下,为了认识某物质,探究某种化学现象,提出一个问题,依据已有的知识、经验作出与问题有关的推测;制定解决问题的方案,进行化学实验;查阅资料,通过分析、归纳、推理和论证,得出合理的结论和问题的答案。
在近几年考试中,实验探究试题频频出现,要求考生根据实验选择药品,自行设计实验方案;根据题目中的图示步骤,推断出除杂药品,目的是考查考生思维的严密性及整体性,同时还注意考查考生对化学实验的理解水平、正确表达等综合实验能力。这就要求考生要具有一定分析、解决问题的能力。实验探究法恰好能培养学生这方面的能力。
二、广泛使用多媒体辅助教学
1.无法完成的实验宜用多媒体。有些实验在实际教学中无法操作,可以利用多媒体视频,播放实验过程。对很多农村中学来说,没有能力来改善化学实验的条件,在这种情况下,运用多媒体技术,模拟实验就可以弥补这一不足。如模拟因实验失误造成的后果:制取氧气时先熄灭酒精灯,再移出导管会出现水倒流回试管使之炸裂的情况;在浓硫酸稀释时,水如果加入浓硫酸中,水会沸腾并飞溅伤人等。演示模拟实验,使得教学过程变得直观、生动、形象,可收到事半功倍的教学效果,使学生对所学知识有进一步了解。
2.解决抽象问题时宜用多媒体。如运用多媒体展示二氧化碳在自然界中的循环,形象演示二氧化碳的气、液、固的三态变化,呈现固态二氧化碳(又称干冰)汽化时吸收大量的热;呈现生活中可用于冷藏食品和人工降雨的画面,又链结了一个形象而富有情趣的动画片:在意大利有一个山洞,叫做“死狗洞”,画面展示一个人牵着一只狗走进这个山洞,走着走着狗躺倒了,跳跃出一个骷髅的动画头像。洞内升起一条红线,显示红线下方二氧化碳的含量过高。通过动画图像、文字注释和优美声音展现,极大地调动了学生的学习兴趣,使学生轻松自如突破教学难点。
3.讲解立体化学时宜用多媒体。在学习《原子的构成》一节时,由于主要内容是认识原子的内部结构,较为抽象,在传统教学中学生都感到枯燥无味、难以理解,很难建构物质的微粒观。多媒体的使用能够很好解决这一问题。教师可以事先从网络上下载或自己制作FLASH课件,通过动画演示将原子的内部结构,以及电子围绕原子核运动的情况和原子核内部更小的微观结构(质子和中子)很好地展示给学生。
4.各章复习课和总复习宜用多媒体。复习阶段往往涉及的内容较多,学生很难把这些内容条理化,教师串讲起来也感到费时费力。这时可制作多媒体课件,将所要复习的内容分类总结后制作一个课件,进行串讲,便于学生系统理解和掌握知识的脉络。
5.对学生进行情感教育的时候宜用多媒体。让学生了解化学工业在社会发展中的重要作用,逐渐培养学生的社会责任感。这些知识的介绍光靠语言描述不能引起学生的注意,如果通过观看录像、影片等形象直观手段,一定能取得好的教学效果。
三、对比归纳法
学习的过程就是知识不断积累的过程,化学知识覆盖面大,内在联系千丝万缕。要使知识便于提取和应用,就要对知识及时归纳、总结,使知识系统化、网络化。化学是研究物质的组成结构性质及变化规律的学科,学生在化学学习中,应用对比归纳法,研究变化,可掌握规律,加深理解。例如,学生对比归纳常见金属的活动性顺序,更深刻地掌握金属的性质,加强记忆;比较归纳常见金属元素在金属活动性顺序表中活泼性与金属性的递变规律,加深理解常见金属元素性质的变化规律;在学习完氢气与一氧化碳的性质后,对比归纳二者的相似性与相异性,加深对知识的理解,同时培养学生运用从一般到特殊的辩证方法。
当然,教学方法远不止这几种,还有很多,只依赖于一两种方法进行教学无疑是有缺陷的。要在新课程改革的实施过程中取得较好的教学效果,就必须根据教材内容、学生的认知水平和实验教学设备等,灵活选择适当的教学方法。
编辑:张 昀
第二篇:高中地理教学方法探究
摘 要:教无定式,学无定法。高中地理课教学没有现成的模式参考,也没有一成不变的教学方法,需要教师在教学过程中不断更新教学观念,以学生为本,充分利用现代教学资源和手段,完善教学过程,激发学生兴趣,培养学生自主学习能力。
关键词:高中地理;教学方法;观念;环境;资源;手段;能动性
随着新课程改革的发展,新课改的新要求使高中地理课教学时间紧任务重的问题进一步突显。如何提高地理课堂教学效率,增强学生学习政治的兴趣,吸引学生选择地理学科是摆在地理课教师面前的一个难题。目前,全国各地的教育界同仁们在各科的教学中都进行着大量的创新教学的探索和尝试,我作为一名地理课教师在认真学习来自各地的先进经验的基础上,也作了一些探索和尝试。本文就结合自己的教学实际谈点想法。
一、教师要树立新的教育教学观念
根据教育部制定的新课程标准,地理课教学的目的就是从适应社会发展和学生成长需要出发,重视和加强地理技能教育,提高教学的针对性、实效性和主动性。分析新课标注重学生思维、情感和行为方式的培养活动组织的要求,地理课教师的教学活动组织一定要有问题意识,必须大胆设计课堂教学改革方案,充分激发学生学习的兴趣,调动其积极性、主动性,培养其创新精神,让学生真正成为学习的主体。使学生感到地理课有趣、有理、有用,使他们快乐地学习地理课,并且在原有基础上都有所提高。高中地理课的科学性比较强,因此教师讲课的过程中非常注意以教材为主,把科学性和趣味性统一起来。当然科学性和趣味性主次要分清,科学性是基础,要把趣味性寓于科学性之中。
二、教师要创设轻松自由的课堂环境
在地理课教学中,我们要善于选择一些学生特别感兴趣的内容来讲,比如,一些社会热点话题引入课堂,采用小组探究的学习方式,采用提出问题、分析问题和解决问题三环节教学法,由每个小组选出代表按顺序发言,这种全体参与、代表发言的形式能够最大限度地提高学生的学习激情。也可以采用一些辅助手段,如随意采访、自由阐述,运用一切方法去提倡学生参与教学,力求把那些不喜欢学政治的学生吸引过来。虽然地理学科的实践性强,方方面面很多,但是要培养合格的社会建设者,一定得学好地理,所以教师一定要想办法,把那些生硬的理论形象化,让自己的教学语言多样化,用鲜活的情境设置来吸引学生的注意力,用积极愉快的情感来调动学生的学习积极性。
三、教师学无止境,整合其他有效的教学资源
以往的教学中,教师视教材为经典,为权威,教学时严格地按照教学大纲进行,不敢越雷池半步。学生课堂上获取知识的主要渠道也是教材。随着互联网技术的发展,世界各国的距离越来越小,人们的视野更为开阔,获取知识的渠道更加多样化,这是一个信息爆炸的时代。教材上的知识与信息已远远不能满足学生的需要。现代教育理论提出:学习有着更为广阔的空间,学习的外延等于生活的外延。我们要为学生的学习提供更为广阔的空间,教材不是唯一的教学资源,它只是众多的资源中的一种,是我们教学的主要依据。在教学时我们要以教材为主,以其他资源为主,要将社会热点问题、社会关注的话题和国际时事引入我们的教学,让学生身在课堂,心系社会,为学生提供更多的信息,以开拓学生的眼界,丰富学生的生活。
四、教师要学习,充分利用现代化教学手段
在现代地理课教学中,教师要充分体现地理教学的开放性,要把一些抽象的理论,讲解得较为生动透彻,除使用上述必要的教学方法和手段外,教师还应当注重教学情景的创设,通过多媒体课件等现代化教学手段,或者是照片、图片、挂图等生动形象且直观的教学手段,或者也可以通过师生的讲述,把学生带入某种特定的情景之中,使学生有如身临其景其境:通过这种情感渲染和传达,使学生更容易接受对知识的诠释和理解,免去了生涩与呆板,也达到使学生学会对知识活学活用的目的。
五、平时给予学生充分的肯定和尊重
在教学过程中受到激励的学生学习劲头足,学习成绩不断提高;而缺乏激励的学生,学习没有劲头,学习成绩有下降趋势。教师在教学活动中,要舍得给学生用微笑、褒扬的词语,以调动学生的积极性,激发学生学习的自信心,让学生体会到成功,享受到尊重。现代教师不再是高高在上的绝对权威,而应该是学生学习的合作者、服务者和共同学习进步着。教师必须清醒地意识到服务的对象是学生,提供给学生的应该是优质的服务,而优质服务的前提就是学会尊重学生。那种长期凌驾于学生之上的“师道尊严”思想,必须彻底摒弃。所以我们应营造一种民主、平等、和谐的地理课堂教学氛围,使学生在课堂活动中体会尊重、体会倾听,民主地参与地理教学活动。
六、教师要发挥学生学习的主观能动性
高中阶段的学生正处于人生观、世界观形成的时期,因此,地理课堂的教学更要注重发展学生的综合能力,使学生学会学习、学会思考、乐于学习。因此,我们应该重视学生主观能动性的发挥,注重调动学生自主学习的积极性。例如,在课堂教学中,教师可以组织学生分组讨论,进行研究性学习,有的教学活动是个人无法完成的,比如一些调研活动,需要集体的团结合作,这就需要有人去组织协调,教师给学生做相应的指导,具体活动学生自行组织,在组织的过程中,既锻炼了学生组织协调能力,也锻炼了学生团队合作精神。
总之,地理课教学担负着教书育人的双重任务,它有助于学生树立正确的世界观和人生观,如何搞好地理课教学是每一个地理课教师都必须思考的问题,许多可行的方法有待于我们在实践中去不断探索。
第三篇:兴趣教学方法探究
兴趣教学方法探究
根据以往的教学经验来看,初中生物课程作为小学科学课程中生物部分内容的进一步深化,在教学伊始能够很好地带动学生的学习意愿和学习积极性,他们愿意主动地投入到新鲜知?R领域的探索和认知过程中来。然而随着教学进度的深化和进一步开展,学生也将主动学习过程变成了被动的接受过程。因此,教师应当在教学中开辟一些新鲜的方法,在不同的阶段都能体现出初中生物课程的趣味性,重新调动学生的学习热情和积极性,使他们真正融入到生物学习中来。
一.课堂教学方式的改善
课堂教学是初中生物教学的主要部分,是学生接受、认知、理解教材知识内容的重要过程,这个过程的效果能够直接影响学生对知识内容的理解方式和认知状态,进而对接下来的习题训练和深入思考产生情绪上的影响,因此改善课堂教学方式对于调动学生生物学习的兴趣有很重要的作用。
立足于当前社会发展的现状,信息技术不仅普及到人们的日常生活,同时也被应用于教育领域,学生的课余生活内容早已被网络、手机、电脑等物品填充,因而他们对这种现代化的形式内容会产生习惯性的亲切感,那么进行教育信息化理念的落实就会收到很明显的成效。比如“人体的呼吸”这一章,教师可以利用多媒体、微课等信息化教学方式将知识内容以视觉化的形式进行呈现,通过制作动画、视频或者摄取网络资源等方式将人体的呼吸过程以及气体在肺部的交换过程进行直观展现,不仅能使学生进行具体的理解和深入的认知,同时在形式上符合了学生的心理需求,使他们把课堂学习过程当作平时上网休闲的过程,重新唤起学习兴趣和积极性,进而使得整个课堂教学过程事半功倍。
二.习题训练状态的改进
习题训练是帮助学生巩固知识学习、培养解题能力和技巧、提高考试成绩的重要过程,但对于整个生物教学过程而言,也是最为枯燥、乏味的过程,许多学生就是因为大量机械化的习题训练而对生物学科产生了抵触情绪,因此教师需要采取措施改善学生进行习题训练的过程。
立足于初中学生的心理状态,他们正处于活力四射、精力旺盛的年纪,一方面需要在生活内容中获得激情和刺激,另一方面需要张扬个性、彰显自我价值,教师可以从这一角度展开思考。比较可行的办法是在班级内定期举办习题经验分享会,将那些在习题训练中总结出优质的解题技巧的同学请到台上去分享自己的心得,类似于演讲,也可以就某道具体的习题去展开讲述。在这个过程中,学生的自我价值得到全面的实现,内心会获得一定的满足感和成就感,而其他学生在倾听过程中也会受到一定的启发和影响,希望自己也能成为站在台上的人,从而在习题训练中付出更大的努力。这一举措类似于管理学中的激励理论,是通过榜样去感染群体,从整体上调动学生的学习积极性。
当然,我们还应该考虑到班级的整体学习氛围,如果一个班级的整体积极性都不高,那么这一举措就很难顺利开展下去,因此就需要教师根据具体情况进行具体分析,对个别问题就像特殊解决。
三.实际应用可能的挖掘
初中生物课程中包含大量的知识性、理论性内容,然而许多教师在教学中忽略了它与实际生活的联系,使得生物教学脱离了现实,进而导致学生意识不到所学知识对自己有哪些帮助。这是导致学生在生物学习中兴趣下降的一个重要原因。
教师应当在教学中努力挖掘知识内容的实用可能性。比如“人体的呼吸”这一章,呼吸是我们每个人每时每刻都在进行的行为,教材内容对这一生理行为进行了理论上的讲解,学生通过学习能够基本了解呼吸过程的运行原理,但却并不能发掘学习这部分知识能真正对自己带来什么帮助。那么教师就可以适当地挖掘一些实用可能,比如:同学们都跑过步,有人擅长短跑,有人擅长长跑,这是为什么呢?是不是因为这两种运动对体能的要求有所不同?短跑时我们一气呵成,只追求速度,不会觉得累,而在长跑中就要经历漫长的运动过程,有些体质差的同学还会晕倒,这是为什么呢?其实跑步过程对呼吸方法是有一定要求的。通过这种讲述将体育和生物结合起来,使学生将所学知识与平时的运动状态联系起来,发现了生物知识的实用价值,进而就能很好地调动他们的学习兴趣,愿意主动融入到生物学习中来。
综上所述,初中生物教学效果的实现对学生的学习意愿有很强的依赖性,需要教师采取适当的教学方法来激发学生的学习兴趣,确保他们在生物学习中以主动地姿态去获取真正有价值的收益。
参考文献
[1]俎永田《谈初中生物兴趣教学》;[J]《中国校外教育》,2017-07-30
[2]范开贵《小议兴趣教学法在初中生物教学中的应用》;[J]《科学资讯》,2015-08-01
(作者单位:湖北省武汉市新洲区阳逻街第一初级中学)
第四篇:高中数学教学方法探究
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高中数学教学方法探究
高中数学教学方法探究
中图分类号:G623.5 文献标识码:A 文章编号:
数学是学习和研究现代科学技术的基础,在培养和提高思维能力方面,发挥着特有的作用,其内容、思想、方法和语言已成为现代文化的重要组成部分。将信息技术运用于数学教学,弥补了传统教学的不足,提高了教学效率,同时也培养了学生的信息技术技能和解决问题的能力。信息技术与数学教学的融合,主要有以下几方面的功能。
一、激发学习兴趣 培养参与意识
如何激发学生的学习热情是上好一堂课的关键。近半个世纪来,中国的教育受凯洛夫教育思想的影响极深,注重认知,忽略情感,学校成为单一传授知识的场所。这就导致了教育的狭隘性、封闭性,影响了人才素质的全面提高,尤其是影响了情感意志及创造性的培养和发展。情境教育反映在数学教学中,就是要求教师在课堂教学中把抽象的概念转化成形象直观,把乏味的习题解析用现代教学手段演绎成宏观的社会应用,为了数学的文化价值,创设有利于当今素质教育的问题情境。
例如,在学习函数基本性质的最大值和最小值时,可以先播放一段壮观的烟花片段。“菊花”盛放,制造时,一般期望它达到最高点时爆炸。那么,烟花距地面的高度h与时间t之间的关系如何确定?如果烟花距地面的高度h与时间t之间的关系就为h(t)=-4.9t2+14.7t+18。烟花冲出,什么时候是它爆裂的最佳时刻?这时距地面的高度是多少?
通过创设问题情境,让学生感受数学是非常有趣的,数学不只存在于课堂上、高考中,数学的价值是无处不在的。情境教学能促进教学过程变成一种不断引起学生极大兴趣的,向知识领域不断探索的活动。借助多媒体强大的图形处理功能,新异的教学手段,创设生动有趣的情境,激发学生的学习情绪,使学生固有的好奇心、求知欲得以满足,同时给学生提供了自主探索与合作交流的环境。
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二、拓展教与学的资源
信息时代,网络为师生提供了新的学习资源。新的课程资源除课本外,还有网络资源,地方课程资源,社区课程资源和校本课程资源。新课程中,学生的学习也离不开网络,网络课程资源是对课本的重要补充。许多研究性学习课题,探究课题,都需要学生自主查找资料。目前,查找资料最方便、快捷的方法无疑是网络。
例如,在学完《导数》一章后,有一个研究性学习课题――“走进微积分”,让学生自愿组成学习小组,上网查找下列资料:①我国古代有哪些微积分思想的例子;②微积分产生的时代背景;③牛顿、莱布尼茨的生平;④微积分对人类科学和社会的影响。大多数同学利用网络资源完成了这个课题,对微积分有了更加深刻的认识。
信息技术与数学的整合也要求教师不断学习先进的教育、教学理论和方法,学习信息技术。这些学习,除参加各级教研活动,参加各种培训外,最适合教师的,也是最方便、快捷的,就是网络学习。高中数学是抽象性和灵活性较强的学科。成功的数学课,不仅要看到教学素材的合理选取,教学方式的变化,更需要体现的是老师与学生的思维、语言以及情感的交流。所以,在运用信息技术时,也要注意以下几点。
1、不宜过分追求大容量、高密度。不少教师对信息的大容量、高密度,津津乐道。教学中不给学生思考、讨论的时间,甚至一节课完成过去两节或三节课才能学完的内容,“人灌”变为更高效的“机灌”。失去了学生的思考,看似充实的内容,其实这种“狼吞虎咽”不经过自己细嚼慢咽的知识就失去了教学的使用意义。
2、不应忽视师生情感交流。有些教师将预先设计好的或网上下载的课件输入电脑,然后不加选择地按程序将教学内容一点不漏地逐一展现;或片面追求多媒体课件的系统性和完整性,从组织教学到新课讲授,从巩固练习到课堂作业,每一个细节都有详尽的与画面相配套的解说和分析。至于这些内容是否适合学生,是否具有针对性,则无暇顾及。忽视教学中最为重要的师生之间的情感交流,忽视了让学生体验学习,数学的价值就无从谈起,数学的教育性就大打折扣。
3、继承传统教学中的合理成分。虽然信息技术与数学教学整合最新【精品】范文 参考文献
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具有传统教学手段所不具有的很多优势,但传统教学手段,无论是物质形态,还是智能形态,之所以可以延续至今,是因为它有巨大的教育功能。信息技术不可能简单、完全地取代传统教学手段。何况,目前很多课件的设计,也来源于一些教师在传统环境下的教学经验。因此,数学教学在使用信息技术的同时,要吸收传统教学手段中合理的东西,做到优势互补,协同发挥其教育教学功能。
三、网络环境下“创设情境”的策略
数学本身就是一门与生活联系比较紧密的学科,不同的是,学生所要学习的知识是人类几千年来积累的间接经验,它具有较高的抽象性,要使他们理解性地接受、消化,仅凭目前课堂上教师的口耳授受是不可能的。
1、创设真实情境,激发学生学习数学的兴趣与好奇心。建构主义学习理论强调创设真实情境,把创设情境看作是“意义建构”的必要前提,并作为教学设计的最重要内容之一。而多媒体技术正好是创设真实情境的最有效工具,如果再与仿真技术相结合,则更能产生身临其境的逼真效果。教师利用以多媒体技术与网络技术为核心的现代教育技术创设与主题相关的、尽可能真实的情境,使学习能在和现实情况基本一致或相类似的情境中发生。学生在实际情境下进行学习,可以激发学生的联想思维,激发学生学习立体几何的兴趣与好奇心,有效地降低学生对立体几何的恐惧感。学习者能利用自己原有认知结构中有关经验,去同化和索引当前学习到的新知识,从而在新旧知识之间建立起联系,并赋予新知识以某种意义。
2、创设质疑情境,变“机械接受”为“主动探究”。“学起于思,思源于疑”。学生有了疑问才会去进一步思考问题,才会有所发展,有所创造,苏霍姆林斯基曾说:“人的心灵深处,总有一种把自己当作发现者、研究者、探索者固有需要,„”而传统教学中,学生少主动参与,多被动接受;少自我意识,多依附性。学生被束缚在教师、教材、课堂的圈子中,不敢越雷池半步,其创造性个性受到压抑和扼制。因此,在教学中我们提出:学生是教学的主人,教是为学生的学服务的。应鼓励学生自主质疑,去发现问题,大胆发问。创设
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质疑情境,让学生由机械接受向主动探索发展,有利于发展学生的创造个性。例如我在上高二数学“正方体截面”课时,学生通过网络访问教师放置在服务器上的“正方体截面”课件,积极参与活动,继而提出探究性问题:“屏幕上浅蓝色的三角形是什么三角形?”,“在一个正方体中,类似于这样的三角形有几个?”,“如何截正方体才能得到正三角形?”,“上述三角形截面之间有何联系?”,“用一把无比锋利的刀猛地朝一个正方体的木头砍下去,它的截面将是什么形状的图形?”......。在课堂上创设一定的问题情境,不仅能培养学生的数学实践能力,更能有效地加强学生与生活实际的联系,让学生感受到生活中无处不有数学知识的存在,从而让学生懂得学习是为了更好地运用,让学生把学习数学当作一种乐趣。
总之,数学课程与信息技术的整合,改变了我们传统的数学教育思想与教学模式。它能让教学永远充满改革与创新色彩,让教学永远处于一种科学合理状态;它是教师“学会教学”,学生“学会学习”的重要方法之一。在积极推进教育现代化、信息化的大背景下,倡导和探索信息技术和数学课程的整合,将复杂抽象的数学概念变得形象生动,提高了同学们学习数学的兴趣;对于发展学生的“信息素养”,培养学生的创新精神和实践能力,有着十分重要的现实意义。
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第五篇:中学化学趣味探究实验教学设计
中学化学趣味探究实验教学设计
一、教学目的:
1.认识化学实验方案设计的重要性。
2.复习化学实验方案设计的基本要求。
3.化学探究性实验方案设计的原则和方法。
二、教学重点:
化学探究性实验方案设计的原则和方法。
三、教学难点:
设计化学探究性实验方案的体会和领悟。
四、课时安排:1课时
五、教学过程: [引入]
化学实验是化学认识的源泉,是启迪学生思维、培养能力的有效途径,是培养学生科学态度、科学方法的必由之路,是培养学生创新意识和实践能力的重要手段。前面我们学习了化学实验方案设计的基本要求,请同学们归纳一下。
[学生回答,老师板书]
一、化学实验方案设计的基本要求
1.科学性
2.安全性
3.可行性
4.简约性
[引入]化学实验从传统的演示实验、验证性实验为主发展到探究性实验为主,教师通过启发性讲解,培养学生问题意识、实验探究和实验设计能力。
[板书]
二、探究性实验设计的原则
1.科学性的原则。所设计的实验应该符合科学道理,不能凭空捏造。
2.对照性的原则。要设计一个对照性的实验,要想这个实验更能够说明问题,一定要有正反两个方面的实验。
3.等量性的原则。所设计的实验中的平行反应,试剂的取用应该是等量的。
4.单因子的变量原则。对某个实验的影响,会有很多的因素,实验正是要人为控制条件,使众多变量中,只能有一个因素是变量,其余几个是一样的。
[板书]
三、探究性实验的设计
1.探索性探究实验的设计
这类实验方案设计过程重在分析比较,操作中的现象是对方案设计合理与否的检验,以及探究性结论得出的重要依据。学生对实验方案的设计思路可能会多种多样,实验方案相应也会教多,只要无明显失误或不妥,均可由学生通过实验进行验证,之后再将方案修正完善。
例1.含有酚酞的氢氧化钠的溶液中,滴加新制氯水,边滴边振荡,直到红色褪去。对于红色消失的原因,甲同学认为是氯气与水反应生成的HCl和HClO中和了NaOH所致;乙同学认为是氯气与水反应生成的HClO具有强氧化性使红色酚酞变成了无色的物质。
[分析]:如果红色消失的原因是因为酸碱中和,则红色可能重现,如果红色消失的原因是因为被氧化,则红色不可能重现。
[实验设计]:向上述刚好褪色的溶液中再滴入一些NaOH溶液,若红色重现,则是因为HCl和HClO的酸性所致;若红色不再重现,则是因为HClO的强氧化性所致。
例2.对于CO32−和HCO3−结合H+能力,甲认为HCO3−结合H+能力强,理由是在等质量的碳酸钠和碳酸氢钠固体中加入等体积等浓度的盐酸,碳酸氢钠固体中产生气体速率快;乙认为CO32−结合H+能力强,理由是在同一温度下同浓度碳酸钠溶液和碳酸氢钠溶液的pH,前者大于后者。
[分析]:CO32−与H+的反应是分步进行的:CO32− +H+ = HCO3− HCO3− + H+ = H2O+CO2,在碳酸钠和碳酸氢钠混合溶液里滴加盐酸,若CO32-结合H+能力强,则不会马上产生气泡,HCO3-结合H+能力强,马上有气泡产生。
[实验设计]:取相同体积、相同浓度的碳酸钠的碳酸氢钠溶液放入同一试管中,再滴加盐酸,如果马上有气泡产生,则是HCO3−先结合H+;如果是滴入一定量盐酸后才产生气泡,则是CO32−先结合H+。
例3.在室温下,把铜片放入浓硫酸中,没有明显的反应现象。对此,甲认为这是铜在浓硫酸里发生钝化现象;乙认为室温下铜片放入浓硫酸中看不到明显的现象,主要是因为铜与浓硫酸在室温下反应速率很慢。
[分析]:如果铜发生钝化,则表面会覆盖致密的氧化物薄膜,一般情形下难于反应。
[实验设计]:在烧杯中放入一块铜片,再加入适量的浓硫酸,使铜片浸没在酸中,稍待片刻,用镊子取出,用水洗净铜片表面的酸液。将用浓酸处理过的铜片放入盛有硝酸银溶液的烧杯中,观察现象。如果表面有白色的物质析出,溶液的颜色变蓝,说明铜在浓硫酸里没有产生钝化现象,乙的说法正确。如果表面没有白色物质析出,溶液的颜色也无明显变化,则甲的说法正确。
例4.加热稀氨水,溶液中的C(OH−)有什么变化?甲认为溶液中的C(OH−)增大,理由是NH3•H2O是弱电解质,在溶液中存在平衡: NH3+H2O ≒ NH3•H2O ≒ NH4++OH−,弱电解质的电离过程是吸热的,当升高温度后,平衡就会向电离的方向移动,所以氨水中的C(OH−)增大。乙认为一般加热有利于电离,但氨水受热时反而不利于NH3•H2O 的电离,这是因为受热时氨易逸出,下列平衡:NH3+H2O ≒ NH3•H2O ≒ NH4++OH−向左移动,使C(OH−)减小。
[分析]:C(OH−)改变可以由酚酞试液的颜色变化来判断。酚酞试液遇碱显红色,如氨水中的C(OH−)增大,则颜色变深;若氨水中的C(OH−)减小,则颜色变浅。
[实验设计]:在试管中注入滴有酚酞的氨水,并在试管口套上小气球(防止氨污染空气),加热,如颜色变浅,则加热使氨水中的C(OH−)减小,乙正确;如颜色变深,则加热使氨水中的C(OH−)增大,则甲正确。
[板书]2.验证性探究实验的设计
这类实验的目的主要是验证化学假说和理论,注意说服力要强。
例5.请结合所学知识设计实验,证实AlO2−结合H+的能力比CO32−强,供选试剂:NaOH溶液、AlCl3溶液、CuSO4溶液、pH试纸、NaHCO3溶液、FeCl3溶液(仪器自选)。
⑴应选试剂;⑵操作要点;(3)能证明AlO2−结合H+的能力强于CO32−的反应的原理的离子方程式。
[分析]:该实验为验证性实验,如果AlO2−和HCO3−相遇时,生成 Al(OH)3白色沉淀,即可AlO2−结合H+的能力强于CO32−
[解答]:⑴应选试剂:NaOH溶液、AlCl3溶液、NaHCO3溶液
(2)操作要点:①取少量的AlCl3溶液于试管中;②向试管中逐滴加入NaOH溶液直至产生白色沉淀恰好全部消失;③向其中再滴入NaHCO3溶液至足量。
(3)离子方程式:AlO2−+HCO3−+H2O = Al(OH)3↓+CO32−
[板书]3.综合性探究实验的设计
例6.已知镁能跟盐酸、醋酸反应,产生氢气。即:
Mg+2HCl = MgCl2+H2↑ Mg+2CH3COOH = Mg(CH3COO)2+H2↑
⑴请用镁粉、盐酸和醋酸为原料证明在同温同压下,当上述两种酸的物质的量相同时,反应产生的氢气的体积相同。
⑵若收集到的氢气体积不同,则请推测氢气体积不同的原因。
[分析]:⑴因为该实验是比较性实验,故在设计时要控制好两实验的条件(镁粉质量、盐酸、醋酸浓度体积要完全相同,产生氢气的实验装置要完全相同,实验时的外界温度压强要相同)。具体如下:
A、组装装置
B、气密性检查
C、取下反应发生装置,分别加入镁粉和盐酸或醋酸,再重新连接好装置
D、打开分液漏斗向烧杯加入100mL、0.1mol•L−1盐酸或100mL、0.1mol•L−1醋酸
E、测量烧杯中水的体积,比较两次实验结果。
⑵影响生成氢气的体积大小因素有:一是产生氢气的量,所取的两种酸的浓度,量取两种酸的体积大小;实际参加反应的两种酸的量(因反应放热,两酸挥发而减小的程度不同)。二是收集氢气时的温度压强不同,由于两者酸性强弱不同,反应的剧烈程度不同,瞬间放出的热量不等,导致容器中的温度压强不同。
板书设计
化学探究性实验的设计案例
一、学实验方案设计的基本要求
1.科学性2.安全性3.可行性4.简约性
二、探究性实验设计的原则
1.科学性的原则
2.对照性的原则
3.等量性的原则
4.单因子的变量原则
三、探究性实验的设计
1.探索性探究实验的设计
2.验证性探究实验的设计
3.综合性探究实验的设计
[能力训练]
1.将双氧水溶液滴入含有酚酞的氢氧化钠溶液中,红色消失。甲认为这是由于H2O2是二元酸:H2O2 = H++HO2−消耗了OH−,而使红色消失;乙认为双氧水具有强氧化性,将酚酞氧化使红色消失。
2.在少量Mg(OH)2悬浊液中,滴加适量饱和NH4Cl溶液,固体溶解。对于固体的溶解,甲同学的解释是:在氢氧化镁悬浊液中存在溶解平衡:
Mg(OH)2 ≒ Mg2++2OH−
NH4Cl发生水解:NH4++H2O NH3•H2O+H+水解产生的H+与Mg(OH)2电离出的OH−发生中和反应,使Mg(OH)2的溶解平衡向右移动而使Mg(OH)2溶解。乙同学的解释是NH4Cl电离出的NH4+与Mg(OH)2电离出的OH−发生反应生成弱电解质NH3•H2O,由于C(OH−)降低,而使Mg(OH)2的溶解平衡向右移动,导致Mg(OH)2溶解。
3.浓硝酸与铜反应生成NO2,稀硝酸与铜反应生成NO。浓、稀硝酸哪种氧化性强?甲认为稀硝酸的氧化性强,原因是浓硝酸和铜反应产生NO2,氮元素的化合价降低1,而稀硝酸和铜反应时产生NO,氮元素的化合价降低3,氮元素得电子数后者大于前者;乙同学认为浓硝酸的氧化性强,原因是从反应条件看,浓硝酸与铜反应时速率快,稀硝酸与铜反应的速率慢,加热时才有明显反应。
4.向品红溶液中通入一种常见的气体后,品红褪色。甲认为通入的是氯气,乙认为通入的是二氧化硫。
[设计参考]
1.向红色消失后的溶液中滴入氢氧化钠溶液,若再现红色,则为H2O2的酸性所致,甲的见解正确;若不再为红色,则是因酚酞被双氧水氧化而褪色,乙的见解正确。
2.向Mg(OH)2沉淀中加入醋酸铵溶液,若加入醋酸铵溶液后Mg(OH)2不溶解,说明甲同学的解释正确;若加入醋酸铵溶液后,Mg(OH)2溶解则说明乙同学的解释正确。
3.用排水法收集两试管NO气体,用胶塞塞好,然后用注射器向一支试管中注入一定量的浓硝酸,另一支试管里注入一定量的稀硝酸,看哪种酸能将NO氧化成红棕色的NO2。能将NO氧化成红棕色NO2的酸氧化性强。
化学反应方程式为:2HNO3+NO =3NO2+H2O
4.将褪色后的溶液加热,若红色再现,则说明通入的是二氧化硫;若红色不再现,则说明通入的气体是氯气。