比较教学法在初中化学教学中的强化应用--以“净水”教学设计为例_初中化学论文

在初中化学教学中精用对比教学法——例谈“水的净化”教学设计,本文主要内容关键词为:教学法论文,教学设计论文,初中化学论文,教学中论文,例谈论文,此文献不代表本站观点,内容供学术参考,文章仅供参考阅读下载。

      心理学研究得出,两种不同的事物同时或继时呈现,比它们各自单独呈现所获得的学习效果要好,原因是两种事物在大脑皮层中产生相互诱导作用,在对比中加深了印象,这就是对比效应,也称“感觉对比”。

      纷繁的化学反应,既因其千姿百态、丰富多彩的过程而吸引学生,也因其繁杂而困扰学生。在实际教学中巧妙运用对比,有助于学生理解和掌握基本概念理论、化学用语、物质性质,培养学生科学探究能力,激发学习兴趣,培养科学素养。

      纵观初中化学教材,其中的许多内容使用对比法阐明,教材中大多数实验亦以对比法探究,学生对物质性质、结构、用途、变化规律的认识就是一个同中求异、异中求同的对比过程。将对比应用到课堂框架结构、教学细节处理、实验教学中均取得理想效果。

      现以“水的净化”为例,谈一点自己的做法:如何巧妙将静置沉淀、过滤、吸附沉淀和蒸馏等净化水的方法有序地联系,知其原理;如何兼顾“小实验”(絮凝、吸附、软硬水鉴别)和“大实验”(过滤、蒸馏)的关系;而作为一节实验课,又如何引导学生遵循规则、有理有序地完成实验,使学生从“被动实验完成”到“主动实验探究”。

      围绕水的净化问题,以两条线、两大块展开探究:

      (1)两条线并列对比:自来水厂净化、实验室净化交替进行,将吸附、沉淀、过滤和蒸馏等净化水的方法有序地串联起来,通过水质变化了解其净水作用。

      (2)两大块前后对比:紧扣“江水浑浊度的变化”了解除不溶性杂质的净化方法,由“浊水变清”依次介绍静置沉降、絮凝剂沉降、过滤,学生通过实验,掌握过滤的注意事项和水的净化的过程与方法。再围绕“水可以喝了吗”展开探究,以三个实验“有色变无色”“硬水软化”“水的纯化”介绍除可溶性杂质的净水方法,认识活性炭的结构和性质关系,了解软硬水的区别,通过观看蒸馏水的制取,了解蒸馏操作。

      一、水质的差异——以比引疑

      课堂伊始,以视频、图片、古诗、语言营造一副美的景象:祖国地图上有“春来江水绿如蓝”的清澈之美,“不尽长江滚滚来”的壮观之美,更有“共饮一江水、千古中华情”的意境之美。祖国之美、江水之美、古诗之美给学生以耳濡目染、潜移默化的审美教育,又紧扣本课题中心——水,在这最美之处画面却又逆转——瓶浑浊的长江水。如何让美中不足的长江水恢复其清澈之美?这一问题将课堂由“江水之美”引入课题“净水之美”。

      以江水在自来水厂的“净水之旅”(简要视频)使学生大致了解自来水厂的净水流程。画面中教师的参观者身份和课堂中教师的引导者身份形成呼应,给学生亲临现场的气氛。对于水的净化,学生在生活中有零散的接触,熟悉而陌生的场景能激发学生的参与意识和主动思维,净化前后水质的差异更引发学生深入探究净水奥秘的兴趣。正所谓:学贵有疑,小疑则小进,大疑则大进。

      二、水质的变化——以比促思、以比释疑

      从江水“体检”引入话题,依据目测和经验对江水所含杂质进行分析,再给出自来水厂仪器所做“体检”的一项主要数据——浑浊度为107.8,而后介绍国家饮用水标准的浑浊度应不超过3。这是一个学生一看就懂的专业术语,而实际与标准的巨大差距更引发学生一探究竟的欲望,很快分析出是由于水中含有大量不溶性杂质而造成浑浊度高,并紧扣江水浑浊度的变化展开如下话题讨论。

      1.静置沉淀和与絮凝剂反应沉淀

      如何降低浑浊度?观察静置一段时间的江水,水质虽仍浑浊,但瓶底出现沉积物,浑浊度有所下降。如何进一步降低浑浊度?图片回顾视频中自来水厂加入絮凝剂后的平流沉淀池,一幅美丽的画面呈现出来:由近至远水面逐渐由浑变清,而在浑浊的水面下出现大量的絮状物,技术人员给了它一个美丽的名字——矾花。此时,顺势而下:想不想在现场领略“矾花之美”?学生的思绪再次被拉回。比较浑浊的江水静置一段时间后的变化和添加絮凝剂前后的变化,思考问题:哪些杂质可以自然沉降?为什么有些杂质在加入絮凝剂后才能沉降?学生认识到“絮凝剂可聚集不易沉降的不溶物,使其质量增加而易于沉降”。

      技术人员介绍,经过絮凝剂作用后的江水,浑浊度大幅下降到4,但仍高于国家饮用水标准。如何将浑浊度降到饮用水标准呢?对浑浊度的一再疑惑引导学生层层深入,抽丝剥茧揭开净水的神奇面纱。

      2.细沙和滤纸

      展示过滤池图片,介绍其净化效果是将浑浊度降到1,使浑浊度达到饮用水标准。学生对平静的过滤池水面产生好奇,以图片“水下的玄机(过滤池结构)”引发学生对细沙作用的思考,引导他们寻找桌面上和细沙作用相似的物品;学生发现滤纸并对滤纸产生好奇,阅读教材分析要点后完成实验;通过实验结束后对滤纸、滤液的观察,认识过滤作用,进而联想到生活中大量运用过滤的实例——米筛、豆浆机滤网、工地滤黄沙、水池滤网、烟嘴……而通过对不同过滤器的比较分析,学生得出这样的结论“可利用具有小孔结构的物质,或利用固体间间隙进行过滤,而小孔及间隙的大小影响净化程度”,初步认识物质结构决定其性质。在这样的认识下教师介绍古代水井的净水原理。

      通过对不同材料的对比,异中求同,发现其内在特征,理解过滤原理,培养学生抽丝剥茧的分析能力。

      3.过滤和吸附

      从“古有水井”联系到“今有净水器”。目前净水器的品种、功能五花八门,而其中使用较多的是活性炭,引发问题:滤纸和活性炭又有何不同?

      过滤和吸附净水效果的对比:观察活性炭,其形“黑不溜秋”,使用U形管完成实验(如图1所示)。当学生看到,溶有红色品红的红色水由U形管左侧进入,而再从右侧上升即变为无色时,无不惊呼神奇。而在之前的学生过滤实验中,预设一组使用浑浊的红色水进行过滤,此时拿出其滤液进行对比,其实验中水变清却不变色。

      

      U形管的对比、过滤盒吸附的对比,让学生对活性炭充满好奇。学生观察细沙结构、比较滤纸和普通纸的结构,能寻找到过滤作用的奥妙所在,但对活性炭吸附作用的解释却一筹莫展,图2的适时出现立即让他们茅塞顿开:原来活性炭强大的吸附作用源于它多孔的结构。此时,教师再利用资料给他们一个神奇的想象空间:一汤勺活性炭的内表面积有一个足球场那么大。学生惊呼:“怪不得!吸附能力那么强!”

      

      经过活性炭吸附脱色去味后就可以喝了吗?略作思考,大多数人作出肯定回答:“不行!还没有消毒。”

      加氯消毒杀菌后可以直接饮用吗?这次,有了不同的声音,在争论中,一种声音得到认可——还需要煮沸。

      4.硬水和软水

      谈到煮沸,不少学生有这样的经验:水在煮沸时有水垢出现。但也有学生说从来没有看见。利用学生事先带来的水壶可以观察到,不同家庭其水壶中形成的水垢并不相同。同样烧水却有着不同的现象,再次激起疑惑:不同来源的水,其组成和性质也不同么?

      对软硬水的处理常常被简单化处理——平铺直叙地描述加一组对比实验。这部分涉及内容较多——软硬水的区别、定义、危害、区分,这些内容既是考试的重点,又是化学联系生活、化学用于生活的重要切入点。简单化的处理只能是死记硬背概念和现象;处理巧妙便可激发学习兴趣、增进学生学好化学的愿望。教者在设计时可利用信息技术手段将软硬水人性化、卡通化,让学生阅读教材、借助实验完成相关练习。教学过程中,这里成了课堂的高潮,学生争先恐后、相互质疑,其中争议最大的是对自来水的判断。在难分对错时,学生想到的不是我,而是实验。他们自发地设计对比实验并亲自探究,自来水、饮用纯净水、井水、瓶装矿泉水等都成为他们的实验对象。这一轮轮对比既解开了他们的疑惑,又起到明晰概念、掌握方法的作用。

      此时,自然过渡到煮沸这一熟悉的操作,它不仅具备消毒杀菌的作用,还可以软化硬水。到了这里,学生松了一口气——终于可以喝了!

      再次发问:“经过浑变清、色变无、硬变软,现在的水是纯水吗?”

      5.水的纯化

      如何获得纯水?蒸馏中水状态的变化如何?硬水蒸馏前后硬度的对比怎样?如何证明其为纯水?一系列问题、一系列对比,使学生加深了对软硬水鉴别和纯水鉴别的理解,又进一步认识了蒸馏操作。

      三、净水全景——以比连线、构建体系

      对比江水净化前后的水质,比较各操作所除杂质类别,目标相同,却各有所用、各司其职;回顾净水流程,从除不溶性杂质到除可溶性杂质,体会每一滴饮用水的来之不易,意识到生活中一些节水细节的必要性,既有净水之美的知识方法教育,又有江水之美的美好情感教育和节水之美的良好品德教育。

      水是学生熟悉的物质,生活中亦不乏净化水的实例,但学生对水的净化的认识是零星的、散乱的、表面的。本节课运用自来水厂净化水、实验室净化水交替进行,使学生给自己零碎的知识碎片添砖加瓦,并究其因、知其果,构建完整的水的净化知识体系。将吸附、沉淀、过滤和蒸馏等净化水的方法有序地串联起来,通过观察水质变化了解其净水作用,通过一系列对比组合,形成有关水的净化的一体化知识体系,训练学生科学的思维方法,培养学生综合分析与解决问题的能力。

      本节课虽在实验室开展,却因对教学环节的精巧设计而使学生从“被动实验完成”到“主动实验探究”,教学、实验过程中学生遵守规则、秩序井然,在形成和谐课堂氛围的同时,全面实现课堂教学价值。

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