葛翠萍
摘 要: 本文以“化学能与电能之间相互转化”的教学为案例分析在学生探究学习中教师的作用,研究在促进学生探究学习过程中如何发展学生的思维,帮助学生形成终身学习的意识和能力。
关键词: 化学教学 探究学习 教师作用
一、 主题与背景
与“知识与技能”、“过程与方法”、“情感态度与价值观”相融合的化学课程目标体系中,其中“过程与方法”是指让学生通过假设、观察、实验、交流、推理、归纳等方法经历“发现知识”的过程,实现知识的建构,将“是什么”和“如何获取这种知识”融为一体。因此,教师应把化学基础知识的教学与化学研究方法的教学有机结合在一起,重视对学生自主探究和合作学习的引导,使学生成为意义的主动建构者。教师作为意义建构的帮助者,要研究在促进学生探究学习过程中“讲什么”、“怎么讲”、“何时讲”,如何启迪学生的思维,帮助学生形成终身学习的意识和能力。
二、案例描述
生活在现代社会之中,学生对“电”有着丰富又强烈的感性认识。从学生身边的电池、MP3、手表、手机、电动自行车的电池等物品引入课题,展示锌锰干电池的内部结构,演示锌铜原电池(连接发光二极管),把学生带进“化学能与电能相互转化”的研究之中。通过对原电池实验的探究,引导学生从电子转移角度理解化学能向电能转化的本质。
实验1:锌片和铜片分别插入稀硫酸有什么现象发生?
实验2:锌片和铜片(不接触)同时插入稀硫酸有什么现象发生?
实验3:锌片和铜片用导线连接后插入稀硫酸中,有什么现象发生?
通过实验学生发现,实验1和2中锌片上冒气泡,而铜片上没有,这是符合学生过去的认知的,让学生讨论写出相关离子方程式,分析该反应的类型,用双线桥法分析氧化还原过程,指出在锌片上同时发生Zn-2e■=Zn■(氧化反应)、2H■+2e■=H■↑(还原反应),为原电池电极反应做好铺垫。继续让学生讨论实验3中铜片上为什么有气泡?再收集铜片上的气体进行检验或直接告诉学生该气泡是氢气,让学生大胆猜测是哪种物质提供电子给氢离子,并进行相互辩论:(1)如何确定是不是铜提供电子?(若学生思考有困难可提示学生:用逆向思维法)假如是铜提供电子,那么装置中还应该有什么现象?(溶液变蓝色,铜片逐渐溶解)
(2)可以通过什么方法确定是锌片提供的电子?(若学生思考有困难可提示学生:导线在这个过程中起什么作用?你怎样才能知道导线中有电子流过?怎样才能知道导线中电子的流动方向?)
学生设计出实验4锌片和铜片之间用电流表连接后插入稀硫酸中,观察电流表的指针。要求学生继续深入思考探究:(1)对比实验2和3,确定锌片上的电子流向铜片的途径,还有没有其他方法让锌片上的电子流向铜片?(2)装置中溶液的离子发生了什么变化?向哪极移动?(3)此装置实现了哪两种能量之间的转换?
接着用多媒体动画模拟原电池反应过程,则学生很容易得出原电池的定义并完成以下表格,真正从电子转移角度理解化学能向电能转化的本质。
三、案例分析
原电池是化学教学中理论性较强且与生产、生活联系密切的问题,在教材中,只做最基本的介绍,只从能量转化的角度出发,介绍最基本的装置及原理,教学基本要求中要求学生举例说明化学能与电能的转化关系,这就要求学生初步认识如何利用化学反应实现化学能与电能的转化。在教学过程中,充分发挥学生的主体作用,切切实实地改变学生的学习方式,教师要以帮助者的身份注重引导,从而有效组织、指导学生开展探究学习。
首先要做好“引路”工作,把握探究方向,为探究准备知识,如本案例中在讨论实验3之前先让学生写出实验1、2的相关离子方程式,分析该反应的类型,用双线桥法分析氧化还原过程,教师指出在锌片上同时发生Zn-2e■=Zn■(氧化反应)、2H■+2e■=H■↑(还原反应),教给学生分析问题与解决问题的方法,为原电池电极反应做好铺垫。对一些综合性强、难度或者跨度较大的问题,必须做好层层分解,使问题符合学生的“最近发展区”,让学生思考讨论,如让学生讨论实验3中铜片上为什么有气泡?把这个大问题细致化,猜测是哪种物质提供电子给氢离子,并进行分解:(1)如何确定是不是铜提供电子?(2)可以通过什么方法确定是锌片提供电子?
其次在情感上做好“诱导”工作,主要是创设良好的探究学习、合作学习情境。在教学过程中,教师要以与学生同样的好奇、兴趣、激情融入学生中,让学生以开放的心态发展思维,动脑、动手并动口,大胆地发表见解,与人交流、探讨,如学生讨论实验3中铜片上为什么有气泡?在收集铜片上的气体时进行检验或直接告诉学生该气泡是氢气,让学生大胆猜测是哪种物质提供电子给氢离子,并进行相互辩论。
最后在时间和空间上要“放开”,放手让学生思考、主动交流和深入反思。教师要及时认真观察学生的活动表现,并听取学生交流的内容,对活动过程中观察到的好的现象、听到的独到见解等给予充分肯定、表扬与鼓励;而对活动中不好的表现、错误的答案则及时予以纠正;对不完善的内容及时予以补充等,从而做到肯定正确、纠正错误、完善答案、激发情感等。
参考文献:
[1]基于模块组织的高中化学必修教材解析.江苏教育出版社.
[2]中学化学教学参考.陕西师范大学出版社.