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新课程理念下元素化合物教学设计探微以苏教版高中化学新课程从铝土矿中提取铝一节的教学为例包朝龙任志强浙江衢州第二中学324000摘要元素化合物知识是中学化学内容的重要组成部分,也是高中化学新课程化学1模块教学内容的主要组成部分,在新课程背景下如何设计和有效地开展元素化合物知识的教学活动,是当前面临的一个重要课题。本文以苏教版高中化学新课程化学1专题3从铝土矿中提取铝一节的教学为例,阐述新课程理念下元素化合物知识教学中从生活走进化学,从实验研究化学,从化学走向社会的基本教学思路。关键词教学要求四度设计教学感悟我们以学生发展为本的教育理念,以提高学生科学素养为教育宗旨,对这一节教学设计几经修改,形成了新课程背景下元素化合物教学中从生活走进化学,从实验研究化学,从化学走向社会的基本教学思路。1教材分析与教学要求铝是地壳中含量最高的金属元素,铝和铝合金是当今社会使用非常广泛的金属材料。从铝土矿提取铝的方法,是高中学生需要学习的重要化学知识,也是学生认识化学与人类社会发展关系的重要内容之一。教材编写依据普通高中化学课程标准实验,遵循学生的认知规律,重视培养学生崇尚科学的情感,紧扣从铝土矿提取铝这一线索,引出氧化铝、氢氧化铝、铝等物质的介绍,通过对部分物质化学性质的实验探究,让学生在学习氧化铝、氢氧化铝、铝等物质的同时,进一步学习使用实验探究法去认识物质的性质1。浙江省普通高中新课程实验化学学科教学指导意见提出本课题的教学目标是2了解铝元素在地壳中的含量知道铝元素在自然界中的主要存在形式了解从铝土矿中获得铝的方法从炼铝方法的变化体验化学科学的发展对人类生活的影响。2四度教学设计过程分析如何有效地实现教学目标,又能让学生在一种轻松自然的环境中学到知识,提升能力,让本节课成为学生终身发展受益的一节课,成为我们教学设计中必须面对的问题。在备课中我们注意到从炼铝方法的变化体验化学科学的发展对人类生活的影响这一教学目标中的炼铝方法的变化应该是指过去人们是如何炼铝、现在人们又怎么炼铝将来我们又该如何炼铝这样一条以铝冶炼方法的发展历程为主线,以时间推移为序的教学思路脱颖而出,从而我们很快确定了其主要内容的设计分为3个环节,并将其课题从铝土矿中提取铝人性化地改为铝的昨天今天和明天,将一个原本学科味较浓的课题,演变为一个以描述铝冶炼方法发展故事来进行学习,从情感上让学生更能接受,也更愿意接受。2.1设计方案之一以碱溶法和酸溶法提取铝为主线,注重学科知识的落实2.1.1教学设计思路主要环节教学设计主要内容设计意图教学方式课堂导入铝的发现故事故事引入,激发学生的学习兴趣讲解铝的昨天介绍拿破仑独自用铝制餐具的故事、铝元素在地壳中的含量以及铝元素在19世纪的价格利用铝元素含量高但却很贵的认知冲突,激发学生研究热情讲解铝的今天1碱溶法思路铝土矿过量NaOHNaAlO2过量CO2AlOH3灼烧Al2O3电解Al2酸溶法思路铝土矿过量HClAlCl3过量NaOHNaAlO2过量CO2AlOH3灼烧Al2O3电解Al教师提示铝土矿中的主要杂质为SiO2、Fe2O3等。并提供相关材料让学生自学让学生对铝的冶炼原理有一个完整的认识,让学生掌握无机物之间反应的基本规律教师提出问题,学生思考后回答问题铝的明天展示相关图片,介绍铝的用途,展望铝的明天让学生明确铝的重要性讲解312008年第4期化学教育©19942008ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http//www.cnki.net2.1.2教学中发现的问题通过试教我们发现,以学科知识为核心开展教学,注重知识的系统性、逻辑性,教师容易控制课堂,并且课堂知识容量较大。但我们发现该方案在教学中存在着不少的问题1以知识传授为主要目的的教学不能很好地引起学生的学习兴趣,在课堂中,我们发现许多学生对铝的发现故事早有所闻,所以很难引起学生的注意力与兴奋点。2由于补充了课本中未出现的酸溶法提取铝这一内容,信息量大,内容多,时间不够用,学生一时难以接受,影响了课堂教学气氛。3对课本中从铝土矿制备铝的工艺流程,由于主要以教师讲解为主,课堂中没有实验的安排,学生觉得枯燥无味,学习热情不高。针对以上问题,我们进一步地思考,化学除了了解其本学科知识的功能外,更重要的是要以促进学生全面发展为根本目的,以提高学生的科学素养为宗旨。如何从学生的实际出发,整合核心知识开展有效的教学活动成为我们重新设计的基本思考点。于是我们深入研究教材,查阅了相关资料,在经过备课组教师的共同讨论下,在保持碱溶法的基础上,大胆地删除了酸溶法提取铝这一内容,确定了第二个设计方案。2.2设计方案之二以碱溶法提取铝为载体,整合优化核心知识2.2.1教学设计思路主要环节教学设计内容设计意图教学方式课堂导入以学生生活中常吃的薯片包装袋为例引入课堂以学生熟知的物质引入课堂,激发学生的学习兴趣讲解铝的昨天拿破仑独自用铝制餐具的故事、铝元素在地壳中的含量与铝元素在19世纪的价格铝元素含量高但却很贵的认知冲突,激发学生研究热情讲解铝的今天介绍碱溶法思路铝土矿过量NaOHNaAlO2过量CO2AlOH3灼烧Al2O3电解Al教师提示铝土矿中的主要杂质为SiO2、Fe2O3等。并提供相关材料让学生自学,并在此基础上让学生分组设计分离提纯氧化铝的实验方案,教师补充演示氧化铝与氢氧化钠溶液反应偏铝酸钠溶液中通入二氧化碳气体和盐酸的反应实验通过学生设计分离除杂的提纯方案,认识铝的冶炼工艺,培养学生观察实验的能力教师演示实验,师生交流互动铝的明天展示图片介绍铝的用途,展望铝的明天让学生明确铝的重要性,并会科学使用铝讲解2.2.2教学中发现的问题该方案在实施过程中我们发现有如下优点以学生生活中经常接触的物质为情景引课,学生充满了好奇与热情,能够引起学生的共鸣,提高学生学习的积极性。由于在内容处理上删掉了酸溶法提取铝的相关内容,学生的学习负担明显减轻,学生可腾出更多的时间去思考和讨论。然而该方案在教学过程中,我们又发现了一些新的问题1教学模式仍以讲授为主,尽管教师主观上想让学生参与讨论,但由于某些问题的设计脱离学生的知识经验和生活实际,所以课堂中学生的自主参与性并没有显著改善。2学生对二氧化硅、氧化铁的知识了解不多,学生讨论虽有兴趣,但最后却没有一个小组能提出合适的分离与提纯方案,时间浪费很多,教学效果不佳。所以我们一致认为该方案是属于华而不实型,教学目标很难落实。后来,我们在衢州三中开展新课程教学研究活动,并对这节课开展了教学实施,在课后的评析过程中,一位青年教师的提醒让我们仔细对教材进行了审视,我们惊喜地发现2006年版和2007版年的教材中一个最大的区别就是2006年版中教材明确地提出了铝土矿中的主要杂质是氧化铁和二氧化硅,而在2007年版的教材中却没有明显提出,为何两版教材在这一问题的处理不同原因何在于是我们又在杂质处理这一问题上作了调整,按照2007年版教材的意图把氧化铁和二氧化硅杂质都不作介绍,于是我们又提出了第三个设计方案。2.3设计方案之三以碱溶法提取铝为载体,以学生活动为中心2.3.1教学设计思路41化学教育2008年第4期©19942008ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http//www.cnki.net主要环节教学设计内容设计意图教学方式课堂导入以学生生活中常吃的薯片的包装袋为例引入课堂以学生熟知的物质引入课堂激发学生的学习兴趣讲解、交流铝的昨天古代炼铝的方法11827年,德国化学家维勒用金属钾制得了铝3KAlCl3一定条件3KClAl21854年,法国的德维尔用金属钠制得铝3NaAlCl3一定条件3NaClAl由古代炼铝方法,引出霍尔炼铝的原理自学并发现问题铝的今天铝土矿过量NaOHNaAlO2过量CO2AlOH3灼烧Al2O3电解Al在学生分组讨论该工艺流程每一步作用的基础上,学生分组实验氧化铝与氢氧化钠反应偏铝酸钠溶液中通入二氧化碳气体和盐酸的反应让学生充分理解碱溶法提取铝的工艺流程预设问题,学生讨论学生分组实验铝的明天展示图片和提供视频材料,并让学生说出生活中的铝,展望铝的明天培养学生的表达能力和想象力师生交流与互动2.3.2教学中发现的问题这一方案与前两个方案相比,我们发现学生的自主讨论明显有所改善,课堂气氛也比较浓厚,但课后有教师提出,如果不知道铝土矿中的具体杂质,学生在讨论中无法理解除杂试剂是如何选择的让学生有一种知其然而不知其所以然的感觉,学生死记硬背,有一种为学知识而学知识感觉。我们备课组全体成员,再次进行了分析,一致认为,应该让学生明确铝土矿中含有氧化铁杂质,从而更有目的地去选择试剂。而在铝的明天这一环节中,应渗透环保、集约节能等意识,全面提升学生的科学素养,于是我们又确定了第四个方案。2.4设计方案之四以碱溶法提取铝为载体,以提升学生科学素养为宗旨2.4.1教学设计思路主要环节教学设计内容设计意图教学方式课堂导入以衢州特产开化龙顶茶包装袋为铝引入课堂以衢州特产引入,体现地方特色,激发学习兴趣师生互动铝的昨天古代炼铝的方法11827年,德国化学家维勒用金属钾制得了铝3KAlCl3一定条件3KClAl21854年,法国的德维尔用金属钠制得铝3NaAlCl3一定条件3NaClAl由古代炼铝方法中存在缺陷,引出霍尔炼铝的原理自学并发现问题铝的今天铝土矿过量NaOHNaAlO2过量CO2AlOH3灼烧Al2O3电解Al在学生分组讨论该工艺流程每一步作用的基础上,提出自己的问题,学生分组实验验证氧化铝与氢氧化钠反应偏铝酸钠溶液中通入二氧化碳气体和盐酸的反应培养学生学会合作、学会提问、学会学习学生自我提问再由其他学生回答疑难问题由学生设计实验验证铝的明天展示图片和提供视频材料,并让学生说出生活中的铝,展望铝的明天,并布置写一篇如果世界没有了铝,人类生活将怎样变化为题的小论文培养学生的表达能力、想象力和写作能力,渗透学科观念,培养科学素养师生交流与互动2.4.2教学过程中的收获方案四在实践过程中让我们感受到了它与前三者的不同1从衢州特色引课,引发学生学会关注生活中的化学,从而也能更好地激发学生学习化学的兴趣,这样的引课更能吸引学生的注意力和研究热情。2一改过去的老师提问学生讨论为学生提问学生自己解决成为了本节课设计的亮点之一,这样的改变无疑对学生问题意识的培养,分析问题和解决问题的能力提升是很有帮助的。3补充教材中没有的实验,并让学生亲自动手实验,既激发了学生兴趣,又培养学生的动手能力,符合新课程课堂教学的要求。4该方案在注重知识传授的基础上还注重了512008年第4期化学教育©19942008ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http//www.cnki.net辩证认识观、科学发展、集约节能、合理利用、注重环保意识的培养,也关注了学生情感的教育,充分体现了新课程所要求的知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观的教育理念。3教学设计的反思与感悟3.1倡导在自然界和生产生活的背景中进行元素化合物知识的教学课程标准中对元素化合物知识的处理,突破了传统的物质中心模式,不再追求从结构、性质、存在、制法、用途等方面全面系统地学习和研究物质,而是从学生已有的生活经验出发,引导学生关注身边的常见物质,将物质性质的学习融入有关的生活现象和社会问题的分析解决活动中,体现其社会应用价值。强调要关注学生的已有经验和将要经历的经验,提倡从生活走进化学,用实验研究化学,从化学走向社会的教学思想。充分体现元素化合物与自然界和社会生活的密切联系,贯彻STS教育的观点引导学生从综合的观点去学习和认识有关的物质,通过对物质性质的学习加深对环境和社会生活问题的理解和认识,并做出思考和决策,使学生直接体会到所学知识的价值,避免机械孤立地学习和记忆物质的性质,有利于激发学生学习的兴趣,促进学生科学素养的提高。3.2了解必修模块的功能和定位抓住核心内容进行整合教学化学1必修模块的功能和定位决定了化学1教材采取学科中心、认知过程中心、社会问题中心相融合的多元课程设计取向。教材在选择和组织内容时,围绕三个维度的课程目标,确立了3条基本的内容线索①化学学科的基本知识和基本技能②科学探究和化学学科思想的观念、研究方法和学习策略③反映化学与社会、环境、个人生活实际以及其他学科和技术的广泛联系、相互作用和影响的具有STS教育价值的内容主题和学习素材3。如本节内容在设计时充分考虑了这3个方面的内容见下表。教师在设计时,特别要重视3条基本的内容线索。化学学科的基本知识和基本技能科学探究和化学学科思想的观念、研究方法和学习策略反映化学与社会、环境、个人生活实际以及其他学科和技术的广泛联系、相互作用和影响的具有STS教育价值的内容主题和学习素材1了解铝元素的含量及铝在自然界中主要存在形式。2了解铝土矿制备铝的工艺流程,并能解释每一步操作的物质成分变化,掌握相关的化学反应式。3了解铝及其合金在生产生活中的用途。1通过解读铝土矿制备氧化铝的工艺流程,培养学生自主学习和发现问题的能力。2通过实验探究,了解探究学习的一般方法。3通过概括与总结,进一步完善学生对活泼金属冶炼方法和过程的认识,培养学生从个别到一般的思维方法。1以生活中物质开化龙顶茶包装袋为铝引入课题。2从炼铝的方法变化体验化学科学的发展对人类生活的影响。3通过例举身边的铝制品及铝用途的视频材料感受铝的用途。4通过问题讨论和实验探究,激发勇于探索的精神,培养严谨的科学态度和合作意识。5通过对铝在明天的发展中可能会遇到的困境引发学生的思考,从而激发学生增强环保意识,树立科学发展观培养集约节能的意识3.3注重学生已有知识和经验创设以探究为核心的多样化活动在备课过程中我们非常注意对学生已有知识和经验的把握,创设了符合学生认知规律的多样化探究活动,如在本节课中我们对铝土矿中杂质的处理,方案一、方案二我们都把二氧化硅、氧化铁等杂质都摆出来,而二氧化硅的知识是化学1必修专题3第一单元第三节的知识,学生对二氧化硅的有关性质知之甚少,如果在此讨论势必会加重学生的负担,所以方案三我们将所有的杂质都不提,而这样的处理又不利于学生认识除杂试剂的选取原则,使学生对工艺流程缺乏深刻的理解,所以在方案四我们再次提出了铝土矿中含有氧化铁杂质,而不提二氧化硅,这样的处理恰恰给了学生课后更多的思考空间。从课堂教学实际情况来看,学生的活动是积极的,成效是显著的,我们认为这样的设计是成功的。3.4教给学生研究物质的思路和方法,提高学生的科学素养学生在化学1必修要学习大量的元素化合物知识,必然希望学生能够建立研究物质的思路和方法,从而为后面能够自主学习打下基础,而且元素化合物知识主要在化学1必修中,在其他选修模块较少涉及,让学生掌握方法就显得更加重要。所以在设计中我们不仅注重对学生知识的传授和能力的培养,更重要的是教给学生研究物质的思路和方法,在本节课的教学中我们不仅让学生了解了铝土矿提取铝的方法,在学生获得知识和方法的同时,也让学生懂得了要辩证认识事物,有科学发展、集约节能、合理利用资源、注重环保的意识,这样的处理无疑让我们的课堂更具有思想性、更具有教育性,有效地落61化学教育2008年第4期©19942008ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http//www.cnki.net实提高学生科学素养的教育宗旨。3.5一节好课来自多方的支撑和细致的磨练我们深深感到要上好一节好课确实不容易,它需要来自多方的支撑包括各种教学资料收集、教学媒体使用、校本教研的开展、同仁的建议和教师个人的努力和平时的积累。什么样的课是一节好课徐瑞泰在实证研究的基础上,经过反复的论证和分类的实验,初步概括和提炼出一节好课应该具备的动态生成结构4,即1经互动后生成清晰流畅的主题或专题线索教与学的思路2紧扣能够体现教与学之间本质联系的关键性教学细节3形成融会贯通、和谐自然、科学而又艺术的信息同构。我们认为一节好课不仅要注重其知识性,还要注重其思想性、趣味性、知识的广博性等等,这就要求我们在教学中必须在课前做好充分的准备,要明确课标和教学要求,要吃透教材、博览全书,不仅要研究教材,更要研究学生。新课程背景下元素化合物知识的教学面临许多问题,值得我们认真地去思考和探讨。这次评课活动给我们最大的收获,并非是获什么奖这样的结果,更重要的是让我们感受到在整个准备过程中每个细节带给我们的欢乐和冲动,使我们真正认识到了教学研究的魅力所在,真正体会到了教学研究的永无止境,也更加坚定了我们以无比的热情投身于中学化学教育事业的决心。参考文献1王祖浩,吴星主编.普通高中课程标准实验教科书高中化学教学参考书化学1必修.南京江苏教育出版社,20052浙江省普通高中新课程实验化学学科教学指导意见.杭州浙江教育出版社,20073王磊,胡久华主编.高中新课程必修课教与学化学.北京北京大学出版社,20064徐瑞泰.上海教育科研,2006,1067695魏樟庆,包朝龙.化学教育,2007,287206包朝龙.教书育人,2008,127上接第5页信号发烟剂可以形成红、黄、橙、紫、绿等多种颜色烟幕,用以传递联络信号或指示目标。信号发烟剂的组分为可燃剂硫黄粉或蔗糖氧化剂氯酸钾冷却剂碳酸氢钠成色剂等。如产生红色烟幕的日罗蓝红、12甲氨基蒽醌,产生绿色烟幕的金丝雀黄、次甲蓝等,产生黄色烟幕的金丝雀黄、盐基槐黄等,产生蓝色烟幕的次甲蓝、酞青蓝等,产生紫色烟幕的12甲氨基蒽醌、1,42二氨基22,32二羟基蒽醌。发烟时,使用氯酸钾与可燃物硫黄粉或蔗糖作用产生热效应,有机染料在一定温度下升华得到有色烟幕。如果用硫黄粉作可燃物,需加入一定量碳酸氢钠作冷却剂和消焰剂。214干扰发烟剂干扰发烟剂是指能干扰红外、激光、微波等电磁波的发烟剂。众所周知,当今的军事领域广泛采用高科技侦察探测技术、精确制导技术、激光技术和夜视技术等,那么,极为普通的烟幕何以能与高技术武器相抗衡烟幕抗衡高技术武器的作战原理,就是在目标背景之间构成人工的混浊大气层,这种大气层中含有大量对各类电磁波具有强烈吸收和散射作用的微粒,这些微粒可以对电磁波造成衰减,使得高技术武器的作战效能大打折扣2。正如前文提及,点燃旧轮胎,这种简单而廉价的黑烟就能让精确制导武器无所视从。不难预见,未来的战场将会更加烟幕弥漫。常见的干扰发烟剂有21411粉末发烟剂以金属粉或无机化合物粉末为主要组分的发烟剂。包括铜粉、铝粉、锌粉、石墨粉和镀金属纤维丝等。通常采用喷洒或爆炸分散方法在大气中形成烟幕,用于干扰红外和微波等。21412有机发烟剂利用各类可发泡的高分子材料制成的发烟剂。通常用环氧树脂、酚醛树脂和聚乙烯树脂等有机材料,根据树脂热气流在冷空气中凝聚的作用原理,使树脂热气流在冷空气中雾化,这样产生的泡沫塑料便在空气中呈悬浮状态,形成高浓度烟幕。这种烟幕中微粒会对电磁波产生吸收、反射和散射作用,这种电磁波的衰减可使雷达探测系统造成迷茫3。雷达被人们誉为国防上的千里眼,广泛运用于预警、火控、侦察、导航、通信、电子战等军事领域。烟幕让千里眼落入盲区。参考文献1杨仕芳.烟幕使用战例.北京解放军出版社,199833362沈震夏.国外核生化防护与训练.北京解放军出版社,200286923郭胜伟.高技术战场软胄甲烟幕.解放军报,2004810712008年第4期化学教育©19942008ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http//www.cnki.net
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