浅谈基于实验建构化学概念的教学.doc

浅谈基于实验建构化学概念的教学 以“饱和溶液和不饱和溶液”教学为例 象山外国语学校 金亚芬我今天发言的题目是浅谈基于实验建构化学概念的教学，为了这次论坛，对自己在教学中的挫折与失败进行了深刻的反思，经过反思，我发现，课堂成了我的“讲堂”，而不是学生的“学堂”。 为此，我认真学习了新课程的有关内容，深刻领悟了教师要以学生为本，依学定教，因此教学设计必须以学生的学习规律与特点为依据，在课堂上必须以学生的学习为中心来开展活动，把课堂还给学习的主人学生！一、一堂令我纠结的基于实验建构的化学概念课由于我没有吃透教材，不深刻了解初中生的认知水平与规律，我在2009年上了一堂令我纠结的化学概念课“饱和溶液与不饱和溶液”。 纠结一：实验设计不到位对概念构建的影响为了省时，把“比较不同物质在水中的溶解能力”的学生实验活动改为演示实验，我拿硝酸钾与氯化钠在20mL水中做溶解实验，要求学生观察老师加到第几包时，就不能溶解。随后我让学生根据实验现象思考：在室温下，在 20mL水里，氯化钠或硝酸钾会不会无限地溶解在水中？从实验现象还能说明了溶液什么特点？在学生做简单的回答后，我就讲出“饱和溶液”和“不饱和溶液”概念，并强调概念中“一定温度”、“一定量的溶剂”、“某种溶质”这三个关键词。而经过反思，我觉得这个实验只能让学生发现溶液有“饱和”与“不饱和”两种状态，不能让学生理解概念成立为什么需要这三个条件限制。所以这样的教学，显然没领悟到这两个概念建构需要教师根据“概念变量”来设计学生实验活动，需要学生通过实验活动自主建构。而我却是根据书上定义把“强调之又强调”当成教学的法宝，把这些由实验感性刺激引发理解的知识，让学生去死记硬背。纠结二：实验变量设计不周全对概念应用的影响为了让学生发现两种溶液相互转化的条件，我照搬了孟建平教案学案中的两个演示实验：（1）给上一实验里盛有硝酸钾溶液和剩余硝酸钾固体的烧杯加热、并边搅拌，并要求学生观察试管里剩余的硝酸钾固体有什么变化？（2）给第一个实验里盛有氯化钠溶液和剩余氯化钠固体的烧杯缓缓加入水，并搅拌，要求观察试管里剩余的氯化钠固体有什么变化？然后我向学生提出思考与讨论：根据实验，通过什么方法实现“饱和溶液”与“不饱和溶液”相互转化？经过讨论，学生对于温度这一条件，结果得出的结论是升温可以将“饱和溶液”变成“不饱和溶液”，降温可以将“不饱和溶液”变成“饱和溶液”片面的结论。导致等教完溶解度后我又让学生重新讨论“饱和溶液与不饱和溶液”相互转化条件。而经过反思，两种溶液的相互转化方法也是通过实验这个感性的刺激促使学生通过分析、讨论等一系列的思维活动得出来的。由于采取这种教学方式，不仅导致学生对概念理解不透，还混乱了学生的思维，结果学生在做这类练习正确率不是很高，继而挫伤了学生学习的动力，失去对科学学习的兴趣。二、转变“教”“学”方式践行实效课堂（一）、改变照方抓药思想，改进资源中实验活动设计。因为好的实验活动设计能帮助学生获取科学知识、认识科学规律、形成科学概念。因此实验活动的改进不仅要遵循科学性、安全性，实用性，简约性，省时性，典型性等规律外，还要有利于学生通过自主探究学习活动来解决问题、获得新知识。1、对教学资源中的实验提出质疑，探寻所需要改进的地方。教材中：实验活动一：这个实验只能让学生发现溶液有“饱和”与“不饱和”两种状态，不能让学生理解概念成立为什么需要这三个条件限制。打开每包纸包，既要进行分成十等分操作，又要一份接一份加入水中进行溶解操作，完成一种物质溶解就要花去较长时间。选择测试的物质种类较多，虽然要求每个小组只任选两个物质来完成测试其目的是为了节约课堂时间，但是每个小组在完成两种物质进行溶解能力测试后，全班个小组都要进行交流和汇总数据，碰到同一物质由多个小组测定，这仍旧要花去很多的课堂时间。由于以上三个原因，导致学生在完成实验活动以后，用于根据现象进行分析、讨论、交流等思维活动时间过少，不利于学生自主构建起这两个概念。实验活动二：因重复运用活动一的实验方法，所以同样需要占用大量的课堂时间。是科学性的问题，由于一包分成十份，一份接一份的加入进行溶解操作，又由于有些物质在溶解过程会有明显的吸热或放热现象，所以烧杯中的溶液不可能保持70不变。综合教材的实验一与实验二，只是向学生强调了“饱和溶液”概念中为什么需要“一定温度” 的条件限制，还不能鲜明地反映出为什么需要“一定剂溶剂”“某溶质”这两个条件的限制，因此不利于学生完善的建构起这两个概念以及这两种溶液的相互转化条件。孟建平教案学案中：只例举溶解性随温度升高增大的一类物质，缺少温度对不同物质溶解能力影响的全面考虑。导致学生对温度变化引起这两种溶液的相互转化得出片面的结论。综上所述我将这节课的实验活动进行重新设计。2、改进各类资源中的实验活动设计，评价改进后的设计。实验活动一：比较不同物质在水中的溶解能力【实验】（1）用量筒量取10ml水，倒入烧杯中，将一包硝酸钾固体加入烧杯中，充分搅拌，观察。若完全溶解，继续再加入另外一包加入上述烧杯，不断搅拌，观察，若不完全溶解，就不再加入另一份固体。（由教师准备好硝酸钾固体三包、氯化钠固体三包、氢氧化钙固体三包：每包固体质量1.5g）（2）重复运用上述的方法，对氯化钠固体、氢氧化钙固体进行实验操作。(注意：每组每两个同学完成一种物质溶解操作)（3）如实记录实验现象。溶质的名称在室温时溶解于10mL水的溶解情况硝 酸 钾食 盐氢氧化钙说明改进的优点：我根据上这个科的季节确定当时室内温度接近15，在根据这三种物质的溶解度，确定用三包物质在10ml水中做溶解测试，可以发现硝酸钾用一包全部溶解完，第二包就不能溶解完，氯化钠两包全部溶解完，到第三包不能全部溶解完，氢氧化钙一包也不能溶解完，这样就足以可以发现在室温时，不同物质在水中的溶解能力是不同的；还可以让学生发现有“饱和”与“不饱和”两种状态选取典型三个物质，不仅可以节约实验时间，还包括温度影响物质溶解能力的各种情况，为这两概念的正确应用（饱和溶液与不饱和溶液相互转化）做好铺垫。让每组六个学生又分为两组去做一种物质测试，在同组内就可以形成鲜明对照，而且能够让每个学生都有动手的机会。经过这样处理就可以减少学生重复机械操作，大大缩短实验时间，为学生思维活动留出了大量的时间。实验活动二：温度对不同物质在水中的溶解能力的影响【实验】（1）对上述做硝酸钾与氯化钠烧杯的烧杯进行加热，观察烧杯中未溶解的硝酸钾固体与氯化钠固体有怎样变化？ （2）将饱和澄清石灰水倒入试管中，进行加热，观察试管中澄清石灰水有什么变化？ （3）如实记录实验现象。说明改进的好处：可以得出固体物质的溶解能力与温度有关，而且对不同物质影响是不同的，而且温度对这三种物质溶解能力的影响具有典型性。由于有这个实验，有利于学生通过分析、讨论、交流等探究活动得出温度引起“饱和溶液”与“不饱和溶液”相互转化的正确结论，有利于帮助学生明确“饱和溶液”与“不饱和溶液”概念的正确建构需要在一定温度的条件下。【发现】经过一段时间，活动中这三个装置经过冷却后，你发现什么现象？并如实记录下来。 【尝试】（1）、若发现有硝酸钾固体重新出现出现烧杯底部，你能尝试不用升温的办法，让硝酸钾固体继续溶解掉吗？（2）、饱和澄清石灰水倒入试管中，加入少量氯化钠固体，振荡，观察有什么现象出现？说明增加实验好处：尝试通过增加溶剂的量就会使饱和溶液转变成不饱和溶液，可以帮助学生饱和溶液与不饱和溶液的概念的建立需要在一定量的溶剂中。尝试让学生明确饱和溶液是指不能继续溶解“某种溶质“的溶液，但还会溶解其他溶质的溶液，这让学生明白，在说饱和溶液时，还应该再加一个条件，要说成某种溶质的饱和溶液。这样学生通过活动一、活动二与接下来的尝试实验就可以自主建构起这两个概念，而且是学生深刻领悟这两概念的成立需要在“一定温度”“一定量的溶剂”“某种溶质”的条件下。然后老师让学生分析讨论这两种溶液的相互转化条件就不会产生错误的结论了。2、改变教师思维立场，让教学设计成为学习设计。教师要潜心研究学生的心理特点、思维特点、认知规律，把自己当作学生，站在学生角度上为学生精心打造出适合学生自主学习的学习方案与学习流程。以下是我为学生设计的学习案基本环节：教学实例：饱和溶液与不饱和溶液学习案第一章第三节水是常见的溶剂的学习案 班级 姓名 组号 一、学习目标1、通过实验活动与讨论理解饱和溶液与不饱和溶液的概念2、通过实验活动与讨论得出饱和溶液与不饱和溶液相互转化的方法3、通过实验活动与讨论了解溶液饱和与否与溶液浓稀之间的关系（设计意图：让学生在课前就明确本节的学习探究任务，并且还让学生知道通过一何种方法来达成探究学习的任务解决。明确具体的目标指向，可以激发了学生的学习动机。这也体现出新课标中学生主体性原则）二、重点难点重点：饱和溶液与不饱和溶液的概念；饱和溶液与不饱和溶液相互转化的方法难点：饱和溶液与不饱和溶液的概念三、课前准备一般地，同种溶质在不同溶剂里的溶解能力是 。（设计意图：起到承上启下作用，让学生明确本节实验探究活动得出的知识是与与上节课学习到的溶解能力紧密相关的，让学生做到有备而来，变被动为主动。由于本节实验都是研究不同溶质在水中的溶解能力，因此仅凭本节课的实验活动得出的饱和溶液的概念有所不完善，即起到完善概念的作用。）四、学习导航（教师引入：同学们知道食盐等很多固体很容易溶解在水里，但是在一定量的水里是不是无限制地溶解呢？温度会不会影响各种固体在水中溶解能力呢？这些知识你知道吗？今天我们将通过是以下几个活动来探究这些问题，并通过讨论来获得新认知。）实验用品：硝酸钾固体三包、氯化钠固体三包、氢氧化钙固体三包（每包固体质量1.5g）；蒸馏水一瓶、氯化钠固体一瓶、饱和澄清石灰水一瓶、10ml量筒、小烧杯三只、试管二支、玻璃棒、石棉网、三角架、酒精灯、试管夹、药匙、火柴实验活动一：比较不同物质在水中的溶解能力【思考】（1）通过比较什么量来比较物质在水中的溶解能力的大小？ （2）实验应该控制哪些变量？为什么？【实验】（1）用量筒量取10ml水，倒入烧杯中，将一包硝酸钾固体加入烧杯中，充分搅拌，观察。若完全溶解，继续再加入另外一份加入上述烧杯，不断搅拌，观察，若不完全溶解，就不再加入另一份固体。（2）重复运用上述的方法，对氯化钠固体、氢氧化钙固体进行实验操作（3）如实记录实验现象。溶质的名称在室温时溶解于10mL水的溶解情况硝 酸 钾食 盐氢氧化钙【讨论】（1）通过实验，从不同溶质在水中溶解情况，你可以获得那些认识？ （设计意图：启发学生从实验中可以分析得出在室温下，在10ml水里，硝酸钾、氯化钠、氢氧化钙等溶质不能无限制地溶解水，只能溶解一定的量；而且不同溶质，在等量的水中，能最多溶解的质量是不同的。在室温下，这三种物质，在水中溶解能力最大的物质是氯化钠，溶解能力最小的物质是氢氧化钙。即在室温时，不同固体物质在水中的溶解能力是不同的）【讨论】（2）通过实验，你对溶液有什么进一步的认识？ （设计意图：启发学生能分析出在室温下，有些溶质的水溶液还能继续溶解该溶质；有些溶质的水溶液不能继续溶解该溶质。从而让学生形成“饱和溶液”与“不饱和溶液”的初步概念）实验活动二：温度对不同物质在水中的溶解能力的影响【实验】（1）对上述做硝酸钾与氯化钠的烧杯进行加热，观察试管中未溶解的硝酸钾与氯化钠固体有怎样变化？ （2）将饱和澄清石灰水倒入试管中，进行加热，观察试管中澄清石灰水有什么变化？ 。（3）如实记录实验现象。【讨论】（1）通过实验，你对这三种饱和溶液有什么认识？ 【讨论】（2）通过实验，你能得出温度对不同物质在水中的溶解能力一样吗？怎样影响？ （设计意图：启发学生可以分析得出升温，很明显地，会使饱和硝酸钾溶液由饱和状态变成不饱和状态，而饱和澄清石灰水会析出溶质，说明余下的溶液仍旧是饱和溶液，而升温对氯化钠饱和溶液的状态影响不是很明显，从得出温度的变化会导致溶液会从饱和状态转变成不饱和状态，或者从不饱和状态转变成饱和状态。从而得出温度会影响固体物质的在水中的溶解力，而且对不同物质影响情况是不同的。）【归纳】经过上个课学习，再综合活动一和活动二，你可以那些因素会影响固体的溶解能力？（设计意图：引导学生通过实验探究活动发现与讨论结果，得出影响固体溶解能力。）【结论】固体物质的溶解能力与 、 、 有关。【发现】经过一段时间，活动中这三个装置经过冷却后，你发现什么现象？并如实记录下来。 【尝试】（1）若发现有硝酸钾固体重新出现出现烧杯底部，你能尝试不用升温的办法，让硝酸钾固体继续溶解掉吗？（2）将饱和澄清石灰水倒入试管中，加入少量氯化钠固体，振荡，观察有什么现象出现？ 【讨论】（1）通过以上实验活动，你能正确为饱和溶液与不饱和溶液下定义吗？【讨论】（2）你能通过什么方法将饱和溶液转变成不饱和溶液，你能通过什么方法将不饱和溶液转变成饱和溶液？ （设计意图：引导学生进行综合分析实验探究活动发现与讨论结果，得出本节课的学习目标中要解决知识，即能正确的全面建构出这两概念，即需要限定“一定温度”“一定量的溶剂”“某种溶质”这三个条件。同时也顺理成章得出这两种溶液的转化方法。）【结论】1、 的饱和溶液： 的不饱和溶液： 饱和溶液不饱和溶液（ ）（ ）2、五、当堂检测1做溶解固体药品实验时，需要用到的主要仪器是（ ） A量筒、烧杯 B烧杯、玻璃棒 C漏斗、滴管 D、量筒、试管2小明已经配制好300mL的硫酸铜溶液，但不知道是否饱和，你认为小明检验时最合适的方法是（ ）A加入少量硫酸铜看是否还能溶解 B冷却 C加热 D蒸发水 3.现有一接近饱和的硝酸钾溶液，使它变为饱和溶液，其中不正确的（ ）A、加入硝酸钾晶体 B、降低溶液的温度 C、蒸发部分溶剂 D、用吸管吸出一部分溶液4. 20C时，下列氯化钠溶液已经达到饱和的是（ ）A. 20C时，向溶液中投入氯化钠晶体，晶体不再溶解B. 20C时，向溶液中投入氯化钠晶体，晶体溶解C. 取少量溶液降温至15C ，仍无晶体析出 D. 加热蒸发部分溶剂后，发现有晶体析出5.20C时，向50克硝酸钾溶液中加入5克硝酸钾晶体，充分搅拌后，尚有部分晶体未溶解，稍加热后晶体全部溶解。下列有关的说法中，正确的是（ ） A.搅拌后加热前一定是饱和溶液 B.搅拌后加热前一定是不饱和溶液 C.加热后所得溶液一定是饱和溶液 D.加热后所得溶液一定是不饱和溶液6.在一定温度下，向一定量的水中不断加入氯化钠固体，并搅拌。能正确表示此过程溶液的质量（m）与加入氯化钠的质量（n）之间的关系的图像是（ ）（设计意图：促使学生将通过自主学习获得的概念与知识加以应用，在应用中加深对新概念的理解，并可以弥补概念理解不足之处。当堂检测的习题要少而精，必须紧扣当堂检测的知识点，使学生明确本节课的重难点。当堂检测的题目要面向全体学生，要注意难易程度的把握，让每个学生都能体验到通过自主学习获得成功的快乐。）六、拓展延伸在30时，在10g水中最多能溶解3.63g氯化钠，而形成氯化钠饱和溶液；而在50g水中最多能溶解22.9g硝酸钾，形成硝酸钾饱和溶液。（1）试比较在30时，氯化钠与硝酸钾在水中的溶解能力。（2）计算在30时，在100g的水中需入多少g的氯化钠才能氯化钠饱和溶液？在100g的水中需加入多少g的硝酸钾才能形成饱和溶液？（设计意图：