浙江省宁波市初中科学教育教学评比获奖论文 催化剂教学初探.doc

催化剂教学初探摘要:中学科学新课程有了重大的改变，它把科学探究过程、方法和能力、科学知识三者放在同等地位。强调学生学习方法的转变和教师教学方法的改变，其中要求教师在实施教学过程时，不只忠实地照搬新课程的教学内容，也应是课程的创造和开发过程。使课本知识，教师个人的专业知识，师生互动产生的知识，三者有机结合。本文通过对催化剂教学形式的探索，充分利用新课程为教师留下的创造空间，发挥教师专业特长，为学生创造探究、创新的学习环境，使学生在愉快的探究实验过程中，既能掌握催化剂的基本概念和理论，又经历了探究性实验的具体过程，也学会了探究性实验的方法。达到全面提高每一个学生科学素养的教学目的。关键字：催化剂 教学 探究性学习中学科学教学的总目标是：全面提高每一个学生的科学素养。为了达到上述目标，科学课程有了重大的改变，新课程把科学探究过程、方法和能力与科学知识放在同等的地位。强调学生学习方法的改变和教师教学方法的转变。学生的学习方法应从被动的认知学习，变为自主学习、合作学习和探究学习。教师教学方法的转变虽然是多方面的，但其中要求教师在实施教学过程时，不只忠实地照搬新课程的教学内容，也应是课程的创造和开发的过程，使教学真正成为教师富有个性化的创造过程。使课程中的课本知识、教师个人的专业知识、师生互动产生的知识，三者有机结合。课程不再是特定知识的载体，而是教师和学生共同探讨新知的过程。同时，新课程最突出的特点，是强调学生进行探究性学习，要积极培养学生的创新精神。俗话说，名师出高徒。一个没有创新精神的老师，很难培养出有创新精神的学生。教师榜样作用将对学生的一生产生巨大的影响。因此，作为中学的科学老师，更应充分发挥自己的专业特长，利用新课程为我们的教师留下创造空间，在具体教学过程中，创造新的教学形式、新的教学方法、新的教学内容。师生充分互动，共同创新，培养造就一批既有创新精神，又有创新能力的优秀学生。我根据自己多年的教学经验，结合新课程的具体要求，在中学科学有关催化剂的教学内容方面，进行了一次创新尝试，供大家参考。催化剂在现代工业中应用已十分普遍，无论是复杂的生物工程，还是涉及国计民生的石油化工，都广泛应用。也是现代科技人员研究攻关的重要领域。为使学生切身体会“科技是第一生产力”的含义，我认为有必要对催化剂的教学内容进一步深化、扩充和完善。特别是通过对催化剂有关内容的探究性实验，既加深了学生对催化剂概念的正确理解，又使学生经历了探究性实验的具体过程。从中学会有关的实验操作技能，并培养了学生探究创新的能力。具体教学过程如下：【多媒体情景引入】：用丰富的文字资料，多彩的视频画面，把学生引入有关催化剂过去（发现），现在（应用）和将来（发展）。例如，科学家早在十八世纪就发现：可用空气中的氮气与氢气反应来合成氨。但该反应速度极慢，无法进行工业化生产，是德国科学家发现该反应的催化剂，才使它能工业化生产，从此奠定了现代合成氨工业的基础。接着介绍催化剂在现代工业中应用：如石油化工中催化裂化，生物工程中各种酶的应用。最后与学生共同进行“科学猜想”，让师生充分展开想象的翅膀，大胆进行科学假说，展望催化剂在未来科技中应用。例如：发现一种催化剂，能象大豆根瘤菌一样，直接吸收空气中氮，合成人们需要的氮肥。这将对人类作出巨大的贡献。这种催化剂有待于同学们去探究、发现。通过上述的师生互动，激发学生学习催化剂的兴趣，从而产生强烈的求知欲望。接着引导学生用科学实验来探究二氧化锰在氯酸钾加热分解反应中的作用。【探究二氧化锰在氯酸钾加热分解反应中的作用】：学生分组进行探究性实验，在二只试管中分别加入适量氯酸钾，一只加入少量的二氧化锰，另一只不加二氧化锰，作对照实验组。加热反应，用带火星的木条检验放出气体，比较放出气体速度的快慢。教师创设这样的问题情境：能使带火星木条复燃的是什么气体？比较两组实验结果，放出氧气速度是否一样？在这个反应中，二氧化锰起了什么作用？【小组汇报发言，教师引导总结】：在各小组汇报发言时，教师要特别发现、鼓励有不同见解者，让他们充分表达自己的看法。两组均产生能使木条复燃气体。这种气体是氧气。这是因为：氯酸钾受热分解放出氧气。但两组反应中释放出氧气的速度不一样，加二氧化锰一组的分解速度快。这是因为：。二氧化锰在这反应中作催化剂，起了催化剂作用，大大加快了这个反应速度。使学生初步明确在化学反应中能改变其他物质的反应速率，而本身的质量和化学性质在反应前后都不改变的物质，叫做催化剂，工业上又叫触媒。【议一议】：催化剂能改变化学反应的速度，象二氧化锰大大加速了氯酸钾分解速度，是催化剂。那么有没有减慢化学反应速度的催化剂呢？接着引导学生通过科学实验，来探究甘油（丙三醇）在过氧化氢分解反应中的作用。【探究甘油（丙三醇）在过氧化氢分解反应中的作用】：让学生进行分组探究性实验：在两只250毫升的锥形瓶中，加入150毫升30%的过氧化氢，一只加3毫升甘油，并搅拌均匀，另一只不加甘油，作对照实验组，锥形瓶上加带直角导管的橡皮塞，直角导管上用橡皮管连接一根30厘米长的玻璃管（要检验装置气密性），用滴管在30厘米长玻璃管内滴入一段红墨水，作液封（玻璃管要水平放置），让学生观察玻璃管内红色液柱移动速度。让学生思考下列问题： 红色液柱为什么会向外移动？那一只马上移动？那一只没有马上移动（但等一段时间，红色液柱有一点移动）？甘油在过氧化氢分解放出氧气的反应中起了什么作用？二氧化锰和甘油的催化作用有什么不同？【小组汇报发言，教师引导总结】：红色液体向外移动是因为过氧化氢分解产生氧气，使瓶内气压增大，推动液柱向外移动，另一只加了甘油，试管液柱没有马上移动，但等一段时间后，红色液柱有一些移动，因为甘油减慢了过氧化氢分解放出氧气的速度。经师生共同讨论、分析得出催化剂改变化学反应速度两种含义，一种是加快反应速度，另一种是减慢反应速度。既有加快反应速度的催化剂（正催化剂）。也有减慢反应速度的催化剂（负催化剂）。并指出催化剂在化学反应前后质量和化学性质均不改变。催化剂有“一变二不变”的特点。从而得出催化剂的正确的概念。【议一议】：对同一个化学反应，它的催化剂是否只有一种？如果同一个化学反应，它有多种催化剂，它的催化作用大小是否一样？【探究寻找氯酸钾分解反应的多种催化剂，并比较它们催化作用大小】：分组进行探究性实验，实验过程如下：现有氧化铜，氧化铁，红砖粉，氧化铝四种物质，通过实验探究，寻找出能作为氯酸钾加热分解反应的催化剂。实验方法同探究二氧化锰在氯酸钾加热分解反应中作用一样。用带火星木条检验放出的气体，并比较它们反应速度的大小。【小组汇报发言，教师总结引导】：通过实验探究，氧化铁、氧化铜、红砖粉在氯酸钾分解反应中能起催化作用，可作为该反应的催化剂，催化作用大小顺序如下： 氧化铁氧化铜红砖粉。氧化铁的催化剂效果最好，接近二氧化锰。【催化剂的正确筛选】:对于同一个化学反应，它的催化剂可能有多种。因此在工业化生产时，科技人员要通过科学实验，筛选出综合效率最佳的催化剂。如合成氨工业中铂金催化效果最好，但价格昂贵。因而在实际生产中用铁触媒，因它的综合经济效益好，故不采用铂金。让学生讨论，筛选。我们做氯酸钾加热分解的探究实验时，从综合效果分析、采用哪一种催化剂最合适？【小组讨论汇报发言、教师引导总结】：从综合效果分析，我们学校应强调教学效果，又由于消耗量极少，可不考虑催化剂的价格因素。虽然氧化铁比二氧化锰便宜，催化效果与二氧化锰接近，但还是采用二氧化锰好。（同时，氧化铁含有结晶水（feso43h2o）加热时要分解放出结晶水，会影响对催化剂一变二不变特点的正确理解）。 【科学探究实验的深化和拓展】：除催化剂能改变化学反应速度以外，其中反应物、生成物浓度、反应温度等因素也能改变化学反应的速度。为了拓展学生的视野，防止学生思想疆化，再让学生用科学实验探索一下，改变稀硫酸浓度能否改变锌粒与稀硫酸反应放出氢气的速度？ 探究实验过程如下：用不同体积比的稀硫酸与锌粒反应，并比较它们反应速度快慢，体积比可选用：硫酸:水=1:0.5；1:1；1:2；1:3；1:4等。由学生自己设计实验步骤和方法。通过探究性实验，经小组讨论分析，得出除催化剂能改变化学反应速度以外，其他如反应物的浓度等因素，也同样能改变化学反应速度。教师引导总结说明，在实际生产中也往往采用控制反应物浓度、生成物浓度、反应温度等因素来改变化学反应的速度。从而拓展了学生的视野，并使教学与生产实际紧密结合。综上所述，通过对催化剂这一节教学内容重新设计，探索实践。使课程不再只是特定知识的载体，也是教师和学生共同探讨新