“5E學(xué)習(xí)環(huán)”在初中化學(xué)教學(xué)中的運(yùn)用

【摘要】初中化學(xué)是一門(mén)理論與實(shí)踐并重的課程，對(duì)于初中化學(xué)的教學(xué)方式應(yīng)該秉著理論聯(lián)系實(shí)際，結(jié)合實(shí)驗(yàn)操作的方式進(jìn)行，“5E學(xué)習(xí)環(huán)”是一個(gè)十分先進(jìn)的教學(xué)模式，在國(guó)外以及我國(guó)臺(tái)灣地區(qū)使用的比較廣泛。

【關(guān)鍵詞】“5E學(xué)習(xí)環(huán)”；初中化學(xué)；教學(xué)應(yīng)用

“5E學(xué)習(xí)環(huán)”是由羅伯特#8226;卡普拉斯及其同事在科學(xué)課程改革研究中于20世紀(jì)60年代提出來(lái)的一種科學(xué)學(xué)習(xí)與教學(xué)模式。但經(jīng)過(guò)不斷的試用與演變，目前使用較多的是美國(guó)生物學(xué)課程研究的主要研究者之一貝比開(kāi)發(fā)出的“5E學(xué)習(xí)環(huán)”模式，這個(gè)模式由五個(gè)環(huán)節(jié)組成，即參與（Engage）、探究（Explore）、解釋?zhuān)‥xplain）、精致化（Elaborate）、評(píng)價(jià)（Evaluate），因?yàn)槎家杂⑽淖帜窫開(kāi)頭，所以叫做“5E學(xué)習(xí)環(huán)”模式。本文結(jié)合人教版初中化學(xué)上冊(cè)第六章第二課（二氧化碳的制取研究）原理來(lái)簡(jiǎn)要論述這個(gè)模式在初中化學(xué)教學(xué)中的運(yùn)用。

一、參與環(huán)節(jié)

參與環(huán)節(jié)是教學(xué)活動(dòng)的起始環(huán)節(jié)，也是讓學(xué)生積極的參與學(xué)習(xí)的環(huán)節(jié)，參與環(huán)節(jié)就是讓學(xué)生參與課堂學(xué)習(xí)，課堂實(shí)驗(yàn)具體操作流程的前奏曲，要調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性。參與首先要讓學(xué)生參與到學(xué)習(xí)活動(dòng)中來(lái)，積極的跟著老師的引導(dǎo)來(lái)進(jìn)行化學(xué)課程的學(xué)習(xí)，教師要結(jié)合本節(jié)知識(shí)講述學(xué)生感興趣的內(nèi)容，慢慢的引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入到化學(xué)的學(xué)習(xí)氛圍，教師可以通過(guò)創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境來(lái)引發(fā)學(xué)生積極的思考，然后引導(dǎo)學(xué)生深入到書(shū)本知識(shí)當(dāng)中。

二氧化碳是空氣中的成分，約占空氣的0.03%。動(dòng)植物的呼吸及化石燃料的燃燒，都會(huì)產(chǎn)生二氧化碳，是造成溫室效應(yīng)的氣體之一，同時(shí)也是植物光合作用的必須物質(zhì)之一。在實(shí)驗(yàn)室中是如何制取二氧化碳的呢？讓學(xué)生歸結(jié)出能產(chǎn)生二氧化碳的有關(guān)反應(yīng)，在老師的引導(dǎo)下，可歸納出產(chǎn)生二氧化碳的反應(yīng)有：

①CaCO3 + 2HCl＝ CaCl2 + CO2↑ + H2O

②C + O2 CO2

③CuO + O2Cu + CO2

④Na2CO3 + 2HCl = CaCl2 + CO2↑+ H2O

以上反應(yīng)中，哪個(gè)最適合于在實(shí)驗(yàn)室中用來(lái)制取二氧化碳呢，讓學(xué)生積極思考參與到學(xué)習(xí)和實(shí)驗(yàn)中。

二、探究環(huán)節(jié)

探究環(huán)節(jié)則是讓學(xué)生積極的進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的演練以及問(wèn)題的探究，探究環(huán)節(jié)是教學(xué)的主要環(huán)節(jié)，在這個(gè)環(huán)節(jié)當(dāng)中，教師首先應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生做好實(shí)驗(yàn)的探究、有關(guān)知識(shí)的查閱，設(shè)計(jì)、準(zhǔn)備工作的操作流程，實(shí)驗(yàn)步驟，然后讓學(xué)生分小組，小組內(nèi)部分工完成，教師盡量讓學(xué)生單獨(dú)去完成實(shí)驗(yàn)，不要干涉學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作，必要的時(shí)候給予學(xué)生一定的指導(dǎo)意見(jiàn)。

實(shí)驗(yàn)室制取氣體是初中化學(xué)的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，二氧化碳是一種常見(jiàn)的氣體，就學(xué)生提出的以上四種產(chǎn)生二氧化碳的反應(yīng)原理，要指導(dǎo)學(xué)生查閱有關(guān)的資料，根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)條件，操作流程等探究可選用的反應(yīng)原理：

從查閱的資料可知：

①CuO + CCu + CO2↑ 反應(yīng)所需的溫度較高要達(dá)到8000C以上，用酒精燈加熱，所需的時(shí)間較長(zhǎng)。

②C + O2 CO2 實(shí)驗(yàn)時(shí)產(chǎn)生的氣體不易收集，收集到的氣體不純，含有N2等多種雜質(zhì)氣體。

③Na2CO3 + 2HCl = 2HCl+ CO2↑+ H2O 查閱有關(guān)資料可知反應(yīng)速度較快。實(shí)驗(yàn)時(shí)操作有一定的難度。

④CaCO3+2HCl= CaCl2+ CO2↑+ H2O 該反應(yīng)速度適中，易操作控制，而且，所需藥品易得。

據(jù)上述的探究應(yīng)選擇CaCO3與HCl的反應(yīng)作為實(shí)驗(yàn)室制取CO2的反應(yīng)原理在確定反應(yīng)原理后，要探究實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，步驟及操作

實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：老師要引導(dǎo)學(xué)生選擇好實(shí)驗(yàn)的發(fā)生裝置及收集裝置。

1.發(fā)生裝置：按初中教材內(nèi)容發(fā)生裝置可根據(jù)反應(yīng)物的狀態(tài)和反應(yīng)的條件來(lái)確定，可分為：

發(fā)生

裝置條件反應(yīng)物狀態(tài)

加熱固+固

固+液

不需加熱

液+液

2.收集裝置：引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)氣體的性質(zhì)選擇適合的收集方法，主要考慮氣體的A：物理性質(zhì)——水溶性和密度。

B：化學(xué)性質(zhì)——能否與水發(fā)生反應(yīng)，能否與空氣中的有關(guān)成分反應(yīng)，從而選擇排水法，還是向上排空氣法或者向下排空氣法

就反應(yīng)④的原理是一種固+液的反應(yīng)，而且不需要加熱條件，產(chǎn)生的氣體CO2是一種能溶于水密度比空氣大，不會(huì)與空氣中的有關(guān)成分發(fā)生反應(yīng)。本節(jié)書(shū)中給出了多種儀器，要求學(xué)生對(duì)發(fā)生裝置及收集裝置進(jìn)行適當(dāng)?shù)慕M合。

老師要讓學(xué)生進(jìn)行充分的討論，有條件的學(xué)校可給每一組足夠的儀器進(jìn)行安裝，調(diào)動(dòng)學(xué)生的思維，提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能，技巧，增加學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，通過(guò)討論，分析學(xué)生可以得出有以下多種組合：

組合有：1.①⑤⑧，2.②⑤⑧，3.⑥⑤⑧，

4.①④⑤⑦，5.②④⑤⑦，6.⑥④⑤⑦

根據(jù)各校的實(shí)驗(yàn)條件可選擇不同的組合來(lái)制取CO2的發(fā)生裝置和收集裝置：如A組或B組

進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)時(shí)，對(duì)所用的石灰石（或大理石）和稀鹽酸可進(jìn)行如下組合：

實(shí)驗(yàn)序號(hào)石灰石狀態(tài)稀鹽酸濃度

①塊狀5%

②塊狀10%

③粉末5%

利用各種組合分別制取一瓶CO2氣體，學(xué)生從實(shí)驗(yàn)中可知分別制取一瓶氣體所用的時(shí)間不同，有些快，有些慢，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，激發(fā)學(xué)生的探究興趣，同時(shí)對(duì)于知識(shí)的獲取也能有更好的理解，加深學(xué)生們的印象

三、解釋環(huán)節(jié)

探究環(huán)節(jié)學(xué)生進(jìn)行了CO2制取的實(shí)驗(yàn)，解釋環(huán)節(jié)，就是對(duì)以上探究環(huán)節(jié)的理論概括，要把直觀的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，具體的實(shí)驗(yàn)操作及實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行及時(shí)的交流與總結(jié)，這一環(huán)節(jié)就是讓學(xué)生學(xué)會(huì)抽象概念化的總結(jié)，教師給學(xué)生提出一定的問(wèn)題，讓學(xué)生從實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的現(xiàn)象及記錄中分析討論回答：

對(duì)于上述的實(shí)驗(yàn)，老師可以提出以下幾個(gè)問(wèn)題：

1．對(duì)于實(shí)驗(yàn)室制取氣體反應(yīng)原理的選擇要考慮哪些因素。

2．根據(jù)什么來(lái)選擇發(fā)生裝置和收集裝置。3．反應(yīng)的速率與哪些因素有關(guān)。

4．所得的氣體是否純凈物。

對(duì)于上述問(wèn)題，學(xué)生通過(guò)分析，討論，可得知：

1實(shí)驗(yàn)室制取氣體反應(yīng)原理的選擇應(yīng)考慮的因素有：

①反應(yīng)所需的條件是否易滿(mǎn)足。

②反應(yīng)物之間的反應(yīng)速度率是否適中。

③產(chǎn)生的氣體是否易收集到純凈的。

老師點(diǎn)評(píng)還應(yīng)考慮：

a.藥品的成本。

b.反應(yīng)后的廢液對(duì)環(huán)境的影響。

c.藥品是否易得等。

對(duì)于2.3.4.這些問(wèn)題老師可根據(jù)學(xué)生的情況作出具體的指導(dǎo)，把這些實(shí)際直觀的問(wèn)題上升為抽象的概念性的知識(shí)，使學(xué)生得到知識(shí)的概括性總結(jié)。

在實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程中，有些同學(xué)肯定還有些問(wèn)題會(huì)提出來(lái)，如：

①用排水法是否就收集不到CO2。

②收集到的CO2為什么要正放在桌面。

③用稀H2SO4與石灰石反應(yīng)來(lái)制取CO2是否可行等。

教師都可與學(xué)生一一分析講解，使學(xué)生有較好的理解。

四、精致化環(huán)節(jié)

精致化環(huán)節(jié)就是對(duì)于知識(shí)的掌握程度的總結(jié)與考驗(yàn)，當(dāng)實(shí)驗(yàn)結(jié)束，小組討論完畢，每一個(gè)小組的結(jié)論要全班再進(jìn)行討論，然后得出最后的分析結(jié)論，理論聯(lián)系實(shí)際，學(xué)生以后遇到類(lèi)似的問(wèn)題能夠得到更加詳細(xì)的了解，逐漸達(dá)到舉一反三的效果。

在這一章節(jié)中，我們主要是探究了實(shí)驗(yàn)室制取氣體的反應(yīng)原理的選取，反應(yīng)發(fā)生裝置及收集裝置的選擇等要點(diǎn)。按以上的教學(xué)方式能使學(xué)生掌握基本的原理及應(yīng)用，可通過(guò)一些問(wèn)題的設(shè)置來(lái)驗(yàn)證和鞏固。

如：例1：氨氣是一種易溶于水，密度比空氣小的氣體，不與空氣有關(guān)成分反應(yīng)，實(shí)驗(yàn)室收集氨氣時(shí)，選擇收集的方法是（）

A：排水法B：向上排空氣法C：向下排空氣法D：三種方法都可以.

學(xué)生根據(jù)氨氣的性質(zhì)分析，可告知答案為C。

例2：實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳時(shí)，三種儀器都要用到的一組是（）

A.長(zhǎng)頸漏斗、集氣瓶、水槽 B.集氣瓶、錐形瓶、帶橡皮塞的導(dǎo)管C.酒精燈、錐形瓶、集氣瓶 D.集氣瓶、量筒、長(zhǎng)頸漏斗答案是B。開(kāi)放性的實(shí)驗(yàn)探究，對(duì)于學(xué)生掌握知識(shí)是一個(gè)很有力度的做法。五、評(píng)價(jià)環(huán)節(jié)評(píng)價(jià)環(huán)節(jié)是對(duì)以上環(huán)節(jié)的一種總結(jié)，評(píng)價(jià)環(huán)節(jié)既可以是教師對(duì)于學(xué)生的評(píng)價(jià)，也可以是學(xué)生之間的相互評(píng)價(jià)。對(duì)于學(xué)生操作步驟出現(xiàn)的錯(cuò)誤，教師給予指正，對(duì)于實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，無(wú)論出現(xiàn)什么樣的結(jié)果，教師都應(yīng)該給予學(xué)生積極的評(píng)價(jià)，不應(yīng)該嚴(yán)厲的抨擊學(xué)生，學(xué)生的自尊心一旦受到影響，學(xué)習(xí)的熱情也會(huì)大大的降低，所以教師應(yīng)該給予學(xué)生們積極的評(píng)價(jià)。將實(shí)驗(yàn)操作與理論研究結(jié)合起來(lái)，讓學(xué)生更好的掌握知識(shí)。六、結(jié)束語(yǔ)初中化學(xué)是一門(mén)與生活有著密切聯(lián)系的學(xué)科，“5E學(xué)習(xí)環(huán)”的教學(xué)模式也確實(shí)被證明對(duì)于學(xué)生的學(xué)習(xí)有著重要的影響，這是一個(gè)十分靈活的操作模式，未來(lái)的發(fā)展前景不容小覷，操作性強(qiáng)，極具有說(shuō)服力，學(xué)生也熱愛(ài)靈活性的教學(xué)模式，師生之間的良好互動(dòng)，對(duì)于學(xué)生學(xué)習(xí)都會(huì)收到事半功倍的效果。參考文獻(xiàn)：[1]P.L.史密斯.教學(xué)設(shè)計(jì).皮連生譯.上海：華東師范大學(xué)出版社.2008[2]威廉#8226;倫等.有效教學(xué)決策.李森，王緯紅譯.北京：教育科學(xué)出版社.2009