化學(xué)教學(xué)中滲透科學(xué)方法的教學(xué)策略

◇ 江蘇 許宏霞

化學(xué)教學(xué)中滲透科學(xué)方法的教學(xué)策略

◇ 江蘇 許宏霞

新課程要求化學(xué)教學(xué)不僅要幫助學(xué)生掌握基本的化學(xué)知識(shí),也要幫助學(xué)生在學(xué)習(xí)化學(xué)的過程中培養(yǎng)思維能力,了解人類發(fā)展過程中探究物質(zhì)發(fā)展的能力.

1 情境引入滲透科學(xué)方法,激發(fā)學(xué)習(xí)興趣

教學(xué)過程中,教師要研究教學(xué)內(nèi)容,根據(jù)課程特點(diǎn)創(chuàng)設(shè)情境,將學(xué)生從熟悉的情境中引入到化學(xué)學(xué)習(xí)的過程中.在學(xué)習(xí)“物質(zhì)的量”時(shí),設(shè)計(jì)教學(xué)過程如下:

創(chuàng)設(shè)情境1:現(xiàn)在有一大桶一元硬幣,想要知道共有多少個(gè),請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案并進(jìn)行驗(yàn)證,比較方案的快速性和合理性.

學(xué)生討論:1)一個(gè)一個(gè)數(shù);2)先數(shù)出100個(gè)硬幣,稱量質(zhì)量,再稱量整桶硬幣的質(zhì)量,將其除以100個(gè)硬幣的質(zhì)量,所得出的數(shù)值乘以100即為硬幣的個(gè)數(shù).

總結(jié):比較2個(gè)方案,發(fā)現(xiàn)2個(gè)方案都可以得到硬幣的數(shù)量,但方案2的效率更高,方案1在數(shù)大量硬幣的過程中可能出錯(cuò),方案2有效避免了這種情況.

設(shè)計(jì)目的:學(xué)生在初中階段沒有接觸過物質(zhì)的量的相關(guān)概念,采用情景引入和討論教學(xué)的方式幫助學(xué)生建立分組的思維,同時(shí)單個(gè)硬幣和整桶硬幣的對(duì)比也為學(xué)生埋下了一個(gè)潛在的微觀與宏觀的思想.

創(chuàng)設(shè)情境2:水是我們生活中常見的物質(zhì),大家都知道,水是由水分子構(gòu)成的,在1滴水中大概有17萬億億個(gè)水分子,如果一個(gè)一個(gè)數(shù),可能一生都無法數(shù)完.科學(xué)家是通過什么方法來得到這個(gè)數(shù)字的呢?

學(xué)生討論:在計(jì)算1滴水中的分子數(shù)時(shí),可以計(jì)算1滴水的總質(zhì)量m,用m除以單個(gè)分子的質(zhì)量即可,但是仍存在著一個(gè)問題,水分子的質(zhì)量如何得到.

總結(jié):學(xué)生提出了計(jì)算分子數(shù)量的方法,但同時(shí)也提出了新的疑問.

設(shè)計(jì)目的:將生活場(chǎng)景引入到化學(xué)場(chǎng)景中,實(shí)現(xiàn)了從學(xué)生熟悉的場(chǎng)景到化學(xué)知識(shí)的過渡.學(xué)生在討論的過程中產(chǎn)生了問題,帶著問題進(jìn)行學(xué)習(xí)更能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率.

2 基本概念滲透科學(xué)方法,全面掌握重點(diǎn)

在學(xué)習(xí)概念的過程中,學(xué)生的學(xué)習(xí)可以分為3個(gè)階段:形象感知—概念形成—概念深化.化學(xué)概念的抽象性比較強(qiáng),教師可以學(xué)生學(xué)習(xí)過的知識(shí)引入,不斷深化概念教學(xué),設(shè)計(jì)教學(xué)過程如下.

環(huán)節(jié)1提出假設(shè).

學(xué)生回答:從宏觀角度看,是12gC和32gO2反應(yīng),生成了44gCO2.從微觀角度看,是1個(gè)C原子和1個(gè)O2分子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成了1個(gè)CO2分子.

教師提問:與之前的數(shù)硬幣環(huán)節(jié)進(jìn)行對(duì)比,分析方程式的2種解釋之間是如何聯(lián)系的.

學(xué)生思考:一定數(shù)量的C原子形成了12gC,與一定數(shù)量的O2分子所形成的32gO2進(jìn)行反應(yīng),得到了一定數(shù)量的CO2分子,為44g.這3個(gè)“一定數(shù)量”是一個(gè)值.

設(shè)計(jì)目的:采用了類比的方法,將方程式中宏觀和微觀的關(guān)系與硬幣中整桶硬幣和單個(gè)硬幣的關(guān)系進(jìn)行對(duì)比,提出了“一定數(shù)量”的概念.

環(huán)節(jié)2驗(yàn)證假設(shè).

教師引導(dǎo):給出數(shù)據(jù)幫助學(xué)生驗(yàn)證猜想,1個(gè)C原子質(zhì)量為1.9934×10－23g;1個(gè)O2分子質(zhì)量為5.3156×10－23g.

學(xué)生計(jì)算:12gC除以1個(gè)C原子質(zhì)量為6.02×1023;44gO2除以1個(gè)O2分子質(zhì)量為6.02×1023.因此,“一定數(shù)量”為一個(gè)定值,是6.02×1023.

設(shè)計(jì)目的:采用計(jì)算的方式幫助學(xué)生驗(yàn)證在環(huán)節(jié)1中提出的假設(shè)——“一定數(shù)量”為一個(gè)定值.在此基礎(chǔ)上,引入“物質(zhì)的量”的概念.

環(huán)節(jié)3概念引入.

教師引導(dǎo):原子、分子的質(zhì)量是相當(dāng)小的,在進(jìn)行宏觀到微觀的轉(zhuǎn)換時(shí),通常以6.02×1023為媒介進(jìn)行計(jì)算,我們將這個(gè)值稱為“物質(zhì)的量”,單位為mol.

學(xué)生活動(dòng):記錄“物質(zhì)的量”的概念并進(jìn)行理解.

教師提問:請(qǐng)同學(xué)們利用剛剛學(xué)習(xí)的知識(shí)解決情境2中提出的疑問.

設(shè)計(jì)目的:引入“物質(zhì)的量”的概念,將學(xué)生驗(yàn)證的假設(shè)提升到概念層面,促進(jìn)學(xué)生理解.

教師講授:物質(zhì)的量表示的是微觀粒子,如原子、電子、離子等,不能用其表示宏觀物質(zhì),如1mol麥子,這種說法是錯(cuò)誤的.將12gC中含有的C原子個(gè)數(shù)稱為阿伏加德羅常數(shù),近似值為6.02×1023mol－1.

設(shè)計(jì)目的:完善“物質(zhì)的量”的相關(guān)概念解釋,對(duì)概念進(jìn)行進(jìn)一步明確.

在概念講述環(huán)節(jié),教師以學(xué)生熟知的化學(xué)方程式引入,逐步引導(dǎo)學(xué)生提出物質(zhì)的量的概念,在此過程中,教師采用了提出假設(shè)－驗(yàn)證假設(shè)的科學(xué)方法幫助學(xué)生掌握.

3 實(shí)驗(yàn)教學(xué)滲透科學(xué)方法,深化教學(xué)內(nèi)容

實(shí)驗(yàn)操作過程能夠提高學(xué)生的動(dòng)手能力,促進(jìn)學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解.學(xué)生在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、完成實(shí)驗(yàn)的過程中不斷驗(yàn)證自己的猜想,提高了對(duì)知識(shí)的理解能力和掌握能力.通過概念學(xué)習(xí),知道了阿伏加德羅常數(shù)近似為6.02×1023mol－1,可通過油滴法進(jìn)行驗(yàn)證.

教師引導(dǎo):科學(xué)家已經(jīng)提出了多種測(cè)量阿伏加德羅常數(shù)的方法,測(cè)量的精度也在不斷提高.在本節(jié)教學(xué)中,我們選擇一個(gè)簡(jiǎn)單易行的實(shí)驗(yàn)操作——采用油膜法進(jìn)行測(cè)量.同學(xué)們可以比對(duì)教室中地板的面積和地板磚的數(shù)量設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn).提供的實(shí)驗(yàn)器材有:膠頭滴管、量筒、圓形水槽、刻度尺、硬脂酸的苯溶液.已知單個(gè)硬脂酸的截面積.

學(xué)生設(shè)計(jì):計(jì)算教室地板磚的數(shù)量時(shí),可以用教室面積除以單個(gè)地板磚的面積.計(jì)算分子個(gè)數(shù)也可以用整個(gè)水槽的面積除以單個(gè)分子的截面積.

設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn):1)測(cè)量要滴入到水槽內(nèi)溶液的體積和水槽的截面積.2)將溶液滴入水槽內(nèi),進(jìn)行計(jì)算.

設(shè)計(jì)目的:教師將計(jì)算地板磚數(shù)量的實(shí)驗(yàn)與油膜法測(cè)量阿伏加德羅常數(shù)的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行對(duì)比,為學(xué)生提供了設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的思路,學(xué)生以此為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn).此過程體現(xiàn)了類比教學(xué)的科學(xué)方法.

教師活動(dòng):看完學(xué)生設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)后,發(fā)現(xiàn)學(xué)生實(shí)驗(yàn)中存在的問題.針對(duì)這些問題,不要采用直接指正的方式,而是進(jìn)行合理引導(dǎo):1)如何保證滴到水槽內(nèi)的溶液只形成一層油膜;2)如何確保實(shí)驗(yàn)的精度.

學(xué)生思考:1)采用逐滴滴入的方式進(jìn)行控制,增添測(cè)量每滴溶液體積的過程;2)采用多次測(cè)量取平均值的思路測(cè)量水槽面積和阿伏加德羅常數(shù)的取值.

實(shí)驗(yàn)說明:學(xué)生由于認(rèn)知結(jié)構(gòu)不完善、學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)不足,對(duì)于實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)也存在著不完善的情況,對(duì)于這些問題,教師要進(jìn)行引導(dǎo),培養(yǎng)學(xué)生自主解決問題的能力,在此過程中體現(xiàn)了問題引導(dǎo)的科學(xué)方法.

4 習(xí)題布置滲透科學(xué)方法,鞏固知識(shí)體系

習(xí)題布置也是實(shí)施科學(xué)方法的一個(gè)有效途徑,在進(jìn)行習(xí)題布置的過程中,教師要堅(jiān)持科學(xué)原則,以課堂學(xué)習(xí)內(nèi)容為基礎(chǔ)并有一定程度的提升.布置習(xí)題過程中要融入類比法、外推法、歸納法等科學(xué)方法,幫助學(xué)生在習(xí)題訓(xùn)練的過程中鞏固知識(shí)體系.

科學(xué)方法的應(yīng)用對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)思維有很大幫助,要根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)特點(diǎn)在教學(xué)各個(gè)環(huán)節(jié)滲透科學(xué)方法,提高學(xué)生利用科學(xué)方法解決問題的能力.

(作者單位:江蘇省如皋市第一中學(xué))