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在《二氧化碳制取的研究》的教学中,我尝试从以下三个方面进行创新教学。
一、制定三维目标,立足学生的具体学情
课时教学目标是课堂教学的依据,要正确制定教学目标,教师应根据课程标准的要求,钻研教材,了解学生情况,理清教学顺序,根据教学内容确立课时目标,把握目标的适宜性和教学效益的底线,这是教学的关键所在。本节课的教学目标是这样制定的。
1.知识与技能。
了解实验室制取二氧化碳的反应原理,探究实验室制取二氧化碳的装置,并利用设计的装置制取二氧化碳;了解实验室制取气体的方法和设计思路。
2.过程与方法。
通过实验室里制取氧气的方法和设计思路,探索实验室制取二氧化碳的药品和实验装置,让学生初步学习科学探究的基本过程(提出假设,实验探究,获得结论)和方法,体验化学实验的方法的科学性,能进行初步的科学探究活动。
3.情感态度与价值观。
通过实验、问题讨论,培养学生求实、创新、合作的科学品质。通过师生间、学生间合作学习,研究性学习,体验探究成功的乐趣,激发学生探究欲。
这样确立的依据有:①本课题知识的学习比较容易,学生在前面学习元素化合物的基础上经过讨论便可解决。②本节学习的重点是能力训练,学生在前面学习的氧气、实验室制法,具备了一些气体制备的实践经验,各项实验技术也已经具备。③此时,在课堂教学中体现学生主体,让学生真正参与到教学过程中来正是时机。④通过教师的引导,学生能够发现问题,并能通过小组合作,设计方案、表达交流、实施方案、总结表达等环节完成整个探究。
二、优化教学过程,用实验让学生动起来
新课程标准最显著的特点之一就是将学习知识与学习求知的方法并重,将“过程与方法”列为课程目标之一,实验在新课程标准中受到普遍重视,地位得到空前的提升。化学是一门以实验为基础的学科,因此,实验教学是化学教学中实施创新教育的重要途径。
1.增加实验的探索性,培养学生的创新意识。
照方抓药式的实验能提高学生熟练操作的程度,但不能培养和锻炼学生的创造能力与创新意识。增加化学实验的探索性,可以有效地训练学生的创新思维。在探究实验室制取二氧化碳反应原理的选择时,进行了如下实验探究:(1)稀盐酸和碳酸钠粉末;(2)稀盐酸和块状石灰石;(3)稀硫酸和块状石灰石。学生通过动手实验,将各种方案加以比较和评价,并分组讨论,很快就能从反应速度和经济角度等进行评价,得出方案(2)最优。从而确定了实验室里制取二氧化碳的最佳反应原理。
2.改演示实验为学生实验,引导学生的创新实践。
在演示实验中,教师正确的操作、熟练的技能技巧,对学生是一种很好的示范。但眼过千遍不如手过一遍。对一项操作或一种仪器的使用,教师反复强调也不如让学生亲自动手做一做。在学生得出了二氧化碳制取装置后,如何进行完整的操作制取一瓶二氧化碳呢?以往都是老师一边做一边讲解实验的注意事项,在本节课中,我直接让学生动手做,我适当提醒,学生从中感悟到许多实验注意事项,收到了很好的效果,并顺利地突出了本课题的重点。
3.注重实验的改进,培养学生的创新精神。
创新精神指的是在创造过程中表现出来的自觉、勤奋、实事求是、团结协作,勇于冒险、挑战的精神。在学生实验中,我们可以根据条件将学生分成几人一组,每组兼顾实验设计能力强、观察能力强、动手能力强等不同层面的学生,使他们通过共同完成一个实验,体会合作的愉快,感受合作的意义,从而培养他们团结协作的精神。本课题中一个教学难点就是如何将简易的制取气体的装置进行有效地改进,培养学生的发散思维能力。在教学中,我将相关的实验仪器提供给各组学生,让他们尝试改进,最终每个组都能进行一两种改进方法,虽然有的方法不是合理,但在这过程中学生获得了极大的满足感和成就感,激发了他们的学习兴趣。
三、注重评价多元,让学生在学习中有安全感
【摘要】
目的 探讨超临界CO2萃取灵芝总三萜的优化工艺条件。方法采用响应曲面法考察萃取压力、萃取温度、夹带剂用量对灵芝总三萜萃取率的影响。结果优化萃取条件为:萃取压力30 MPa,萃取温度51℃,夹带剂用量2.2 ml/g。结论该方法简便准确,预测性好。
【关键词】 灵芝; 总三萜; 超临界二氧化碳萃取; 响应曲面法
Abstract:ObjectiveTo investigate the optimum extraction of total triterpenoids from Ganoderma lucidum by supercritical carbon dioxide extraction.MethodsThe response surface methodology was applied in the analysis of extraction parameters such as extraction pressure,extraction temperature and entainer dosage.ResultsThe optimal extraction conditions were extraction pressure 30MPa, extraction temperature 51℃, entainer dosage 2.2 ml/g.ConclusionThe response surface methodology used in this study is able to predict the optimal extraction conditions for the total yield of total triterpenoids in Ganoderma lucidum.
Key words:Ganoderma lucidum; Total triterpenoids; Supercritical CO2 extraction; Response surface methodology
灵芝(Ganoderma)为层菌纲非褶菌目灵芝菌科灵芝属真菌的总称。习惯所称灵芝是指灵芝属中赤芝Ganoderma lucidum (Leyss.Ex Fr.)Karst.的子实体部分,其主要成分之一是三萜类化合物,由赤芝中发现的三萜类化合物已有135种,如赤芝酸A,赤芝酸B,灵芝酸A,灵芝酸B等[1]。该类化合物有较高的脂溶性,分子量一般为400~600,化学结构较复杂,目前已知有7种不同的母核结构,在母核上有多个不同的取代基,常见有羧基、羟基、酮基、甲基、乙酰基和甲氧基等。由于化学结构的多样性,使灵芝三萜类化合物具有抗肿瘤、抗HIV-1及HIV-1蛋白酶活性、抗氧化、抑制组胺释放、抑制胆固醇合成、抑制血小板聚集、保肝、镇痛等较广泛的药理活性[2]。
目前国内市场上灵芝药品、保健品种类繁多,很多灵芝产品以总三萜作为标志性功效成分。灵芝三萜类化合物不仅是当前灵芝化学及药理研究的热点,而且具有较好的工业应用前景。灵芝总三萜的提取分离一般采用甲醇或乙醇浸提,粗提物用氯仿溶解经碱处理分出总酸部分后再用氯仿萃取分离得到,但该方法存在耗时耗能、溶剂用量大、有溶剂残留、生产成本高等缺点[3,4]。超临界CO2萃取技术具有步骤简单、选择分离效果好、提取率高、产物无溶剂残留、有利于脂溶性物质和热敏性物质的萃取等优点,已被广泛应用于香料及中草药成分的提取。本文采用Box-Behnken响应曲面法对超临界CO2萃取灵芝总三萜工艺进行优化,寻找最佳工艺条件,为进一步规模化提取灵芝总三萜奠定基础。
1 材料与仪器
赤芝购于贵州省药材公司,破碎成10~20目颗粒备用;熊果酸标准品购于中国药品生物制品检定所;4L超临界萃取装置(自行研制);T6新世纪紫外可见分光光度计(北京普析通用仪器有限责任公司);所用化学试剂均为分析纯。
2 方法
2.1 灵芝总三萜的提取采用Box-Behnken响应曲面设计法,以萃取压力、萃取温度、夹带剂用量〔夹带剂体积(ml)/灵芝原料重量(g)〕为自变量,以灵芝总三萜萃取率为响应指标设计三因素三水平实验方案,实验因素编码及水平设计见表1。表1 实验因素编码及水平(略)
取赤芝粉200 g置于超临界萃取器,设定萃取时间为1 h,CO2流量为20 L/h,解析压力为5 MPa,解析温度为60℃。当达到预定温压条件,启动夹带剂泵,定量打入95%乙醇,萃取过程中从解析器收集萃取液,实验结束后减压回收乙醇,真空干燥得红褐色固体。
2.2 灵芝总三萜含量的测定采用分光光度法[4,5],以熊果酸为对照品,5%香草醛-冰醋酸和高氯酸为显色剂,60℃水浴15 min,在最大吸收波长540 nm处测定吸光度,绘制浓度和吸光度的标准曲线,得回归方程:Y=3.628X-0.094,r=0.999 4,线性范围0~0.25 mg/ml。精密称取灵芝超临界萃取物样品50 mg,同法显色测定,根据标准曲线计算总三萜含量及萃取率(Y)。
Y(%)=萃取物中总三萜含量(g)/灵芝原料重量(g)×100%
3 结果与讨论
3.1 实验结果及模型方程的建立灵芝总三萜的超临界CO2提取响应曲面实验设计方案与实验结果见表2。表2实验数据进行多元回归拟合,得响应曲面二次多元回归模型:Y=-0.563 3+0.057 3X1+0.043 8 X2-0.211 3 X3-0.001 1 X12-0.000 5 X22 + 0.018 3 X32 +0.000 1X1X2+0.001 X1X3+0.002 X2X3 表2 实验设计方案及结果(略)
对该模型进行方差分析结果见表3,回归模型系数显著性检验结果见表4。由表3可知模型P=0.0020.05不显著,r2=0.972 0说明该模型拟合程度良好,试验误差小,可以用此模型对灵芝总三萜的超临界CO2提取进行分析和预测。由表4可知模型中一次项X1、二次项X12和X22显著,其他项不显著。表3 回归模型的方差分析(略)表4 回归模型系数显著性检验(略)
3.2 响应曲面分析与优化模型响应
曲面图见图1~3。由图1可知保持萃取压力不变,随着萃取温度升高灵芝总三萜萃取率逐步增加;保持萃取温度不变,随着萃取压力增加灵芝总三萜萃取率快速增加。由图2可知保持萃取压力不变,随着夹带剂用量增加灵芝总三萜萃取率逐步增加;保持夹带剂用量不变,随着萃取压力增加灵芝总三萜萃取率快速增加。由图3可知保持萃取温度不变,随着夹带剂用量增加灵芝总三萜萃取率逐步增加;保持夹带剂用量不变,随着萃取温度升高灵芝总三萜萃取率逐渐增加,达到峰值后缓缓下降。
对模型方程解逆矩阵得灵芝总三萜最佳提取工艺条件为:萃取压力29.30 MPa,萃取温度51.09℃,夹带剂用量2.18 ml/g。为检验响应曲面法所得结果的可靠性,采用上述优化提取条件进行灵芝总三萜的超临界CO2提取,为方便实际操作将提取工艺参数修正为:萃取压力30 MPa,萃取温度51℃,夹带剂用量2.2 ml/g,此条件下灵芝总三萜理论萃取率为1.17%,验证结果见表5。实际测得的灵芝总三萜平均萃取率为1.16%,与理论预测值非常接近,表明基于响应曲面法所得的优化提取工艺参数准确可靠,具有实用价值。表5 模型的验证结果(略)
4 结论
通过响应曲面法建立了灵芝总三萜萃取率与萃取压力、萃取温度、夹带剂用量关系的回归模型,经检验证明该模型准确有效,超临界CO2萃取灵芝总三萜最佳工艺条件为:萃取压力29.30 MPa,萃取温度51.09℃,夹带剂用量2.18 ml/g。从便于实际操作出发,将最佳工艺条件优化为:萃取压力30 MPa,萃取温度51℃,夹带剂用量2.2 ml/g,在此条件下灵芝总三萜平均萃取率为1.16%,萃取物中总三萜平均含量为52.79%,有利于灵芝新产品的研究与开发。
【参考文献】
[1]高建莉,禹志领,李绍平,等.灵芝三萜类成分研究进展[J].中国食用菌,2005,24(4):6.
[2]罗俊,林志彬.灵芝三萜类化合物药理作用研究进展[J].药学学报,2002,37(7):574.
[3]钱竹,徐鹏,章克昌,等.大孔树脂分离提取发酵液中灵芝三萜类物质[J].食品与生物技术学报,2006,25(6):111,126.
教学目标
知识目标
使学生了解在实验室中制取气体的方法和设计思路的基础上,研讨二氧化碳的实验室制法;
通过讨论,掌握实验室制取二氧化碳的药品和反应原理;
通过实验探究,学会设计实验室制取二氧化碳的装置;
能力目标
通过实验室制取二氧化碳的药品和装置的探究,逐步提高学生的探究能力;
通过小组合作,培养学生合作能力、表达能力;
通过探究实验室制取二氧化碳的装置,培养学生实验室制取气体装置的设计思路;
通过筛选二氧化碳的实验室制法,发展观察能力并提高学生分析和解决实际问题的能力。
情感目标
在探究中,使学生体验合作、发现的乐趣;
在设计实验装置过程中,培养学生创新精神、实践能力,以及严谨求实的科学态度。
教学建议
课堂引入指导
方法一:引导学生复习到目前为止学生已经掌握的可以得到二氧化碳气的方法,逐一筛选出适合实验室制备二氧化碳的方法,让学生在教师的带领下学会选择,学会判断,从中真正体现学生是学习的主体,实验学生的主动学习。
方法二:从实验室制气的要求入手,讲清楚原则,让学生自己总结,思考到底实验室中用什么方法来制备二氧化碳。
方法三:单刀直入先讲实验室中制二氧化碳的原理,让学生思考,实验室选择这种方法的依据是什么?通过对比突出该方法的优越性,总结出实验室制气的原则。
知识讲解指导
注意讲解时的条理性,使学生明白实验室制二氧化碳的原理、装置;检验方法;让部分学生清楚选择该方法的原因和实验室制气方法选择的依据。
注意理论与实验的结合,避免过于枯燥或过于浅显,缺乏理论高度。
联系实际,讲二氧化碳灭火器的原理,适用范围,必要时也可讲解常用灭火器的使用方法。
关于二氧化碳的实验室制法的教材分析
本节课在全书乃至整个化学学习过程中,所占有的地位十分重要。它是培养学生在实验室中制取某种气体时,药品的选择、装置的设计、实验的方法等思路的最佳素材。上好此节课对学生今后学习元素化合物知识、化学基本实验及实验探究能力都有深远的影响。
本节知识的学习比较容易,学生在前面学习元素化合物的基础上经过讨论便可解决。本节学习的重点是能力训练。学生在前面学习的氧气、氢气的实验室制法,具备了一些气体制备的实践经验,各项实验技术也已经具备,此时,在课堂教学中体现学生主体,让学生真正参与到教学过程中来正是时机。教师提出探究问题、引发学生思考;通过小组合作,设计方案、表达交流、实施方案、总结表达等环节完成整个探究。
关于二氧化碳的实验室制法的教学建议
为了完成对学生探究能力的培养,设计2课时完成此节教学;
本节是典型的探究学习模式。其中有两个探究:制备药品的探究(快、易)、制取装置的探究(重点、慢)。
讲授过程指导
二氧化碳的实验室制法可结合实验六二氧化碳的制取和性质进行边讲边实验。
注意运用讨论法,充分调动学生积极性。可适当与氧气、氮气的实验室制法进行对比;结合装置讲解制二氧化碳装置与制氢装置的区别与联系(均是固液反应不需加热制气);结合二氧化碳气的性质,讲解二氧化碳气的检验和验满方法。
课程结束指导
复习实验室制二氧化碳原理、装置及验满方法。
布置学生进行家庭实验,用醋酸和鸡蛋壳或水垢制二氧化碳。
布置作业,注意计算和装置图两方面的内容。
教学设计方案一
教学过程:
【引言】
二氧化碳是一种有广泛用途的气体,实验室中如何制取二氧化碳呢?想一想到目前为止,你知道多少种能够制得二氧化碳的方法。
(学生讨论,并列举学过的可以得到二氧化碳的方法。教师在黑板上逐一记录)
1.碱式碳酸铜热分解
2.蜡烛燃烧
3.木炭燃烧
4.石墨等碳单质在氧气中燃烧
5.木炭还原氧化铜
6.碳在高温下还原氧化铁
7.碳酸受热分解
8.人或动物的呼吸
9.高温煅烧石灰石……
引导学生讨论作为实验室制法的条件是:
1.制取应简便迅速;
2.所制得的气体纯度高,符合演示实验的需要;
3.操作简单、安全,易于实现。
学生评价每一种制得二氧化碳的方法是否可以作为二氧化碳的实验室制法。
【板书】第四节二氧化碳的实验室制法
【小结】以上方法都不能作为二氧化碳的实验室制法。
【讲解】经过不断研究改进,实验室中常用石灰石或大理石与盐酸反应来制备二氧化碳。
【板书】一反应原理
1.试剂石灰石或大理石盐酸
【讲解】碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙和碳酸,碳酸不稳定,分解生成二氧化碳和水,故最终产物为氯化钙、水和二氧化碳。
【板书】2.原理:
CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2
【提问】可不可以用稀硫酸与石灰石或大理石来制取二氧化碳?
【演示】在两个表面皿中分别放有大小一样的石灰石各一块,一支试管中加入稀盐酸、一支试管中加入稀硫酸。(让学生观察到开始都有二氧化碳生成,随后加入硫酸的试管,反应速率越来越慢,最后停止。)
【结论】不能用硫酸与石灰石或大理石来制取二氧化碳。
【讲解】为了收集到二氧化碳需要什么样的装置来制备二氧化碳呢?反应条件反应物的状态等对实验装置有较大的影响。碳酸钙是块状固体,盐酸是液体,且反应进行时不需要加热,根据这些特点,我们可以选择什么样的反应装置呢?(必要时教师可以讲解制氧气、氢气的装置特点)
【板书】二、反应装置:
(学生回答、教师归纳)
【讲解】因为实验室制取二氧化碳和实验室制取氢气的反应药品状态,反应条件类似,故可以采用相似的装置来制取。用投影显示制氢气和制二氧化碳的装置图
【讨论】
1.长颈漏斗是否可用普通漏斗代替?
2.锥形瓶可否用其他仪器来代替?
3.根据二氧化碳的性质,可以采用什么方法收集二氧化碳?
4.如何检验二氧化碳是否收集满?
(学生讨论、回答,然后教师实验演示、讲解)
【演示】用普通漏斗代替长颈漏斗,结果没有在集气瓶中收集到二氧化碳。
【讲解】
1.因为普通漏斗颈太短,产生的二氧化碳气会从漏斗处逸出。长颈漏斗下端管口在液面下被液体封住,气体不会从长颈漏斗处逸出。
2.锥形瓶可以用广口瓶、大试管等玻璃仪器代替。
3.气体收集方法主要取决于气体的密度和气体在水中的溶解性。因二氧化碳可溶于水生成碳酸,故不宜用排水法收集。二氧化碳比空气重,所以常采用集气瓶口向上排气法收集。
4.可以根据二氧化碳不能燃烧,也不支持燃烧的性质,可以将燃着的木条放在集气瓶口,如火焰熄灭,则说明二氧化碳已收集满。
【板书】三收集方法:向上排气法
验满方法:将燃着的木条放在集气瓶口,火焰熄灭,已经收集满。
【板书】四、实验室制取二氧化碳
【演示】制取并验证二氧化碳气体。
【提问】怎样证明生成的气体是二氧化碳?
(将气体通入澄清石灰水中变浑浊)
【讲解】上一节学过二氧化碳不能燃烧也不支持燃烧,可以用来灭火,如液态二氧化碳灭火器。还有其它一些二氧化碳型灭火器。
【录像】各种二氧化碳型灭火器介绍
【演示】灭火器原理实验。
常用二氧化碳灭火器主要有:
(1)泡沫灭火器(2)干粉灭火器(3)液态二氧化碳灭火器
【小结】通过已学习过的氧气、氢气、二氧化碳的实验室制取,归纳出气体实验室制取的设计思路及方法,必须明确制取气体的顺序是:
1.了解实验室制取气体所需药品及相应的化学反应方程式。
2.根据反应物、生成物的状态及反应条件选择合适的反应装置。
3.根据气体的物理性质(尤其是密度及其在水中的溶解性),选择合适的收集方法及验满方法。
教学设计方案二
教学重点:实验室制取二氧化碳的原理、装置。探究能力的培养。
教学难点:从二氧化碳制取装置的探究过程中,提升实验室气体装置的设计思维水平。
教学过程:
【引入】
节课我们学习了二氧化碳的性质,今天我们将来探究在实验室中如何制得大量的二氧化碳气体。
根据前面学习氧气、氢气的实验室制法的经验分析,在实验室制取一种气体应考虑哪些因素?
学生活动:以小组为单位讨论、代表发言。制取所需药品、化学反应原理、反应条件、制取装置、收集方法、验满或验纯的方法。
【展开】目前已学过哪些反应可生成CO2?
学生活动:
列出很多反应
除大家列出的反应外,还有许多反应可以得到CO2。但并不是所有的反应都适合用于实验室制取CO2。如煅烧石灰石在实验室中很难实现。碳燃烧生成的气体可能不纯等等。
提问:以上反应中最适合实验室制取CO2的药品是?说明原因。
学生活动:通过讨论和实验排除反应1、2、3、4、6、7、8。明确反应5为实验室制取CO2的反应。
[板书]:
实验药品:
1.石灰石和稀盐酸
2.反应原理
CaCO3+2HCl==CaCl2+CO2+H2O请归纳反应的特点。
3.反应装置:固液不加热装置
4.收集装置
向上排空气集气法
提出探究问题:设计何种实验装置来制取CO2?(至少2种)
教师提供制氧气、制氢气的装置图供学生参考
学生活动:分组讨论。小组活动。
1.首先考虑制氢气的装置。
2.在制氢装置∩希慕笛樽爸谩?/P>
3.提出各种装置的创意。
4.画出草图,有小组代表上台展示并讲解设计思想。
5.其他小组质疑。
(建议:此处应提供可制备CO2的各种仪器及组装好的装置图。最好是动态的。)
在同学们的共同设计中找到满足条件的设计。
1.简易气体发生装置(试管、导气管)
2.将试管改为烧瓶、广口瓶等较大液体容器。
3.类似启普发生器装置(气体出口有控制开关或固液分离机关设计)
提出问题:根据大家的设计,总结满足需要的制取CO2的合理装置。
1.制取少量的气体
2.一次性制取大量的气体
3.随时开始随时停止的实验装置。
【结束】
提问:根据CO2的制取装置的讨论,总结实验室制取气体的装置的一般思路。
(建议:此处应设计动画图。)
学生活动:小组讨论
根据药品的状态、反应条件及待制取气体的气体的溶解性、密度等因素来考虑制取气体的装置。
1.固体加热装置。例如制氧气。
2.固液不加热装置。例如制氢气、二氧化碳。
探究活动
家庭小实验:
一、创设情境,提供诱因,展示热点激发学生动机
情境创设:同学们,你们学过哪些反应能制取二氧化
碳,这些反应是否适合实验室制取二氧化碳呢?(学生板
书,其他同学交流自己的看法和观点,然后全班交流)
通过创设情境增加学生学习的针对性,发挥情感在教学中的作用,激发学生的兴趣,使学习更为实效。
二、设疑激趣,提出疑点
师:这些反应都不适合实验室制取二氧化碳,那实验室制取的二氧化碳药品是什么?选择的依据是什么?展示几组药品。(设问,激发学生思考)
三、实验探究,掌握重点
师:请同学们利用手中的仪器进行实验。选择哪种药品适合实验室制取二氧化碳?你选择的理由是什么?
学生分组实验,小组交流,教师引导。在实验探究过程中,教师要善于引导学生从真实的情境中发现问题,有针对性地开展讨论,使学生的想法逐步得到认证。
四、依据原理,设计实验装置
师:用什么样的装置来制取二氧化碳?
引导同学们对比制取实验室制取氧气实验装置收集方法及依据的原理进行讨论。
(小组讨论得出:反应物的状态和反应条件是确定气体发生装置的依据,而生成的气体的密度和在水中的溶解性决定气体的收集装置)
五、设计问题,分组讨论,突破难点,归纳要点
师:(投影几种仪器大试管,烧杯,锥形瓶,酒精灯,长颈漏斗,导管的双孔塞,导气管,玻璃片,集气瓶,水槽,注射器,广口瓶,平地烧瓶等。)依据实验室制取二氧化碳所用药品的状态和反应条件及气体的性质,应运用哪些仪器制取二氧化碳,这些仪器应如何组装?实验室制取二氧化碳的装置及制取二氧化碳的步骤及如何验满和检验二氧化碳?
在此基础上引导学生自己去归纳并总结实验室制取气体应选择的仪器。在这一阶段,学生不仅通过对知识的内化很好地把握选择仪器的思路及规律,而且还学会了掌握化学知识一般方法,为今后的学习打下了良好的基础。
通过以上的学习,学生对实验室制取二氧化碳的探究认识已较为深刻了。此时,就可以引导学生把内化的知识转化为外化的实践及实验室制取气体的思路,通过训练这一途径进一步挖掘学生的潜能,培养他们的创新精神和创造能力。
一、情景引入法
在上新课时,第一个五分钟即是新课的引入时间,如何能在短时间内把学生的注意力集中起来,把学生的兴趣、好奇心、学习的欲望、探究的欲望等调动起来,决定着这节课的效果。用一段小幽默、一段音乐、一个谜语、一个小故事、一个小魔术、一个小实验、一段与化学有关的时事、突发事件等情景,把即将学习的知识融会在这些情景中,把学生带入新课的教学。例如,在教学《分子和原子》时,课前播放歌曲《两只蝴蝶》。在歌声中,老师打开一瓶香水,并向空气中喷洒香水,问:“你们闻到什么气味了吗?为什么会闻到?”让学生在歌声与香味中进入今天的课题。在教学《原子的结构》时,课前播放两个短片:我国第一个原子弹爆炸的图片资料;第二次世界大战美国在长崎、广岛投放原子弹爆炸后的废墟图景。让学生惊奇于原子弹爆炸的威力之大,带着为什么原子弹的爆炸会产生如此巨大的能量的疑问,进入当天的课程。在教学《二氧化碳的性质》时,用一个小谜语:“有一种物质,农民伯伯说它是‘植物的粮食’;消防官兵赞美它是‘灭火先锋’;建筑师们称它为‘粉刷匠’;环境学家却指责它是造成全球变暖的罪魁祸首。你们猜这种物质是什么呢?”来引入今天的课程。在教学《一氧化碳》时,展示煤气中毒的新闻报道,讲述:“煤气在解决人们生活能源问题的同时,又给人们带来了安全隐患,为了正确了解并安全使用煤气,今天我们就来学习煤气的主要成分――一氧化碳的有关知识。”
这些林林总总的情景引入法是老师们最常用的方法,也是学生最喜欢的、能较快吸引学生的有效方法。它能在短时间内迅速把学生的注意力集中起来,关注即
将学习的内容,从而达到提高课堂效率的目的。
二、问题引入法
问题引入法,即是通过设置一系列的问题,一个问题紧扣一个问题,一步一步把学生引入到新课的情景中。比如,在教学《分子和原子》时,可设置这样一些问题:
1.为什么在加油站能闻到难闻的气味?
2.为什么当人漫步在花园里,会陶醉在沁人心肺的花香之中呢?
3.为什么湿的衣服能晒干?水去哪了?
4.妈妈的一瓶香水忘记盖盖子了,过一段时间竟然没有了,香水去哪了?
又如,在教学《水的净化》时,设置这样一些问题:我们每天都喝水,那么自然界的水能否直接饮用呢?说一说你所知道的自然界的水中含有那些物质?你知道我们每天喝的水是怎么制得的吗?一步步引入课题。在教学《质量守恒定律》时,老师在讲台上点燃一支蜡烛,学生观察后设置问题:蜡烛的燃烧是什么变化?蜡烛燃烧后与燃烧前相比,发生了哪些变化?是不是所有物质发生化学变化后,物质的质量都变轻了呢?以此引入课题。在教学《二氧化碳》时,我提出两个问题让学生思考、讨论:
(1)随着工业的不断发展,大气中的氧气会不会越来越少,最终被二氧化碳所取代呢?
(2)二氧化碳对人的生命活动似乎没有直接影响,那么,能不能将二氧化碳从空气中除掉呢?
通过学生之间的交流补充和教师的点拨,他们很容易就认识到没有二氧化碳,植物就不能生存,没有了植物,动物也无法生存。此时展示自然界中碳循环的图片,提出问题:图中有没有你不理解的地方?学生纵观全图很容易发现“溶解并生成石灰石”对他们而言是个陌生的领域。教师指出这与二氧化碳的性质有关,激起学生对二氧化碳性质的探究欲望,自然引入下一个教学环节。
问题引入法,从学生身边熟悉的物质入手,设置轻松活跃的问题,由浅入深,让学生带着疑问,带着好奇心,不知不觉地进入新课的情景中,能有效地提高新课的效率。
三、复习引入法
情景引入法、问题引入法,比较适合于新课的第一课时的教学,而对于接下来的第二课时、第三课时,需要衔接前面的内容,此时复习引入就不失为一种有效的方法了。比如,教学《根据化学式计算》时,可让学生通过小组合作完成下面的练习:
(1)写出下列物质的化学式:氯化钠、氧气、二氧化碳、水、四氧化三铁、五氧化二磷、二氧化硫、二氧化锰、铁、硫;
(2)写出下列物质的名称:CaO、H2、Al2O3、MgCl2。
巩固复习上一节课的内容后,由教师讲述:“研究物质不仅要从‘质’的角度,而且也要从‘量’的角度进行研究。而要从‘量’的角度进行研究,化学式就是基础。下面我们将学习怎样根据化学式进行有关计算。”在学习《碳的化学性质》时,可从以下练习展开教学:
(1)金刚石、石墨、C60都是由 元素组成的单质。
(2)请把下列物质的用途与其对应的性质连接起来
金刚石的硬度很大 做高温剂
石墨的熔点高且有性 做装饰品
石墨有优良的导电性 做刻刀、钻探机的钻头
琢磨后的金刚石有夺目的光泽 做电极
活性炭有吸附性 做防毒面具里的滤毒罐
通过练习复习了上一节课的内容,随后教师讲述:“性质决定用途,用途反映性质,碳单质的用途除了上面这些,还可以用作墨汁、燃料、冶炼金属等,这些用途是由它的什么性质决定的呢?这就是我们今天要学习的内容。”再比如,学习《二氧化碳制取的研究》时,通过复习实验室制取氧气的药品、装置、操作步骤,依据氧气制取的经验,总结出实验室制取气体的一般思路,然后叙述:“二氧化碳与自然界和人类的关系非常密切,那么实验室如何来制取二氧化碳呢?”自然而然地进入当天的课题。