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关键词:初中化学;实验;微课程教学;设计分析
一、前言
所谓的微课程教学,实质上是指将教学要求、教学课程标准作为教学依据,通过视频、演示动画等载体来深入开展课程内容的教学活动。课堂教学视频由教学素材PPT、教学设计、教学反思、教学反馈以及课程练习、测试等内容构成,是开展微课程的关键内容,具有辅助教学的作用。
二、微课程教学的设计分析
1.明确教学目标
微课程整体上包括了知识点背景以及初中化学每一章节所要处理的问题。所以,有效的微课程应当在满足学生认知特征的基础上明确教学目标,在认真分析教材的整体结构及考虑学生自身具有的特点的同时,构建符合化学实验教学要求和满足学生学习要求的化学知识网络。不管微课程应当实现什么样的目的,其深度、广度以及容量均要满足学生认知要求与认知规律。比如,在微课程中可设计“证明黑色粉末中含有氧化铜的实验比较”“溶液的酸碱性”等标题,使教学目标直观地、准确地在设计的标题中体现出来。当进入溶液酸碱性环节的教学时,可认识到实际生活中诸多物质具有酸碱性的特性,该教学目的是促使学生能够认识并初步掌握通过酸碱指示剂来检验溶液酸碱性。
2.设计教学内容
微课程的化学实验教学内容的设计主要来源于教材、教学过程中遇到的实际问题等,能在较短时间内有效说明典型性问题,并且以适宜的表现形式合理呈现知识点的教学活动。具体表现如下:(1)知识点总结型。初中化学教材具有一定知识点分散的特点,不利于学生系统地将知识点连接起来,存在一定的概念混乱、知识点储存不全等问题。因此,为了提高学生在有限学习时间内系统、全面理解总结化学知识点的能力,微课程在设计教学内容时应增设知识点总结的学习模块。系统、科学的知识点总结模块能够确保学生高效地掌握分散杂乱的化学知识点,在解题时能够准确判断题型和快速、正确地解题。比如,在设计教学内容时,可适当总结归纳“化学式定义”“水的化学性质”等知识点的内容。(2)实验操作型。该类型的微课程内容设计来源于化学基本实验操作以及重要化学实验的教学内容,促使实验操作要领、过程以及现象转化为视觉化影像资源,方便学生利用课余时间预前学习、复习巩固与深入分析。以影像资料等形式表现的演示实验,不仅能够促使学生掌握正确的操作方法以及基本技能,还能够确保学生动手实验的准确性、安全性,通过演示实验来加深学生对化学相关知识点的深刻理解。例如,将部分典型化学实验加入到该板块的内容中,具体表现为:通过不同的实验方案来验证特定的黑色粉末是由炭粉以及氧化铜混合形成的,并对比两种实验方案的优劣程度。甲乙两位同学设计的实验方案如下:甲:黑色粉末足量盐酸,充分振荡观察现象乙:黑色粉末在试管中加热,将气体导入澄清石灰水观察现象1)甲方案中证明有氧化铜的实验依据是;2)乙方案中证明有炭粉的实验依据是;3)对比上述两种实验方案的优劣程度,并给出判断依据。解析:1)由于CuO+2HCl=CuCl2+H2O,铜的盐溶液一般显蓝色,因此,该方案的实验依据是:溶液变蓝绿色。2)由于C+2CuO=2Cu+CO2,反应生成的CO2能够使得澄清石灰水变浑浊,因此,该方案的实验依据是:石灰水变浑浊。3)甲操作只要将样品加入试管中,加入盐酸即可验证;乙操作需要铁架台、酒精灯、澄清石灰水等操作比较复杂,故答案为:甲方案更好,操作简单易行,不需加热。通过演示实验的现象观察,学生能够很好地判断实验的优劣,既有利于在实际实验操作过程中实验方法的创新,又有助于学生培养发散性创新思维。(3)课程练习型。在微课程教学内容设计时,根据实际实验教学中学生遇到的难题、易错题制成课程练习型的课程内容,其中包含推断题、图像题以及计算题等。课程练习型内容的设计,有助于学生对典型题加深印象和加深理解,确保学生在遇到同类型题时能够快速、正确解题。
三、结束语
众所周知,化学实验课程具有较强的实践性,从初中生的角度出发,其对化学课程在理解上有一定的难度。因此,在实际教学时,教师应当鼓励学生提高主体意识,发挥主导作用,学会在碎片化时间里利用微课程等学习手段来实现预先学习新的化学知识、课后巩固复习等目的,从而加深对较为抽象、分散的化学知识的总结、归纳以及理解,促进初中化学实验教学质量的提高。
参考文献:
[1]钟绍春,张琢,唐烨伟.微课设计和应用的关键问题思考[J].中国电化教育,2014(12).
关键词:课例;教学设计;教学反思
文章编号:1005-6629(2007)11-0032-04中图分类号:G633.8 文献标识码:B
在基础教育课程改革深入发展的今天,我们要真正实现先进课程理念向教师教学实践的转换,使先进课程理念转化为教师、学生的教学行为,真正使新课程理念与当下的课堂教学紧密结合,有效促进课堂教学中教学内容的呈现方式、学生的学习方式、教师的教学方式、师生互动方式的变革,有效落实“课程标准”所提出的各项教学目标和教学任务,促进师生的共同发展。我们必须在教学改革实践过程中注重研究课例、提炼课例、升华课例。
1课例的涵义
案例教学(case teaching)研究最早由哈佛法学院将案例研究引入教学领域来培养和教育学生,每年每位哈佛法学院的学生都要研究300多个案例。如同医生必须写病历,律师必须研究案例一样,教师必须要学会撰写并研究课例。
课例源于教师课堂教学实践活动但不是简单的教育教学活动实录,渗透着对特定教育问题的深刻反思,在被描述的具体情境中包含一个或者多个引人入胜的问题,同时也包含有解决这些问题的方法和技巧,有具体情景的介绍和描述,也有一定的理论思考和对实践活动的反思。由于案例研究引入教育学专业中应用时间比较短暂,因此,关于课例的定义尚无公认的界定。
有人认为教学课例即教例,课例等同于教学实录或课堂实录;也有人认为课例就是教学设计,是一个实际的教学例子,是对一个教学问题和教学决策的再现和描述。还有人认为课例就是教学反思。我们认为,所谓一个课例是指一个个实际的教学例子,它是开展此次研究活动的前提和基础,课例分析模式实际上就是围绕一节课的课前、课中和课后所做的一系列反思和研讨活动。它是教师自觉地把自己的课堂教学实践,作为认识对象而进行全面而深入的冷静思考和总结,从而进入更优化的教学状态,使学生得到更充分的发展。
2化学教学课例的几种模式设计
从课前的教学设计到课后的教学反思,是教师研究运行的基本过程,涉及到教师研究的基本环节,现在就要寻求一个特定的、精确的课例模式和用法,并为大家所认同,这样既不现实,也不可能,重要的在于使大家认识到,每一种课例的模式和用法,都隐含着某种特定的意识形态以及对教育教学研究的典例和某种信念。下面对代表性的并能反映新课程改革的课例模式加以介绍。
2.1 设计总体思路+教学过程+专题教学反思
这种形式在介绍教学设计意图的基础上,对教学过程中的详尽场景加以叙述,再现课堂教学全过程,使读者有身临其境之感,并且就教学中发现的某一问题进行专门思考和讨论。
案例1 课题:“研究物质性质的基本方法”教学过程
[教学设计总体思路]
教学内容是不断生成的,科学探究将成为化学新课程教学的核心。如何结合新课程教材内容,设计有效的科学探究活动,从而使学生在学会知识的同时,体验学习的过程,获得学习的能力,是课堂教学中要解决的重要问题。而要做到这一点,教师具备捕捉信息的能力是非常重要的,应能够从外界众多的信息源中,发现自己所需要的、有价值的材料,并提供给学生,让学生去认知事物,亲自探索,得出结论或规律。那么,教师怎样以开放的视野和灵活的思维,捕捉到需要的信息呢?以山东科技版《化学》(必修1)的《研究物质性质的基本方法》为例,教学就是力图做到这一点的。
研究物质性质的基本方法的教学过程:
[提出主题]
师:对物质的性质,科学家都是通过精确的实验测定出来的,在没有精确测定仪器的情况下,运用现有的实验条件,也可以运用观察、实验、分类比较等方法帮助我们去认识物质的某些性质。现在就让我们来比一比,谁的观察能力最强,谁运用的方法最合适,谁的分析推理最合乎逻辑,谁的结论最科学。
[实验分析]
给出步骤:(1)切一小块钠观察切面;(提示学生注意颜色的变化)(2)用坩埚钳夹住一小块钠,加热燃烧(火焰颜色);(3)切一小块钠投入滴有酚酞的水中;(4)切一小块钠投入硫酸铜溶液中。
要求:记录实验现象,思考结论。
(学生开始实验后,怀着强烈的兴趣进行观察记录。这时可以鼓励同桌的两个学生展开讨论,相互补充。)
[科学探究]
师:大家在实验过程中都观察到了哪些现象?
生:钠在空气中氧化,切面的颜色变暗了,钠在空气中燃烧火苗是黄色的。
师:很好,观察得很仔细。
生:钠是浮在水面的,与水反应很剧烈……
生:钠与硫酸铜溶液反应生成了蓝色的Cu(OH)2沉淀。
师:回答的不错,比较完整地描述了钠与水的反应现象。(由学生归纳、整理钠的性质,教师总结出钠的化学性质和物理性质)实验中你们还有什么感兴趣问题吗?
生:钠在切开以后变暗的物质是什么?和在空气中燃烧的生成物相同吗?
生:钠比铜活泼,为什么在硫酸铜溶液中没有发生置换反应呢?
生:刚刚生成的 Cu(OH)2沉淀不全是蓝色的,有一点是黑色的,这是为什么?
师:你们提的问题都很有价值,有的问题我也不能一下就回答出来,大家可以分成小组进行讨论,选一到二个问题进行研究,我尽可能提供知识支持。(学生开始活动)
生:学生成果整合展示……(教师点评,归纳,并拓展信息)
[教学反思]
在设计这节课时,把课堂教学看成是变化的、动态的、生成的。预设时用了板块式的弹性方案。第一块:你能从上述实验中提取哪些钠的性质;第二块:你还有那些自己感兴趣的问题或者自己认为有价值的问题?主要知道重、难点的学习;第三块:试着探究、拓展和创新。并根据教与学中的实际需要,大胆的重组教材,允许与预设不一致甚至相互矛盾的意外情况发生。而在实际的课堂中,因为依据学生学习中的实际情况,对本课进行重组、整合,对教学进行及时调整,整个教学进程可能不算完美,但生机勃勃、丰富多彩。特别是在“捕捉教学信息”方面,收获颇多。
如①学生描述钠与硫酸铜溶液反应现象时,如果有的学生提出生成的蓝色絮状沉淀有局部变黑现象,那么教师应抓住机会教育学生,在科学实验中,有的现象是偶然观察到的,需要有敏锐的观察能力,才能认识事物的本质,引导学生得出钠与水反应放出的能量使生成的Cu(OH)2部分分解的正确结论。③钠与硫酸铜溶液反应要遵循活泼金属与盐溶液的规律。这些信息有预料之中的,也有预料之外的。学生的种种生成因素都是课堂教学中的动态资源,如果引导学生逐个品位,势必影响这节课的预期深度和广度。而且这些信息本身存在着重要与次要、有用与无用之分。这就需要教师通过比较、判断、鉴别,选择出有价值的信息作为教学资源。
上述课例的教学设计,教师分析了课程改革的新理念,思考了这种理念转变为教师素质的基本要求。这在一定程度上保证了教师摆脱重复机械的教学行为,为课堂教学行为的改变提供了方向。对课堂教学中的师生互动情景,课例做了详细的介绍,让没有到现场听课的读者也能有切身体验,明确了课堂上发生了什么,教师是如何处理课堂上的一系列事件的。
2.2教学设计说明+提炼后的教学场景+总体教学反思
这种形式首先对教学设计作简要说明, 然后对教学过程中产生的实际素材进行加工,呈现出教学的总体进程,最后再对教学作总体性的反思。
案例2 课题:“正确使用药物”教学场景
[教学设计说明]
探索如何结合课程教材开展科学探究活动,提高学生科学素养,这是需要认真研究的一个重要问题。以人教版《化学与生活》教材的第二章第二节“正确使用药物”教学设计和实施为例,探索如何结合课程教学开展科学探索活动,提高学生的科学素养,面向全体学生,实施STS教育。将教材知识以实验的形式向学生展示出来,启发、引导学生分析讨论,让学生在体验中获得知识,既调动了学习积极性又提高学习效率,以实现本节课的教学目标。
[教学实录]
[引入] 各位同学,我刚从外地出差出来,出差时,我除了带上手表、手机、钱包、身份证、换洗衣服外,还要带一样东西(即拿出“固肠止泻丸”),我的常备药――固肠止泻丸。无论是居家生活,还是外出旅行,我们都需要配备一些常用药物,这就是我们今天要探讨的课题:装备一个小药箱。(从学生(教师)的生活开始,创设情境,让学生感受到化学在生活中的作用。)
(活动1)交流与讨论:我的家庭小药箱。(学生谈自己家庭小药箱中的药品:创可贴、胃舒平、花露水、止咳糖浆、烫伤药……)
(活动2)设计方案:探究“胃舒平”的主要成分是氢氧化铝还是碳酸氢钠。(学生利用他们已有的知识进行探究物质组成的实验设计。)
(活动3)交流与表达。在教师的组织下,学生提供方案,并对各个方案逐条加以分析论证。经过讨论,师生一致认可的有:溶解法,与盐酸反应法。
在讨论的基础上形成实验报告。(这是本课的主体,通过讨论实验方案,复习以前学过的知识,认识物质成分检验的方法,同时让学生积极发言,培养学生的表达能力。)
(活动4)学生按讨论的方案或自己认为正确的方案进行实验。
(活动5)应用:与学生交流关于药品的组成或应用知识,使学生应用所学知识。
(活动6)介绍“阿司匹林”的发现、合成史。(略)
(活动7)演示实验:阿司匹林的水解。学生观察现象,记录实验现象。在教师的指导下,写书阿司匹林水解的化学方程式。(掌握阿司匹林的有关知识,通过阿司匹林的教学让学生知道化学合成药物的成分。)
布置课后任务:阅读有关合理用药及避免药物依赖、远离的内容。
[教学反思]
学生的科学探究、实践能力和创新精神不是短时间可以培养出来的,而是在长期的学生和生活中逐步形成的。在这节课中,首先教师通过生活经验引入教学情境,通过对常备药使用的讨论提高学生的参与积极性。第二步是让学生自行设计方案探究“胃舒平”的成分让学生感受到化学在生活中的作用。并通过讨论确定了最优化的实验原理和方案,不仅复习了以前所学习的认识物质成分检验方法的知识,同时让学生通过积极发言讨论,培养学生的表达能力。在这一主体环节中,学生的思维得到了解放,表现出了较强的探究欲望,改变了长期以来课堂上学生的被动状况,凸显了学生的主体意识,使学生的思维能力得到加强,语言能力得到提高。学生能用自己探索得到的知识解决了一些实际问题,进一步加深了对已学知识的掌握和运用,是理论知识具体化、复杂知识应用化。第三步通过对阿斯匹林和知识的介绍,让学生感受人类在应对疾病斗争中化学的作用,并且对相关知识有一定的认识。
上述课例的教学设计强调以学生活动为中心,充分体现学生的主体地位。在设计过程中,继承了系统论的观点,但突出学习主体的合作、学生主体的自主学习和自主探究。利用各种活动使学生的学习符合新课程的要求,设计的重点从设计教师的“教”转移到设计学生的学习活动上。作者对教学场景进行了提炼和加工,把教学素材经过分析后,分解为三个不同的教学步骤,并通过这些步骤来统辖相关的一系列具体内容,使教学摆脱了零散的甚至是杂乱的信息场景,呈现出一定的脉络和线索。作者的反思也是依据教学的诸环节进行的,思考的是每一教学环节中学生的行为以及教师所作出的相应的知道,是通过教学进程的重新梳理来探讨教学中的师生互动问题的。
2.3教学思路+教学片段+教学反思
这中形式与前两者最大的区别在于,是在教学实录中截取一些有代表性的片段、场景,在呈现这些片段的基础上,着重对其中蕴涵的问题进行反思。它既不同于第一种形式将课堂教学原汁原味的反映,也不同与第二种形式将实录素材做剔弊理纷的处理,而是择其要点展开分析。
案例3 课题:“硫和氮的氧化物”教学片段
[教学思路]
本节课以学生活动作为主体,探究学习为基本方法,思维训练为主线,学练结合,理论与实际相结合,用实验手段探索物质的性质。利用好“科学探究”、“学与问”、“资料卡片”等栏目。学习时采用对比法、分组实验、讨论探究、合作学习等方法,推测、探索物质的性质。充分体现新课标提出的“精心创设学生自主活动和积极探究的情景,引导学生积极参与探究过程,从而获得知识获得亲身体验,学会合作与分享,提高探究欲望”的要求。
[教学片段]
教师用多媒体在屏幕上显示学习目标,接着播放准备好的录像,学生观看。
[师]请同学们根据生活常识和录像及课本77~78页内容,推测二氧化硫的性质,要求从三个方面讨论:
1.二氧化硫的组成和二氧化碳相似,是一种大气污染物,能形成酸雨。
2.从二氧化硫中硫的化合价角度分析。
3.从二氧化硫能使黄色银耳变白分析。
(要求学生分小组讨论,选代表回答,其他学生补充)
[生]从二氧化硫是一种大气污染物,形成酸雨角度看:二氧化硫有毒;可溶性气体、酸性氧化物。
[生]从化合价角度看硫处于中间价,既有氧化性又有还原性。
[生]二氧化硫具有漂白性。
[师]同学们回答很积极,很好。试根据所给仪器,通过实验探索一下二氧化硫的物理性质,并根据你的实验,总结出你所探索出的二氧化硫的物理性质。并根据提示完成表格中的问题。
录像,闻气体的方法。屏幕幻灯片的内容:
学生进行分组讨论、实验,约六分钟,然后三名学生先后发言,最后一名学生综述结果。(略)
[教学反思]
探究学习的过程可以以互动为基础,探究过程和结果中的反映就是生成,我们要让学生根据自己的体验并用自己的思维方式重新去组合信息,去发现和创造出相关的知识和规律,而不是盲目接受和被动记忆课本或教师传授的知识,应主动运用已有的知识和经验进行自我探索,自我建构、自我生成。在本节课中,课堂互动实际上不是非常有效,无效生成信息还有很多,而这些在本案例中没有反映。对教师来说,如何系统地判断或提取即时生成信息,对45分钟的课堂教学来说是一个较难把握的问题,值得大家在教学工作中不断地积累、反思、总结和交流。
上述课例最为突出的一个特点,就是既没有详细地叙述教学的全过程,也不对教学复杂场景进行提炼,而是选择其中的一些片段进行展示,在汇总教学片段各层面信息的基础上,就其中蕴涵的问题分析自己的感受和启示。这种形式大大缩短了课例的篇幅,内容集中,反思的针对性也较强,能更多地将注意力集中在一些突出的问题上。
3结语
以上三种课例,都是将课堂教学作为研究对象,运用集中不同的研究方式来透视课堂、探寻教学的。在这些课例中,有教学反思,有教学事件的描述,甚至有时会有像案例那样对特定问题的把握,是将多个不同研究方式的目光聚焦一节课上。
在运用教学课例进行研究时,一要注意选择的课例要具有一定的代表性、典型性,能够说明一些问题,确实给自己带来一些新的思考,能从中提升自己的教学智慧;二要注意较为详尽地介绍自己的教学设计,要把新课程的理念转变为具体的教学方案,用新课程的理念指导自己的教学行为;三要注意运用录音、录像、委托他人现场记录等多种不同手段全面收集课堂上的各种信息,只有充分地占有这些信息,才能为自己的提炼概括、选择教学片段等打下基础;四要注意对照教学设计意图反思课堂上的实际行为,分析教学实际进程与教学设计的差距,把课堂上存在的某个问题或某些问题作为深入思考的对象,敢于怀疑教材、敢于和善于突破、超越自我,发现问题则深思,找到经验而升华,从而形成个性化的教学模式。
参考文献:
[1]郑金洲.案例教学指南[M].上海:华东师范大学出版社,2000.
[2]孙军业.案例教学[M].天津:天津教育出版社,2004.
[3]邵光华.美国师范教育中的案例教学法及其启示[J].课程・教材・教法,2001.(8).
[4]万长江,王后雄.一堂体现新课程教学理念的实验设计探究课[J].化学教学,2006,(4).
本教材选自人教版《化学1》必修。该课中的学案是根据学生现有的经验和理解水平,将知识点设置成一系列问题。它体现了教学过程,有意识地对学生用问题启发思维,提供学法指导。在教学思路上,该课的最大特点是不单纯地讲解知识,而是将具体的知识点进行加工,使其向上与化学原理、观念以及方法相链接,向下能落实到应用层面。及时利用化学原理整合知识,适时渗透化学学科的研究程序和思维方法,不仅能使知识条理化和脉络化,消除元素化合物知识的“散、繁”的现象,而且体现了化学学科思想和方法,给学生学习元素化合物性质建立框架。该教学设计为学生的学习提供了支架,加强了思维方法的训练,在一定程度上能发挥优化教学过程和促进学生发展的双重功效。
教学具体过程
[引入]我们在前面已经学习了非金属元素Si、Cl,这节课我们来学习另外一种非金属元素S的单质及其化合物的性质,重点是探究其氧化物的性质。
[板书]第四章 第三节 硫的氧化物
[问题]根据原子结构决定元素性质的原理,我们可通过什么来了解S元素的性质?完成学案的第1题。阅读教材第89页,了解单质S的物理性质,完成学案的第2题。
1. 画出硫原子的结构示意图_____,硫原子最外层电子数为_____,在化学反应中,硫原子通常容易_____电子。
2. 单质硫的俗名为________,是一种黄色晶体,质脆,易成粉末。________溶于水,微溶于酒精,_____溶于二硫化碳。
设计意图:画出S原子的结构示意图,推测S元素的性质,使学生掌握用原子结构思考元素性质的化学思维方法。通过学生自己阅读教材去了解单质S的物理性质,培养自学能力。
[问题]常见的硫磺就是单质S,硫磺有什么特点?
[学生]回答:可以燃烧。
[教师]回忆S在空气中燃烧现象,完成学案的3题。
3. 硫在空气中燃烧的现象为_____,发生反应的化学方程式为_____。
[提问]根据S燃烧的现象,推测SO2的物理性质,完成学案的第4题。
4. 二氧化硫是_____色、_____味的有毒气体,密度比空气_____,_____液化。
[板书]一、SO2
1.物理性质:无色有刺激性气味的有毒气体,密度比空气大,易液化。
设计意图: 根据单质S燃烧的现象, 推测SO2的物理性质, 使学生能很好地把新旧知识结合起来。
[过渡]研究物质的性质是有一定的程序的,一般从色、态、味、密度及水溶性等角度讨论物质的物理性质。那么SO2溶于水吗?
设计意图:让学生了解研究物质的物理性质的一般方法,并提出SO2的水溶性问题。
[提问]假设SO2能溶于水,如何用实验来证明?完成学案的第5题(1)题。
5. (1)实验目的:证明SO2能溶于水,并说明与水反应后生成的产物的种类。选用的试剂为__________,实验步骤为____________________。
[投影]提供下列试剂:石蕊试液、酚酞试液、澄清石灰水、pH试纸、若干收集有SO2气体试管,数支储有SO2气体的大针筒、品红溶液。
[学生]讨论
[教师总结学生的讨论、并进行演示实验]将一试管的气体倒放在水中,看到什么现象?往所得溶液中滴加几滴石蕊试液,观察现象。完成学案的第5题(2)。
(2)实验现象为试管内液面_____,说明了SO2的水溶性为_____。试管内溶液显____性,说明SO2与水反应生成了_____。
[板书]SO2能溶于水
设计意图:引导学生分析问题、进行假设、设计实验方案,再组织学生讨论方案可行性,演示其中的一种方案。学与单纯地演示实验相比,这样的教学更能启发学生的思维,培养他们的实验设计能力,突出了化学实验的作用。
[提问]SO2与H2O反应生成了什么酸?根据SO2与H2O的反应与CO2相似,完成学案的第6题。
6. 写出CO2与H2O反应的化学方程式。CO2与H2O反应生成_____,但不稳定,容易分解成________。试写出SO2与H2O反应的化学方程式。
[提示]CO2与H2O发生的是氧化还原反应吗?
[讲解]SO2与H2O发生的是非氧化还原反应,所以反应产物是H2SO3,而不是H2SO4。同时,H2SO3不稳定,可以分解为SO2。在相同的条件,能同时往正反两个方向进行的反应称为可逆反应,用符号表示。
[板书]2. 化学性质(1)SO2+H2OH2SO3
设计意图:关注学生已有知识,注重新旧知识的链接。利用学生熟悉的CO2与H2O的反应,来说明SO2与H2O发生可逆反应生成H2SO3。
[提问]刚才我们讨论了SO2的物理性质及与水的反应,现在请大家根据SO2的化学式推测它可能具有哪些化学性质?
[学生]SO2是非金属氧化物,它溶于水时能生成酸,这样的氧化物应该为酸性氧化物。
[提问]什么是酸性氧化物?酸性氧化物有什么共同性质?
[学生]讨论
[投影]酸性氧化物:能与碱反应生成盐和水的氧化物。
酸性氧化物具有的性质:
1. 能与水反应生成酸;
2. 能与碱性氧化物反应生成盐;
3. 能与碱反应生成盐和水。
大多数非金属氧化物为酸性氧化物。
[提问]SO2是酸性氧化物,那它有什么性质?完成学案的第7题。
7. 写出SO2分别与Ca(OH)2、CaO反应的化学方程式。
[板书] SO2 + Ca(OH)2 = CaSO3+H2O;
SO2+CaO=CaSO3
SO2 是酸性氧化物
设计意图:复习酸性氧化物的概念及其通性,使学生了解根据物质的类别推测其化学性质的研究方法。注意引导学生区分酸性氧化物与酸性氧化物通性的关系,使学生不会误以为“酸性氧化物就是能溶于水与水反应生成酸的氧化物”。
[提问]1. 能使澄清石灰水变浑浊的气体一定是CO2吗?
2. SO2是一种有毒气体,排放在空气中会污染环境,那怎样处理工厂生产中的SO2尾气?
[学生]回答:SO2也可以使澄清石灰水变浑浊;可以用熟石灰等物质来处理工厂中的SO2尾气。
设计意图:将知识运用于具体的问题,引导学生深化知识、进行迁移,使其能将新知识拓展到具体的问题情境中,并进行自我建构达到内化知识的目的。
[提问]从二氧化硫的化学式的元素组成判断出SO2是酸性氧化物具有酸性氧化物的通性。那么,现在我们能否换个角度分析SO2的化学式,推测SO2还应具有哪些化学性质?
[学生]讨论
[总结讨论]从S元素的化合价,判断SO2的氧化(还原)性,完成学案的第8、9题。
8. S元素的化合价有_________四种,SO2中S元素的化合价为_________,那SO2具有_________性和_________性。
9. SO2在一定条件下,可与氧气反应生成___,其反应的化学方程式为_________,标出反应中电子转移的方向和数目。
[讲解]我们可以从S元素的化合价来预测SO2的化学性质。SO2中的硫元素既可以由+4价被氧化到+6价,也可以由+4价被还原到0价或-2价,被氧化时SO2表现出还原性,被还原时SO2表现其氧化性,所以它既有氧化性又有还原性。
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[边讲解边板书](2)
SO2既有氧化性又有还原性
设计意图:复习氧化还原反应的知识与技能,引导学生将氧化还原反应的原理运用于元素化合物知识的学习。
[讲解]我们一般可从物质的类别、中心元素的化合价、特殊性三大角度来探究物质的化学性质,SO2有哪些特殊性质?
[实验]将针筒中的SO2慢慢注入品红溶液中,观察,并解释现象。再加热试管,观察现象,解释现象。
[学生]SO2能使品红溶液褪色,具有漂白性,但是它不稳定。
[讲解]SO2能与有色物质反应生成无色物质,但这种漂白具有暂时性。我们见过有些白纸放久了会发黄,就是这个原因。
[板书](3)SO2具有漂白性,能使品红溶液褪色。
[提问]常见的漂白剂有哪些?
[投影]
常见的漂白性物质:SO2,Cl2,Na2O2,O3,活性炭……
它们的漂白机理:
Cl2,Na2O2,O3――氧化漂白
活性炭 ―― 吸附漂白
SO2 ―― 化合漂白
设计意图:总结认识物质化学性质的三大角度,让学生了解研究物质化学性质的一般方法。通过对三类漂白的原理的讨论增强学生对SO2暂时可逆漂白性的认识,并将有关漂白知识进行条理化与结构化。
[过渡]SO2在一定条件下可氧化成SO3,那SO3也是硫的氧化物。
[板书]二、SO3
[提问]阅读教材,回答SO3有哪些物理性质。
[学生归纳]SO3的物理性质。
[板书]1.物理性质:纯净的SO3是无色易挥发的固体。
[提问]SO3也是酸性氧化物,推测它应该具有的性质,完成学案的第10题。
10. 写出SO3与H2O、Ca(OH)2、CaO反应的化学方程式。
[板书]SO3是酸性氧化物。SO3+H2O=H2SO4
SO3+Ca(OH)2=CaSO4+H2O; SO3+CaO=CaSO4
[提问]根据SO3中S的化合价,推测SO3应该具有什么性质?
[学生]回答:氧化性。
设计意图:用研究SO2性质的方法来学习SO3的性质,促进学生对研究化学物质性质的一般方法的掌握。
[小结]这节课我们主要研究了硫的两种氧化物的性质。SO2的化学性质主要表现在酸性氧化物性质和处于中间价态的氧化还原性以及暂时的漂白性方面,SO3的化学性质主要表现在酸性氧化物性质和氧化性方面。我们研究SO2和SO3是从物质类属通性、氧化还原反应和特性的角度来认识,这也是研究物质化学性质的一般思路。
[提问]这两种氧化物有什么区别?完成学案的第11题。
12. 硫的氧化物有_______和_______两种,对比如下:
设计意图:用研究物质化学性质的一般思维方法对SO2和SO3的化学性质进行概括总结,展示了这些知识的内在逻辑关系,帮助学生对教学内容进行巩固和升华。最后将两种物质的性质进行对比,使学生进一步加深印象。
随堂检测题
1. 下列物质不能使品红溶液褪色的是()
A. SO2B. 活性炭C. O3 D. CO2
2. 写出SO2与H2S反应的化学方程式。
3. 在亚硫酸溶液中滴加几滴品红溶液,可观察到什么现象?并说明理由。
4. SO2与湿润的氯气都具有漂白性,若将等物质的量的两种气体同时作用于潮湿的有色物质,可观察到有色物质( )
A. 立刻褪色 B. 慢慢褪色
C. 先褪色,后复原D. 不褪色
5. 用足量的SO2、Cl2分别通入到石蕊试液中有什么现象?若按1∶1的体积比混合后再通入石蕊试液中又有什么现象?为什么?
6. 1 mol SO3在标准状态下的体积为22.4 L,这种说法正确吗?为什么?
参考文献:
[1]宋心琦主编. 普通高中课程标准实验教科书・化学1(必修)[M]. 北京:人民教育出版社,2004:89~91.
关键词:食品试验优化设计;教学方法;教学体会
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)05-0058-02
一、课程性质与目的
《食品试验优化设计》是食品科学与工程、食品质量与安全专业的一门选修课。课程内容主要包括试验资料的统计描述、理论分布与抽样分布、统计假设测验与参数估计、方差分析、回归与相关、多元线性回归分析、试验设计基础、正交试验设计、均匀试验设计以及响应面设计等。通过学习使学生掌握试验设计的基本原理和方法,使学生能够独立设计试验和实施试验,并能对试验结果进行正确的统计处理,培养学生成为具有一定试验设计水平的人才。
试验优化设计是以数理统计为理论基础,按照试验设计原理,对科学研究中拟通过试验解决的具体问题提出科学而合理的试验方案,指导和保证试验环节的正确实施,力求以最经济的试验投入获得尽可能多的数据信息,然后用科学的统计方法进行数据处理,得出可靠的结论,从而进一步指导生产以及科研工作。食品试验优化设计是试验优化设计在食品科学领域的具体应用,是食品科学与工程以及相关专业必修的专业基础课。学习本课程的主要目的是让学生掌握试验设计的基本原理和方法,培养学生分析问题和解决问题的能力,使学生能够独立设计试验和实施试验,并能对试验结果进行正确的统计处理,培养学生成为具有一定试验设计水平的高级专业人才。
本课程的教学的主要目的是,引导学生了解试验设计与统计分析的发展历史、基本原理;熟悉食品试验优化设计课程的基本内容、关键知识点;掌握常用的试验设计方法,能独立进行试验设计;掌握常用的试验设计方法数理统计方法,能独立地对试验结果进行合理的统计分析;掌握常用数据处理软件Excel、DPS、Minitab的应用。知识认知方面的培养,特别是数据资料的整理与分析;理论分布与抽样分布;统计假设检验与参数估计;方差分析;回归与相关;试验设计基础;全面试验设计;正交试验设计;均匀试验设计。能力培养方面,包括试验结果简单统计处理分析的能力;利用统计假设检验的理论和方法解决实际问题能力;使用方差分析的基本知识处理实践中的差异显著性检验问题的能力;建立两个变量间的简单回归关系,并运用统计方法进行显著性检验的能力;应用正交试验设计原理与方法处理科研与生产实际问题能力;运用常用的试验设计方法能够独立设计试验和实施试验,对试验结果进行正确的统计处理,分析问题和解决问题的能力。同时,提高学生的综合素质,严谨的科研态度;精细的治学作风;独立的自学能力。
二、《食品试验优化设计》教学的相关策略
食品试验优化设计课程有着比较深的逻辑性和数学理论,是应用数学的应用再现。学生应充分认识食品试验优化设计课是一门应用性较强的“工具课”,不是“数学课”,作为“工具课”,关键应在应用中去学习,边应用边学习边掌握。在课程学习中始终围绕“试验设计”、“数据处理”、“统计软件应用”三个方面,贵在领会基本试验设计思想,掌握必要的设计和统计分析方法,最终才能灵活地运用到实践中去。可采取以下几种教学策略:
1.首先应以学生为本,在教学中最大限度突出学生的主体地位。主动适应学生的个性化求,开展分类培养,尊重学生的选择。在新型教学模式中,教师与学生角色转变,我们新的教学理念是以学生发展为根本,学生为主体。而教师主要起到一个指导的作用,教师在教学中主要是挖掘学生的学习潜力,让学生在自觉主动的认知活动中获取知识,增长才干。具体的做法是,根据学生的兴趣爱好,让学生把课堂中学到的知识应用到实际生活中去,让学生在课堂上提出自己生活中遇到的与统计相关的例子或者问题,教师和学生共同去探讨。这种方式增加了学生对相关知识的理解,提高了学生的学习热情。
2.注重实践教学改革,提升学生创新实践能力。随着高等教育的大众化,实践教学逐步由从属于理论教学,走向与理论教学、学生思想政治教育并重的地位。实践引起兴趣,兴趣带动学习,学习提高素养,素养促进发展。《食品试验优化设计》是一门实用性非常强的课程,食品科学在原料、生产工艺、质量控制等方面具有特殊性和复杂性,科学地进行试验设计和统计分析对获得正确的结论尤为重要[1]。我们的《食品试验优化设计》是给大学三年级学生开设的,这个时期的学生大多已经通过“科学创新”等项目加入到实验室的学习中去了,所以此时我们可结合所学内容,把我们的试验设计知识应用到学生正在进行的科研试验中去,使理论与实际相结合,有助于自身对所学知识的掌握。同时,结合实际的案例教学具有形象化、生动化、简单化、具体化的特点,可以使沉闷的学习环境变得轻松愉快,一改课堂上死气沉沉的氛围,教师课堂中过多的理论公式推导模式会造成满堂灌的教学结果。
3.互动式教学方法的应用。为了构建合理新颖的互动课堂,首先也是最重要的是要能够吸引学生的注意。采用一些学生不熟悉的表现模式;形式的变化多样会极大地吸引学生的兴趣,游戏和研讨问题都是非常好的选择。其次,这些教师准备的学习资料应当能够让学生易于理解。尽可能让讲解与真实场景相联系,不仅能够吸引学生的兴趣,也能更易于理解。同时,课堂上不仅仅提供给学生知识,更应当能够引导学生的学习。另外,在课前资料的准备中要能够提出问题,激发的学生学习动机。“互动式”教学方法是从教育理念上和教学方法上的革新。在课堂上多与老师、同学们进行激烈的讨论,选择自己感兴趣的主题,查找相关资料,自学备课,制作PPT,上讲台给老师和同学介绍自己正在进行的科研项目的试验优化设计,其他同学提问。充分发挥学习的主观能动性,既掌握了所学知识,使自己的思维更加活跃,提高了分析问题和解决问题的能力。通过这种方式,锻炼了自己收集信息的能力,提高了自己的沟通能力、组织协调能力、团队协作能力以及语言表达能力。
4.其他一些针对《食品试验优化设计》特点的教学方法。可采取“归纳学习法”,分析所收集文献资料用到的“试验设计与数据处理方法”,通过归纳思维,形成对所学试验设计与数据处理知识的识别、理解与运用,掌握常用试验设计与统计分析方法在科学研究中的应用。采取“问题学习法”,结合课后习题做好上课前的预习,找出自己不理解的问题,以便在听课时集中注意力,带着问题去学习,有利于提高学习效率。采取“软件验证法”学习,用自己掌握的软件去分析教材或文献资料中的“试验数据”,验证教材或文献资料的结果分析是否合理正确,以熟悉和掌握统计软件,结合实例正确解读分析结果。
针对该课程的特点关于软件方面,首先可以从互联网搜集统计学资料,根据查阅的电子资料和授课知识点制作幻灯片,开展多媒体教学[2]。由于现代科技的发展,统计软件几乎每时每刻都在不断地推陈出新,学生自然是对各种软件充满了好奇,所以教师可以通过给学生介绍各种现代地统计软件,例如Excel、SPSS、SAS、TableCurve等,引起学生的学习兴趣,激发学生学习的热情。课堂教学中利用相关软件,例如Excel既可对调查资料进行科学的分类汇总和数值计算,又可据此将整理后的资料编制成统计表、绘制成统计图,加强学生对例题的理解。这些统计分析软件的语法简单、使用方便,学生借助软件可以对数据输入后采用的分析方法、结果的识读进行独立思考,使学生将课堂上学到的理论、方法原理运用于实验数据处理,让数据分析结果更具说服力,既增强了学生对统计知识的实践应用能力,加深了统计学原理与方法的理解,也激发了学生学习统计分析的兴趣[3]。
三、结语
以综合能力为导向,以培养高素质、高技能人才为目标的教学模式。将综合能力培养作为主线贯穿学习的全过程,把理论教学与实践紧密结合进行改革。《试验优化设计与统计分析》教材是学生了解该课程内容的“窗口”,老师课堂授课是学生学习该课程的关键,按时上课、做好课堂笔记、独立完成作业、多练习是学好本门课程的基础。在阅读教师给出的参考书目和其他教学资源的基础上,制定学习计划,拓展知识视野,同时充分利用该课程最后毕业设计试验,学生根据自己的实际需要提出各种各样的问题,以以亲身经历为案例,让教师有针对性地进行指导,通过论与实践的结合提高学生自身综合运用所学知识的能力,使学生成为适应现代食品生产方式的创新型专业人才。
参考文献:
[1]李伟,胡冬梅.食品专业“试验设计与统计分析”课程教学改革的探索[J].中国林业教育,2013,31(6):71-73.
关键词:初中化学;十字教学法;高效课堂;自主学习
中图分类号:G633.8 文献标识码:A 文章编号:1009-010X(2013)10-0076-03
优质高效课堂的创建是实施新课程、提高教学效率的关键,而实现学生自主探究和有效学习则是打造高效课堂的前提。传统的教案教学普遍存在两种倾向,一是教学的单向性,即以教师和课本为中心,忽视学生自主学习的意识和能力;二是教案的封闭性,即教案是教师自备、自用,学生对教学意图无从了解,只能被动学习。在当今课程改革中,又出现另一种极端,过分强调学生的主体作用,弱化教师的主导地位,只注重ax课堂的活跃场面,忽视教学的最终效果,一些课堂表面上轰轰烈烈,却难以取得实效。其原因在于只看到学生的自主意识强,却忽视了学生的自主能力弱,而自主学习能力的形成和提高离不开教师的指导。为此,我们运用“预习――读书――议论――讲解――练习”的十字教学模式,促进了优质高效课堂的打造。
一、设计说明
“运用十字教学法创建初中化学高效课堂”是我县初中化学课题研究的核心。经过十年努力,从实践和理论方面取得了丰硕成果。从十字教学法在化学学科的实验与研究,到运用十字教学法设计教案,再到近三年来深入研究十字教学法设计导学案,每一次都有进步和提高。
“十字”教学法导学案设计
二、十字教学法导学案示例――溶解度(第1课时)
学习目标:
【一】知识与技能
1.了解饱和溶液的涵义。
2.了解饱和溶液与不饱和溶液的相互转化,了解结晶现象。
3.初步学会药品取用、液体加热以及玻璃棒等仪器使用的实验技能。
【二】过程与方法
1.通过实验探究,体会探究的过程。
2.通过交流展示,初步形成观察、记录、分析等良好的学习方法。
【三】情感态度与价值观
1.通过改变实验条件,感受饱和溶液与不饱和溶液的转化是有条件的。
2.逐步树立用辩证的、发展的思想观点来看待事物的变化。
学习重点
建立饱和溶液的概念,饱和溶液与不饱和溶液的区分与转化。
学习过程
【一】预习
1.在一定____下,向一定量的____里加入某种溶质,当溶质_______时,所得到的溶液叫做____的饱和溶液;在一定____下,向一定量的____里加入某种溶质,当溶质_______时,所得到的溶液叫做____的不饱和溶液。
2.
3.上网查阅资料,了解海水晒盐的过程。
【二】读书
你的饭量有多大?一次能无限制的吃饭吗?俗话说:“饭前喝汤,苗条漂亮;饭后喝汤,肥胖晃晃。”妈妈在家为小槐同学准备一碗汤,小槐一尝淡了,要妈妈加 ;小槐一尝还说淡了,又要妈妈加 ;小槐一尝还是说淡,再要妈妈加 ……食盐是我们熟悉的物质,它是否能无限制地溶解在一定量的水中呢?
1.物质是否能无限制地溶解在一定量的水中?通过生活经验进行判断和猜想。
2.溶液的“饱和”与“不饱和”能够转化吗?
3.从海水中如何提取食盐?
【三】议论
1.饱和溶液一定是浓溶液吗?不饱和溶液一定是稀溶液吗?
2.一种溶质的饱和溶液还能溶解其它溶质吗?
3.你知道用海水晒盐吗?
【四】讲解
1.在一定温度下,向一定量溶剂里加入某种溶质,当溶质不能继续溶解时,所得到的溶液叫这种溶质的饱和溶液;还能继续溶解这种溶质的溶液,叫做这种溶质的不饱和溶液。
要强调“在一定温度,一定量溶剂里”、“ 某种溶质”,饱和溶液、不饱和溶液只有在温度和溶剂量确定的前提下才有意义。
2.饱和溶液、不饱和溶液在一定条件下可以相互转化。
(温馨提示:氯化钠不饱和溶液与饱和溶液的转化与什么因素有关;硝酸钾不饱和溶液与饱和溶液的转化与什么因素有关)
3.结晶:溶质以晶体的形式从溶液中析出的过程,叫结晶。结晶的主要方法有:①蒸发溶剂;②冷却溶液。
【五】练习
1.随堂演练
(1)实验9-5
课本P33,NaCl能(不能)无限制溶解在一定量的水中?
(2)实验9-6
课本P33,温度改变,杯底还没有溶解的硝酸钾固体能否继续溶解?
(3)如何判断某一溶液是不是饱和溶液?
(4)在一定温度下,某物质的饱和溶液一定是( )
A.很浓的溶液 B.很稀的溶液
C.不能继续溶解该物质的溶液
D.不能溶解任何物质的溶液
(5)某物质的饱和溶液中,加入一些该溶质的固体, 则下列说法正确的是( )
A.溶质质量减少 B.溶液质量增大
C.固体质量不变 D.溶质质量增加
(6)为什么汗水带咸味?被汗水浸湿的衣服晾干后,为什么常出现白色的斑痕?
(7)为什么在寒冷的冬天可以从盐碱湖中捞出纯碱晶体(碳酸钠晶体)?
(8)通过本节课的学习,你收获了什么?
(9)想想你有哪些疑惑?还有什么知识想进一步探究?
2.达标训练
(1)某温度下,向一定质量的氯化钠溶液中加入4g氯化钠晶体,充分搅拌后,仍有部分晶体未溶,再加10mL水,固体全部消失。下列判断正确的是( )
A.加水前一定是饱和溶液
B.加水前一定是不饱和溶液
C.加水后一定是饱和溶液
D.加水后一定是不饱和溶液
(2)确定某一溶液是否饱和一般有两种方法:
①观察溶液底部有无________的溶质;
②溶液底部若无固体溶质,可向该溶液中再加入_____,若______则溶液饱和。
(3)某硝酸钾溶液在20℃时,不能继续溶解硝酸钾,该溶液_______为________溶液,把该溶液升高温度到100℃,则100℃时该硝酸钾溶液是________ 溶液.(填“饱和”或“不饱和”)
(4)在一定温度下,将一瓶接近饱和的硝酸钾溶液配成饱和溶液,可采取的方法有:①升高温度 ②降低温度 ③增加硝酸钾 ④减少硝酸钾 ⑤增加溶剂 ⑥减少溶剂,其中正确的方法是( )
A.①②③ B.②③④ C.③④⑤ D.②③⑥
(5)有关饱和溶液的下列叙述正确的是( )
A.温度不变,某饱和溶液中再加入这种溶质,溶液的质量不变
B.在饱和溶液里再加入任何物质都不能溶解
C.20°C时,向50g Na2CO3的溶液中加入5g Na2CO3粉末,溶液的质量是55g
D.20°C时,从50g Na2CO3的饱和溶液中取出5g溶液,剩下的45g溶液变成不饱和溶液
3.布置作业:课本第40至41页1、6、8题。
三、实施要求
(一)认真备课
认真研究化学课程标准,吃透化学教材是搞好学案设计的前提;了解学生思想、能力、水平,从实际出发,是搞好学案设计的关键;掌握十字教学法的实质,灵活运用,才能收到好的效果。因此,要潜心研究教材,细心了解学生,认真研究教法,切实备好课。
(二)精心设计学案
学案犹如建筑施工的设计蓝图,是化学课堂实施指导计划。要提高化学教学效率,就必须在认真备课的基础上,精心设计好学期教学计划、单元(章节、课题)教学计划和课时教学计划,写好课堂导学案。