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1設計思想分析
本案例以改變學生的學習方式為出發點,在建構主義教學觀、奧蘇貝爾的意義學習理論和主體教育觀的指導下,以實驗和網絡為交互平臺,創設真實的情景,把“”的知識“包裝”起來,激發學生的求知欲望,引導學生自主、合作、探究學習,落實三維目標。在預設中,突出變廢為寶、組裝微型實驗儀器,把“觀察與思考”轉化為“活動與探究”,并設計開放性的思考題,引領學生進入一個充滿活力的生成式課堂。
2 教材分析
新課程,新標準。《課程標準》和浙江省《學科教學指導意見》對本節課提出了三維目標,即了解硝酸的性質,形成氮及其化合物相互轉化的知識網絡;知道硝酸對社會生產的積極作用和對環境的影響;通過對硝酸性質的實驗探究,讓學生體驗實驗探究的過程和樂趣。體現了知識與技能是載體,過程與方法是核心,情感態度和價值觀是結果的關系。
初中《科學》中明確指出,硝酸是一種強酸,且從物質分類的角度介紹了酸的通性。本節課主要通過實驗探究的方式,從氧化還原反應和物質的特性角度去認識和理解硝酸的強氧化性、不穩定性,進而以工業制硝酸為背景,引出不同價態的氮元素之間的轉化,這樣做是對初中內容的深化和完善。不僅能鞏固《化學1》中離子反應、氧化還原反應、物質的量等概念,也為《化學2》形成元素概念和元素周期律提供感性材料。體現了新教材對知識的“螺旋上升”的編排特色。
3學情分析
在學習本節課前,學生已經認識到硝酸是一種強酸,具有酸的通性,知道從物質的屬性、氧化還原反應和物質特性三大角度走進物質,能用已學的基本概念分析、解決問題,已基本具備用實驗的方法進行自主、合作、探究學習的能力。
在學習過程中,學生可能遇到的問題和困難有:(1)認為活潑金屬與硝酸反應,還原產物為氫氣;(2)對銅和稀硝酸反應起時觀察到的紅棕色氣體,誤以為還原產物是二氧化氮等。學生遇到問題時,可能會自主思考,或合作探究;可以查詢資料、進行理論推導或實驗探究;也可進行類比學習、對比學習、歸納學習等。
4教學目標
4.1知識與技能
(1)了解硝酸的物理性質和用途;
(2)認識硝酸的化學性質;
(3)知道硝酸的工業制法,形成氮及其化合物相互轉化的知識網絡。
4.2過程與方法
(1)通過自主、合作、探究學習硝酸的性質,讓學生經歷發現問題、提出假說、實驗驗證、解決問題的科學探究歷程。
(2)通過網絡搜索、網絡探究學習,培養學生搜集、處理信息的能力和根據提供的信息結合所學的知識分析、解決問題的能力。
(3)改進銅和濃硝酸的實驗,感悟實驗就在我們身邊與實驗改進的方向和方法。
4.3情感態度和價值觀
(1)通過硝酸化學性質的探究,感悟科學精神的核心是質疑、崇實、探索和求真, 養成主動參與、積極探究、勇于創新、勤于動手的態度。
(2)通過硝酸的用途、工業制法和學以致用,關注化學的運用和科技的發展,樹立責任感和使命感。
5教學重難點
重點:硝酸的化學性質。
難點:用探究的方式,認識硝酸的強氧化性和不穩定性。
6 教學策略與手段
本課采用自主、合作、探究式學習模式。應用了對教學資源的先行組織者策略、對硝酸氧化性的小組合作探究性學習策略、對學習過程和結論的多元評價策略等。采用多媒體技術的教學手段進行信息情景設計、網上搜尋和播放實驗錄像;采用組裝微型實驗裝置進行實驗教學。
7課前準備
(1)學生復習酸的通性和離子反應、氧化還原反應、物質的量等基本概念以及濃硫酸的性質。
(2)教師深入了解教情、學情,有的放矢地做好多維的、彈性的預設。
(3)教學場所是有多媒體的電腦教室。
(4)教學用具的設計和準備如下:
[隨堂實驗]:2支內放有銅絲的一次性針筒、10 mol?L-1的濃硝酸和1.0 mol?L-1的稀硝酸(分別放在從醫院回收附有膠塞密封的小藥瓶,如青霉素瓶)、裝有氫氧化鈉溶液的小燒杯,2個膠塞。
[演示實驗]:1瓶濃硝酸、1瓶濃鹽酸、1瓶紫色石蕊試液、1瓶久置的硝酸、1支試管。
8教學過程
8.1情景導入,從生活走進化學
[學生] 以“硝酸的用途”為關鍵詞,網絡搜索。
互相交流結果,了解硝酸的用途。
[教師導課] 硝酸與我們的生活、生產息息相關,讓我們探究硝酸的性質。
設計意圖:網絡資源是信息容量很大,信息速度也很快,它包容了生活、生產和新科技的所有信息。網絡把學生的生活時空大大地拓展,從更廣闊的生活時空走進化學,激發學生的求知欲。
8.2自主學習,激活元認知
[自主活動一] 實驗桌上有一瓶濃硝酸。請通過觀察、查閱資料(主要是網絡和課本)或簡單實驗找出硝酸的物理性質。(過程和結果略)
[自主活動二] 請同學們回憶、整理已學過的硝酸的化學性質,并用一種代表物寫出離子方程式。
[已有知識]
(1)使指示劑變色:硝酸能使紫色石蕊試液變紅。
(2)與活潑金屬反應放出氫氣。
(3)與堿發生中和反應:H++OH-=H2O
(4)與堿性氧化物反應:2H++CuO=Cu2++H2O
(5)與某些鹽反應:2H++CO32-=H2O+CO2
[板書]一、物理性質:無色、揮發性的液體
二、化學性質: 1. 酸的通性
設計意圖:基于學生已有的知識水平、能力發展水平和潛能,確信他們完全能勝任這部分內容的學習,故把學習的主動權還給學生,培養學生自主學習的能力和習慣。
8.3合作探究,構建新知識
[教師演示] 往盛有濃硝酸的試管中滴入紫色石蕊試液,振蕩。
[學生]觀察現象:溶液顏色先變紅后褪色。
產生困惑,形成認知沖突。
聯想推理:
學生甲: 假設1. 與次氯酸類似,濃硝酸具有強氧化性;
學生乙:假設2. 與二氧化硫類似,濃硝酸與石蕊形成不穩定的無色物質。等……
設計實驗方案,互評:
假設1方案:
學生甲:銅與硝酸反應;
學生乙:碳與硝酸反應;
學生丙:硫酸亞鐵與硝酸反應……
假設2方案:把褪色的溶液加熱,觀察是否恢復紅色。
[教師演示] 在試管口套上氣球,把褪色的溶液加熱。
[學生] 觀察現象:溶液沒變紅而是變黃。
產生困惑,再一次形成認知沖突。
[教師出示] 一瓶久置的硝酸。
[學生]觀察、比較、推測原因。
進行結果分享、互評。(教師適時作出評價)
[播放] 硝酸受熱分解的實驗錄像:
[學生] 描述現象,書寫化學方程式。
判斷:假設2失真。
困惑:硝酸真的具有強氧化性嗎?
[板書]2.不穩定性(具體略)
[教師層啟] 大家儼然是小科學家了,硝酸是否具有強氧化性呢?大家設計的共同出發點是取還原性弱的物質與硝酸反應。大家思維開放、活躍、有創意,但課堂上準備的藥品和儀器是有限的(展示隨堂實驗的藥品和儀器)。我們先制定一個可行的實驗步驟吧。
[師生合作] 步驟:(1)把內放有銅絲的一次性針筒直接插入小藥瓶的膠塞,吸取0.5 mL濃硝酸(或稀硝酸),拔出后立即將針尖插入膠塞,以防漏液。觀察并記錄現象。
(2)拿去膠塞,再往針筒里吸蒸餾水至2.5 mL(注意與前者反應劇烈程度的比較),插上膠塞,觀察并記錄現象。
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(3)把針筒倒立,拿去膠塞,往針筒里吸入適量空氣,觀察并記錄現象。
(4)最后,往針筒里吸入2.5 mL的氫氧化鈉溶液,將針尖插入膠塞。
[生生合作] 兩人一組,同時進行濃、稀硝酸的對比實驗并記錄現象。
[學生甲] 銅與稀硝酸反應,觀察到的也是紅棕色氣體,其還原產物也是NO2。
[教師] 學生甲事實求實的治學態度值得發揚。為什么學生甲的實驗現象與其他同學不一樣?
[學生] 討論,交流。
一致認為:在實驗前未把針筒的活塞壓緊,筒內尚留有空氣。
[學生甲] 那還有更好的裝置嗎?
(在此,學生可能會提出一些自己的關于裝置改進方面的見解,這又是一次課堂生成的好機會,教師可根據具體情況靈活處理,如可把它處理為課后作業)
設計意圖:化學實驗不僅對學生有很大的誘惑力,而且現象直觀、真切、說服力強。在教學中,筆者回收了醫院里的一次性針筒和帶膠塞密封的小藥瓶,變廢為寶,積極進行實驗改進,把銅和硝酸的反應“觀察與思考”改為“活動和探究”,讓學生在親身體驗中獲得了新知識。由于針筒和小藥瓶密封性能好,本實驗幾乎實現了零污染,是環保教育的好素材。
[問題解決] 硝酸是一種氧化性很強的酸,幾乎能與所有的金屬(金、鉑除外)反應,為什么可用鋁制容器或鐵制容器儲存和運輸?
[學生] 查閱課本,得出答案。歸納金屬與硝酸反應的規律:
⑴ 幾乎能與金、鉑外的所有金屬反應, 一般情況下:與濃硝酸反應的產物為NO2;與稀硝酸反應的產物為NO。
⑵ 氧化性:濃硝酸>稀硝酸。
⑶ 常溫下,濃硝酸使鐵、鋁等金屬鈍化。
[板書]2. 強氧化性
(1)與不活潑金屬的反應(略)
[學生] 網絡搜索關鍵詞:碳與濃硝酸反應
觀看網絡動畫: 碳和濃硝酸反應
[生生合作] 觀察現象,書寫化學方程式。
[板書](2)與非金屬單質的反應(略)
[學生] 書寫假設1的方案3―硫酸亞鐵與硝酸反應的化學方程式。
[板書](3)與還原性化合物的反應(略)
[學生]在教師的引導下,進行三大強酸的性質和用途的比較。
交流、匯總。
設計意圖:利用比較性組織者把新知識通過已有知識的橋梁作用,同化到原有的認知結構中,從而形成有意義的新知識。
[教師]順勢指出硝酸是一種重要的化工原料,工業上是如何制備硝酸?請思考課本中的問題解決,總結硝酸的工業制備原理,知道硝酸的工業制備流程。
[學生] 思考、討論、交流、補充。
[板書] 三、硝酸的工業制備(略)
設計意圖:用先行組織者策略整和課程資源,實踐“用教材教”,突破傳統元素化合物教學的物質中心模式,從學生已有的知識和生活經驗出發,把“”的知識置于真實的情景中“包裝”起來,激發學生的探究欲望,讓學生自主、一層層揭開“包裝”,經歷獲取真知的過程,體驗科學探究的艱辛和成功后的喜悅。真正實現學生自主、合作、探究式學習。
探究學習是一種需要較長時間的學習方式。為了突出重點,突破難點,筆者采用了實驗錄像、動畫實驗和隨堂實驗相結合的方式,提高了課堂效率。
8.4合作總結,促進學后反思
[教師啟迪] 硝酸的性質主要有哪些?我們是通過什么方法獲知的?今后,我們將如何更全面地學習物質的性質?
[生生合作] 從方法和知識上對課堂進行梳理:
(1)硝酸的物理性質:看一看、聞一聞、查一查、試一試
(2)硝酸的化學性質
1)從物質的屬性角度
2)從氧化還原反應角度
3)從物質特性角度
(3)硝酸的工業制備
1)制備原理
2)制備流程
設計意圖: 反思使人進步。探究式學習后,不失時機地引導學生學后反思,不僅能及時地落實知識點和學習方法,也能培養學生良好的學習習慣。
8.5學以致用,從化學走向生活
[學生] 閱讀資料,解釋現象,交流看法。
2005年12月14日下午1點左右,一輛運載著48 t濃硝酸的槽罐車在途經浙江省寧波市江北北環西路莊橋段時,突然發生泄漏,不斷有黃色的煙霧冒出來,空氣中彌漫著一股刺鼻的氣味,馬路旁靠近黃煙的植物已經出現腐蝕現象,葉子被熏得枯黃。而距事發地點不遠處就是村莊。接警后,市消防、公安、環保、安監等部門啟動了化學危險品緊急處置預案。50余名消防隊員迅速趕到了現場。
(1)記者看到的黃色煙霧,是煙還是霧?
(2)觀察硝酸的顏色,為什么"煙霧"是黃色的?
(3)馬路邊上的植物出現腐蝕現象,葉子被熏得枯黃。推測硝酸具有什么性質?
(4)假如你是消防隊員,將啟用什么緊急處理方案?
9板書結構設計
參考資料:
[1]盧建筠主編.《高中新課程教學策略》.2004,5.
[關鍵詞]金屬化學性質教學設計
[中圖分類號]G633.8
[文獻標識碼]A
[文章編號]1674-6058(2016)32-0107
一、設計理念
從學生現有的知識水平著手,依據義務教育階段課程標準要求,構建三維一體的教學目標。在明確教學目標的基礎上,以學生身心發展為起點,從生活實際出發,制訂以培養學生社會責任感、樹立自信心為目的的教學方法及策略。從化學課程的特點出發,在實驗中聯系生活,在生活中提出教學內容,制訂人教版九年級化學上冊《金屬的化學性質》一節的教學設計,將知識點與社會生活生產緊密結合,體會科學與技術的內涵,充實教學內容,堅持“STS”的教育理念。
二、教學背景分析
1.課標分析
課程標準就本節課內容明確要求:能說明、會表示金屬與氧氣的反應和金屬與酸的反應,并會判斷置換反應,學會運用金屬活動性順序。
2.教材分析
《金俚幕學性質》是人教版九年級化學第八單元課題2的內容,在通過課題1了解了金屬的物理性質和合金概念的基礎上,本課題側重金屬的化學性質:回顧金屬與氧氣的反應,重點介紹金屬與酸的反應、金屬與金屬化合物溶液的反應,以及常見金屬活動性順序。
3.學生分析
知識水平分析:學生已有九年級化學上冊知識的基礎,了解常見酸的概念,已掌握金屬與氧氣的反應,這些為本節課的學習奠定了知識基礎,有利于在教育教學活動中總結判斷金屬活動性的方法。
認知水平分析:本課題安排在九年級下冊第八單元的第2課題,學生處于對化學知識的初步探索階段,雖已有上冊知識打下的基礎,但學生的邏輯思維能力還沒有系統化,教師應在教授學生知識點的基礎上,偏重于幫助其建立正確的唯物主義價值觀。
三、教學目標
1.知識與技能
(1)通過回顧已學的知識,充分回憶和掌握鐵、鎂、銅等常見金屬與氧氣的反應;
(2)通過實驗初步認識常見金屬與酸的置換反應,能利用置換反應解釋與日常生活有關的化學問題;
(3)聯系相關的生產生活實際,學會運用金屬活動性順序表解決實際問題。
2.過程與方法
(1)能進行探究金屬活動性強弱的實驗設計,掌握探究金屬活動性順序的方法及其反應原理;
(2)通過觀察演示實驗,了解常見金屬與酸的反應實驗操作及注意事項;
(3)學習和體驗對實驗現象進行比較、分析、概括并獲取結論的方法。
3.情感態度與價值觀
(1)通過對實驗的探究、分析,培養學生嚴謹、認真、實事求是的科學態度;
(2)學生在實驗探究中學會與他人交流、合作,增強協作精神;
(3)通過聯系生產生活實際問題,培養學生的社會責任感和唯物主義價值觀。
四、教學重難點
教學重點:探究金屬活動性順序,歸納得出置換反應的特點。
教學難點:對金屬活動性順序和置換反應的理解和應用。
五、教學過程
1.導課
[教師]展示漫畫故事:《真金與黃銅》。
[學生]聽漫畫故事,產生疑問:為什么黃銅害怕遇見鹽酸?
設計意圖:設置懸念,激發學生好奇心,引出課題――《金屬的化學性質》
2.復習
[教師]投影A組:金屬與氧氣的反應。
[教師]提示學生按操作規范進行實驗,且進行指導糾正。同時引導學生根據金屬與氧氣的反應現象與反應難易程度,比較金屬的活動性強弱。
[學生]以小組的形式進行相關實驗,比較出鎂、鐵、銅的活動強弱:鎂比鐵強,鎂比銅強。并完成表格(參見表1),回憶、記錄、鞏固知識點。
設計意圖:復習、鞏固相關知識,加深印象,培養學生獨立自主的學習能力,初步掌握判斷金屬活動性差異的方法,并引出新課程的學習內容。
3.活動與探究
[教師]投影B組:金屬與稀鹽酸的反應。
[教師]演示鎂、鋅、鐵、銅與稀鹽酸的反應,并要求學生完成表格(參見表2)。
[學生]觀察到鎂、鋅、鐵都能與稀鹽酸反應,且反應劇烈程度不同,但銅不能與稀鹽酸發生反應。同時完成表格的填寫。
[教師]根據鎂、鋅、鐵、銅與稀鹽酸的反應現象,讓學生試猜想金屬與稀硫酸的反應現象。
[教師]投影C組:金屬與稀硫酸的反應,并要求學生完成與B組實驗相同的表格。
[教師]提示學生按操作規范進行實驗,觀察現象。巡視、指導實驗,引導學生討論、交流和展示探究結果。
[學生]小組實驗,完成表格。討論、交流,小組代表描述實驗現象及結論,書寫化學方程式。
設計意圖:讓學生在合作與交流中自主探究,在操作與思考的活動中實現三維目標。
[教師與學生]欣賞課本圖8-12:金屬與鹽酸反應的比較。
[學生]觀察圖片,探究出鎂、鋅、鐵、銅的金屬活動性由強到弱依次為:鎂>鋅>鐵>銅,思考、討論得出結論:金屬可分成能與酸發生反應和不能與酸發生反應兩類。
設計意圖:營造輕松、和諧的探究氛圍,發展學生的想象力。
[教師]引導學生總結相關結論。
在新課程教材中,有的內容會在必修和選修中同時出現,但是承載的功能不同。處理這部分內容時,要考慮到課程標準的要求,體現課程的階段性和發展性,體現課程不同模塊的層次要求。“乙醇的化學性質”在人教版必修2和選修5中兩次出現。表1從課標要求、教材呈現內容方面進行了比較。
鑒于“乙醇的化學性質”在必修和選修階段的不同要求,必修階段學習乙醇化學性質時,一般都會與生產生活進行密切聯系。選修階段,課程要求突出有機化合物結構與性質的關系,要建立“結構――性質──用途”的有機物學習模式。學好這一課,可以讓學生掌握在烴的衍生物的學習中,抓住官能團的結構和性質這一中心,確認結構決定性質這一普遍性規律。同時乙醇也是聯系烴和烴的衍生物性質的橋梁,在有機物的相互轉化中處于核心地位,在高考中出現的頻率高。它不僅是本章的重點,也是高中有機化學學習的重點。
二、學情分析
通過必修2乙醇的學習,學生已經了解了乙醇的基礎知識,同時學生經過高中有機化學的學習,具備了一定的化學知識,初步確立學習有機化學的思維方式――結構決定性質,具備了一定的獨立發現問題、分析問題的能力,為實驗探究活動的開展奠定了基礎。同時本節課的很多內容和生活實際結合緊密,通過解釋一些生活現象有利于激發學生的學習興趣。
三、教學目標
1.知識與技能:第一,了解醇類的分類,能區分芳香醇、酚類。第二,掌握乙醇的化學性質,從乙醇類比遷移到其他醇類的化學性質。
2.過程與方法:本節課突出表現有機化合物結構與性質的關系,建立“結構――性質――用途”的有機物學習模式。從乙醇分子的結構入手,分析其性質。讓學生在掌握乙醇的學習中,應用提升,從乙醇類比遷移到其他醇類的學習。
3.情感、態度與價值觀:通過探究實驗培養學生求實、嚴謹的優良品質。通過觀察實驗現象入手,啟發學生分析產生實驗現象的因果關系和本質的聯系。培養學生從多方面認識事物的能力。通過乙醇性質類比遷移到其他醇類的性質的學習,建立“結構――性質――用途”的有機物學習模式,讓學生掌握在烴的衍生物的學習中,抓住官能團的結構和性質這一中心,確認結構決定性質這一普遍性規律。
四、教學重點難點及突破
1.教學重點:乙醇的化學性質。
2.教學難點:由乙醇的化學性質類比遷移到其他醇類的性質。
3.難點的突破:抓住官能團的結構和性質,建立“結構――性質――用途”的有機物學習模式,讓學生掌握在乙醇的化學性質學習中,由乙醇的化學性質類比遷移到其他醇類的性質。進而掌握其他醇類的化學性質。
五、教法分析
根據課程改革的要求、教育原理和我校學生的實際情況,我采用了如下教學方法:
1.實驗探究法:充分發揮學生主體作用,將乙醇消去反應的實驗改為探究實驗,設計方案進行乙醇消去產物的驗證。
2.情境激學法:展示多種醇類應用的圖片,通過大量醇類物質,激發學生對這一類物質而不是某種物質的關注。承接了必修教材,體現化學的社會價值。
3.類比遷移法:抓住官能團的結構和性質,建立“結構――性質――用途”的有機物學習模式,讓學生在掌握乙醇的化學性質學習中,由乙醇的化學性質類比遷移到其他醇類的性質。
六、教學過程設計與分析(見文后圖表)
七、板書設計
八、教學反思
1.本教學設計“瞻前”與“顧后”,盡力體現新課程理念。本節課較好地實現了從必修階段“關注乙醇的性質和應用”向更加“關注結構與性質的關系”轉變,突出化學學科“結構決定性質”的重要特點和學科思想。