“微课题研究法”在化学复习中的应用
2012-04-13郑学裕
郑学裕
(江苏省苏州第十中学 江苏 苏州 215006)
一、问题的提出
随着课程改革和高考改革的深入,学生的学习从掌握知识向学会学习、学会应用知识、进行问题探究转变,高考从主要考查知识向考查基本知识、基本技能、基本方法、基本观念并重转变。学生某方面的化学知识是在不同时期、逐步学得的,缺乏整体性、有序性,“输入”后不能有效“输出”。怎样改变化学复习中满堂灌、炒冷饭等乏味、低效的做法,我们采用课题研究的方法进行复习,因设计的课题比较小,我们称之为“微课题”。通过“微课题”研究式的复习,调动学生学习的积极性,让学生主动参与复习,带动多方面知识融合,学生在研究中把握过程、应用方法、序化知识、强化技能,形成化学的基本观念,增强提出问题、分析问题、解决问题能力。
二、选微课题的原则
课题的内容要突出化学的核心知识。以化学的基本观念为主导,以子课题构起主干,来体现化学的方法、原理和规律,使重点知识在探究中不断得到发现、联系、应用、强化。如推写新的化学方程式(或离子方程式),要根据反应的规律(如复分解反应规律、氧化还原规律、有机官能团反应规律)、原理(质量守恒、能量守恒、平衡移动等)进行。
课题的特点是具有可研究性。这就要求既不是简单的重复,也不是简单的归纳,而是要有新角度、新内容、新方法,要突出解决问题的基本规则、程序。选择有横向联系的问题;选择对比性强的问题,选择有开放性的问题,要能调动学生的积极性和主动性。
课题的大小要适中。课题太大,前后间隔时间长,整体感就差;课题太小,课堂密度小,效率低。最好是一个课题上一节课或两节课。
课题的来源可以有三个方面,一是《考试说明》中的要点问题,如根据“能综合运用化学知识设计简单实验方案”,确定《设计简单实验方案的研究》;根据“能设计合理路线合成简单有机化合物”,确定《有机物合成路线的研究》;二是教师根据教学实际提出,如 《三酸的比较》、《推写化学方程式的方法》,《化学中的洗涤问题》;三是学生根据学习中的难点提出,如针对化学计算薄弱的问题,设计《定量角度看化学》,根据解简答题比较差,设计《简答题的特点及破解策略》。
课题研究的目标,是在研究中落实基本知识、基本技能、基本方法、基本观念,使好、中、差的学生都能参与,都能提高。
课题的给出时间,最好是上节课末尾,或是几天前甚至一周前,以便于学生收集资料、分析整理、准备实验等。
三、实施的过程
课题研究的实施有如下流程:“给出课题,说明要求→学生讨论、交流、展示→归纳呈现一级子课题→补充完善→学生讨论、操作、举例→归纳呈现二级子课题→补充完善→例题反馈练习”。
在“给出课题,说明要求”时,说明完成该课题的时间要求,是一节课完成还是两节课完成;说明内容要求时,引导学生认识课题的特征,如实验型课题主要从为什么这样做、怎样做、需要什么仪器和用品、结果怎么样等入手;研究物质时,从组成、结构、性质、制法、用途等方面入手,寻找共同性、差异性。
在“学生讨论、交流、展示”中,一方面要注意选择正确的意见,改正不准确、不正确的意见,完善欠缺的想法、做法,另一方面要对积极参与讨论、交流的同学充分肯定,引导督促其他同学参与其中。
在“归纳呈现一级子课题”时,要注意选择有独立性和全覆盖性的标题,注意充分呈现不同的意见并且做出评价,什么是好的,什么是不全面的,什么是错误的,如在《设计简单实验方案的研究》时,有同学提出以“探究型实验、验证型实验、开放型实验”为一级子课题,经分析,其中有重复的部分,被否定,最终的子课题是“分离提纯型实验、鉴别检验型实验、制备物质型实验、性质比较型实验、定量测定型实验”。
在“补充完善”中,教师通过提示、启发等方法引导学生进行完善,帮助他们发现思维中的缺陷,或直接呈现学生未见过的相关问题,让学生通过问题解决完善对有关问题的认识,或直接进行补充。如在《三酸的比较》中,有同学根据浓硝酸与铜反应的产物中有NO2,提出实验室用浓硝酸制取NO2,我提出浓硝酸的质量分数一般为63%,那么从水溶液里出来的NO2中会含有NO吗?从而说明实验制取NO2应该在无水条件下进行才合理。
在“学生讨论、操作、举例”中,让学生将二级子课题与具体实例联系起来,说、写、操作等紧密结合,充分展示暴露学生的思维、操作及学习成果,从中判断学生对问题的把握及学习策略、学习态度。如在研究《加入物的作用》时,许多同学对一种物质同时起多种作用不适应,究其原因,是不能全面分析化学方程式。为了给更多同学机会,可限定每人回答两条,在无其他人回答的情况下,已经回答过的人还可以继续补充。
在“例题反馈练习”中,主要呈现教师准备的典型问题,教师准备的典型例题,通过投影等方法能快速呈现,如有机合成中各种形式新信息的应用,只有预先准备好才能及时呈现。特殊情况下,也可介绍学生选择的题目,或根据课题中生成的新内容,现编题目进行练习。
四、典型课例
师:今天我们共同研究有关洗涤的问题,确定什么样的课题呢?
生:物质的洗涤。
生:应当包括仪器的洗涤,叫“化学实验中的洗涤”。
生:化工生产中也有洗涤的问题。
师:我们的课题就叫《化学中的洗涤》,其中主要研究洗涤的哪些问题呢?
生:研究固体、液体、气体的洗涤。
生:要研究洗涤的目的和方法。
生:要研究用什么洗涤剂洗涤。
生:要研究洗涤效果的检验。
生:要研究洗涤中发生的化学反应。
师:不是所有的洗涤都发生化学反应,遇到发生化学反应的我们再写反应方程式。研究固体、液体、气体的洗涤时,都有目的、操作、仪器、洗涤剂及洗涤效果等问题,所以我们就把这些作为子课题进行研究。
板书:化学中的洗涤问题
一、洗涤的目的
师:举例说明洗涤的目的。
生:使定量实验结果准确,如需要通入空气而不需要CO2时,用NaOH溶液洗去,像测定Na2CO3和NaHCO3混合物中Na2CO3含量时,通过测定它们与酸反应产生的CO2的质量进行计算,用空气排出产生的CO2。
生:配制一定物质的量浓度溶液时,洗涤溶解用到的烧杯、玻璃棒。
生:制取物质时通过洗涤得到纯净物、如制取氯气时除去HCl。
师:用什么方法制Cl2时有HCl杂质?
生:实验室用浓盐酸和MnO2反应制Cl2。一切用浓盐酸反应制得的Cl2。
生:实验室制乙酸乙酯时,用饱和碳酸钠溶液洗涤产品。
生:防止杂质干扰对某物质的检验,如检验SO2中混有的CO2,要洗涤除去SO2。
师:我们对排放到环境中的废气、废渣要进行洗涤、吸收等处理,除去其中的有害物质,洗涤废渣除去可溶重金属离子如Ba2+、Cr3+,用NaOH溶液洗涤、吸收实验室制取 SO2、Cl2等的尾气。
板书:二、怎样进行洗涤
师:怎样洗涤沉淀,请同学进行实验操作展示。
学生操作:洗涤沉淀并简述步骤。(注意加水浸没沉淀)
师:能否进行搅拌?为什么?
学生操作:选择分液漏斗,进行用饱和碳酸钠溶液洗涤乙酸乙酯的操作。(注意振荡及分层后分液)
学生操作:洗涤滴定管并简述要点。(横放转动)
学生操作:组装气体的洗涤装置,简述要点。(进气导管长、出气导管短)
教师补充:洗涤气体中的多种杂质时,要注意洗涤的顺序,一般最后洗去水蒸气;洗滴定管要洗到尖嘴部分。另外还有洗焰色反应用的铂丝时,既要蘸稀盐酸,又要在火焰上灼烧至无色。
板书:三、洗涤剂的选择
师:举例说明洗涤剂的选择。
生:水洗除去难溶物上附着的可溶物质,如除去BaSO4上附着的BaCl2或Na2SO4。
生:盐酸洗去盛过石灰水的试剂瓶上的碳酸钙。
生:NaOH溶液洗去铝片表面的氧化物,NaOH溶液洗涤铁屑表面油污,NaOH溶液除去苯中的苯酚。
生:碳酸钠溶液也能洗涤铁、铜表面油污,饱和碳酸钠溶液洗涤乙酸乙酯。
生:KMnO4溶液洗涤CO2气体中的SO2,饱和食盐水洗去氯气中的HCl。
师:写出酸性KMnO4溶液洗去SO2的离子方程式。
生:用热的铜粉除去N2中混有的O2。
生:此不属于洗涤,只能是除杂质。
总结:选择洗涤剂的原则:既能除去杂质,又能减少被洗物质的溶解。
教师补充:固体、液体用酸、碱、盐溶液洗涤后,一般还要用水洗。用有机溶剂洗去盐表面的水,或盐表面附着的离子,如用75%酒精洗去NaCl晶体表面附着的K+和H2O。
板书:四、洗涤效果的检验
生:洗涤沉淀时,取最后一次洗涤的滤出液,检验其中是否含有附着的离子,如检验沉淀上的BaCl2,用AgNO3溶液或Na2SO4溶液,无沉淀产生说明已洗净。
生:无典型的可检验的离子,如附着的是KNO3,怎么确定洗涤干净?
师:只要洗涤2—3次即可视为洗净。
生:检验CO2中的SO2是否洗净,可用KMnO4溶液或品红溶液。
师:洗涤过的固体、气体产物要干燥,洗涤过的液体仍有杂质,只有通过蒸馏才能得到纯净液体。
反馈练习:
1.怎样判断试管已经被洗干净?
2.高纯MnCO3是制备高性能磁性材料的主要原料。已知MnCO3难溶于水、乙醇,潮湿时易被空气氧化,100℃开始分解;Mn(OH)2开始沉淀时 pH=7.7。请设计实验由MnSO4溶液制备高纯MnCO3固体。实验中可选用的试剂:Na2CO3、C2H5OH、BaCl2溶液、水。
3.实验室由废铁屑制备的FeSO4·7H2O晶体表面常带有少量可溶性杂质,可用少量冰水对滤出晶体洗涤2~3次,然后用乙醇淋洗2~3次,晾干后放在一个小广口瓶中,密闭保存。请回答下列问题:
(1)实验中用少量冰水洗涤晶体,其目的是______。
(2)实验过程中用少量乙醇洗涤晶体,其目的是___________________。
4.下列说法正确的是( )
A.滴定前用待测液润洗滴定用的锥形瓶,会使测出的浓度偏高
B.常温下,向饱和Na2CO3溶液中加少量BaSO4粉末,过滤,向沉淀中加稀盐酸,有气泡产生,说明常温下Ksp(BaCO3)<Ksp(BaSO4)
C.滴定前用标准液润洗滴定用的滴定管,会使测出的浓度偏高
D.实验室通过测定产生的BaSO4质量确定K2SO4、Na2SO4中K2SO4的含量,若过滤后不洗涤沉淀,则测出的K2SO4的含量偏高
五、待研究的问题
1.如何调控课堂
微课题研究不等于微专题的归纳复习,教师既是课题的组织者、引导者,更是研究的平等参与者,教师的准备应足够充分,但不是和盘托出的一言堂,学生会的要让学生自己讲,学生不会但通过引导学生能解决的,也要让学生解决、表达,这就需要教师有较好的课题调控方法和能力,及时调整方向、节奏、密度和力度。
2.如何考察学生的参与程度
毫无疑问,学生参与的程度大,收获就大,但要考察学生的参与程度,需要教师不仅在课堂上进行观察,而且课前、课后都要注意了解。
3.如何调动学生的积极性
对于积极性高的要保护,但不能让他们 “垄断”课堂。对积极性差的要弄清原因,分层次、分类别区别对待,尽量找出他们的亮点,提供可能表达、展示的机会。