化学实效融合之“问题设计和思维培养”--吴淑娟

做学生的“画龙点睛”之笔---------化学实效融合之“问题设计和思维培养”各位老师好：淄博市化学教学一直在致力于打造“实效融合”的教学模式，从最初的的“问思式教学”，到“归理学案”的设计，从“六个一”到现在“实效融合“教学模式，我们一起做得更务实，更细致-------从教学理念，到教学模式，从教学方法到教学环节我们都在进行“最实效”的探索，其中也包括了一些教学微技能的研究。今天我和老师们一起交流的是实效融合—微技能中的“问题设计和思维培养”。【目标定位】在现代教学理念中，学生为主体，教师为主导的地位分配已经很明朗，教师在课堂上更侧重于对学生的思维引领，侧重于对学生学习知识的方法培养，培养学生自主学习，终生学习的习惯和能力。因此，在课堂教学中，师生互动、生生互动为主流模式。所以学案问题设计引发思维，和思维过程中点拨提升变得尤为重要和关键。点拨是指教师用简练、精辟的语言，或鲜明生动的实验等方式，指示或指点学生，让学生通过自己的努力去获得知识、提高能力、发展思维的一种教学手段。如何做到画龙点睛，让学生眼前一亮，如何做到拨云见日，让学生恍然顿悟，是每一个教师都应该认真去探索的课题。刚结束的远程网络培训，也对课堂教学的点拨和评价量规进行了专门的讲解和研究。根据张熊飞教授的“诱思探究”教学论结合自己的教学实践，我感觉教师的角色是指路人，是搭桥者，是疏通员。在学生的学习过程中，要精心设置问题,适度思维点拨，让学生思维遇到困惑时或迫切需要时，点明方向，搭建台阶，或指点迷津，点拨思路方法，。但绝不包办代替，不直接给予。让他们跳一跳，够的着，在老师帮助下完成自我学习，在实践中体会学习的成就感和快乐，在解决问题中培养科学思维能力和优化思维品质。【具体操作】一．方向引导-----导向思维培养预习新课前的点拨，犹如出征前的战术布置，教师通过引导学生温故知新，提炼出一些观点，形成科学的观念，进一步点拨使学生形成学习的思维模式，形成科学的学习方法。[案例1]前置作业25℃时，将10ml1mol/L的盐酸和10ml1mol/L的NaOH溶液完全中和。⑴写出反应的离子方程式：，溶液中还有没有H+和OH-？为什么？写出水的离子积常数的表达式。⑵向上述溶液中加入NH4NO3固体，溶液显酸性，原因是（用离子方程式表示），此时水的电离平衡（填”正向”“不”或“逆向”）移动,为什么？⑶向⑵的溶液中滴加bL氨水后溶液呈中性，则滴加氨水的过程中水的电离平衡将______（填”正向”“不”或“逆向”）移动，为什么？Kw=C(H+).C(OH-)正向H++OH-=H2O逆向NH4++H2O≒NH3.H2O+H+提升思维品质H2O≒H++OH-Kw=C(H+).C(OH-)+NH4+⑵NH3.H2OC(H+).C′(OH-)﹤Kw平衡右移⑶加氨水C(OH-)增大C(H+).C′(OH-)﹥Kw平衡左移极限考虑：盐类水解促进水的电离加酸加碱抑制水的电离方向引导：研究溶解问题的思路和方向，统领研究平衡的思路和方向。二．台阶搭建---------有序思维培养化学作为一门自然科学，无论是知识体系，还是研究方法，都存在合理有序的逻辑结构和逻辑思维，所以在学生的学习活动中，不仅是设置问题，引发学生思考，更重要的是通过教师点拨，学生学会如何思考，形成有序思维，整理和完善思维的逻辑性和科学方法的合理性。[案例2]主题一化学反应速率【问题1】化学反应的本质是什么？【问题2】化学反应发生的必要条件是有效碰撞，而发生有效碰撞需要满足什么条件？【问题3】哪些外界条件可以改变单位体积内活化分子数？1、理论分析温度催化剂浓度压强单位体积内分子总数改变有效碰撞频率改变反应速率改变旧键断裂新键生成活化分子合理取向单位体积内活化分子数改变能量改变活化分子百分数改变构建思维模型证明H2O中有H+和OH-证明存在平衡写出平衡表达式写出平衡常数表达式通过比较Qc和K的大小确定平衡移动方向用化学平衡的理论统领所有平衡体系的学习水的电离平衡主题一化学反应速率【问题4】外界条件对化学反应速率影响的结果如何？外界条件单位体积内活化分子数有效碰撞频率化学反应速率浓度增大减小压强增大减小催化剂温度升高降低速率观：条件高，速率大主题一化学反应速率2．实验探究【问题5】①在研究不同浓度的两种硫酸与锌片反应时，可以通过哪些量的变化来测定化学反应速率？②某探究小组用硫酸与锌片反应过程中测量氢气体积的方法，研究影响反应速率的因素。设计实验证明浓度对反应速率的影响，写出实验步骤。可观察到明显现象，或可测量数据科学实验方法：对比实验，单一变量室温下，分别向两支试管中加入大小形状完全相同的等质量的锌片，再分别加入5mL1mol/L的硫酸、5mL3mol/L的硫酸，记录收集等体积氢气所用的时间或相同时间内收集气体的体积。知识点拨：速率的影响因素思维顺序：微观实质---宏观现象科学方法：理论推测和实验验证结合实验验证遵循单一变量原则（实验通则）再例：实验探究的有序思维建立三．化繁为简----类比思维培养化学中理论教学往往是抽象的、枯燥的。尤其是化学反应原理。对于学生的困惑和盲点，如果用空洞的语言平铺直叙地解释和点拨，学生听起来乏味，效果当然差，不妨防运用比喻点拨，将抽象的知识具体化、形象化，深奥的道理形象化，学生便豁然开朗了。[案例3]有效碰撞的问题没合适的取向没足够的能量足够的能量+合适的取向类比法：借鉴投篮碰撞理论若从a端再注入6mL的红墨水,则（1）会出现什么现象？（从定性和定量角度）（2）怎样理解以上现象？【前置作业】【结论2】平衡移动会减弱外界条件的改变，但不能抵消【结论1】平衡移动的原因：压强不等压强等，液面平。压强变，液面动。物理平衡模型化学平衡表述本质平衡平衡压强等【概括提升】现象液面平现象定速率等化学平衡移动—勒夏特列原理中平衡移动方向和结果的点拨-----借助生活常识“向连通器中注水“帮助学生理解-----特别注意水的流动方向和水流动的结果，帮助学生建立对“减弱”双重含义的理解.四．点石成金----归理思维培养“学而不思则罔，思而不学则殆”化学是自然科学，思考和总结则是重中之重。我们的教学过程是问题导学与概括归理相结合为一体，跟常见的问题导学最大的不同在于不仅要有思考、更要有结果，并且把结果进行概括归理。教师要进行高度点拨概括，归靠到一定的原理中，要提升到高位概念上，最好形成具有普遍意义的、更具有广泛指导力的结论和观念。达到提高认识、深刻理解、举一返三、以一当十的效果。既理解知识，又培养思维能力，提升思维品质，这一点特别依靠老师的业务水平和专业素养。概括归理是通过以下形式和过程完成的：[案例5]【整合提升—思想篇】生活中的物理平衡化学平衡溶解平衡生态平衡体内酸碱平衡……应用于常见的平衡问题电离平衡水解平衡理论模型平衡原理转化观平衡观水溶液系统认识模型溶剂溶质认识对象认识角度物质种类宏观现象微粒数量微粒作用微粒种类宏观微观角度微观系统相互联系宏观现象解释转化观平衡观微粒观二、溶液中微粒的相互作用如何运用该依据重新认识电离、水解、沉淀转化的实质？ABA++B-QcK电离、溶解QcK水解、沉淀Qc=K平衡状态趋K三、对离子反应的实质认识学习上述理论后，为进一步研究离子反应实质进行以下操作：①0.1mol·L-1的NaOH溶液和0.1mol·L-1的盐酸等体积混合②0.1mol·L-1的盐酸和0.1mol·L-1醋酸钠溶液等体积混合③0.1mol·L-1的NaCl溶液和0.1mol·L-1AgNO3溶液等体积混合1、写出上述反应的离子方程式，从定量的角度分析反应发生的原因①H++OH-=H2O②H++CH3COO-=CH3COOH③Cl-+Ag+=AgCl↓2、通过学习本章知识，你对复分解反应发生的条件-----生成沉淀气体和水，又有哪些进一步的认识？离子间发生反应的条件：Qc和K的关系五．实验设计---探究思维培养实验是最直观的教学手段，是为了探究和验证微观实质。学生看到那些玻璃仪器形状各异，洁净透明；各种药品赤橙黄绿，五颜六色；化学反应激烈奇幻，生动鲜明，最易激发兴趣，但学生往往会把注意力过分关注在表观的现象，看热闹而忽略了实验背后隐藏的化学本质和学科思想。所以适时点拨，引发思维。利用实验进行点拨会转变学生关注点，引发积极思维，形成严谨，务实的实验观.[案例6]：外界条件影响平衡移动试验中，应适度点拨学生除了实验现象外，更要关注单一变量原则，草酸和高锰酸钾溶液反应，草酸取量对实验能否成功的影响等。[实验目的]探究浓度的不同对化学反应速率的影响[实验原理]2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O[实验用品]试管、胶头滴管、0.01mol/L的KMnO4酸性溶液、0.1mol/L的H2C2O4溶液、0.2mol/L的H2C2O4溶液[实验步骤]1.取两支试管向其中各加入4mL0.01mol/L的KMnO4酸性溶液2.向两支试管同时各加入2mL0.1mol/L的H2C2O4溶液以及0.2mol/L的H2C2O4溶液3.观察两支试管中的实验现象(褪色的快慢)。探究实验2-2一、浓度对化学反应速率的影响在该实验中，老师除了引导学生观察褪色快慢之外，更重要的是引导学生关注到药品用量的问题----草酸过量，否则实验失去价值。科学探究已知4H++4I-+O2=2I2+2H2O现有1mol/LKI溶液、0.1mol/LH2SO4溶液和淀粉溶液，探究出现蓝色的时间和温度关系。KI必须在酸性条件下才能被氧气氧化，所以添加的顺序应该是在KI溶液中滴加几滴淀粉溶液，随后加H2SO4溶液，开始计时。酸放在最后加，可以保证滴加酸之前KI和淀粉混合的均匀，显色效果明显。以确保实验条件的一致性。[案例7]研究弱电解质电离平衡，或盐溶液的水解平衡时，我们都要通过实验测定其溶液的PH值如0.1moL/L的醋酸溶液测得pH=5如0.1moL/L的碳酸钠溶液测得pH=10学生运用实验数据时，往往简单的定性分析到醋酸的部分电离，碳酸钠的水解事实，但老师要做好点拨---从定量的角度进行电离或水解程度的挖掘，从而学生切身感受“弱的含义。为认识整章打下基础。六．以旧推新-------发散思维培养许多化学试题给解题者提供大量、错综复杂的新信息，捕捉有用信息，回扣旧原理，先发散，再回归是解决问题的关键，教师应着力点拨学生将隐蔽的信息挖掘出来，进一步挖掘到学生熟悉的基础问题上。[案例8]对金属制品进行抗腐蚀处理，可延长其使用寿命。（1）以下为铝材表面处理的一种方法①碱洗的目的是除去铝材表面的自然氧化膜，碱洗时常有气泡冒出，原因是_________________（用离子方程式表示）。为将碱洗槽液中铝以沉淀形式回收，最好向槽液中加入下列试剂中的__________a．NH3b．CO2c．NaOHd．HNO3②以铝材为阳极，在H2SO4溶液中电解，铝材表面形成氧化膜，阳极电极反应为____________。取少量废电解液，加入NaHCO3，溶液后产生气泡和白色沉淀，产生沉淀的原因是_______________________。（2）镀铜可防止铁制品腐蚀，电镀时用铜而不用石墨作阳极的原因是______________。（3）利用下图装置，可以模拟铁的电化学防护。若X为碳棒，为减缓铁的腐蚀，开关K应置于______处。若X为锌，开关K置于M处，该电化学防护法称为_______。当然，学生的思维培养的形式还有很多，除以上的几种外，还有创新思维培养、、图像思维培养等。【遵循原则】一．启发性原则问题设计和思维点拨，要问在点子上，拨在关键处，即通过拨动学生的思维之弦，揭示问题的实质，启发学生醒悟，虽然只要一言半语，却能一针见血，达到“心有灵犀一点通”的最佳效果。例如：一节自习课上有一位学生问了这样的题目：[案例9]已知下列热化学方程式：（1）Fe2O3（s）+3CO（g）=2Fe（s）+3CO2（g）ΔH1=-25kJ/mol（2）3Fe2O3（s）+CO（g）=2Fe3O4（s）+CO2（g）ΔH2=-47kJ/mol（3）