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1、中学化学实验教学情景及其创设 熊言林xyl5711 安徽师范大学化学与材料科学学院2015年10月12日 淮北师大初中化学教师国培 讲座提纲1化学实验教学情景的含义 种类和功能2化学实验教学情景的功能3创设化学教学情景的原则4创设化学实验教学情景的教学策略5实验教学情景创设应注意几点讨论 卓越中学化学教师的标准 0引言义教化学新课程的实施已14年了 14年来 在一线化学教师和教研人员的共同努力下 义教化学课程改革取得了很大成绩 但也有以下问题 1 科学探究教学存在有形式化 表面化倾向 出现了 假探究 现象 2 情景创设中存在注重了生动活泼 但却出现了庸俗化 形式化的问题 没有充分认识到情景的最
2、重要功能是激疑 质疑 引发思考 如 情景中没有学科问题 情景偏离核心知识 情景渲染负面影响及情景创设虎头蛇尾等 而且创设的情景不真实很多 例如有老师在 生石灰与熟石灰 教学中 创设了这样一个学习情景 某班同学组织外出春游 某同学想把生鸡蛋带到野外煮熟 现实验室有浓 固体 生石灰 水等试剂 你能帮他选择一些带到野外吗 如此编造出来的学习情景虽然也将某些化学知识镶嵌其中 但实在太不实际了 并且会带来不少负面影响 3 实验教学中存在用 讲实验 画实验 和多媒体 模拟实验 代替 做实验 严重弱化了实验的教育教学功能 教学中 虽有做实验 但多是这样的情况 一是演示实验多 分组实验少 二是简单操作多 精心
3、设计少 4 在教学方式上 存在以 师讲生听 为主 一言堂 现象还较为普遍 低效课堂还随处可见 学生喜不喜欢化学的主要原因 一 到中学检查发现 二 有关报道得知 三 太空授课 2013年6月20日 女航天员王亚平成功在天宫一号完成了中国首次太空授课 6000万中国学生即时观看了直播 太空授课五十分钟 做五个精彩的太空 微重力 环境下的物理实验 实验的选择主要考虑到科普性 可视性 教育性和可实施性四个方面 国家对这次太空授课的非常重视 带上天宫一号的 教具 总重量是2 9千克 据了解 1千克物质从地面发射到近地轨道的空间站约需2万美元 以此计算 这些教具飞天成本达到5 8万美元 即35万元人民币左
4、右 太空授课是用实验现象激发学生好奇心和求知欲 能够引起学生进一步扩大领域的思考 同时也更加能够激发青少年的科技热情 促进学生的发展 使学生在知识与技能 过程与方法 情感态度与价值观等科学素养的各个方面都能得到不断提高 是基础教育化学新课程所追求的目标 化学实验教学活动当然也必须要围绕这一目标来加以展开 采用现代心理学的知识 技能 策略和情感 或态度 的概念对化学实验学习结果进行分类 见附表 在化学实验教学中如何有效地落实培养科学素养的目标呢 1 精选化学实验内容 2 转变化学实验教学方式 3 采用新的化学实验教学评价体系等 都是实现这一目标的重要教学策略 除此之外 创设生动活泼的化学实验教学
5、情景 也是不可或缺的重要方面 1化学实验教学情景的含义 种类和功能 1 1化学实验教学情景的含义 景 指外界的景物 情 指由外界的景物所激起的感情 情景 是具体的自然环境和社会环境的综合体 它是指能够激起人们情感的景物 如美丽沉淀 景物可以是真实的 如电解水实验 景物也可以是模拟的或虚拟的 如模拟水电解微观过程的课件 模拟原电池等 景物可以是具体的 能够摸得着 看得见 如 将一勺白糖放到水中 搅拌后不见了 景物也可以是描述的 虽然不能够摸得着 看得见 但却是能够体会到的 如 为什么人们在离花很远的地方就能闻到花儿的香味 打开香水瓶盖 后排学生能够闻到清香味 见图 教学上的情景不同于一般所讲的外
6、在的 宏观的环境 它作为教学系统内在的组成部分 不仅是物质的 现实的 也是人工的 是一种通过选择 加工并创造构建的微环境 是知识获得理解和应用的文化背景和场景 教学情景 例如 石墨烯是一种由碳原子构成的单层片状结构的新材料 它只有一个碳原子那么厚 是已知 能看得见的最薄纳米级材料 有望让 薄得像纸一样的透明手机 一分钟充完电的电池 像衬衣一样的防弹衣 等 科幻产品 变成现实 图为石墨烯所制材料 石墨烯不但又薄又轻 且较钢坚硬200倍 导电能力极强 潜在应用范围遍及医学 运输 科技产品等 10颗 健康黑皮花生 用水一冲 整杯水瞬间变成黑色 朱张金代表 右 将花生米泡出的黑水 传递给宗庆后 中 戴
7、天荣 左 等食品行业代表查看 这就是一些酒店宾馆里 售价高达160元一斤的所谓健康黑皮花生 教学情境 以生动形象的 景 为支架 以 情 为中介 把认知活动与情感活动结合起来 连同课堂气氛成为一个广阔的心理活动场所 例如 氢气不支持燃烧实验 国培学员在做实验 情景 和 情境 的联系与区别 情景是知识获得理解和应用的文化背景和场景 情境则是在一定的情景基础上 人产生认知活动的心理过程 相对而言 情境是一个上位概念 涵义更深 内容更广 情境含有情形 景象以及环境 境况的意思 它是指在化学实验教学中能够激起学生学习积极性的各种景物 并不是所有的景物都可以成为化学实验教学情景 只有能够调动学生的学习积极
8、性 激起他们的实验探究兴趣和求知欲望的景物 才能称为化学实验教学情景 化学实验教学情景 1 2化学实验教学情景的种类 1 2 1从景物的内容来划分 可以将化学实验教学情景分为 1 有关自然景观的情景 如石笋和钟乳石的形成 2 有关日常生活的情景 如展示身边一些物质的pH 讲述 魔洞 的故事等 3 有关社会问题的情景 如酸雨的危害 例如 石雕破损原因 保护良策 4 有关化学物质及其变化的情景 如金属与盐酸反应的比较示意图 对物质变化定量研究的思考示意图 5 有关问题解决的情景 如菜刀 镰刀 锤子等用铁制 锅用铁 铝制而不用铅制 6 有关科技成就的情景 如导电塑料 7 有关化学史实的情景 如测定
9、空气中的氧气含量 见人教版实验教材 上册 酚醛塑料1907年 虫漆被广泛用作早期电子装置 收音机和电话等 内部的绝缘材料 这种材料很好 不过虫漆是用亚洲甲虫粪便制成的 也不是给电线绝缘的最廉价或最简单的方法 比利时化学家利奥 贝克兰德发明了 世界上第一种人工合成塑料 常被称作酚醛塑料 这种塑料可以压制成各种形状 染成各种颜色 而且在高温环境下也不会变形 且很耐磨 这些优点使它成为制造商 珠宝商和工业设计者的新宠 X光1895年 德国物理学家威廉 伦琴发现 放射物可以产生清晰图像 第一张X光照片是伦琴妻子的手部骨骼 1 实物的情景 如展示油和水形成的乳浊液 2 模型的情景 如展示聚乙烯分子模型
10、3 图片的情景 如展示肺癌患者的肺部图片与正常人的肺部图片 1 2 2从景物展示所运用的手段来划分 可以将化学实验教学情景分成 世界卫生组织决定从1989年起将每年的5月31日定为世界无烟日 中国也将该日作为中国的无烟日 据 光明日报 2003年12月12日报道 全球11亿烟民中 中国有3 5亿 15岁以上人群吸烟率达31 1 4 表格的情景 如查阅人体内的一些液体和排泄物的正常pH范围 5 线图的情景 如展示熟石灰的溶解度曲线 并分析其特点 6 实验的情景 如用玻璃棒蘸浓硫酸在纸上写 酸 字 魔棒点灯 7 IT的情景 如播放 溶洞的形成 VCD 在山洞里 洞顶垂悬着争奇斗丽的钟乳石 洞底矗立
11、着挺拔的 造型优美的石笋和石柱 它们质地晶莹 美妙异常 真可谓是鬼斧神工 1 3 标准 中与化学实验教学有关的学习情景素材的特点教学情景的创设 离不开教学情景素材 因此 在义教化学课程标准中十分重视情景素材的作用 单独设计了一个 可供选择的学习情景素材 栏目 标准 中共列出了60个情景素材 其中与化学实验教学有关的素材有32个 这些素材具有如下特点 1 与化学课程内容密切联系 在 标准 的每一个二级主题的内容标准后 都列出了与此二级主题相关的素材 2 基于 真实的情景 所谓 真实的情景 就是社会 生活以及科技发展中的具体 实在的事物和现象 如 吸烟者的肺部病理照片 录像或图片 STM与 原子操
12、纵 技术 等 你用的是几号杯子聚酯01 PET 高密度聚乙烯02 HDPE 聚氯乙烯03 PVC 低密度聚乙烯04 LDPE 聚丙烯05 PP 聚苯乙烯06 PS 其他塑料代码07 Others 并五苯分子原子图像英国 自然 杂志评出2009年度最佳图片 例如 咖啡的晶体形状 自然 杂志在2012年12月20日的年度回顾专刊中 评选出了11张年度图片之一 又如 2012年8月31日太阳表面等离子体喷射画面 自然 杂志在2012年12月20日的年度回顾专刊中 评选出了11张年度图片之一 3 贴近学生的生活 如 洗发剂 护发剂的酸碱性 等 4 注重跨学科内容 标准 中涉及了能源和资源 材料 健康以
13、及环境保护等4个方面的素材 如 可燃冰 导电材料 被污染或变质食物对人体的危害 富营养化污染与禁用含磷洗衣粉 排放生活污水和工业废液的危害 等 可燃冰在燃烧 甲烷从冰层之下的泡沫中释放出来 点燃形成壮观美丽的火焰 人类对地球犯下的八大罪状之一 第二大泻油事件位于德克萨斯州南部600英里处的墨西哥坎佩切湾 Ixtoc I 油井 于1979年6月3日发生井喷 这次井喷直到第二年才得到控制 这次事故共漏出原油1 4亿加仑 最大规模的石油泄漏事故发生在1991年的海湾战争 当时伊拉克故意把4 62亿加仑石油倒入波斯湾 5 注意反映现代科学技术成就 如 STM 扫描隧道显微镜 与 原子操纵 技术 新材料
14、等 6 强调化学知识的应用 素材注意体现化学科学知识在工农业生产 日常生活和人类社会发展 以及科技进步中的应用 如 海水制盐 常见的食品添加剂 农作物生长所必需的化学元素 药品 食品标签上有关成分的含量 不同材料引起的火灾与自救 城市 环保汽车 的兴起 制造潜艇 宇宙飞船的合金材料 等 100立方厘米大小的 碳海绵 踩 在狗尾巴草上 纤细的草须一点都没有被压弯 冰激凌 人工香精 增稠剂 人工合成色素等添加剂使用最普遍 果冻 山梨酸钾 柠檬酸及卡拉胶等添加剂运用最普遍 白瓶是嫩肉粉 黄色的石粉 余姚产出中国第一炉超高纯钛打破美国的禁运 中国掌握钛合金型材工艺关键技术已走在世界前列 蛟龙号 采用了
15、厚度极高的钛合金艇壳 设计极限深度可达7000米 钛合金材料价格极为昂贵 而且加工焊接难度很高 中国长期以来缺少此类技术 在一些武器设计和制造方面也因此受到制约 试验中完成的钛合金冷拉伸型材 用钛合金薄蒙皮与钛合金型材零件焊接成轻型钛合金整体壁板 那将大幅度减轻机身重量 2015年度诺贝尔医学奖获得者 屠呦呦 10月5日瑞典卡罗琳医学院宣布 将2015年诺贝尔生理学或医学奖授予中国女药学家屠呦呦 以及威廉 坎贝尔和大村智 表彰他们在寄生虫疾病治疗研究方面取得的成就 以表彰屠呦呦 发现了青蒿素 一种治疗疟疾的药物 在全球挽救了数百万人的生命 这是中国科学家因为在中国本土进行的科学研究而首次获诺贝
16、尔科学奖 是中国医学界迄今为止获得的最高奖项 也是中医药成果获得的最高奖项 而这一发现在国内曾40年未被公认 1971年10月4日 她第一次成功地用沸点较低的乙醚制取青蒿提取物 并在实验室中观察到这种提取物对疟原虫的抑制率达到了100 这是解决问题的转折点 是在经历了第190次失败之后才出现的 青蒿素的结构 青蒿素又名黄蒿素 是一种具有过氧桥的倍半萜内酯类化合物 分子式为C15H22O5 分子量为282 为无色针状结晶 熔点为156 157 可溶于乙醇 乙醚 几乎不溶于水 青蒿素的发现 其突出贡献是突破了60多年来 抗疟药化学结构不含氮 原子 就无效 的传统医学观念 7 重视化学史料 如 布朗运动 质量守恒定律 等重要的化学现象和规律 科学家对空气成分的探究 等重要的化学发现过程 右图呈现的是舍勒的氢气在空气中燃烧的实验 氢气在瓶A中生成 A是浸在热水槽B中 在倒置的烧瓶D中点着氢焰C 水上升到烧瓶中 例如课题1质量守恒定律 这些素材对于激发学生的化学实验学习兴趣 充分调动他们进行实验探究的主动性和积极性 发展他们的实验探究能力 提高他们的科学素养 具有重要的意义和价值 又如分子在不断
