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1、二氧化硫漂白机理及其应用研究二氧化硫漂白机理及其应用研究一、进行研究性学习的必要性一、进行研究性学习的必要性 在机械化,信息化,网络化的时代,知识已不是教育的唯一目的,创造和情感才是无可替代的最强大的力量,是电脑,机器,机器人所不能替代的,也 是一个国家能否最终在国际上立于不败之地的决定因素。因此培养创新型人才 是时代的需要,而学会研究则是实现创造的重要基础。 全日制普通高级中学课程计划(试验修订稿)中对研究性学习作了如下说明:研究性学习是以学生的自主性、探索性学习为基础,从学生生活和社会 生活中选择和确定研究专题,通过亲身实践获取直接经验,养成科学精神和科 学态度,掌握基本的科学方法,提高综
2、合应用所学知识解决实际问题的能力。 研究性学习最突出的特点是自主性,探索性和实践性,这种学习方式改变了以 往课程过于注重知识传授的倾向,强调形成积极主动的学习态度,使获得基础知识 与基本技能的过程同时成为学会学习和形成正确价值观的过程。所以研究性学 习是知识产生多元价值,培养学生多元能力,发展学生研究能力的的重要方式 ,是培养具有创新意识、实践能力、科学和人文素养以及环境意识的社会人的 需要。 学生的研究能力是由知识技能、思维、人格共同构成并相互作用而形成的 复杂能力,这种能力的发展有一个由低到高,不断丰富的过程,基础教育阶段 研究能力的培养是学生以后高水平研究能力发展的基础。因此基础教育在研
3、究 能力培养上应该承担以下的任务:使学生掌握能够掌握的,研究所需要的较全 面的知识技能;了解科学研究过程;获得研究体验;培养研究兴趣;养成自主探究、创新的意识和习惯;形成有利于研究的思维品质和人格特征;形成和发 展创新能力,独立获取知识的能力,信息搜集和加工应用等能力。 二、高中化学教学中实施研究性学习的可行性二、高中化学教学中实施研究性学习的可行性 化学是一门很有魅力的学科,与生活,生产,科技,社会密切相关,很亲 切却又充满了神秘感,永远在发展变化,时时体现出了辩证统一的哲学美感, 有趣的实验,丰富多彩而奇怪的现象等等,这些特征都是利于激发学生兴趣, 产生探究欲望的,而且研究的过程将充满乐趣
4、和挑战,研究的结果总是有用。 高中学生已具备一定的科学知识,也掌握了一定的技巧,而且正处于对 一切好奇,充满求知欲望,渴望突现个性,有冲劲,逐步形成价值观的年纪, 研究性学习只要能符合学生的实际,激起学生的兴趣,则必能收到良好的效果 。 更为重要的是新课程改革适时地把实现“知识与技能”、“过程与方法 ”以及“情感态度和价值观”的全面发展作为了教学目标。在这样的目标指导 下,新教材进行了翻天覆地的变化,不再单纯地以学科为线索,以知识为主要内容,更多的是活动与思考,学习成了促进学生发展的手段,而且各种各样的 培训,论坛,论文评比,使研究性学习不再陌生,而且重视起来,这无疑为学 生和老师进行研究性学
5、习提供了最有效的指导,从而使研究性学习变得有章可 循而不再无所适从。 三、研究性学习的案例与评价三、研究性学习的案例与评价 课题:二氧化硫的漂白性研究(在学了二氧化硫作为酸性氧化物的通性及还原性和弱氧化性后) 实施过程: 1、提出问题:材料:某些不法商贩,常用硫黄加热熏蒸银耳,加工粉丝时,也常用同样的方法,为使所售卖的银耳和粉丝白净好看。 要求:(1)分析上述材料中体现的化学现象,试提出其可能的原因,并设计实验证明之。(2)思考并设计用什么办法能揭穿商贩的不法行为。 评价:从生活中的事实出发,并且结果可期待,大大激发了学生的探究欲望 2、猜想与假设:(1)硫有漂白性(2)二氧化硫有漂白性 评价
6、:猜想有新意 3、实验设计与探究:将略黄的银耳分作两份,一份与硫粉混合,放入水中(隔绝空气),加热,另一份放入盛满 SO2气体的集气瓶,观察。 评价:讨论产生好设计 4、发现新问题,设计新方法:对于问题(2),有同学提出,把漂白好的银耳放入 NaOH 溶液,马上有同学反对,理由是漂白后,二氧化硫还在吗,如果出现了变黄现象,是不是 NaOH 的作用呢?由此出现了新的问题,即首先要清楚二氧化硫漂白的原理是什么?通过什么途径去了解,可设计什么样的实验去证明?实验设计过程中怎样排除干扰?不少同学认为既然在生活中已经在用了,说明是已知的公开的信息,应该能查得到,于是有的想到了看书,家里有电脑的同学则马上
7、提出上网查,因为都是住校生,所以直接给出了资料(二氧化硫能漂白某些有色物质。工业上常用二氧化硫来漂白纸浆、毛、丝、草帽辫等。二氧化硫的漂白作用是由于它能跟某些有色物质反应而生成不稳定的无色物质。这种无色物质容易分解而使有色物质恢复原来的颜色。用二氧化硫漂白过的草帽受日照就又渐渐变成黄色,就是这个缘故),要求学生找出关键词并设计实验验证此漂白原理。不少同学因为对氯气的漂白性实验影响深刻(即氯气通入到紫色石蕊试液中,先变红后褪色,真正起漂白作用的是次氯酸),马上想到了有色布条和紫色石蕊,并且要求做干燥的布条和湿润的布条两种。 评价:新问题的自然涌现,旧知识与新知识的自然衔接,使学生产生了积极的相似
8、性联想,并能有针对性地进行新方法新途径的设计,这些让学生产生了积极的情绪体验,有利于激励学生深入思考,从而让研究过程得以继续深入。在这个过程中,老师是组织者、参与者和指导者,广泛的自主性大大提高了学生的探究积极性。 5、面对意外,提出新看法:在实验过程中,学生意外地发现了不同的现象,即二氧化硫通入到紫色石蕊试液中只变成浅红色,说明二氧化硫漂白的对象有局限性,从资料上看,似乎淀粉,蛋白质,纤维素等材料做的更易被漂白(有学生马上想到了漂白大米)。而另一个现象也让学生发现了新问题,即干燥的二氧化硫没有使干燥的有色布条褪色,由此认为真正起漂白作用的是亚硫酸。 评价:意外的发现让学生体会到研究性学习的乐
9、趣,对问题有了更深入的思考,获得了更丰富的认识 6、归纳与总结:二氧化硫的漂白原理,对象,实质;与氯气漂白作用的异同;二氧化硫的鉴别与检验(常用品红) 评价:落实知识目标 7、研究成果的应用:(1)揭穿不法商贩的方法,一方面可以采用观察触摸法,经过漂白过的一般比较潮,另外还可采用微热法,观察颜色变化,闻闻气味(2)利用二氧化硫的漂白性鉴别二氧化硫和二氧化碳(3)设计实验证明二氧化硫使酸性高锰酸钾溶液褪色不是体现二氧化硫的漂白性。 评价;有始有终,学以致用,内化成能力 8、研究成果的展示:有的同学把所学的知识编成一组习题,有的同学则写成了文章,利用二氧化硫的漂白原理使其在传递情报中发挥重要作用,
10、有的同学则想到把红玫瑰变成白玫瑰,再变回来。学生的想象力让人惊叹 评价:研究成果扩大化 9、研究的深化:设计与此相关的研究性课题,例二氧化硫漂白性利用的利弊及现有市场上常见漂白剂的使用情况的调查。 评价:让研究性学习成为一种习惯 10、学生反思:(1)生活中处处有化学,对于我们的眼睛只是缺少发现和 用心;(2)从问题中学知识,学了知识用来解决实际问题,要活学;(3)实 践出真知,深入思考,积极探索,才能学得更多的知识,掌握更多的技能。 评价:有效的研究性学习,让学生乐于研究,有利于学生认知能力和实践 能力的进一步发展。 四、关于研究性学习的几点思考四、关于研究性学习的几点思考 1、选题是关键
11、符合化学学科特点及学生认知基础的研究性课题应具有趣味性、可操作 性、问题性、社会性、开放性、价值性,渗透环境教育等基本原则。 “兴趣是最好的老师”,它既是学生学习的内在动力,也是学生个别能力发展的起点和依据。课题本身的趣味性,课题呈现方式的适时性及价值的可预见性等是激发学生兴趣的重要因素,教师要善于挖掘一些趣味性的问题,值得探究的问题,将有意义的问题以“有意思”的方式提出,以激发学生探究的欲望;课题的可操作性则是保持学生探究欲望的保障。所以研究的内容应该是学生力所能及,是在学生的“最近发展区”内的,并与他们的智力、经验、知识结构等水平相当,并且在现有条件下能做到的,要“跳一跳,摘得到”;课题的
12、探索性和开放性则是培养和发展学生研究能力的关键。课题的确定要适合学生的自主探究,让学生在亲身实践中发现问题,学会应用所学知识解决实际问题,经历研究过程,了解研究方法,培养研究精神,提高研究能力,体会研究的乐趣和成就感,“引导学生在感知中获得感悟,在体验中积累,丰富,提升经验,从而使学习的过程成为发现和创造的过程,也是个性经验成长的过程”。 2、高中化学中适合研究的课题介绍 研究性课题的产生主要来自于老师的预设,根据教学的需要,可应时制宜地设计不同类型的研究性学习,如认知型研究性学习,如关于酒精可燃与不可燃临界浓度的研究等;应用型研究性学习,如水污染物的检验及生活中的几种简易水处理方法的研究等;
13、文献型研究性学习,如侯德榜对我国民族制碱工业的贡献,元素周期表的创建、作用和展望等;解决方法的研究性学习,如关于多元酸与碱连续反应中数学模型的构建,例析 NaOH 在有机反应和无机反应中的作用等。也可能来自于课堂中即时产生的意外的实验现象,学生较普遍的学习障碍,学生比较感兴趣的话题等。如塑料的发展,应用及利与弊的调查,关于奥运火炬的燃料的调查,硅的神奇作用及我国龙芯系列号芯片的研制等。 3、实验探究是研究性学习的常规手段,但要重视调查途径的应用 在把科学研究落实到教学实践的时候,其中最大的问题在于对证据收集、解释形成和求证的处理方式上。如何根据有限的线索确定证据收集的方向,如何在不止一个可能合
14、理的解释面前做出决策呢?它们往往由教科书包办代替了。学生学习元素周期律,学习苯的结构就是典型的例子。以往教师的处理在表面上看仿佛是从事实得出规律的,但关键的问题是,门捷列夫一开始怎么会想到把电子层数相同元素的排在同一横行(周期)而把最外层电子数相同的排在同一列(族)从而制成元素周期表?苯是怎样一点点经历半个世纪的通过科学家的不停研究而形成现在较成熟的认识,在科学发现的故事中,这才是最奥妙、最有魅力的一段,而对于学生来说,如果一旦把这变成了“阳光大道”,发现元素周期律就被等同于公式的背诵了,认识苯也仅仅是记忆。如果真是这样,那科学的艰辛如何体验,科学研究精神如何潜移默化?学生就会觉得科学不过如此。 4、研究性学习的结果显示,既要有确定性,又要有不确定性,正如书评“欲知后事如何,且听下回分解”,以激发学生进行持续性研究的欲望。研究性学习的评价则要多元化,多角度,多方式,以三维目标为准则,结合学生的具体表现给予全面的评价。 结束语结束语 当学生有一天不再学习化学了,我们给学生留下的是什么?我想应该是学生遇到具体问题时那种面对问题的态度,思考问题的方式和解决问题的方法,而这种积极的态度,有效地解决问题的能力很大程度上得益于在研究性学习中培养和发展起来的综合性能力。