论化学创新教育中的教师行为_原电池论文

论化学创新教育中的教师行为_原电池论文

试论化学创新教育的教师行为,本文主要内容关键词为:试论论文,化学论文,教师论文,此文献不代表本站观点,内容供学术参考,文章仅供参考阅读下载。

“创教教育”是以继承为基础,发展为目的,以培养创新性人才为价值取向的新型教育,但学生的创新素质并不是老师直接给予的,而是在适宜的教育教学环境中学生自主发展的结果。为此,在创新教育中,教师应更主要地承担起创新环境的营建者、创新知识的提供者、创新活动的组织者、创新学习的评价者以及创新人格的塑造者的角色。

1 创新环境的营建者

创新教育要求我们教师确立以学生为中心的教育主体观,建立民主平等的师生关系;尊重学生的见解,宽容失误,欣赏独特发现,做学生发展的促进者。

在化学课堂教学中,营建创新文化环境的重点应以提出问题,引导解决为主要手段。这些问题既要新鲜别致,又要富于启发性、挑战性和诱惑力,能激发学生主动参与、积极思考。教师要通过这些问题突破学生的思维定势,打碎传统教学强加给他们的思维羁绊,开阔他们的眼界,启发他们的心智,使他们享有思想自由。创新是民族的灵魂,而自由就应该是创新的灵魂。同时,这些问题的答案应设计成开放型、多元化的,以保证学生获得较多的创新体验。

例如,在复习物质鉴别、检验的有关内容时,可以与学生讨论这样的问题:怎样鉴别蒸馏水和饱和食盐水?这个问题看似十分平淡,可以预计,学生会不以为然、异口同声地回答:用AgNO[,3],溶液来鉴别。这时老师再提出要求:如果没有AgNO[,3],溶液呢,你能至少找出5种鉴别方法吗?此时学生就会很受震动,出乎意外,他们以前可能根本就没有考虑过第二种方法。教师应鼓励学生,所有可行的方法都是可以采用的,不仅可以用化学方法,也可以用“物理方法”,“生物方法”。物质的鉴别并不是一个很“神圣”的“科学问题”,它实际上就是生活中的一个普通问题。虽然物质鉴别可能有最可行的方法,但从来不会只有一种方法。通过教师的鼓励、提醒与引导,学生就会挣脱羁绊,思维活跃起来,通过大胆自由地想象,就会想到很多种鉴别方法。如(1)口尝法,(2)焰色反应法,(3)测导电性法,(4)用蒸发皿蒸干法,(5)取相同体积测其质量法,(6)放入洁净铁钉比较生锈快慢法,(7)浸入鲜菜,观察鲜菜状态变化法,(8)投入鸡蛋,比较二者密度法等等。学生很愿意讨论这样的问题,他们也会觉得这样的问题很有意义。如果反思一下以前的化学教学,我们不得不承认,我们在有意无意之间已把学生学习化学的环境虚拟化、象牙塔化了,好像化学是高高在上,很少与学生生活实际相联系的“玄学”。我们应还原化学的本来面目,它虽然有严密的规则,但它也是世俗的,脚踏实地的。

2 创新知识的提供者

在创新教学中,知识的传授仍是重要的,因为没有知识,能力无从谈起,而创新也无一不是在广阔知识背景下的厚积薄发。知识的功能之一是开启人的心智,在以“创新”为主旨的知识教学中,重点要解决以下认识问题:(1)知识教育的目的不仅是知识本身,还要重点考虑以知识为载体,对学生进行科学方法训练,提高学生解决问题的能力,以及培养学生的创新意识;(2)选择什么样的知识作为重点来进行教学。化学学科的教学目的以及创新教育的原则都要求我们必须选择那些亲合力强、能力含量高、能有效培养学生创新精神的知识素材来进行教学。那些枝枝蔓蔓、零碎琐细、大而不当的知识是应当舍弃的;(3)知识怎样呈现给学生才能起到更好的作用。

在化学创新教学中,教师应是“创新知识”的提供者,并通过“创新知识”的创造性呈现方式,激发学生大胆想象,勇于探究的意识,培养学生的发现能力,创新能力。例如,在进行“原电池”的教学时,在讲清课本上的事例((-)Zn|H[,2]SO[,4]|Cu(+)原电池、钢铁的析氢腐蚀、吸氧腐蚀)及原电池原理(原电池是将自发进行的氧化还原反应化学能转化为电能的装置。理论上,每个自发的氧化还原反应都能作为原电池的反应基础,而每个原电池也必然可找出一个自发的氧化还原反应依据)后,可逐一提出以下一系列问题与学生共同讨论;(1)写出钢铁锈蚀(铁锈组成为Fe[,2]O[,3]·xH[,2]O)过程中的有关反应方程式(吸氧腐蚀的后续反应:Fe[2+]+2OH[-]=Fe(OH)[,2]↓,4Fe(OH)[,2]+O[,2]+2H[,2]O=4Fe(OH)[,3],2Fe(OH)[,3]=Fe[,2]O[,3]·xH[,2]O+(3-x)H[,2]O);(2)铜合金久置空气中会锈蚀生成铜绿[Cu[,2](OH)[,2]CO[,3]],请写出铜绿生成过程中有关反应的方程式(CO[,2]参与的吸氧腐蚀:Cu[2+]+2OH[-]=Cu(OH)[,2]↓,2Cu(OH)[,2]+CO[,2]=Cu[,2](OH)[,2]CO[,3]+H[,2]O);(3)请写出原电池(-)Cu|HCl|C(+)的电极反应式及总反应方程式(酸性条件下的吸氧腐蚀:负极(Cu):Cu-2e=Cu[2+],正极(C):O[,2]+4H[+]+4e=2H[,2]O,总反应式:2Cu+O[,2]+4HCl=2CuCl[,2]+2H[,2]O);(4)将Cu片久置稀硫酸中,溶液会逐渐呈现蓝色,请写出反应方程式(由酸性吸氧腐蚀引入一个全新反应:2Cu+O[,2]+2H[,2]SO[,4]=2CuSO[,4]+2H[,2]O);(5)已知Mg|NaOH(aq)|Al是个原电池,请判断原电池的正、负电极,并写出电极反应式(我们已知的金属活动性顺序是以金属与酸或水反应的难易程度为依据来确定的。负极(Al):Al+4OH[-]-3e=AlO[,2][-]+2H[,2]O,正极(Mg):2H[,2]O+2e=H[,2]↑+2OH[-],总反应式:2Al+2NaOH+2H[,2]O=2NaAlO[,2]+3H[,2]↑);(6)熔融盐燃料电池具有高的发电效率,因而受到重视。可用Li[,2]CO[,3]和Na[,2]CO[,3]的熔融盐混合物作电解质,CO为负极燃气,空气与CO[,2]混合气为正极助燃气,制得在650℃下工作的燃料电池。请完成有关的电池反应式(电极本身不一定发生反应,只是在电极上发生氧化还原反应。负极:2CO+2CO[,3][2-]-4e=4CO[,2],正极:O[,2]+2CO[,2]+4e=2CO[,3][2-],总反应式为:2CO+O[,2]=2CO[,2]);(7)铅蓄电池的正极材料为PbO[,2],负极材料为Pb,电解质为H[,2]SO[,4],其结构可简单表示为:(-)Pb|H[,2]SO[,4]|PbO[,2](+)试写出它放电时负极和正极的反应方程式(PbSO[,4]为难溶的盐。负极:Pb+SO[,4][2-]-2e=PbSO[,4],正极:PbO[,2]+4H[+]+SO[,4][2-]+2e=2PbSO[,4]+2H[,2]O,总反应:Pb+PbO[,2]+2H[,2]SO[,4]=2PbSO[,4]+2H[,2]O)以上问题中的(3)、(4)、(5)、(6)、(7)对学生来说是全新的,但又紧紧围绕原电池的原理展开,逐步深化对课本内容的认识,既增加了学生化学反应的知识储备,又锻炼了学生综合运用已学知识解决问题的能力。这些创新知识由平常问题出发,逐步引出一些深深蕴含于课本中的宝贵资源,这对引导学生大胆想象,勇于探索,进而发现问题,获得全新体验能起到很好的作用。

3 创新活动的组织者

在化学教学中,创新活动主要以创新实验为表现形式。在化学实验中运用知识,不仅是学习知识,而且是创新的必要途径。化学创新教学中,教师不但有必要设计一些简便易行、富有趣味性、启发性、思考性并能培养实事求是,严肃认真的科学态度和训练科学方法的创新实验活动,而且更应该以实验教学为突破口,还原化学本色,提高化学创新教学水平。例如,在学习“卤素”时,可设计以下碘元素系列实验:(1)怎样用实验来判别碘盐中的添加物是KI还是KIO[,3](已知:2I[-]+H[,2]O[,2]+2H[+]=I[,2]+2H[,2]O,5I[-]+IO[,3][-]+6H[+]=3I[,2]+3H[,2]O)?(2)用海带做以下实验,说明各步操作的目的,观察实验现象并作解释:①将海带晾干后刷净表面(不要用水洗,为什么?);②将海带剪碎、用酒精浸泡(为什么?)后在坩埚中将其灼烧成灰;③用水溶解海带灰,煮沸2min~3min(为什么?)后过滤。取滤液分别做如下实验:a.加HNO[,3]酸化的AgNO[,3]溶液,生成黄色沉淀(得出什么结论?);b.加少量H[,2]O[,2]、H[,2]SO[,4]后,溶液呈深黄色(为什么?);c.取b中少量溶液,滴入淀粉溶液,溶液呈蓝色;d.取b中少量溶液,加入少量CCI[,4]振荡后静置,上层颜色变浅,下层呈紫色。(3)①将碘分别溶于水、KI溶液、酒精、四氯化碳、二硫化碳中至饱和,比较碘在几种液体中的溶解性,并观察所得溶液的颜色。已知碘的蒸气为紫色,试判断上述几种溶液中,那些溶液中碘以自由分子存在?②取碘的水溶液、碘的碘化钾溶液,分别用CCI[,4]萃取其中的碘,为什么碘水中碘很容易萃取出来,而磺化钾溶液中的碘单质却很难萃取干净(I[-]+I[,2]=I[,3][-])?(4)久置的碘化钾溶液为什么会变黄?怎样检验碘的生成。这些基于生活常用品的创新性研究实验对培养学生的好奇心、提高学生学习化学的兴趣、引导他们积极从事化学学习与研究,指导他们学会科学研究的方法将起到不可低估的作用。

4 创新学习的评价者

创新环境的营建、创新知识的提供和创新实验的组织,其共同目的是催发学生的创造性的学习活动。如果以上3个环节做好了,学生们大胆质疑、新见解迭出的现象就会像雨后的春笋、层出不穷。学生主动发现问题、提出问题正是我们教师所期望看到的现象。我们教师一定要鼓励学生,真心欣赏学生的“发现”,使他们获得成就感,受到激励;我的学生曾提出过很多对他们来说是“全新”的疑问,有些问题也是出乎我的意料之外的。例如:(1)在做“氯、溴、碘的性质”实验时,他们尝试用四氯化碳萃取碘化钾与溴反应生成的碘时,却发现很难将碘完全萃取出来(是因为I[-]+I[,2]=I[,3][-])。(2)在做“铝及其化合物的性质”实验时,他们发现:①Al与酸、碱反应时,一开始反应非常缓慢,过一段时间后,反应才比较快(Al表面有Al[,2]O[,3]薄膜);②Al与[H[+]]相同的H[,2]SO[,4]、HCl反应时,HCl中的反应更快(Cl[-]能活化反应);③在Al与NaOH反应后的溶液中加入HCl,未出现“先沉淀,后溶解”的现象(Al与NaOH反应的时间较短,生成的NaAlO[,2]很少,导致NaAlO[,2]与HCl反应生成的Al(OH)[,3]的量很少,看不出沉淀)。(3)在做“乙烯、乙炔的制取和性质”实验时,他们提出:①为什么我们学生实验不采用老师演示实验中的装置;②将乙烯通入溴水、酸性高锰酸钾溶液前,是不是要先把SO[,2]除掉?(4)在学到中和滴定实验时,他们提出:强酸与强碱恰好中和时,溶液的pH=7,而甲基橙、酚酞的变色点分别为pH=3.1或pH=4.4,pH=8或pH=10,这与pH=7有很大的差距,不是会带来很大的误差吗?(这正好可引入滴定曲线,计算表明,中和滴定前后,pH发生突变,用甲基橙、酚酞作指示剂均不会带来明显误差)(5)在讲到用半透膜渗析提纯胶体时,他们问:在化学中,蔗糖(C[,12]H[,22]O[,11])不能算大分子,应该能通过半透膜,可为什么在生物实验中,蔗糖不能通过半透膜呢?(不同半透膜的孔径是不同的,有的差距很大……)学生还不时提出一些改进老师解题方法的建议,这些事例不胜枚举。

创新教育决不仅仅是教育界的事情。“教育是一个系统工程”。创新教育是国家创新体系的一部分,教育问题也就是社会问题、文化问题。我们相信,国家创新体系完善之时,也就是创新教育走上正轨之日。

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