新课程理念下学生探究活动设计一例,本文主要内容关键词为:一例论文,新课程理念论文,学生论文,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。
新课程倡导充分发挥学生的主体性,通过以实验为主的探究活动,让化学学习与学生的实际生活相联系,从而转变学生的思想观念和学习方式。鉴于此,化学活动设计既要符合学生的认知水平,又要贴近学生的生活实际。
一、活动设计的背景
在我们的生活中经常会遇到食物变质的问题(冬、夏不一样),也会看到炸药爆炸、金属锈蚀、溶洞形成等化学变化,还有不同的温度下各种食物(牛奶、方便面等)的保质期不同等等与化学反应速率相关的实际问题,如何帮助学生去理解呢?本活动设计通过学生已经学习过的实验室用制取的实验,让学生在教师的指导下自主探究影响生成的因素,从而了解化学反应速率及其影响因素,提升学生的综合能力。
二、与新课程的融合
这一活动适用于普通高中化学课程标准中必修模块1中“主题2化学实验基础”的“体验科学探究的过程,学习运用以实验为基础的实证研究方法”“能够独立或与同学合作完成实验,记录实验现象和数据,完成实验报告,并能主动进行交流”和“初步认识实验方案设计、实验条件控制、数据处理等方法在化学学习和科学研究中的应用”,必修模块2中“主题2化学反应与能量”的“通过实验认识化学反应的速率和化学反应的限度,了解控制反应条件在生产和科学研究中的作用”以及选修模块4中“主题2化学反应速率与化学平衡”的“通过实验探究温度、浓度、压强和催化剂对化学反应速率的影响,认识其一般规律”“认识化学反应速率在生活、生产和科学研究领域中的重要作用”。
三、活动设计的原理
外界条件(如温度、浓度、催化剂等)会影响化学反应的速率,本活动研究是基于初中已学的一个重要的反应,通过设计实验,采用控制变量法来探讨外界条件对此反应速率的影响。
四、活动开展的过程
1.活动准备
具支试管、普通试管、注射器、橡皮塞、导气管、量筒、集气瓶、铁架台、酒精灯等;活性炭、红砖粉()、氧化铜粉末、二氧化锰、过氧化氢溶液、蒸馏水等。
2.步骤设计及结论
(1)温度的影响
从表1数据可以清晰地看出,其他条件基本不变时,水浴温度越高,收集相同体积的所需的时间越短,说明温度升高时,此反应速率加快。
(2)浓度的影响
称取0.1 g固体两份,室温下,用不同浓度(体积相同,均为1 mL)的测定分解制得的体积,实验装置图及实验数据如图2及表2。
图2 浓度的影响
表2 浓度的影响实验数据
从表2数据不难看出,其他条件不变时,浓度越大,收集相同体积的所需的时间越短,说明反应物浓度升高时,此反应速率加快。
(3)催化剂的影响
分别取5%的溶液3 mL,在室温下,采用相同质量的不同催化剂,测定分解制得后使液柱上升到固定刻度的时间,实验装置图及实验数据如图3及表3所示。
表3 催化剂的影响实验数据
从表3数据可以看出,其他条件不变时,有催化剂存在,反应速率会加快,而且选择不同的催化剂,其反应速率也不同,表3数据说明粉末和C粉的催化效率较好,粉末和CuO粉末的催化效率较差。
图3 催化剂的影响
(4)溶液酸碱度的影响
分别取30%的溶液在不同酸碱条件下进行简单实验(室温条件下,无催化剂),pH的影响结果如表4所示。
从表4中数据得知,酸性的大小基本上对的分解作用没有影响,但随着碱性的增强分解速率会有所变化,对于浓度为30%的当pH在1l以上时,就会有少量氧气产生,且碱性越强,生成氧的速率就越快。
表4 pH的影响结果
pH
3
5
7
9 11 13
现象 无明显 无明显 无明显 无明显 有微量 有少量
现象现象现象现象气泡气泡
五、活动中预设问题的设计
1.哪些外界条件可以影响这个化学反应呢?(温度、浓度、催化剂种类及用量、酸碱度等。)
2.如何设计实验验证我们的猜想呢?(对于有气体生成的化学反应,可以通过测定单位时间内产生气体的体积来比较反应的快慢。)
3.如何比较方便地控制加入过氧化氢的量呢?(将长颈漏斗换成医用注射器,同时也可用于过氧化氢溶液的稀释和收集气体,便于快速读出气体的体积。)
4.在测定某一因素影响反应速率时,为什么要尽量保证其他因素不变呢?(因为几个变因同时影响时,我们便无法知道其中一个因素是怎样影响的,所以要固定其他变因,而只改变一个因素,这叫控制变量法。)
5.此设计方案得出的数据可能会与实际的数据有一定的差距,请分析可能的原因。(装置的气密性、反应液体体积的变化、实验装置的精密度、气体体积的读数、实验次数及实验环境、记录时间的同步性问题等等。)