自主学习的重要途径:学习查询_原电池论文

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在教育改革,实施以人为本的自主教育过程中,要正确引导学生参与教学的过程,学会对知识的质疑,从而培养学生的创新能力。

所谓质疑,就是思考别人思考过了的问题,并结合自己掌握和理解的知识,对其结论提出疑问。这意味着不轻信已有的结果,不盲从书中的结论,不屈服于权威的解释。这恰是当今知识经济和民主社会建设所需的新一代建设者的重要品质。

化学教学过程中,我是从以下三个方面引导学生展开质疑的:

一、对权威资料的质疑

在讲镁和铝的性质时,我有意把镁和铝在氧气中燃烧的产物(MgO、Al[,2]O[,3])分别置于滴有酚酞的蒸馏水的试管中,让学生课后观察(MgO表面溶液显红色,而Al[,2]O[,3]表面溶液无明显变化),使之认识到饱和Mg(OH)[,2]溶液可使酚酞指示剂变红,是一种中强碱。在讲完本节教学内容之后,提出一个问题让学生讨论:向同物质的量浓度的两种金属氯化物溶液中,持续滴入一定浓度的NaOH溶液,沉淀物质的量变化符合下图的物质组成有哪些?

学生阅读曲线图之后,通过讨论列出了:①FeCl[,3]、AlCl[,3];②CuCl[,2]、AlCl[,3];③MgCl[,2]、AlCl[,3]……从而得出铝盐与另一种能生成难溶氢氧化物的金属盐组成的混合溶液均可出现类似上述变化曲线的结论。面对讨论的结果,引导学生回忆MgO、Al[,2]O[,3]置于滴有酚酞的蒸馏水中出现的现象。此时有的学生提出了新的观点,认为在MgCl[,2]、AlCl[,3]的混合溶液中持续滴入NaOH溶液时,应是Al[3+]先沉淀出来,而后才是Mg[2+]沉淀,因此产生沉淀时随NaOH溶液的滴入沉淀物质的量的增加不是一条平滑上升的直线。此时有的学生搬出某某特级教师编写的权威资料来批驳提出质疑的同学。通过激烈的讨论,最后一致认为该资料中的那条曲线是不准确的。事后,有的同学到图书馆查阅资料,有数据显示:A1[3+]在pH=5.9时几乎从溶液中全部沉淀出来,当NaOH溶液的pH=7.8时,Al(OH)[,3]便开始溶解,pH=10.8时Al(OH)[,3]全部溶解。而Mg[2+]在pH=9时才开始沉淀,pH=10.5时全部沉淀出来。化学课代表把这些数据抄在黑板报的“问题讨论”栏目中供学生参阅。此次讨论使同学们从心底产生了一种认识:权威资料中的结论并非都是正确的,我们只能崇尚科学,不能迷信权威。此后,同学们对不同资料中的一些不准确的答案大胆地进行了校正,并公布在黑板报上。

二、对高考试题的质疑

在讲完铁及其化合物的性质之后,我先把2003年高考理综第33题的化学实验题印发给同学们练习,然后把标准答案通过多媒体打出来,让学生对照自己所做的答案进行校正并讨论出错的原因。讨论中对自己的错处大多是心服的,唯独对方法一中第(1)小题的答案提出了质疑,认为配制FeSO[,4]溶液防止变质的主要矛盾是防止Fe[2+]氧化而不是其水解。而标答是既加了稀H[,2]SO[,4]又加了铁屑,意欲既防水解又防氧化。事实上这种处理是相互矛盾的,显然铁和稀H[,2]SO[,4]不能同时存在,最终会出现三种情况:其一是加入的铁屑和稀H[,2]SO[,4]恰好反应完全,以上两个目的均未能实现。其二是稀H[,2]SO[,4]过量,在此情况下不是防止了Fe[2+]的水解,而恰是促进了Fe[2+]的氧化,加快了试剂变质的速率,其反应为:

4Fe[2+]+O[,2]+4H[+]=4Fe[3+]+2H[,2]O

其三是铁过量,此时倒可防止Fe[2+]氧化,但标答中没有铁要过量的字样出现。学生讨论时认为,既加稀H[,2]SO[,4]又加铁屑应是已知硫酸亚铁晶体变质了的处理方法,因硫酸亚铁长期放置时会被氧化而变质,其反应是:12FeSO[,4]+3O[,2]+6H[,2]O=4Fe[,2](SO[,4])[,3]+4Fe(OH)[,3]

用已确认变质的硫酸亚铁晶体来配制FeSO[,4]试剂时,在其溶解后加入稍过量的稀H[,2]SO[,4]使变质时产生的Fe(OH)[,3]溶解,然后再加入过量的铁屑,使Fe[3+]和过量的H[,2]SO[,4]反应掉,过滤即可得FeSO[,4]的试剂。然而,题中并未说明此硫酸亚铁晶体变质,而题意是防止配制的FeSO[,4]溶液变质。所以此高考试题的标答有误。

对这道反映颇好的高考化学实验题同学们不仅对标准答案提出了质疑,而且对装置及实验的客观效果的可行性也提出了两点质疑:一是认为按图所示装置通过反应产生的氢气来排尽装置中的氧气不仅费时长,而且效果也欠佳。因氢气的密度很小,产生的氢气径直向上运动,而想通过氢气的向上运动把密度比其大16倍的氧气带出试管,显然氢气的动力不足,若要达到满意的效果,费时一定很长,这不符合实验的基本要求(反应迅速)。事实上对该装置稍作改动是可以解决此问题的,即将Ⅰ、Ⅱ两试管中的出气导管加长至液面上方2—3cm处,此时用产生的氢气排除氧气的效果就会有效得多。二是新制的FeSO[,4]溶液是靠关闭止水夹后产生氢气所形成的压力使之压入Ⅱ管中的,也就是说只有铁和硫酸不断反应才能使之实现,当铁屑与硫酸反应时,试管中的铁屑必然在上下翻动,进入导管中的液体难免夹杂着悬浊的小颗粒铁屑一起进入Ⅱ管中,从而干扰了产生Fe(OH)[,2]颜色的观察效果。若把铁屑换成多个由细铁丝制成的螺旋状铁丝圈即可解决此问题。

三、对书中概念的质疑

在学完了盐类水解之后,我把金属活动顺序表的应用问题提出来让学生讨论,如向CuSO[,4]溶液和FeSO[,4]溶液中分别插入镁片,其发生的化学反应相类似吗?讨论的结果正确与否不由老师来作定论,而是让学生到实验室去做实验,以事实为依据来作结论。在实验前的讨论中,绝大多数学生认为是相类似的,即均应有Cu和Fe的析出。然而在实验时现象明显不同,前者中是有铜析出,后者中则镁片上产生的是气泡,没有铁析出。同学们再通过讨论,找出了在Fe[2+]的溶液中产生气体的原因是Fe[2+]的水解所致,即H[+]的氧化性比Fe[2+]的氧化性强,所以H[+]还原为H[,2]而析出。通过讨论、实验、再讨论,使学生的认识转了一个圈,即由开始时的机械运用知识到质疑金属活动顺序表和否定自己的认识,最后作出符合客观实际的解释。并且还提出了应用金属活动顺序表的修正意见。其修正意见为:金属活动顺序表的排序本质上是正确的,应用时要具体情况作具体分析,不能生搬硬套。一是位于H之前且不能与水反应的金属可置换位于H之后的金属阳离子;二是位于H之后的金属之间前面的可置换后面的金属阳离子;三是位于H之前的金属之间前面的金属不能置换后面的金属阳离子,只能与水电离出来的H[+](包括水解)发生置换反应。

在学习原电池时,关于负极的确定方法,书中规定:较活泼金属发生氧化反应,是原电池的负极。当学生对原电池的一般规律知识掌握之后,提出当Mg和Al用导线相连后插入盛有NaOH溶液的烧杯中,问该装置是不是一个原电池?若是原电池,谁是负极?电极反应和电池总反应是怎样的?通过讨论,有的同学认为该装置开始瞬间是个原电池,后来就不是原电池,因Mg作负极时氧化生成的Mg[2+]与溶液中的OH[-]结合成难溶的Mg(OH)[,2]覆盖在电极的表面,最终使Mg片与电解质溶液隔离了。有的同学敢于质疑一般规律,认为该装置是一个原电池,负极应为Al,因其在NaOH溶液中能不断发生氧化反应。有关反应为:

负极:2Al-6e+8OH[-]=2AlO[,2][-]+4H[,2]O

正极:6H[,2]O+6e=3H[,2]↑+6OH[-]

总反应:2Al+2OH[-]+2H[,2]O=2AlO[,2][-]+3H[,2]↑

通过讨论,虽然同学们对该例能够理解,但需要强调的是,教科书中所揭示的是一般规律,是客观存在的,不能无端加以否定。世界上的事物是丰富多彩的,其中必有极少数是比较特殊的,不能因特殊情况的存在而以偏概全,因此质疑只能是有根据的质疑,不能盲目怀疑一切,否则就难以认识客观世界的一般规律。

通过质疑,调动了学生在学习过程中动脑想、动口讲、动手做的自主学习的积极性。想即是从横联系知识,展开创新思维;讲即是各抒己见,越争越明,统一认识;做即设计并完成实验,在实验中深化理解知识。

通过质疑,改变了学生的学习方法。在学习过程中从重结果到重过程;从盲从到问一个为什么;从单向思维到多向思维;从对问题的一元理解到多元理解;从背实验到设计探究实验;等等。由此知识学活了,用灵了。

通过质疑,学生获得了成功的体验,为持之以恒的自主学习注入了不竭的原动力。

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