“一定物质的量浓度溶液的配制” 实验是学生在进入高中学习化学接触到的第一个定量实验。提供这样一个实验情景,教学不能仅停留在学会操作方法上,而还要能使学生认识到定量实验与定性实验的不同,帮助学生对化学的认识从定性转入定量,从而学会具备解决其他定量实验的问题的初步能力。
通过分析教材与学生情况,《物质的量浓度溶液配制》这个教学内容从难度和定量实验的特征上,适合作为学生初次接触定量实验的素材。学生初中掌握了质量百分比浓度溶液的配制,可以作为一个迁移知识,而学习了物质的量浓度定义后,这个相对较直接的实验原理,学生也比较容易感知到。同时这个实验中要确定的量以及计量关系比较明确,还能够通过围绕如何精确测定,展开对定量实验区别与定性实验的不同层次的讨论。
结合自身完成的课题《高中化学定量实验教学的研究》,物质的量浓度溶液的配制为定量验证的实验,这类实验可深化对概念的理解。其实验原理即是已有的概念和相关的定义式,因此需要测定的目标量是十分明确的。要解决的是如何通过实验完成对目标量的确定,依据化学计量关系将目标量转化为可测定的量。
在进行教学设计中,对整个实验难点分析是重中之重,在此进行探讨。
1)从化学定量实验思维来看:难点——学生能否认识到定量的依据是公式;
2)从实现实验原理操作来看:难点——如何确定溶液体积;
3)从定量实验特征实现来看:难点——如何精确而方便的确定溶液体积;
4)从教师教学方法选择来看:难点——引导学生为什么需要步骤而不是简单的告诉学生步骤;
通过教学设计中适当运用情景设置来化解这些教学中的难点,才能真正用好这个教学素材。
1、在教学设计中,通过类比质量百分比浓度溶液配制,来破解难点1),在类比过程中,不能仅落在步骤上,而是要提取出这些步骤所实现的原理,从而让学生形成原理来源于定义式的思维。新的教学情景不是全然给学生一个陌生的世界,而应该设置的是能够承接学生旧知识,延伸学生新知识的情景。
2、通过分析学生的错误方法,分析出溶液体积的特点。学生的错误方法来源于质量百分比溶液的配制,而事实上两个实验的区别是质量与体积的区别,质量的可加合性与体积的不可加合性,必须帮助学生建立。随后引导学生认识到体积是不断在变化中的,只有最后形成溶液,我们自然能够得到体积,得出顺序是先溶解后定容的方法。
3、应该根据学生的思维开放性,设置不同的层次完成对如何精确定量的教学。根据学生已有的知识,可以设计出提高精确度的仪器——容量瓶,在这样的过程中,学生能够根据情景要求,作出思维。但是对于一些实验步骤的思维,学生仅靠教师传授虽然能够接受,但是感知却不深。在教学设计中,通过学生先动手操作,在操作过程中完成对实验步骤的补全和完善。设置动手的情景教学,能让学生在实践中求知,化学的实验特征也能在教学中体现出来,而不是简单的课本传授。
4、定量实验教学关于要区别于定性实验教学。学生的思维模式停留在定性上,对定量上即使有些许感觉,但是却言语不出。在教学设计中,引导学生明确实验的原理是确定量,实验的操作和仪器的选择也是为了确定以及精确确定量,这样才能向学生传递出定量的思维信号。而对于为什么一些步骤能够精确确定量,是定量实验中必不可少的步骤,通过学生对真实情景的感知——实际动手操作,发现问题,解决问题这样的教学过程,来让学生明确为什么要进行一些实验操作。这样学生对定量的认识更深刻,才能实现三维教学目标。
整个教学中,情景的设置应该是为教学难点的突破服务的,在提高学生学习兴趣的同时解决教学难点的学习。在这个实验教学中,类比质量百分比浓度溶液、实际动手操作关注实验现象,并讨论解决方法,这些情景的设置都是为了解决定量实验的实验原理、操作原理和仪器原理。
当然对于情景设置对学生开放性思维要求的把握,确实还有值得思考的余地。这个实验对于仪器的开放性和操作的开放性,将热点设置在何处还是兼顾,还值得进一步进行教学研究。
(编辑:赵 毅)