江苏省滨海县   王  瑶    “探究氢氧化钠的善变”教学流程设计王瑶  下载

人教版九年级（下）化学教材第十单元“酸和碱”，第十一单元的课题1“生活中常见的盐”，碳酸钠是其中重要的一种。在教材78页增加了一道习题：同学们对氢氧化钠溶液是否变质，提出了三种假设：没有变质、部分变质、全部变质，设计实验方案，验证假设。这道习题，实际上是碱和盐性质的综合应用。3月份，参加市里中考复习研讨会，两位老师分别开设了《常见的碱》、《混合物中某一成分含量的测定》这两节课，课堂上两位老师都尽力尝试开发学生的探究意识、提升学生的思维品质、培养学生科学素养，给我留下了深刻的印象。3月底，组织学生参加市里的理化实验考查，暴露出学生在实验操作方面的诸多缺陷。在这样一些背景下，我围绕“培养学生科学探究的素养”这个主题，设计了《探究氢氧化钠的善变》这节课。

《课程标准》明确指出：以提高科学素养为主旨。科学是探究过程和知识结论的统一，学习科学的最有效方式是“做科学”。有人曾经说过这样一句话：“我听过了，就忘记了；我看过了，就知道了；我做过了，就记住了。”《标准》将“科学探究”作为义务教育化学学科的一个重要模块，科学的本质是一种探究活动，在于向未知发起挑战，利用人类的已知探究未知的领域。如何在日常教学过程中进行科学探究，是广大教师迫切需要解决的问题。初中学生科学探究的目的在于研究的过程，创设一种类似于科学研究的情景，从而获得知识、技能、方法、态度，特别是创新精神和实践能力等方面的发展，是学生积极主动地获取知识、认识和解决化学问题的重要实践活动。在探究活动过程中，强调学生知识的自主建构，发挥科学探究对学生思维能力提升与发展的突出作用。所以，“做科学”中的“做”更多是体现在学生思维的活动上，而并不是简单的动手。

下面，我从四个方面来谈谈我这节课的设计思路。

一、科学设计教学目标，发展科学素养。

教学目标是课程目标在教学中的具体体现，是教学的出发点和归宿，所以，任何一节课，教学目标的设计都是一项十分重要的任务。

  课程内容中的第一个一级主题就是“科学探究”，它包含四个二级主题，分别是“增加对科学探究的理解”、“发展科学探究能力”、“学习基本的实验技能”、“完成基础的学生实验”。在“探究氢氧化钠的善变”这节课中，我计划让学生达到如下标准：体验到科学探究是人们获取科学知识、认识客观世界的重要途径；意识到提出问题和做出猜想对科学探究的重要性。知道猜想与假设必须用事实来验证；知道科学探究可以通过实验、观察等多种手段获取事实和证据；认识到科学探究既需要观察和实验，又需要推理和判断；认识到合作与交流在科学探究中的重要作用。本节课中，各位同学在教师指导下，通过小组讨论，设计简单的化学实验活动方案；与他人合作，积极参与实验；并对获得的事实进行加工整理；最后还需对探究结果的可靠性进行反思评价、寻找问题并提出改进的具体建议；认识定量研究对于化学科学发展的重大作用。本节课，需要学生掌握的基本实验技能有，药品仪器的选择和取用，托盘天平的使用，学会使用指示剂检验溶液的酸碱性，学会根据性质进行物质的检验。为此，结合本节课的教学内容，我设计了这样一些学习目标：1.能解释氢氧化钠变质的原理，灵活应用氢氧化钠和碳酸钠的性质，判断氢氧化钠的变质程度，懂得混合物中各成分定量分析的方法，初步形成基本的化学实验技能，初步学会设计实验方案的一般思路和方法，并完成一些简单的化学实验。2.认识科学探究的意义和基本过程，能进行简单的探究活动，增进对科学探究的体验。能用变化和联系的观点分析问题，能主动与他人进行交流和讨论。3.初步树立正确的科学观，养成严谨的思维习惯，敢于质疑，勇于创新，乐于实践，善于合作的科学品质。

      学生对于氢氧化钠和碳酸钠的性质并不陌生，但是，灵活应用这些性质去解决综合问题，则难度较大。学生比较习惯于被动回答老师的提问，擅长于知识的背诵或再现，而对于主动的发现问题则相对滞后。学生已具备基本的实验技能，能完成一些简单的实验，但是在发现问题的基础上，提出假设，设计出最优的实验验证方案并实施，显得非常困难。所以，我感觉本节课的教学重点是帮助学生发现问题，并归纳出方案设计的一般思路和方法，这也是科学探究的关键所在。在初中阶段，学生进行科学探究的目的，主要是为了体验科学探究的过程，初步掌握探究学习的方式，因此，在进行探究学习过程中，一方面要通过分析和得出结论获得具体的化学知识，另一方面要训练学生自己分析和总结的能力。分析和得出结论本质上就是思维方法的应用。应用正确的思维方法，对于知识的掌握和知识的运用，会起到很大的促进作用。因此，我感觉本节课的教学难点就是“学生思维能力的发展和思维品质的提升”。

二、运用科学方法教育，加强实验教学

      教师的“教”是为学生的“学”服务的，新课程更加注重知识的形成过程，以及科学方法的培养。法国科学家笛卡尔说过“最有价值的知识，是关于方法的知识。”科学方法是指人们在认识和改造客观世界的实践活动中，总结出来的正确的思维方式和行为方式，是科学研究与解决问题所采用的方法途径，是学生掌握化学知识和训练基本技能的重要手段。科学方法教育是培养学生终生学习能力的重要途径，是培养学生具备适应未来社会发展素养的需要。在《探究氢氧化钠的善变》的过程中，根据学生的实际情况，我灵活运用了问题讨论、启发引导、实验探究、合作交流、自主创新等多种“教”与“学”的科学方法的有机糅合。问题讨论，一般是教师提问，学生回答，共同得出结论，如本节课中，“氢氧化钠变质了多少”，即混合物中各成分质量分数的确定。引导学生认真钻研教材，利用教材内容促进学生的智能发展。启发引导，教师不直接给出答案，而是启发学生思考，引导学生分析，让学生自己得出正确结论，如本节课中“氢氧化钠是否全部变质”的探究。寓学科的研究方法与思维方法于知识的建构过程中，引导学生学习和应用，使学生在学习知识的同时，学会创造性地探讨问题和解决问题的思维和方法。化学是一门以实验为基础的科学，实验也是科学认识的基本方法，是化学赖以生存和发展的基础，是进行科学探究的主要方式，它的功能是其它教学方式无法替代的，是培养学生科学方法和科学态度的有效途径。本节课，我用的最多的是实验探究、合作交流。根据教学内容提出问题，创设情境，学生小组间交流讨论，提出解决问题的方案，再通过集体讨论分析，得出最佳方案并实施方案。整个过程有序有规律，是一个科学认识的过程，蕴涵着丰富的科学方法。努力做到让学生有更多机会主动体验，努力挖掘出科学探究的内涵，养成科学的学习态度，获得科学的学习方法，培养合作的学习精神，使学生成为学习的合作者、实践者和探究者，全面实现课程目标。

三、优化课堂教学过程，提升教学效益

因为我这节课的研讨主题是“培养学生科学探究的素养”，《课标》的具体要求是：引导学生体验科学探究的过程，启迪学生的科学思维，培养学生的实践能力，理解科学的本质，提高学生的科学素养。整节课我始终注重灌输“科学”意识。所以在上课之前，我就在PPT上展示出爱因斯坦的一句话“发展独立思考和独立判断的一般能力，应当始终放在首位。如果一个人掌握了他的学科基础理论，并且学会了独立地思考和工作，他必定会找到他自己的道路，一定会更好地适应进步和变化”。这句话，虽然仅仅是打在PPT上，也没有组织学生一起阅读，但是我想同学在上课之前的那段时间，必然会自己看一遍，形成了一个初步的印象：不仅要学好学科基础知识，更要努力发展独立思考和独立判断的一般能力，这也达到了我安排这个环节的初衷。另外，在教给学生知识，培养探究能力的同时，我也一直渗透科学思想的精神陶冶，如引入课题后，我引用了达尔文的一句话“科学就是整理事实，以便从中发现普遍的规律或结论”。这句话在教学内容结束后，再次呈现，学生体味着其中蕴含的科学道理。课堂总结环节，我跟学生共勉“一切推理都从观察和实验得来”“问号是开启科学大门的钥匙”，最后，送给同学们一句话作为本节课的结束语:“只要行动，就会有收获”。这些话语的插入，有助于激发学生对科学的兴趣，树立科学发展观，领悟科学探究的方法。在实践中，遇到相关问题时，能做出更理智、更科学的思考和判断。

课堂导入时，为了尽快调动学生的参与热情，渲染气氛，我选择了一个学生比较对味的话题：江苏卫视非常火爆的节目“最强大脑”，主持人蒋昌建先生在该节目的开幕词是“我们要让科学流行起来”，上课起始，就让学生集体大声朗读这句话，学生的热情一下子就被点燃。然后，我顺其自然：“是啊，科学流行。今天这节课，就请同学们用科学的方法、科学的思想解决问题。”

这样，一方面使学生以愉快的心情进入学习环节，另一方面，也就跟学生交代了我这一节课对学生的基本要求，激励学生积极探究化学变化的奥秘，树立为社会进步而勤奋学习的志向。

 随后，我从学生刚刚经历过的理化实验考查着手。在理化实验考查中，不少学生都忙着按部就班完成考签上的实验步骤，而忽视了最基本的药品取用规范和试剂摆放，大部分同学都是等到实验结束了，才盖上试剂瓶塞。我就从这个学生自己的失误引出了话题：“是否对氢氧化钠溶液产生影响？”学生容易写出相关的方程式，我也顺势引出了课题“探究氢氧化钠的善变”。从学生已有的经验出发，在熟悉的情景和实践中感受到化学的重要性。

《课标》明确指出：为每一个学生提供平等的学习机会，使他们都能具备适应现代生活及未来社会所必需的化学基础知识、技能、方法、态度，具备适应未来生存和发展所必需的科学素养，同时又注意使不同水平的学生都能在原有基础上得到发展。让学生有更多机会主动地体验科学探究的过程，在知识的形成、相互联系和应用过程中养成科学的态度，学习科学方法，在“做科学”的探究实践中培养学生的创新精神和实践能力。在这一节课中，根据学生的认知水平和思维特征，探究过程分为三个环节，就是我PPT中的探究之旅的“第一站”“第二站”“第三站”。

第一环节是“探究氢氧化钠是否变质？”不难得出解决这个问题就是检验出碳酸钠的存在。这个探究过程我是全部放手给了学生，充分利用了学生的最近发展区：让他们提出问题、猜想假设、制定计划、亲历探究、观察思考、解释结论、反思评价、表达交流，学生通过小组内合作，圆满的完成了预期效果。小组合作探究学习活动的过程不仅是一个认知的过程，更是一个交往和审美的过程，学生不仅可以相互间实现信息与资源的整合，不断扩展和完善自我认知，而且可以学会交往、学会参与、学会倾听、学会尊重他人，这些都应该是新世纪公民必须具有的素质。

“探究氢氧化钠是否变质？”后自然引出“是否完全变质？”。这个环节对于学生相对难度较大，我便设计了两个层次：第一个层次是（1）是否可以直接加入酚酞检验氢氧化钠的存在？实践是检验真理的唯一标准，我增加了“往碳酸钠溶液中滴加酚酞”这个实验，学生自然就得出结论：要检验氢氧化钠的存在，首先要排除碳酸钠的干扰。“标准”中指出，科学探究是一种重要而有效的学习方式。通过教师创设真实有效的问题情境，提供一定的材料，引导学生积极投入到探究活动中，让学生自己去研究获得他以往不知道的知识，改变了学生以单纯接受知识为主的学习方式，为学生构建开放的学习环境，拓展学生的思路和视野，加强对探究过程的感受和体验，有助于培养学生敢于挑战新问题、探究新知识的精神。更为重要的是，初中学生的思维主要表现为表征思维，以感知为基础，以经验为依托，通过实验探究的方式能提高结论的可信度，只有学生认为这是“真的”，才愿意接受。第二个层次，（2）在知道碳酸钠影响的情况下，请各小组设计方案检验氢氧化钠是否存在？有人说“问题是课堂教学的主线”。科学探究正是从问题出发，学生凭借已有经验，对相关知识进行组织、加工、细化，更容易使新知识得到建构内化，从而达到知识积累、技能发展的目的。在“除去碳酸钠”这个环节，和探究1进行比较，提问：氯化钡是否可以用氢氧化钡代替？是否可以用稀硫酸代替？在学生得出结论后，提出：即使都是应用到碳酸钠的性质，但是由于实验目的的不同，对试剂的要求也是不一样的。因此，在今后涉及到方案设计时，要综合考虑多种因素。通过引导学生对于方案的可行性进行评价，从多角度考虑方案的合理性，去粗取精，去伪存真，培养学生学会评价、合理选择的能力，让学生意识到，科学探究需要思维缜密。

大约用16分钟时间，定性探究氢氧化钠变质的情况。我创设了合理的探究问题情境，有明确的探究目标，改变了学生被动机械的学习方式，这个过程，不仅是让学生掌握知识，更是为了让学生以实验为载体，运用已有的知识技能来发现问题、探索问题，能体验知识的生成。

在定性探究的基础上，我把探究课题的难度引入深化，就是我教学设计的第三环节：“探究氢氧化钠变质了多少？”为了更加符合学生的认知水平及学生的心理特点，让学生参与知识发生、发展与应用全过程的脉络和布局，把握住知识的停靠点，能力的生长点和思维的激发点，解决学生思考、参与、探究的问题，我分层次创设了多个真实有效的学习情景：（1）氢氧化钠固体变质相对比较复杂，我们暂且就认为氢氧化钠固体变质后只有碳酸钠固体。（2）质量分数的表示方法？（3）除了混合物固体质量外，我们聚焦在哪一种成分的质量测算上？（4）如何设计方案测算出碳酸钠的质量？（5）如何测定生成的二氧化碳气体的质量？（6）动手试一试！（7）根据测试数据，计算结果。这些直观且富有启迪性的学习情景，有明确的学习任务，有丰富的学习资源，能够激发学生的学习兴趣，帮助学生更好的理解和应用化学知识。这对于启迪学生思维、陶冶学生个性、激励学生志趣、升华学生情感，作用是巨大的，使学生切实体会到学有所得、学有所用，课堂气氛宽松和谐。

当然，学生的学习过程是一个不断发现问题、分析问题、解决问题、再去认识更高层次问题的过程。而问题是从情景中产生的，只有从真实情景中产生的问题才具有良好的驱动性和引导作用，才具有更高的教学价值。学生通过实验测定，算出样品中碳酸钠的质量分数，结果发现误差比较大。我适时引导学生：“从我们的操作本身，从老师提供的实验装置等多方面去思考可能产生误差的原因，如何解决这些引起误差的问题？”就是我PPT上的“寻找问题、解决问题”这个环节。利用这个素材，引导学生深入尝试科学家的思维方式，领悟科学家是如何发现问题，寻找证据，合理推理，体验科学家认识问题的过程和科学探索的精神。对于这个真实情景的科学探究，引发学生的认知冲突，激发了学生索本求源的欲望，在轻松愉快的学习环境中，享受着合作、自由、参与、探究的快乐，更能感受到解决问题的成功的喜悦！最后，利用一道思考题把学生的思维再次升华，学生始终都处在思维的兴奋点，学生的合作意识、发散思维能力、问题意识、科学探究的素养都得到了极大的提升。

四、自觉深化教学反思，提升教学素养

     美国心理学家波斯纳提出，教师成长＝经验＋反思。为了更好地提升自己对教学实践的判断、思考和分析能力，形成比较系统的教育教学理论，从而不断提高自身专业素质和能力，我对这一节课也做了深刻反思。

1.没有依据科学探究的三个层次来设计和安排探究活动。3个层次依次为：观察记录表述；分析得出结论；提出问题和方案设计。我重视了后面2个方面，而忽视了科学探究的基本功：观察记录和表述。只有具备良好的观察记录表述能力，才能为后续的科学探究和化学学习打下良好的基础。

2.对学情没有充分调研，事先预设不足。这节课涉及的实验操作应该不算复杂，包括液体的取用，滴管的使用，托盘天平的操作等。学生背诵注意点是头头是道，可是动手实践操作完全是两回事，把规范抛在脑后，手忙脚乱。有一个学生跟我说他们小组的天平坏了，随变加多少砝码都没有反应，其实是他根本没有拿去天平下面的两个皮垫。因为事先没有预设充分，所以学生实验过程的掌控显得比较困难。