“5E學習環”在初中化學教學中的運用

【摘要】初中化學是一門理論與實踐并重的課程，對于初中化學的教學方式應該秉著理論聯系實際，結合實驗操作的方式進行，“5E學習環”是一個十分先進的教學模式，在國外以及我國臺灣地區使用的比較廣泛。

【關鍵詞】“5E學習環”；初中化學；教學應用

“5E學習環”是由羅伯特#8226;卡普拉斯及其同事在科學課程改革研究中于20世紀60年代提出來的一種科學學習與教學模式。但經過不斷的試用與演變，目前使用較多的是美國生物學課程研究的主要研究者之一貝比開發出的“5E學習環”模式，這個模式由五個環節組成，即參與（Engage）、探究（Explore）、解釋（Explain）、精致化（Elaborate）、評價（Evaluate），因為都以英文字母E開頭，所以叫做“5E學習環”模式。本文結合人教版初中化學上冊第六章第二課（二氧化碳的制取研究）原理來簡要論述這個模式在初中化學教學中的運用。

一、參與環節

參與環節是教學活動的起始環節，也是讓學生積極的參與學習的環節，參與環節就是讓學生參與課堂學習，課堂實驗具體操作流程的前奏曲，要調動學生的積極性。參與首先要讓學生參與到學習活動中來，積極的跟著老師的引導來進行化學課程的學習，教師要結合本節知識講述學生感興趣的內容，慢慢的引導學生進入到化學的學習氛圍，教師可以通過創設問題情境來引發學生積極的思考，然后引導學生深入到書本知識當中。

二氧化碳是空氣中的成分，約占空氣的0.03%。動植物的呼吸及化石燃料的燃燒，都會產生二氧化碳，是造成溫室效應的氣體之一，同時也是植物光合作用的必須物質之一。在實驗室中是如何制取二氧化碳的呢？讓學生歸結出能產生二氧化碳的有關反應，在老師的引導下，可歸納出產生二氧化碳的反應有：

①CaCO3 + 2HCl＝ CaCl2 + CO2↑ + H2O

②C + O2 CO2

③CuO + O2Cu + CO2

④Na2CO3 + 2HCl = CaCl2 + CO2↑+ H2O

以上反應中，哪個最適合于在實驗室中用來制取二氧化碳呢，讓學生積極思考參與到學習和實驗中。

二、探究環節

探究環節則是讓學生積極的進行實驗的演練以及問題的探究，探究環節是教學的主要環節，在這個環節當中，教師首先應該引導學生做好實驗的探究、有關知識的查閱，設計、準備工作的操作流程，實驗步驟，然后讓學生分小組，小組內部分工完成，教師盡量讓學生單獨去完成實驗，不要干涉學生的實驗操作，必要的時候給予學生一定的指導意見。

實驗室制取氣體是初中化學的基礎實驗，二氧化碳是一種常見的氣體，就學生提出的以上四種產生二氧化碳的反應原理，要指導學生查閱有關的資料，根據實驗目的實驗條件，操作流程等探究可選用的反應原理：

從查閱的資料可知：

①CuO + CCu + CO2↑ 反應所需的溫度較高要達到8000C以上，用酒精燈加熱，所需的時間較長。

②C + O2 CO2 實驗時產生的氣體不易收集，收集到的氣體不純，含有N2等多種雜質氣體。

③Na2CO3 + 2HCl = 2HCl+ CO2↑+ H2O 查閱有關資料可知反應速度較快。實驗時操作有一定的難度。

④CaCO3+2HCl= CaCl2+ CO2↑+ H2O 該反應速度適中，易操作控制，而且，所需藥品易得。

據上述的探究應選擇CaCO3與HCl的反應作為實驗室制取CO2的反應原理在確定反應原理后，要探究實驗設計，步驟及操作

實驗設計：老師要引導學生選擇好實驗的發生裝置及收集裝置。

1.發生裝置：按初中教材內容發生裝置可根據反應物的狀態和反應的條件來確定，可分為：

發生

裝置條件反應物狀態

加熱固+固

固+液

不需加熱

液+液

2.收集裝置：引導學生根據氣體的性質選擇適合的收集方法，主要考慮氣體的A：物理性質——水溶性和密度。

B：化學性質——能否與水發生反應，能否與空氣中的有關成分反應，從而選擇排水法，還是向上排空氣法或者向下排空氣法

就反應④的原理是一種固+液的反應，而且不需要加熱條件，產生的氣體CO2是一種能溶于水密度比空氣大，不會與空氣中的有關成分發生反應。本節書中給出了多種儀器，要求學生對發生裝置及收集裝置進行適當的組合。

老師要讓學生進行充分的討論，有條件的學校可給每一組足夠的儀器進行安裝，調動學生的思維，提高學生的實驗技能，技巧，增加學習化學的興趣，通過討論，分析學生可以得出有以下多種組合：

組合有：1.①⑤⑧，2.②⑤⑧，3.⑥⑤⑧，

4.①④⑤⑦，5.②④⑤⑦，6.⑥④⑤⑦

根據各校的實驗條件可選擇不同的組合來制取CO2的發生裝置和收集裝置：如A組或B組

進行分組實驗時，對所用的石灰石（或大理石）和稀鹽酸可進行如下組合：

實驗序號石灰石狀態稀鹽酸濃度

①塊狀5%

②塊狀10%

③粉末5%

利用各種組合分別制取一瓶CO2氣體，學生從實驗中可知分別制取一瓶氣體所用的時間不同，有些快，有些慢，發現問題，激發學生的探究興趣，同時對于知識的獲取也能有更好的理解，加深學生們的印象

三、解釋環節

探究環節學生進行了CO2制取的實驗，解釋環節，就是對以上探究環節的理論概括，要把直觀的實驗現象，具體的實驗操作及實驗中出現的問題進行及時的交流與總結，這一環節就是讓學生學會抽象概念化的總結，教師給學生提出一定的問題，讓學生從實驗過程中的現象及記錄中分析討論回答：

對于上述的實驗，老師可以提出以下幾個問題：

1．對于實驗室制取氣體反應原理的選擇要考慮哪些因素。

2．根據什么來選擇發生裝置和收集裝置。3．反應的速率與哪些因素有關。

4．所得的氣體是否純凈物。

對于上述問題，學生通過分析，討論，可得知：

1實驗室制取氣體反應原理的選擇應考慮的因素有：

①反應所需的條件是否易滿足。

②反應物之間的反應速度率是否適中。

③產生的氣體是否易收集到純凈的。

老師點評還應考慮：

a.藥品的成本。

b.反應后的廢液對環境的影響。

c.藥品是否易得等。

對于2.3.4.這些問題老師可根據學生的情況作出具體的指導，把這些實際直觀的問題上升為抽象的概念性的知識，使學生得到知識的概括性總結。

在實驗探究過程中，有些同學肯定還有些問題會提出來，如：

①用排水法是否就收集不到CO2。

②收集到的CO2為什么要正放在桌面。

③用稀H2SO4與石灰石反應來制取CO2是否可行等。

教師都可與學生一一分析講解，使學生有較好的理解。

四、精致化環節

精致化環節就是對于知識的掌握程度的總結與考驗，當實驗結束，小組討論完畢，每一個小組的結論要全班再進行討論，然后得出最后的分析結論，理論聯系實際，學生以后遇到類似的問題能夠得到更加詳細的了解，逐漸達到舉一反三的效果。

在這一章節中，我們主要是探究了實驗室制取氣體的反應原理的選取，反應發生裝置及收集裝置的選擇等要點。按以上的教學方式能使學生掌握基本的原理及應用，可通過一些問題的設置來驗證和鞏固。

如：例1：氨氣是一種易溶于水，密度比空氣小的氣體，不與空氣有關成分反應，實驗室收集氨氣時，選擇收集的方法是（）

A：排水法B：向上排空氣法C：向下排空氣法D：三種方法都可以.

學生根據氨氣的性質分析，可告知答案為C。

例2：實驗室制取二氧化碳時，三種儀器都要用到的一組是（）

A.長頸漏斗、集氣瓶、水槽 B.集氣瓶、錐形瓶、帶橡皮塞的導管C.酒精燈、錐形瓶、集氣瓶 D.集氣瓶、量筒、長頸漏斗答案是B。開放性的實驗探究，對于學生掌握知識是一個很有力度的做法。五、評價環節評價環節是對以上環節的一種總結，評價環節既可以是教師對于學生的評價，也可以是學生之間的相互評價。對于學生操作步驟出現的錯誤，教師給予指正，對于實驗的結果，無論出現什么樣的結果，教師都應該給予學生積極的評價，不應該嚴厲的抨擊學生，學生的自尊心一旦受到影響，學習的熱情也會大大的降低，所以教師應該給予學生們積極的評價。將實驗操作與理論研究結合起來，讓學生更好的掌握知識。六、結束語初中化學是一門與生活有著密切聯系的學科，“5E學習環”的教學模式也確實被證明對于學生的學習有著重要的影響，這是一個十分靈活的操作模式，未來的發展前景不容小覷，操作性強，極具有說服力，學生也熱愛靈活性的教學模式，師生之間的良好互動，對于學生學習都會收到事半功倍的效果。參考文獻：[1]P.L.史密斯.教學設計.皮連生譯.上海：華東師范大學出版社.2008[2]威廉#8226;倫等.有效教學決策.李森，王緯紅譯.北京：教育科學出版社.2009