吳長寶
摘要:以教材素材為依托,利用探究實驗,深入探討證據與結論紐帶關系,構建化學實驗壓強問題的思維模型,提高學生分析問題、解決問題的能力,并逐步培養學生的科學思維。
關鍵詞:挖掘教材內涵;深度學習;思維模型;科學思維
“深度學習”是當代學習科學理論提出的新概念。隨著學習研究的不斷深入,對學習的認識也日益深刻,目前研究界對學習已經達成共識:深度理解概念的重要性、注重學與教、創設學習環境、學習者在先前知識基礎上建構知識的重要性以及反思的重要性。
北京版初中化學義務教育教科書第八章第二節《二氧化碳的性質和用途》——物理性質
“能溶于水”的探究實驗,如圖1:
由于該實驗裝置和操作簡單,現象明顯,
很容易得出結論,不少教師在教學過程
中忽視了瓶中壓強變化分析,缺失證據
和結論的關聯,導致在后續練習中學生
頭腦只剩下“壓強降低瓶變癟”的印象。
這種只重視結論,不重視思維過程,一知半解,形成壓強問題的思維障礙。
1.壓強變化模糊
明顯表現在加水后密封與密封后加水,
不明白這兩個實驗的壓強變化的根本區別
所在。
如圖1和圖2實驗。
2.氣體和液體體積變換混亂
在遇到用氫氧化鈉溶液吸收二氧化碳測定二氧化碳體積含量實驗中,往往因為加入氫氧
化鈉液體問題,出現二氧化碳體積換算錯誤問題。
三、思維模型建立過程
1.首先建立階段性壓強變化坐標圖
圖1實驗階段性壓強變化坐標如表1:
學生分析完這四個階段的壓強變化后,不但知道瓶最終會變癟,也會知道瓶變癟的原因。
在此基礎上,學生做完圖2探究實驗之后,再描述實驗現象及原因時,正答率會明顯增大。
圖2實驗階段性壓強變化如表2:
通過圖1和圖2實驗過程壓強變化分析,學生很容易知道兩個實驗的關鍵是密封節點問題。圖1實驗加水之后,再密封,起始壓強始終是大氣壓,然后降低,瓶變癟;圖2實驗密封之后再加水,起點是大氣壓,加水,壓強增大,振蕩時1體積水溶解1體積二氧化碳,使壓強恢復到起始大氣壓,瓶無變化。
2.再建立氣體體積與壓強變化流程圖
圖1實驗氣體體積和壓強變化流程分析如圖3:
四、思維模式應用和鞏固
例1:研究小組利用圖5裝置進行實驗。A的容積
為250 mL,B中盛有足量的水,實驗前K1、K2、K3均關閉。
測定 A 瓶氣體中二氧化碳含量。打開K1,用注射器向A
中注入20 mL NaOH溶液(足量),關閉K1,充分反應后,
打開k2、k3,觀察到 B 中的水進入 A 中,當B中液面
不再變化時,測得B中減少了60 mL水,則A中CO2的體積分數約計算式??????????????。
例1解題思維模式展示及答案如表3:
?例3,(2019年北京市中考化學22題)用圖7裝置進行實驗,先后將溶液快速全部推入,測得一段時間內壓強變化如圖8所示。
(1)先推入的溶液是____________________________________。
(2)bc段壓強不變,原因是______________________________。
(3)cd段壓強變大,用化學方程式解釋:_____________________________________。
參考答案:(1)NaOH溶液 (2)氣體的量不再發生改變
(3)2HCl+Na2CO3=2NaCl+H2O+CO2↑
課堂教學主要依據教材內容,教材內容既是學生獲取知識的源泉,也是傳承科學思維的重要載體,是生產、生活實踐與學科知識相結合的產物,隱含著學科知識的背景、形成過程和價值。在課堂教學中,挖掘教材內涵,把教材當成教學的“工具”,分析教材地位,發揮教師智慧,挖掘教材蘊含的科學思維方法,尋求教材前后關聯,重構整合教材內容,釋放教材應有的張力,以期尋找學生知識和方法的生長點,滿足學生科學思維發展的需要。