陳媛
摘 要:問題是激發學生思考,促進學生學習知識和發展思維的有力工具。以“探究影響過氧化氫分解速率的因素”教學為例,通過相關問題鏈幫助學生在設計實驗的過程中理解對比實驗,發散思維,設計出合理的探究方案,在探究的過程中進一步理解反應速率的影響因素,加深對對比實驗的理解,幫助學生掌握科學探究的一般思路,發展學生的化學思維。
關鍵詞:問題鏈;過氧化氫分解速率;影響因素;對比實驗
一、學情分析
學生之前已經學過通過制取裝置和高錳酸鉀制取氧氣以及科學探究的一般思路,知道制取氧氣時裝置選擇的依據以及氧氣的性質,這些為本課題的學習提供了一定的基礎。
但在學習利用高錳酸鉀制取氧氣時,學生接觸到的知識都是固定的,不具備一定的發散性和創造性,比如,用高錳酸鉀制取氧氣的過程中,只要在實驗前限定高錳酸鉀的質量,規范操作,當實驗結束時所消耗的時間和收集到的氧氣的質量基本都是固定的,所以學生可以按照課本中提供的實驗步驟收集氧氣,但是沒有思考在實驗過程中是否會出現一些因素影響反應速率,缺乏對知識的深度思考。之前,學生學習了科學探究的過程,但是在用高錳酸鉀制取氧氣的過程中沒有進行應用,致使很多學生對科學探究的過程理解不夠深刻。另外,根據以往的教學經驗,學生在學習本課時常出現的錯誤是:在過氧化氫和二氧化錳混合制取氧氣的過程中,將二氧化錳誤認為是反應物;認為有無添加二氧化錳不僅會改變化學反應速率,還會影響生成物氧氣的質量;認為影響化學反應速率的因素只有添加催化劑。
為此,本課題在學生已有的知識發展水平上,要幫助學生建立科學探究的一般思路,通過科學探究以課本提供的二氧化錳催化過氧化氫分解制取氧氣為鋪墊,進行思維發散,探究其他影響過氧化氫分解速率的因素,使理論與實踐相結合,加深對科學探究的理解,熟悉設計對比實驗的思路。
二、以問題鏈教學模式為引導的教學思路和教學活動設計
(一)教學思路
基于上述分析,本節課從回顧實驗室制取氧氣的知識方法開始,通過驅動性問題來啟發學生總結出高錳酸鉀與過氧化氫制取氧氣的不同點;再引導學生找到過氧化氫制取氧氣的實驗亮點就是添加了二氧化錳作為該反應的催化劑,啟發學生通過實驗中看到的現象再次復習催化劑的特點;最后通過激發學生的發散思維和創造性思維對其他影響過氧化氫分解速率的因素進行研究。在教學過程中,通過讓學生經歷“面對問題—分析問題—解決問題”的過程體驗,充分利用化學實驗來關注學生的實際獲得。
(二)主要教學活動設計
任務一:探究影響過氧化氫分解速率的因素的確定
實施策略:在回憶實驗室用過氧化氫制取氧氣的知識方法的基礎上,通過驅動性問題引導學生找到需要探究的影響因素。根據這一框架,在此環節提出主要問題:影響過氧化氫分解速率的因素有什么?根據學生回答情況,再將主干問題拆解成4個子問題,為化解學生思維障礙提供一定的支持。考慮到學生憑已有知識難以解決這一問題,教師從過氧化氫和二氧化錳這兩種物質入手給學生以引導。在這一環節,通過任務驅動,學生分小組討論最終確定了影響過氧化氫分解速率的因素。這一過程重在讓學生經歷舊知回顧—思維拓展—遷移知識這一過程。
任務二:影響過氧化氫分解速率的因素的實驗方案設計
實施策略:教師先拋出本環節的主要問題:對不同的影響因素該如何設計實驗方案?各小組根據本組的興趣選擇影響因素,之后根據教師在此主要問題下提出的問題鏈進行分析和討論,在問題鏈的引導和推動作用下促進學生思維的形成。學生在思考并設計實驗方案的過程中形成科學探究的思路,同時也培養了學生的創新思維。在這個過程中,通過對不同影響因素進行實驗方案設計,幫助學生理解不同影響因素的特點,通過師生互動分析研討,最終針對不同的影響因素設計出相應的實驗方案。
任務三:通過做實驗得出不同因素對過氧化氫分解速率影響的結論
實施策略:教師先拋出本環節的主要問題:不同的影響因素對過氧化氫分解有什么影響?通過學生親自動手做相應的實驗,認真觀察實驗現象,得出相應的結論。在此過程中,學生之間的相互質疑、補充,不僅加深了學生對科學探究的理解,也培養了學生嚴密的思維。最后,教師通過本節課研究的影響因素拓展到生活中,在生活中過氧化氫的使用也是比較普遍的,啟發學生在課下繼續從生活角度入手對影響過氧化氫分解速率的因素進行更深層次的研究。