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运用化学“插图”,引导学生探究的策略

作者:第一论文网 更新时间:2015年10月26日 21:04:51

邱能妹,福建武夷山一中。


    在新课程标准指导下编写的各种高中化学教材中,特别注重用插图来表述化学原理、化学现象、化学变化过程、物质的制取及最新的科技成果。这些插图凝聚着教材编写人员的智慧,蕴藏着丰富的化学知识,插图不仅让课本变得丰富多彩,而且每幅插图中所包含的化学知识也是文字表述难以比拟的。
    在教学中,如果能够仔细揣摩和理解编者的意图,充分利用这些插图,选准切入点,引导学生自己去发现插图所传递的化学知识信息,去探究插图中所隐含的化学问题,必将达到意想不到的学习效果。下面以鲁科版教材中的部分插图为例,分析如何在教学过程中利用插图来引导学生进行发现学习、问题探究及培养学生的科学素养。
    一、利用微观类插图设计问题进行探究
    在鲁科版《化学反应原理》中,编者利用直观化的插图表述了下列知识:物质的溶解过程、原子转化为离子的过程、原电池原理、弱电解质电离等。将微观抽象的知识用图形直观化,更有利于学生的理解与接受。
    如原电池示意图,在教学中可引导学生观察插图中的细节,并思考下列问题:1.电子从哪里来,到哪里去?为什么?2.在锌片和铜片表面分别发生了哪些变化?3.电池的正极和负极分别是什么?判断依据是什么?4.溶液中的离子如何运动?
    G37W754.jpg
    学生能顺利地发现插图中所蕴涵的知识:
    1.电子从锌极流出,流向铜极。
    2.铜片上有大量的气体溢出。
    3.从电子流向即可知锌是负极,铜是正极。
    4.阳离子往正极移,阴离子往负极移。
    在此过程中,学生在引导下,自然地对这些问题进行了思考,对原电池原理有了进一步的认识。在此基础上进一步设置问题:原电池如何形成?电极材料有什么要求?电极一定要参加反应吗?问题的更深层次的探究,激发了学生更强烈的求知欲,培养了学生科学探究的素养。
    二、利用工业流程类插图设计问题进行探究
    鲁科版《化学1》中,多次利用插图展示工业制法,如硫酸的工业制法、海水中镁的提取、硝酸的工业制法。由于部分学生不可能到实地观察,通过这些插图让学生感性了解工业流程,达到了扩大科学视野的目的。
    如海水提镁的工业流程图,在教学过程中可引导学生仔细观察插图中的提镁过程,并提出如下问题:
    1.海水中含有大量的镁,为什么不像制取粗盐一样采用蒸发结晶的方法制取G37W754a.jpg
    2.为什么不直接往海水中加沉淀剂?
    3.如何实现G37W741.jpg的富集和分离?
    4.从综合角度考虑,选用哪种试剂作沉淀剂?为什么?
    5.如何由贝壳制取氢氧化钙?
    6.如何由氢氧化镁制得无水G37W754a.jpg
    7.采用什么方法可以实现由无水G37W754a.jpg到Mg的转化?为什么?
    8.电解产生的氯气如何处理?
    通过一个接一个向前推进的问题,学生沿着问题所提供的线索自主探究,最终获取知识。在获取知识的过程中学生会有疑问:
    1.为什么选用氢氧化钙作沉淀剂?为什么不选用NaOH或KOH?
    G37W755.jpg
    G37W756.jpg
    学生在问题的引导下,进行了探究性思考,完成了海水中提镁过程的理解,学生在获取新化学知识的同时,也养成了发现学习与科学探究的习惯。
    三、利用转化类插图设计问题进行探究
    鲁教版《化学1》中,多次用插图形象化地表示物质间相互转化过程。如氮的循环插图中就完整地表述了自然界中氮的单质、化合物之间的转化,形象生动,给学生留下了深刻的印象。
    在教学中,可要求学生仔细观察插图,并探究以下问题:
    1.氮元素的重要性——氮元素对于我们人类来说有何重要意义?
    G37W757.jpg
    2.氮元素在地球上含量丰富吗?主要在什么地方?
    3.人类需要的氮元素从哪里获取?
    4.植物需要的氮元素从哪里来?
    5.氮循环中涉及哪些含氮物质?
    通过仔细观察插图,学生能得到如下结论:
    1.生命活动中的重要物质蛋白质是由氨基酸构成,而氨基酸中最重要的元素就是氮元素。
    2.氮主要以气态的形式存在于大气中。氮气占大气总体积的78%。
    3.从食物中获取植物蛋白或者动物蛋白。
    4.植物吸收土壤中的氮,空气中的氮气不能被植物直接吸收。
    G37W758.jpg
    学生在问题的引导下,进行了探究性思考,了解了氮元素在自然界中的循环,氮的固定以及氮气如何转化为化合物并进行氮化合物的分类研究,培养了学生利用转化观认识物质的能力。
    四、利用化学史类插图设计问题进行探究
    大多数的化学史实验在课堂上往往无法完成,但通过插图不仅能了解前人研究化学的历程,而且还可从化学实验现象中体会知识发现过程,培养科学探究的习惯。
    如鲁教版《化学2》中卢瑟福α粒子散射实验。
    实验结果表明,绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进,但有少数α粒子发生了较大的偏转,并有极少数α粒子的偏转超过90°,有的甚至几乎达到180°而被反弹回来。
    根据结果设置问题:
    G37W759.jpg
    1.为什么绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进?
    2.为什么极少数α粒子发生了较大的偏转,有的甚至几乎达到180°而被反弹回来?
    3.通过实验结果你能猜想并画出原子内部结构模型吗?
    4.电子在核外运动空间和运动状态是怎样的呢?
    学生在问题引导下进行思考,完成对原子结构的探究。并进而研究原子为什么不带电?原子质量主要由哪些微粒决定?通过分析,学生思维得到了很好的启发,提高了他们发现问题、分析问题、解决问题的能力。
    新课程提倡自主学习、自主探究,如何培养学生自主学习、自主探究能力是最为关键的。合理充分利用教材资源,选择合适的探究内容是每一位教师在教学中需关注的,只有在平常课堂中充分挖掘资源,培养学生的问题意识,学生才会学会如何提出高质量的问题,养成良好思维习惯,从而能自主学习、自主探究。^