【基于交互式网络的“你认识草酸吗?”教学设计】草酸

  文章编号:1005-6629(2008)08-0047-04中图分类号:G633.8 文献标识码:B      [设计思路]   高三学生已对高中化学基本概念、基本理论进行了全面、系统地复习、巩固。在这一前提下,让学生应用所学的晶体结构、化学平衡和电离理论,氧化还原规律推测、并设计、实施实验验证一种不太熟悉的化合物――草酸晶体的物理、化学性质。交互式网络技术的应用为我们提供了新的交流方式。
  本节课以“草酸性质实验方案的设计、实施和评价”为载体,采用引导探究模式,通过多媒体创设学习情境,启发学生大胆推测,进行实验研究,通过网络发布推测实验现象与结论,进行师-生、生-生之间的讨论、质疑和肯定。使学生体会到探究过程的乐趣,让他们在和谐的合作和竞争中发现自我,实现自我,从而有效地激发学生的学习兴趣,并有利于知识的获取与保持。
  [教学用具]
  接入局域网的电脑、实物投影仪;
  实验仪器:试管、烧杯、玻璃棒、胶头滴管、表面皿;
  实验试剂:蒸馏水、草酸晶体、草酸饱和溶液、石蕊试液、酚酞试液、锌粒、碳酸钠粉未、碳酸钙粉末、酸性高锰酸钾溶液、溴水、pH试纸。
  [教学过程]
  [引言]以“大力水手”动画片引入。大力水手爱吃菠菜,菠菜含有哪些主要成分呢?
  请各小组浏览“草酸的故事园”网站中的“拓展视野”,了解菠菜的主要成分。
  [学生浏览网页]
  [讲述]菠菜中含有很多营养成分,但含有一种对人体有害的物质,就是……
  [学生]草酸!
  [讲述、板书]你认识草酸吗?
  [学生]不认识……
  [讲述]那怎样认识呢?
  [学生]研究、做实验
  [讲述,PPT]好!我们每个小组有一瓶草酸样品。请你进入“草酸的故事园”网站中“我们要做什么?”,根据“性质推测”中的条件确定或推测草酸有哪些物理、化学性质,是你推测出的请写明推测依据。
  请填写学案,并汇总你们小组的结论,在“信息发布平台”上发布。(“性质推测”内容如下)
  [性质推测]
  请讨论推测乙二酸可能有哪些物理、化学性质,是你推测出的请写明推测依据。
  请填写学案,并汇总你们小组的结论,在“信息发布平台”上发布。
   已知:乙二酸(Oxalic acid ), 俗名草酸。
  乙二酸晶体的化学式:
   H2C2O4・ 2H2O
  乙二酸的分子式:
   H2C2O4
  结构简式:HOOC-COOH
  
  [学生浏览网页、观察、填写学案、发布结论]
  [讲述]现在请各小组浏览“交流平台”,总结大家观察或推测的草酸的性质中你认为有哪些对的?哪些是不对的?
  [学生]能观察到草酸晶体的物理性质:无色、无味晶体。
  能推测出的物理性质有:
  1.可溶于水,也溶于酒精(因分子中含有羧基)
  2.熔点不会太高,应在几十度到一百多度(因草酸属于分子晶体)
  能推测出它的化学性质可能有:
  1.具有酸性(因分子中含有羧基)
  2.能发生酯化反应(因分子中含有羧基)
  3.具有还原性(因草酸中碳元素的平均化合价是+3价)
  4.受热可分解(根据大多数有机物具有热不稳定性,推测其受热可以分解,因草酸晶体含水,所以其分解产物中一定有水)
  [讲述]大家的观察、推测和总结都很好!但事实是不是这样应该怎样确定呢?
  [学生]做实验!
  [设计意图]“草酸的故事园”网站是一个学生可随时、自主浏览的,其中包括了贴近学生生活的“拓展视野”,提供基础知识支持的“学习资料库”,起探究目标导航和探究基础支撑作用的“我们要做什么?”,以及实现课堂上生―生、师―生高效交流信息的“信息发布平台”、“交流平台”、“评价平台”等栏目的网站。这样就实现了教师搭建平台,创造条件让学生自己动手,在发现问题、解决问题的过程中主动学习,自己归纳,得出规律,这样就能学得深刻,掌握得好。
  [讲述,PPT]好!请你进入“草酸的故事园”网站中“我们要做什么?”。根据“实验设计1”的要求进行小组活动。(“实验设计1”内容如下)
  [实验设计1]
  现有:
  实验仪器:试管、烧杯、玻璃棒、胶头滴管、表面皿
  实验试剂:蒸馏水、 草酸溶液、石蕊试液、酚酞试液、 氢氧化钠溶液、锌粒、碳酸钠粉末、碳酸钙粉末、酸性高锰酸钾溶液、pH试纸
  请各小组设计可行的实验方案探究草酸的酸性[至少四种不同原理的方法](编号1)和还原性(编号2)。并登录“信息发布平台”,填写“实验编号”、“小组编号”、“实验步骤”、“实验现象和结论”。
  同时可浏览“交流平台”了解其他小组发布的信息。对同一性质可用不同的方案验证,最好不要使用“交流平台”上已发布的方案,但对某一方案有不同意见或改进的欢迎发表!注意语言简练,化学用语规范。
  [学生浏览网页,设计、实施实验,填写学案,发布实验报告]
  [讨论]现在请各小组浏览“交流平台”,总结大家探究草酸酸性的实验方案有哪几种?它们各有哪些优缺点?
  [学生可能设计的实验方案]
  1.用干燥洁净的玻璃棒蘸取草酸溶液点在pH试纸上,与标准比色卡对照,粗略测出溶液的pH值,若pH 本文为全文原貌 未安装PDF浏览器用户请先下载安装 原版全文   [讲述]很好!下面请大家观察老师设计的实验,评价它的优缺点。
  
  [观看实验视频]
  [学生评价]……
  [质疑]实验中石灰水变浑浊了能否证明草酸晶体受热分解了?
  [学生]……(可以……,不可以……)
  [播放实验视频、启发]取变浑浊的石灰水,滴加乙酸溶液,观察到沉淀不溶解,滴加盐酸,观察到沉淀溶解。说明生成的沉淀不是碳酸钙!这个沉淀可能是什么?
  [学生]可能是……是草酸钙!
  [追问]为什么?
  [学生]因为草酸在达到分解温度前会升华。
  [追问]在草酸钙沉淀中滴加乙酸溶液,沉淀为什么不溶解呢?
  [学生]因为草酸的酸性比乙酸强。
  [讲述]很好!
  [追问1]如何改进以排除干扰?
  [学生1]在装置C之前装一个洗气瓶以洗去CO2气体中的草酸蒸汽。
  [追问1]洗气瓶中装什么试剂?
  A.水 B.NaOH溶液
  C.饱和NaHCO3溶液 D.酸性KMnO4溶液
  [学生1]A 。草酸易溶于水,溶液呈强酸性, CO2在酸性溶液中溶解度减小而不被吸收。用水即可洗去CO2气体中的草酸蒸汽。
  [启发]此实验还有什么不完善之处吗?
  [学生2]在试管口有小水珠产生也不能证明是草酸分解生成的水,因为草酸晶体受热时会失去结晶水。
  [引导2]看来,只进行定性实验无法解决这一问题了。定量实验怎么做?
  [学生2]实验前测草酸晶体的质量,可以计算出草酸晶体中含结晶水的质量。通过测装置B反应前后质量的增大量比较反应中总的失水量与草酸晶体含水量的相对大小判断草酸晶体是否分解生成了水。
  [追问2]该实验成功的关键是什么?
  [学生2]1.草酸晶体完全分解
  2.反应生成的水被干燥剂完全吸收
  [追问2]第一条是容易做到的。第二条要做到,用无水硫酸铜作吸水剂可能不合适,如何改进?
  [学生2]用吸水效率更高的中性或酸性干燥剂,如:无水氯化钙或五氧化二磷。
  [总结]我们就草酸的性质展开讨论,完成了草酸性质的推测、设计并实施实验方案验证其部分性质以及实验方案的评价。现在请大家反思一下这节课,总结设计物质性质实验方案的关键。
  [学生]略
  [教师补充(PPT)]1.熟悉各种性质的验证途径,注意杂质的干扰;2.重视基本操作要点及注意事项;
  3.注意整体设计的科学性、安全性、可行性和简约性。
  [教学后记]
  在一开始设计这节课时,笔者便将“在课堂教学中如何使用信息技术改变学生的学习方式”作为探究课题。通过一次次的试教、反思,又得到专家和同事们的悉心指导和帮助,这个最初的问题越来越明朗化,也使我明白了一个真理:带着问题去设计、实施一节课的收获会更大。
  首先,学生在课堂上主动学习的基础是什么?我认为是适切学生学习基础的学习目标和能获得与老师对等的信息。
  根据“最近发展区”理论,适切学生学习基础的学习目标是引发学生学习欲望的导火索,能获得与老师对等的信息是保持这种学习欲望的有力支持。以往的课堂中学生不能保持这种学习的欲望就是因为没有足够的信息保证,从而认为自己没有能力,也没有必要主动学习,反正老师知道的比我多,最后会给我结论的。针对以上问题,笔者设计了一个学生可随时、自主浏览的“草酸的故事园”网站,实现了教师搭建平台,创造条件让学生自己动手,在发现问题、解决问题的过程中主动学习,自己归纳,得出规律,这样就能学得深刻,掌握得好。
  而且,由于学习目标(任务)不再是由老师一步一步提出,学生跟着老师“齐步走”;而是由学生随时浏览“我要做什么?”网页,而且可以根据自己的基础和能力调整学习、探究进程,这样学生获得了充分的活动时间和空间,使得观察、思维这些探究活动的主要环节得以充分展开,这样更能使学习目标接近甚至达到“最近发展区”。
  同样,在遇到困难时,同学们可立即查阅“学习资料库”获得所需的基础知识,而不会因为困难丧失信心,失去学习的欲望。尤其是在设计、实施实验过程中,学生通过“信息发布平台”及时发布实验报告,使别人看到自己的学习情况,自己也能看到别人的实验报告,这样大家在既有竞争,又有帮助、支持的氛围中进行探究学习,会发现探究并不难,兴趣盎然。
  更能激发学生学习兴趣的是组织学生对自己、对他人的实验报告进行评价,而不是教师评价。因为是大家自己做的实验报告,是活生生的、贴近学生实际知识水平的、也是各有优点和缺点的,是有丰富的可供大家评价的素材的“实验报告”。而且在课堂上可以通过信息技术将大屏幕的控制权交给要评价的学生或小组,从形式上保证了学生的评价权,正是在这样的评价过程中,学生的创新潜能得以发掘,学生的学习方式得以改变。课堂上呈现出同学们争先阐述理由,发表观点,主动质疑、解惑的景象。教学的重心也转移到让学生在进行感兴趣的活动中体验学习过程,积累学习经验,从而改变了学生的学习方式。
  
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