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摘要:

探索了課堂微研究性學(xué)習(xí)方式的課堂學(xué)習(xí)模式。實踐表明，學(xué)生喜歡這種學(xué)習(xí)方式，課堂學(xué)習(xí)效果良好。實驗在化學(xué)課堂教學(xué)中的作用得到了有效的發(fā)揮，課堂微研究性學(xué)習(xí)促進了學(xué)生科學(xué)思維和科學(xué)素養(yǎng)的提高。

關(guān)鍵詞:

課堂微研究性學(xué)習(xí);探究活動;物質(zhì)的檢驗

《普通高中化學(xué)課程標準》的基本教學(xué)理念之一是“通過以化學(xué)實驗為主的多種探究活動，使學(xué)生體驗科學(xué)研究的過程，激發(fā)學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，強化科學(xué)探究意識，促進學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變，在實踐中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實踐能力”。研究性學(xué)習(xí)是國家新課程的必修內(nèi)容，它是指學(xué)生在教師指導(dǎo)下，從學(xué)習(xí)生活和社會生活中選擇和確定研究專題，主動地獲取知識、應(yīng)用知識、解決問題的活動。研究性學(xué)習(xí)是一種以學(xué)生為主的學(xué)習(xí)模式，是在教師的輔助下，由學(xué)生策劃、執(zhí)行及自我評估的學(xué)習(xí)方法。學(xué)生研習(xí)特定專題的同時，重新綜合現(xiàn)有的知識和技巧，并通過特定的活動，自主地建構(gòu)知識，繼而學(xué)會研究新的題目，從而達至學(xué)會學(xué)習(xí)的目的，并培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)精神。教學(xué)設(shè)計巧妙，目標定位準確，是主體性優(yōu)質(zhì)課的保證。在整個教學(xué)設(shè)計中，要能夠關(guān)注學(xué)生的知識應(yīng)用，思維能力和科學(xué)思想、科學(xué)方法的培養(yǎng)，注重實驗探究和問題探究，符合新課改的理念。課堂微研究性學(xué)習(xí)就是把研究性學(xué)習(xí)的方法和過程濃縮到課堂的探究活動中，讓課堂成為學(xué)生展示的舞臺，讓生命在課堂中煥發(fā)出青春的活力。

一、教學(xué)設(shè)計

(一)教學(xué)分析高三學(xué)生已具備較為全面的化學(xué)基礎(chǔ)知識和基本學(xué)科能力，因此需要在更高的平臺上為學(xué)生創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)環(huán)境。本文選取的課題是高三化學(xué)第二輪復(fù)習(xí)《生活中化學(xué)物質(zhì)的探究》。化學(xué)與生活是高考的重要考點，是學(xué)生認識化學(xué)與STS(科學(xué)、技術(shù)、社會)的重要載體，有助于培養(yǎng)學(xué)生的社會意識，增強他們的社會責(zé)任感。深入研究化學(xué)與生活的相關(guān)問題，是培養(yǎng)學(xué)生學(xué)科思想和學(xué)科能力的重要切入點。高三化學(xué)第二輪專題復(fù)習(xí)中，運用課堂研究性學(xué)習(xí)的方式，重點在于培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科思想和學(xué)科能力。首先，通過文獻閱讀理解和任務(wù)驅(qū)動，培養(yǎng)學(xué)生接收、吸收和整合化學(xué)信息的能力。其次，通過小組討論、交流匯報，培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解答問題的能力。第三，通過小組實驗探究解決生活中的化學(xué)問題，培養(yǎng)學(xué)生的實驗探究能力。

(二)教學(xué)目標和重難點(1)知識與技能:根據(jù)化學(xué)實驗原理檢驗生活中的常見物質(zhì)，掌握實驗檢驗的基本方法，并熟練運用檢驗操作解決問題，掌握實驗問題的正確表達方法。(2)過程與方法:文獻閱讀討論并自行設(shè)計實驗方案，根據(jù)實驗方案開展探究活動，正確表達與交流，講解、質(zhì)疑、答辯。(3)態(tài)度情感價值觀:激發(fā)興趣，利用生活中常見物質(zhì)的檢驗實驗;任務(wù)驅(qū)動，在問題解決中體會學(xué)習(xí)的快樂;合作學(xué)習(xí)，小組討論合作探究，全班交流與提高。(4)重點:物質(zhì)的鑒別、性質(zhì)、檢驗的方法。(5)難點:實驗方案的設(shè)計、實施和表述，物質(zhì)探究實驗的方法和原則。重難點的突破策略是讓學(xué)生探究生活中知道的化學(xué)物質(zhì)，通過小組合作探究活動的實施以及研究性學(xué)習(xí)答辯活動的開展，幫助學(xué)生實現(xiàn)重難點問題的突破。

(三)教學(xué)結(jié)構(gòu)本文設(shè)計的課堂研究性學(xué)習(xí)探究活動的基本流程是:文獻閱讀→選取課題→設(shè)計方案→探究實踐→撰寫報告→答辯質(zhì)疑→總結(jié)提高。教學(xué)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

(四)教學(xué)過程(見表1)

二、學(xué)案設(shè)計

第1組物質(zhì)鑒別:生理鹽水和葡萄糖液【文獻資料】生理鹽水是0.9%氯化鈉無菌水溶液。其滲透壓與人體血液近似，鈉的含量也與血漿相近，因此生理鹽水比較合乎生理，其用途為供給電解質(zhì)和維持體液的張力。亦可外用，如清潔傷口或換藥時應(yīng)用。5%葡萄糖注射液屬注射劑，是調(diào)節(jié)水鹽、電解質(zhì)及酸堿平衡藥。可以補充能量和體液;用于各種原因引起的進食不足或大量體液丟失(如嘔吐、腹瀉等)，全靜脈內(nèi)營養(yǎng)，饑餓性酮癥。亦可用于治療低血糖癥，高鉀血癥。可作為高滲溶液用作組織脫水劑、配制腹膜透析液、藥物稀釋劑等。【任務(wù)書】①有兩瓶失去標簽的無色溶液，可能是生理鹽水或5%葡萄糖注射液。請用化學(xué)試劑和不用化學(xué)試劑分別進行鑒別。②完成實驗后，用大字報寫出實驗報告。包括:實驗?zāi)康模瑢嶒灧椒?操作、現(xiàn)象、結(jié)論、方程式等)，總結(jié)物質(zhì)鑒別的基本原則和方法。③各組派代表匯報實驗報告內(nèi)容。第2組性質(zhì)探究:維生素C【文獻資料】維生素C又叫抗壞血酸，是一種水溶性維生素。食物中的維生素C被人體小腸上段吸收。一旦吸收，就分布到體內(nèi)所有的水溶性結(jié)構(gòu)中。正常成人體內(nèi)的維生素C代謝活性池中約有1500mg維生素C。維生素C絕大部分在體內(nèi)經(jīng)代謝分解成草酸或與硫酸結(jié)合生成抗壞血酸-2-硫酸由尿排出;另一部分可直接由尿排出體外。維生素C的結(jié)構(gòu)簡式如圖2所示。臨床上可用維生素C治療壞血病、預(yù)防牙齦萎縮出血、預(yù)防動脈硬化、作抗氧化劑、治療貧血(使難以吸收利用的三價鐵還原成二價鐵從而促進腸道對鐵的吸收)等，維生素C還具有防癌和提高人體免疫力的作用。【任務(wù)書】①閱讀文獻資料，分析維生素C可能的性質(zhì)，設(shè)計實驗檢驗維生素C的性質(zhì)。②完成實驗后，用大字報寫出實驗報告。要求:實驗?zāi)康模瑢嶒灧椒?操作、現(xiàn)象、結(jié)論、方程式等)，總結(jié)物質(zhì)性質(zhì)探究實驗的基本原則和方法。③各組派代表匯報實驗報告內(nèi)容。第3組成分檢驗:加碘食鹽中碘元素的檢驗【文獻資料】加碘食鹽是將碘酸鉀按一定比例(每公斤食鹽含碘35mg～60mg)加入食鹽中配制而成的。碘是合成必需的甲狀腺激素的重要原料，而甲狀腺激素影響著機體的生產(chǎn)、發(fā)育和代謝。在胚胎期、嬰幼兒期缺碘，將導(dǎo)致患者終生不同程度的智力障礙。但碘攝入過量也會對機體的健康造成影響。【任務(wù)書】①閱讀文獻資料，設(shè)計實驗檢驗加碘鹽中的碘元素。②完成實驗后，用大字報寫出實驗報告。要求:實驗?zāi)康模瑢嶒灧椒?操作、現(xiàn)象、結(jié)論、方程式等)，總結(jié)物質(zhì)檢驗實驗的基本原則和方法。③各組派代表匯報實驗報告內(nèi)容。

三、課堂實錄與反思:微研究性學(xué)習(xí)

活動使課堂充滿了活力課堂實踐表明，學(xué)生們喜愛這樣的學(xué)習(xí)方式。課后，對學(xué)生心理感受的問卷調(diào)查表明:100%的學(xué)生喜愛這種課堂活動方式。他們在課堂中投入了激情，煥發(fā)出了生命的活力，迸發(fā)出了思維的火花。課堂實錄中學(xué)生代表的精彩表現(xiàn)說明了這一點。

(一)課堂實錄:物質(zhì)的鑒別實驗的講解和答辯(1A組代表發(fā)言講解，1B組質(zhì)疑提問)1A組:我們組的實驗是探究生理鹽水和5%葡萄糖注射液的多種鑒別方法。主要分為物理方法和化學(xué)方法。我們首先看到所給的鑒別試劑有稀鹽酸、NaOH溶液和硝酸銀溶液，發(fā)現(xiàn)用硝酸銀溶液可以鑒別它們。1A組:現(xiàn)象是生理鹽水中出現(xiàn)白色沉淀，(展示實驗結(jié)果)，請看對比實驗結(jié)果現(xiàn)象是很明顯的。不過，有一點問題，就是葡萄糖溶液中也有渾濁。我們分析認為是用自來水洗滌試管后殘留少量氯離子所導(dǎo)致。但對比實驗的結(jié)果，兩個試管中的現(xiàn)象有明顯差別，所以我們得出結(jié)論未知液1是生理鹽水，未知液2是葡萄糖溶液。1A組:對于物理方法鑒別，我們想到有這么幾種方法。第一種方法，既然葡萄糖注射液和生理鹽水都是可以打入人體血管的，應(yīng)該可以嘗一下味道區(qū)別它們。但是由于我們是在化學(xué)實驗室，試劑瓶也不是特別干凈的，所以嘗的方法不太好，不太安全。1A組:第二種方法，我們看到儀器中有坩堝，想到可以用加熱的方法。實驗顯示加熱后現(xiàn)象差別挺大的。其中未知液1加熱蒸干后得到白色粉末，未知液2加熱時先發(fā)黃，再變黑，并伴有焦糖的香味。很顯然未知液2是葡萄糖溶液，未知液1是生理鹽水。1A組:我們還想到了其他方法。總之，關(guān)于鑒別的方法是首先要分析二者的性質(zhì)差別，再根據(jù)性質(zhì)差別進行鑒別，而且要選擇二者有明顯差別的實驗方法。實驗中要注意對比和不能引入雜質(zhì)干擾實驗。師:另一組同學(xué)有什么不同觀點嗎?1B組:我們也做了向葡萄糖溶液中加入硝酸銀的實驗，也看到了變渾濁的現(xiàn)象。但是我們使用的是干燥試管，當(dāng)然排除了自來水的干擾，所以1A組同學(xué)說的用自來水洗滌試管導(dǎo)致氯離子引入的說法是不正確的。1A組:也可能是葡萄糖溶液是用自來水配制，但這個問題我們可以通過對比實驗解決。我們可以看出生理鹽水和葡萄糖溶液中加入等量的硝酸銀溶液，硝酸銀一定要少，渾濁的程度是明顯不同的，因此可以確定未知液1是生理鹽水、未知液2是葡萄糖溶液。如果不控制硝酸銀溶液的用量，加多了就會出現(xiàn)1B組的現(xiàn)象。

(二)課堂實錄:物質(zhì)的性質(zhì)實驗的講解和答辯(2A組代表發(fā)言，2B組同學(xué)準備質(zhì)疑)2A組:我們看了文獻資料，分析了維生素C的結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)它有兩個重要的性質(zhì)，一個是酸性，所以它又被稱為抗壞血酸，另一個是還原性。2A組:實驗時，我們首先檢驗了維生素C的物理性質(zhì)，主要是其水溶性。我們用的材料是維生素C小藥片，把它放入水中，溶解非常緩慢，而且有沉淀物，所以其水溶性是微溶。第二步我們檢驗了它的酸性，我們用pH試紙測定。大家可以看到試紙明顯顯紅色，pH在3或4左右。2A組:對于其還原性的檢驗。我們選擇的試劑是鐵離子溶液和碘水，這是兩種常見的氧化劑。我們先探究維生素C能否還原鐵離子，向兩支試管中分別加入氯化鐵溶液和鐵氰酸鉀溶液，在其中一支加入維生素C溶液后，發(fā)現(xiàn)很明顯變成了藍色，而且有藍色沉淀，有些顆粒物掛在試管壁上，說明鐵離子被還原成亞鐵離子。2A組:我們發(fā)現(xiàn)(展示兩支試管，一支試管中只有碘水和淀粉溶液，另一支試管中有碘水、淀粉溶液和維生素C溶液)，碘加淀粉的藍色溶液中，加入維生素C溶液后褪色明顯，這說明維生素C的還原性很強，能還原碘。2A組:下面我來總結(jié)一下實驗中的問題。還原性實驗中，有很多氧化劑都能氧化維生素C，那么要選哪些物質(zhì)呢?要找那些比較容易看出現(xiàn)象的試劑。這是一個實驗的原則———明顯的現(xiàn)象變化。另外，還有一個重要的實驗思想就是對比實驗，所以我們每組實驗都設(shè)計了對照實驗。師:另一組同學(xué)有什么異議?或者有什么做得和他們不一樣的?2B組:有兩個細節(jié)問題。一個是“維生素C的水溶性是微溶”這個結(jié)論是不對的，文獻上講是可溶的。實驗中我們選取的維生素C藥片不是純的，可能有其他雜質(zhì)，所以實驗現(xiàn)象不能說明問題。另一個是關(guān)于對照實驗，2A組的兩支試管中的溶液不一樣多，這是為什么?2A組:確實是有差別的，最開始溶液是一樣多的，其中一個加了維生素C溶液，所以就多了。2B組:作為對照實驗，一個加入維生素C溶液，另一個應(yīng)該加等量的蒸餾水吧。2A組:對，這是我們需要改進的。2B組:我們還做了另一個實驗。氯化鐵溶液中加硫氰化鉀溶液，將紅色溶液分為兩份，再分別加維生素C溶液和蒸餾水。加維生素C溶液后紅色明顯變淺，說明維生素C把鐵離子還原。2A組:老師，這兩個實驗?zāi)苷f明什么問題呢?師:我們可以用不同的方法證明同一反應(yīng)的發(fā)生。這是我們探究的意義之一。

(三)課堂實錄:物質(zhì)的檢驗實驗的講解和答辯(3A組代表發(fā)言，3B組同學(xué)準備質(zhì)疑)3A組:由文獻知道，食鹽中加的是碘酸鉀，其方程式。因此，我們設(shè)想的實驗方案是讓食鹽中的碘酸鉀在酸性條件下與碘化鉀溶液反應(yīng)，再用淀粉檢驗生成的碘。我們先用蒸餾水配制了加碘鹽的溶液。取少量食鹽溶液，先用硫酸酸化溶液，再加入碘化鉀溶液，這時我們看到溶液變黃了，再加入淀粉，顯藍色。這已經(jīng)可以說明問題了，但我們考慮到還要排除一些干擾。3A組:第二個實驗中我們用醋酸代替硫酸進行酸化，現(xiàn)象相同，說明硫酸對檢驗沒有干擾。3A組:還要考慮碘化鉀溶液是否有問題，因為碘化鉀有可能被氧氣氧化成碘。第三個實驗我們向碘化鉀溶液中加入硫酸酸化，再加淀粉，發(fā)現(xiàn)沒有明顯現(xiàn)象，這樣就排除了碘化鉀溶液有問題。3A組:第四個實驗我們將食鹽溶液直接用硫酸酸化后，再加淀粉，還是沒有現(xiàn)象，這就說明食鹽中不含碘化鉀。(展示四支試管)3A組:綜合所有實驗，可以推斷加碘食鹽中是碘酸鉀而不是碘化鉀。這就是我們完成的實驗。師:另一組同學(xué)有什么問題嗎?3B組:我們是用碘化鉀淀粉試紙做的，也得到了同樣的結(jié)果。我們把食鹽溶液酸化后，滴到碘化鉀淀粉試紙上，發(fā)現(xiàn)用硫酸酸化的變藍了，用醋酸酸化的不變藍。3A組:請看試管，加硫酸酸化的藍色深，加醋酸的藍色淺。也就是說醋酸酸性較弱，所以如果你加入的量少，氫離子濃度不夠，可能導(dǎo)致看不到藍色。

(四)課堂實錄:教師的總結(jié)和點評師:下面我們小結(jié)一下。第一組，關(guān)于物質(zhì)的鑒別實驗，剛才1A組同學(xué)說得非常好，首先要依據(jù)物質(zhì)的性質(zhì)差別設(shè)計探究實驗，而且要注意取樣分析、操作簡便、現(xiàn)象明顯，同時要控制變量、排除干擾。師:第二組，關(guān)于物質(zhì)的性質(zhì)實驗，2A組同學(xué)講得非常好的一點是，首先要根據(jù)物質(zhì)的結(jié)構(gòu)推測其可能有的性質(zhì)，然后再依據(jù)我們所掌握的反應(yīng)規(guī)律設(shè)計探究實驗。這叫做有的放矢。當(dāng)然，取樣分析、操作簡便、現(xiàn)象明顯、控制變量、排除干擾是一致的。師:第三組，關(guān)于物質(zhì)的檢驗實驗，3A組同學(xué)講得很清楚，首先要根據(jù)文獻中的信息和反應(yīng)規(guī)律設(shè)計探究實驗，特別要分析到各種可能的干擾因素。當(dāng)然取樣分析、操作簡便、現(xiàn)象明顯、控制變量、排除干擾也還是一樣的。師:綜上所述，我們可以得出，關(guān)于物質(zhì)的探究實驗(鑒別、性質(zhì)、檢驗等)的三個基本原則是:①取樣分析原則，凡檢驗必取樣;②可行性原則，原理科學(xué)、方法簡便、現(xiàn)象明顯;③控制變量原則，通過對比實驗排除干擾。希望同學(xué)們在今后的學(xué)習(xí)中，掌握這三個原則。

四、結(jié)束語

課堂不應(yīng)是教師展示自己的地方，而是學(xué)生進行生命活動的舞臺。課堂的主人是學(xué)生，那么教師的任務(wù)是什么?首先，教師是教學(xué)情境的創(chuàng)設(shè)者，選取適合學(xué)生活動的研究性學(xué)習(xí)主題，使學(xué)生能夠在研究中實現(xiàn)知識和能力目標的達成。其次，教師是課堂學(xué)習(xí)活動的導(dǎo)演，演員是學(xué)生，學(xué)生在成功演出所獲得的巨大成就感中提高學(xué)習(xí)興趣和學(xué)科素養(yǎng)。第三，教師是學(xué)生思維發(fā)展的引導(dǎo)者，學(xué)生在研究學(xué)習(xí)活動中的思維障礙點，都需要教師幫助他們?nèi)ネ黄啤嵺`表明，課堂微研究性學(xué)習(xí)活動的學(xué)習(xí)模式是學(xué)生喜愛的，有一定的推廣價值。

作者：孫京 單位：北京市十一學(xué)校