體驗探究過程升華學(xué)科思維

1、體驗探究過程 升華學(xué)科思維探究金屬銅的冶煉原理教學(xué)設(shè)計內(nèi)容簡析本課題是是魯教版初四化學(xué)第三單元金屬結(jié)束后的一節(jié)探究活動課，是培養(yǎng)學(xué)生綜合探究能力的一節(jié)實驗課。從內(nèi)容上看，它包含著氫氣的制取、氫氣還原氧化銅等學(xué)生未知知識，又依托著學(xué)生對冶煉鋼鐵知識的掌握，是一節(jié)典型的綜合學(xué)習(xí)課。從學(xué)生現(xiàn)有知識來看，他們已經(jīng)了解了冶煉金屬的零散的知識，如前面學(xué)習(xí)過的電解熔融狀態(tài)的氯化鎂制取金屬鎂和用一氧化碳還原氧化鐵，但要從堿式碳酸銅開始制備銅卻是一項難度較高的探究任務(wù)，所以本節(jié)課的教學(xué)不論是對教師還是學(xué)生，都是一次挑戰(zhàn)。從實驗角度看，本節(jié)課的難度系數(shù)也較大。學(xué)生雖然在前面學(xué)習(xí)過金屬與酸的反應(yīng)，知道活潑金屬能與酸

2、反應(yīng)生成氫氣，但是卻從未在實驗室中現(xiàn)場操作過，所以對制取氫氣的注意事項不甚了解。況且用氫氣還原氧化銅過程中還有諸多難題需要克服，因此對學(xué)生的實驗技能要求較高，對教師的教學(xué)設(shè)計也就提出了較高的要求。目標(biāo)定位本節(jié)課是學(xué)生在初四階段進(jìn)行的一次綜合性較強(qiáng)的綜合性學(xué)習(xí)活動。本次活動的主旨是通過科學(xué)的研究方式，讓學(xué)生理解如何在實驗室中完成一項具有一定規(guī)模的金屬冶煉課題。而其中蘊(yùn)含的氫氣的制備、氫氣還原氧化銅的原理和方法、對實驗的綜合設(shè)計，都將成為本節(jié)課的學(xué)習(xí)目標(biāo)。雖然本節(jié)課綜合性較強(qiáng)、難度較大，但是由于學(xué)生具備制取氧氣、二氧化碳等氣體的相關(guān)知識，可以借此培養(yǎng)學(xué)生的遷移能力，讓學(xué)生明確制備氣體的一般程序。學(xué)

3、生還具備一氧化碳冶煉氧化鐵的知識，再次可以一并引入，讓學(xué)生在知識的回顧中獲得思維線索，從而能夠順利實現(xiàn)“探究金屬銅的冶煉原理”的活動目的。同時本節(jié)課還肩負(fù)著對學(xué)生實驗技能的進(jìn)一步提升，所以教師在教學(xué)設(shè)計中要充分了考慮這些因素的共存性，智慧的將知識串聯(lián)在一起，以期實現(xiàn)培養(yǎng)學(xué)生綜合能力的目的。一、知識目標(biāo)1、了解孔雀石的成分和用途。2、初步學(xué)習(xí)氫氣的制取和驗純方法，初步了解氫氣還原氧化銅的實驗原理，加深對置換反應(yīng)、分解反應(yīng)以及還原反應(yīng)的理解。3、熟練物質(zhì)的加熱、儀器的連接、氣密性的檢驗等實驗操作。二、能力目標(biāo)培養(yǎng)學(xué)生熟練的實驗?zāi)芰?、較深邃的思維能力，以及對問題的探究和概括能力。三、情感目標(biāo)增強(qiáng)綜合

4、探究能力、創(chuàng)新精神和環(huán)保意識。方法闡釋初四學(xué)生經(jīng)過一年多的學(xué)習(xí)，已經(jīng)具備了一定的探究能力，而且實驗技能也足以讓他們較為順利的走進(jìn)新的實驗氛圍中。但是由于學(xué)生學(xué)習(xí)素養(yǎng)、學(xué)習(xí)水準(zhǔn)、學(xué)習(xí)基礎(chǔ)等諸多不同因素，在各個方面仍存在欠缺。這就要求教師在本課題的設(shè)計中，要做到定位準(zhǔn)確、目標(biāo)明確、策略適宜，在全面了解學(xué)生基礎(chǔ)上進(jìn)行有效教學(xué)設(shè)計。依據(jù)上述情況，本節(jié)課將采用實驗探究法、合作交流法、分析歸納法進(jìn)行教學(xué)。實驗探究法是目前化學(xué)教學(xué)的主旋律，實驗探究能使學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中不斷發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、分析問題，從而達(dá)到解決問題的目的。對于學(xué)生來說，實驗教學(xué)往往比任何一種教學(xué)方式更能引發(fā)他們的興趣，他們在探究過程中表現(xiàn)

5、出來的積極性和主動性，已成為發(fā)展學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力的前提。雖然實驗探究時本節(jié)課教學(xué)內(nèi)容的要求，但是充分挖掘?qū)嶒炋骄康膬?nèi)涵，并以實驗為突破口實現(xiàn)對學(xué)生綜合能力的提升，仍然需要教師做出周密設(shè)計。合作學(xué)習(xí)也是本節(jié)課必然的選擇。學(xué)生一般是四人組開展實驗活動，合作也就成為學(xué)生深入學(xué)習(xí)的一種方式。但是教師要對合作小組進(jìn)行實現(xiàn)的培訓(xùn)，特別是對合作效能提出要求，并給予合理指導(dǎo)方能發(fā)揮合作的作用。同時教師要及時點評合作組的合作情況，讓學(xué)生意識到合作能力是他們走向社會、成就人生的重要技能，從而達(dá)到有效合作、合作順利的目的。對學(xué)生分析歸納能力的培養(yǎng)不是一朝一夕就能形成的，教師只有時時處處對學(xué)生進(jìn)行這方面的訓(xùn)練，才能讓

6、學(xué)生擁有這項技能。因此在本節(jié)課中，不論是教學(xué)設(shè)計還是教學(xué)行為，使之能夠要做到引導(dǎo)學(xué)生對這方面進(jìn)行思考，以達(dá)到預(yù)期的目的。教學(xué)流程 環(huán)節(jié)一 問題引入1、展示堿式碳酸銅和銅的樣品，讓學(xué)生觀察二者的顏色和狀態(tài)。2、提出問題：若要實現(xiàn)用堿式碳酸銅制取銅的目的，我們應(yīng)該具備哪些知識呢？3、學(xué)生總結(jié)：堿式碳酸銅的性質(zhì)實驗原理是什么？實驗的步驟、儀器以及注意事項。4、引導(dǎo)學(xué)生閱讀課本、查閱資料。5、歸納總結(jié)：(1)堿式碳酸銅是一種綠色不溶于水的固體，受熱易發(fā)生分解反應(yīng)，也能與酸反應(yīng)。Cu2(OH)2CO32CuO+H2O+CO2 Cu2(OH)2CO3+4HCl=2CuCl2+3H2O+CO2(2)由銅的化

7、合物制取金屬銅，可以利用以下化學(xué)反應(yīng)：Fe+CuCl2= FeCl2+Cu CuO+ H2Cu+ H2O CuCl2= Cu+Cl2（反應(yīng)條件是通電）(3)氯氣是一種黃綠色的有毒氣體，能與堿反應(yīng)：Cl2+2NaOH=NaCl+ NaClO+ H2O需要準(zhǔn)備以下用品：堿式碳酸銅、鋅粒、鐵粉、稀鹽酸、稀硫酸試管、鐵架臺（帶鐵夾）、燒杯、酒精燈、雙孔橡皮塞、導(dǎo)管、長頸漏斗、膠皮管、彈簧夾、乳膠手套需要注意：不純的氫氣點在或加熱時會發(fā)生爆炸。點燃或加熱氫氣前，需要檢驗氫氣純度。（教師演示，并解釋其中的要點）【出示實驗裝置圖】：引導(dǎo)學(xué)生分析裝置圖的特點及注意事項加熱堿式碳酸銅 制取氫氣 氫氣還原氧化銅【

8、設(shè)計意圖】本環(huán)節(jié)對于學(xué)生完成探究課題至關(guān)重要。我這樣設(shè)計的目的是，首先通過展示堿式碳酸銅和銅的樣品，引起學(xué)生注意。學(xué)生會有這樣的想法：兩種完全不同的物質(zhì)如何實現(xiàn)轉(zhuǎn)化？所以就迫切的想知道其中的反應(yīng)原理。此時我進(jìn)一步提出“若要實現(xiàn)用堿式碳酸銅制取銅的目的，大家認(rèn)為我們應(yīng)該具備哪些知識呢？”這樣一個問題，讓學(xué)生自己總結(jié)完成實驗所必備的知識。由于我在教學(xué)中非常注意對學(xué)生進(jìn)行這方面的訓(xùn)練，所以學(xué)生很快總結(jié)出相關(guān)問題。但是面對學(xué)生的問題，我并沒有迅速給出答案，而是引導(dǎo)學(xué)生自己查閱資料，自己來尋求答案。這樣做，無非是為了培養(yǎng)學(xué)生自主解決問題的能力，也是為了讓學(xué)生學(xué)會查閱資料，提高他們的閱讀分析能力。教師對問

9、題的總結(jié)和歸納當(dāng)然要比學(xué)生占位高，其目的是直接指向本課題的研究目標(biāo)的。而所以要由教師來幫助歸納，是為了彌補(bǔ)學(xué)生閱讀中的不足，通過分析，讓學(xué)生找到差距，讓學(xué)生在今后的學(xué)習(xí)中養(yǎng)成全面分析材料的習(xí)慣。本環(huán)節(jié)的重要性還體現(xiàn)在教師對學(xué)生知識缺陷的有效引導(dǎo)上。盡管學(xué)生在前面學(xué)習(xí)過氧氣、二氧化碳的實驗室制法，但是對氫氣的驗純依然是新課題。所以我在處理這一環(huán)節(jié)時，做了重點強(qiáng)化，并演示，讓學(xué)生在下面的實驗操作中盡量減少失誤。環(huán)節(jié)二 方案設(shè)計1、設(shè)計實驗方案，并與同學(xué)討論。2、教師匯總學(xué)生的設(shè)計方案，組織全班同學(xué)研討，確定最佳方案。3、強(qiáng)化指出確定最佳方案的原因：注意環(huán)保、操作要簡便等因素。4、強(qiáng)調(diào)合作實驗要求。

10、【設(shè)計意圖】方案的選擇首先來源于學(xué)生對知識的感知上。經(jīng)過師生對相關(guān)問題的共同探討和難點問題的過關(guān)，學(xué)生對方案的優(yōu)化型設(shè)計已具備一定能力。所以在本環(huán)節(jié)中，以合作組為單位，組織學(xué)生進(jìn)行合作學(xué)習(xí)，并先在學(xué)生之間的相互評價基礎(chǔ)上組織全班學(xué)生共同確定最佳方案，進(jìn)行的就較為順利。特別是在制取金屬銅的三種方案選擇中【Fe+CuCl2= FeCl2+Cu CuO+ H2Cu+ Cl2CuCl2= Cu+Cl2（反應(yīng)條件是通電）】，引發(fā)了學(xué)生深層次的思維，從而在激烈競辯得出選擇方案的基本原則，較順利的實現(xiàn)了這一環(huán)節(jié)的目標(biāo)。為了讓學(xué)生能在下一步的實驗中盡可能減少失誤，我在此再次強(qiáng)調(diào)實驗注意事項，特別對合作組的的合

11、作效度提出要求，目的是進(jìn)一步強(qiáng)化實驗準(zhǔn)則，引起學(xué)生注意。事實證明，這些做法都是必要的，從課堂的效果來看，教師的引導(dǎo)起到了較快速提升學(xué)生綜合能力的作用。環(huán)節(jié)三 實驗操作及評價1、分組實驗，教師巡回指導(dǎo)，注意觀察學(xué)生的操作技能，并及時對學(xué)生作出指導(dǎo)。同時觀察小組合作學(xué)習(xí)的能效，準(zhǔn)備點評資料。2、實驗中，學(xué)生注意觀察實驗現(xiàn)象，并有專人做好記錄。3、實驗完畢后，要求學(xué)生整理實驗臺，并由組長組織本組成員初步對實驗進(jìn)行評價和分析，尤其注意評價組員的合作情況。4、教師點評。從學(xué)生的實驗情況和實驗態(tài)度兩方面進(jìn)行點評，隊表現(xiàn)積極，具備優(yōu)良的實驗?zāi)芰?、合作能力的學(xué)生提出表揚(yáng)?！驹O(shè)計意圖】本環(huán)節(jié)是課堂的高潮。經(jīng)過前

12、面兩環(huán)節(jié)的鋪墊，學(xué)生在實驗中表現(xiàn)出了自信、積極的情緒。合作組的合作情況也基本能達(dá)到要求。從這一環(huán)節(jié)中學(xué)生的表現(xiàn)來看，給予他們機(jī)會，學(xué)生就能很好的展示，同時提醒教師，讓學(xué)生在實踐中成長，比之過度的說教更能實現(xiàn)教育的宗旨。這一環(huán)節(jié)中我將重頭戲放在了師生點評上。這樣做的目的是，再次與學(xué)生回顧知識，達(dá)到強(qiáng)化、深化認(rèn)識的作用，而學(xué)生生之間的互評，對每一個學(xué)生來說無疑是一次“照鏡子”的機(jī)會，他們會從同伴的目光中看到自己的表現(xiàn)，有利于他們自我認(rèn)識的提升。盡管時間所限，教師沒有對每一名學(xué)生點評，但是從教師的點評內(nèi)容中，依然體現(xiàn)出教師對教育的理解，即，課堂學(xué)習(xí)的目標(biāo)不只是對知識的掌握，還要在掌握知識的同時具備科

13、學(xué)精神，讓學(xué)生明確，他們的任何一次學(xué)習(xí)活動，都是對自己人文素養(yǎng)的提升，只有在課堂上大膽展示自我、由于超越自我的學(xué)生，才能得到教師的賞識，同時也是他們努力的方向。環(huán)節(jié)四 總結(jié)提升學(xué)生完成實驗報告：實驗內(nèi)容和實驗步驟觀察到的現(xiàn)象結(jié)論、解釋和化學(xué)方程式加熱分解堿式碳酸銅，制備氧化銅，并檢驗產(chǎn)物。試管口應(yīng) 傾斜，因為反應(yīng)產(chǎn)物中有 生成，證明堿式碳酸銅受熱分解的產(chǎn)物有 反應(yīng)的化學(xué)方程式為 制取氫氣并檢驗氫氣的純度反應(yīng)的化學(xué)方程式 檢驗氫氣純度的方法 氫氣還原氧化銅制取金屬銅實驗中，加熱前先通入氫氣的目的是 停止加熱后還要繼續(xù)通入氫氣的目的是 反應(yīng)中有 生成反應(yīng)的化學(xué)方程式 實驗反思1、本實驗對我的啟示是

14、什么？（至少寫兩點）2、我在實驗中出現(xiàn)的問題是什么？【設(shè)計意圖】課堂上給學(xué)生“留白”的機(jī)會，是近年來我在教學(xué)中常采用的方法。當(dāng)激烈的爭論、高潮迭起的實驗、學(xué)生之間的相互合作等學(xué)習(xí)活動結(jié)束后，學(xué)生需要有一個“回歸”，回歸到理性的思維狀態(tài)中，需要“反芻”，將吸收的內(nèi)容消化吸收，需要給自己一個喘息的機(jī)會，讓心寧靜下來。所以，這段時間，其實是學(xué)生自我反思、主動建構(gòu)知識過程。雖然表格中的內(nèi)容不過是剛才學(xué)習(xí)過程的再現(xiàn)，但是讓學(xué)生口頭表達(dá)和落實到筆端之間還是有一定距離的，而對于學(xué)生來說，這一過程的訓(xùn)練才是讓他們將思維條理化的重要一環(huán)。他們也必然會在這樣的訓(xùn)練中，得到能力的思維能力的提升。環(huán)節(jié)五 深度探究 1

15、、在本次實驗探究過程中，為保證實驗的安全和獲得正確的實驗結(jié)論，有哪些問題需要注意？2、通過本次探究活動，你認(rèn)為在設(shè)計制備某種物質(zhì)的實驗方案時，應(yīng)考慮哪些問題？3、本次探究活動重點得到的金屬銅可能含有雜質(zhì)，你如何除去這些雜質(zhì)？請設(shè)計有效方案，并列出實驗步驟和所需儀器?！驹O(shè)計意圖】從課堂教學(xué)的進(jìn)展來看，這一環(huán)節(jié)即使結(jié)束語，又是學(xué)生再次走進(jìn)探究氛圍的一個新起點。雖然前兩個問題在前面已經(jīng)探究過，并且學(xué)生也在評價中對此做過總結(jié)，但是在這里再次進(jìn)行深度探究，卻有著不可代替的作用，它體現(xiàn)出了教師對學(xué)生綜合實驗?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)。特別是第3題，又以一個探究實驗題的形式，將學(xué)生引入到新的探究情境中。盡管由于課堂教學(xué)時間

16、所限，無法讓學(xué)生在課堂上進(jìn)行爭論、研討，但是帶著本節(jié)課對實驗探究的熱情和態(tài)度，學(xué)生會將課堂延伸到課外，其實，這也是教育的目的之一?！窘逃兴肌拷逃淖谥疾辉谟诎驯M可能多的東西教給學(xué)生，而在于教給學(xué)生怎樣學(xué)習(xí)的方法，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中能動、自主地求知，讓學(xué)生擁有挑戰(zhàn)自我的勇氣和良好的學(xué)習(xí)品質(zhì)。因此，教師除了向?qū)W生傳授必需的知識與技能之外，更重要的就是讓學(xué)生學(xué)會學(xué)習(xí)，使每一個學(xué)生能夠進(jìn)行有效的學(xué)習(xí)，使之按自己的興趣所向得到盡可能充分的發(fā)展。因此，在教學(xué)中，我們必須遵循學(xué)生的學(xué)習(xí)規(guī)律，積極創(chuàng)設(shè)能引導(dǎo)學(xué)生主動參與的教育環(huán)境，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，培養(yǎng)學(xué)生掌握和運用知識能力，培養(yǎng)學(xué)生積極向上的學(xué)習(xí)品質(zhì)，

17、讓學(xué)生在實踐中獲得綜合能力的提升。一、關(guān)注學(xué)生來自以往的直接經(jīng)驗。學(xué)生的直接經(jīng)驗和原有水平是課堂教學(xué)得以進(jìn)行的根基和源泉，是學(xué)生學(xué)習(xí)的活動的起點和基礎(chǔ)。若要實現(xiàn)探究性的課堂教學(xué)的有效性，就必須結(jié)合學(xué)生的直接經(jīng)驗，以現(xiàn)實的體驗和直接的經(jīng)驗來豐富、拓展和提升個體的認(rèn)知，把學(xué)生原有的生本資源和教學(xué)資源融會貫通，從而發(fā)揮出教學(xué)對學(xué)生身心發(fā)展的積極、獨特的作用。教師作為學(xué)生學(xué)習(xí)方向的引導(dǎo)者和合作者，要充分了解學(xué)生已有的水平，利用各種形式將學(xué)生的體驗引入課堂，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)中感受到自己如果做個有心人就能發(fā)現(xiàn)一個問題、解決一個問題，最終成為學(xué)習(xí)的探索者和開發(fā)者。如本節(jié)課中，學(xué)生已經(jīng)具備在實驗室中制取氧氣和二氧

18、化碳的經(jīng)驗，此時就可直接采用“拿來主義”，讓學(xué)生通過知識的遷移得出制備氫氣的方法。再如，學(xué)生對一氧化碳還原氧化鐵不陌生，也可直接“拿來”，在此基礎(chǔ)上探討氫氣還原氧化銅的方法。這樣就能使學(xué)生認(rèn)識到知識的學(xué)習(xí)是有“階梯”的，最后的成功只賞識那些堅持不懈的人，從而達(dá)到讓學(xué)生端正學(xué)習(xí)態(tài)度的目的。二、探究要適度。課堂教學(xué)時間畢竟是有限的，讓學(xué)生在一堂課中無休止的探究也是不可能做到的事，特別是當(dāng)遇到難度較大的問題時，教師一味地要求學(xué)生冥思苦想，不但造成時間的浪費，也會導(dǎo)致學(xué)生的思維疲勞，降低學(xué)習(xí)的積極性。因此，在探究的過程中教師要把握好尺度，在必要的引導(dǎo)下，讓學(xué)生進(jìn)行有效的探究。例如本節(jié)課中，實驗內(nèi)容是較繁瑣的。加熱分解堿式碳酸銅、