案例分析

案例1 “自来水的生产流程”教学片断设计

苏教版专题1第2单元中涉及自来水的生产,虽然对于具体的工序,学生并不理解,但对于生产过程中的一些基本原理,如过滤、吸附、消毒等学生已经非常熟悉。此时可以按如表所示过程进行教学:

表 “自来水的生产流程”教学片断设计

 

活动内容

教师活动

投影如下问题:
    对某城市自来水的水源水进行水质分析,得到如下数据:
    浑浊度18度、有一定异味、pH7.5、总硬度300mg·L-1,细菌总数1mL水中含有150个。
    (1)请对照附表1“生活饮用水水质标准”,分析该水源水的这几项指标是否符合要求;
    (2)若该水源水的其他指标均符合要求,你认为将该水源水经过哪些工序处理后可得到自来水。

学生活动

讨论、分析。可能得到如下结果:
    (1)浑浊度为18,说明悬浮颗粒物超标,应将悬浮颗粒物沉降,并过滤。
    (2)有异味,应选有吸附性的物质(如活性炭)将异味除去。
    (3)pH7.5,符合水质标准。
    (4)总硬度超标,应想办法降低硬度。(由于学生无基础,无法思考出具体的方法)
    (5)细菌总数偏高,应进行杀菌处理。

师生活动

在讨论、阅读教材的基础上进行总结:
    (1)明矾净水是一种常见的净水方法。明矾溶于水后,发生如下电离:
    KAl(SO4)2=K++Al3++2SO42-
    铝离子发生水解,生成具有吸附性的氢氧化铝胶体:
    Al3++3H2O=Al(OH)3(胶体)+3H+
    氢氧化铝胶体吸附水中的悬浮颗粒,并一起沉降下来。
    (2)氯气常用来进行自来水的消毒,主要原因在于氯气与水反应生成了具有强氧化性的次氯酸,次氯酸具有漂白作用。
    (3)对于硬水来说,需对其进行软化处理。若钙、镁离子以碳酸氢盐的形式存在,可用煮沸法使它们转化为沉淀,若以硫酸盐或氯化物的形式存在,则可用离子交换法加以处理。

通过以上方法进行教学,不仅有利于学生复习已有的知识,如氯气的杀菌原理;还有利于学生掌握新的原理知识,如明矾的净水原理、硬水的软化原理;还可以促使学生在思考问题解决方案、解释方法合理性的同时,认识到化学在生活中无处不在,形成学化学、用化学的意识。

案例2 鲜果中维生素C的还原性

探究学习是学生学习化学的一种重要方式,也是培养学生探究意识和提高探究能力的重要途径。“实验探究维生素C的还原性”是这节课的重点及难点。我先提出了教学设计1。

教学设计1:提供维生素C溶液、高锰酸钾溶液、氯化铁溶液、碘水、淀粉溶液、NH4SCN溶液,请同学设计各种方案来证明维生素C具有还原性。

学生很快得出3种方案:

a.维生素C溶液和高锰酸钾溶液

b.维生素C溶液、氯化铁溶液和NH4SCN溶液

c.维生素C溶液、碘水和淀粉溶液

接着学生猜测可能出现的实验现象,用实验来证明自己的方案及猜想,最后得出结论。

这样做,课的结构是完整了,但是很有“记流水帐”的味道,没有什么特别的地方。我大胆地改变思路,提出了教学设计方案2。

教学设计2:

1.提出问题:提供试剂维生素C溶液、氯化铁溶液和NH4SCN溶液,请学生设计实验方案来证明维生素C是否具有还原性。

2.设计实验方案并猜想现象

虽然只有三种试剂,但在做实验时不同学生滴加试剂的先后顺序极有可能不同,因而实验结果也会有差别。学生一共可以提出六种方案并猜测它们的实验现象。

3.表达与交流:引导学生从实验现象是否明显,操作时是否方便控制(比如会不会因为试剂的稍微过量而影响到了实验结果等)这两个方面来筛选方案,从而得出最佳方案。

4.进行实验:学生根据最佳方案进行实验。

5.解释与结论:

a 维生素C能维持人体内+2价铁的存在,具有还原性;

b 以后在设计实验时,要注意实验方案的合理性。

上完课,很多学生都有这样的体会:看似很简单的实验,可是不同的滴加顺序或用量,就会有不同的结果。

该教学设计以实验探究为主,通过对该案例的分析,我们试图得到一些建议,对在“化学与生活”模块中实施探究教学有所启发。

如何引导学生自己设计实验,学习控制实验过程中的变量,是探究活动中值得注意的问题,教师应该注意引导,而不应该让学生象厨师那样,按照菜谱给出的步骤完成任务,没有自己的思考。该教学设计的方案2与1相比,探究和思考的力度以及学生从探究中得到的收获显然都增加了。

与其他模块相比,“化学与生活”模块侧重于让学生充分感受到实验探究是获取化学知识的一种重要手段,引导学生认识化学与人类生活的密切关系,学会处理生活中的有关问题。因此教学中就要注意联系实际,帮助学生拓宽视野,开阔思路,综合运用化学及其他学科的知识分析解决有关问题。如对案例5-7,可在完成实验探究之后做拓展延伸。

拓展延伸:通过实验我们知道,维生素C有较强的还原性,可将I2、Fe3+还原。它的生理功能与其还原性密切相关。维生素C易溶于水,易被氧化,遇热易分解。请同学们结合这些信息,思考以下问题:

(1)你是否注意到父母在进行蔬菜加工或烹调时,他们是先切菜再洗还是先洗后再切?为什么呢?

(2)在食用黄瓜时,为了减少维生素C的损失,根据维生素C的下列特性,应采取哪些有效措施?(维生素在碱性环境中,易氧化分解。不耐热,在加热烹调时易分解。)