分散系化学教育论文

2022-05-03

小伙伴们反映都在为论文烦恼,小编为大家精选了《分散系化学教育论文(精选3篇)》,供大家阅读,更多内容可以运用本站顶部的搜索功能。摘要:丁达尔效应实验引入激光笔作光源已成为教师广泛采用的方法,然而由于激光的特殊性,实验中出现的一些问题也随之增多,文章对这些问题进行了实验对照和理论研究,得出了一般体系都有光散射现象,只是强弱不同,并对这种差异进行了理论分析,同时对黑暗中一些体系的光散射以及光辐射等疑难问题进行了理论研究。

分散系化学教育论文 篇1:

基于宏微结合素养的教学案例设计

摘要:利用生鸡蛋卵壳膜选择性透过的特点做水和蛋白质微粒大小的对比实验,发现生鸡蛋浸泡在水中,一周可增重37%O用自然光照射硫代硫酸钠溶液和稀硫酸的反应体系,可以看到溶液、胶体、悬浊液三种分散系的渐变过程。将胶体胶粒大小用宏观现象放大表现,例证结构决定性质是宏微结合思维的理解和应用。

关键词:胶体分散系;卵壳膜;胶原蛋白肠衣;自然光;波长

doi:10.3969/j.issn.1008-0546.2021.05.015

一、问题的提出

胶体在苏教版高中《化学1(必修)》2020年第1版)专题一第三单元《物质的分散系》、沪科版高中《化学1(必修)X2021年第1版)第一章1.1《物质的分类》中,作为高中化学承接初中对物质类别的深入了解, 安排了胶体分散系的内容。对初高中化学知识有承上启下的设计,符合学生认知发展规律。其中对胶体分散系的学习,和初中化学的溶液、悬浊液体系有平行对比的关系,完善了物质按微粒大小进行分类的知识架构。

胶体是一种具有重要实际应用的分散系,影响其性质的关键点是其分散质的颗粒直径在10-9~10-7m 左右,介于溶液与浊液分散质颗粒直径之间。正因为其颗粒直径大小,决定了它具有丁达尔现象、聚沉、电泳等性质,这些性质决定了胶体的应用价值,如卤水点豆腐、静电除尘、冲击岛形成、纳米材料的特性。这个本质特征需学生经历提出问题、设计方案、实施实验、得出结论,才能真正理解并加以应用。这个建构的过程是学生证据推理、模型认知、科学探究与创新意识等素养形成的过程⑴。

本课例的设计,以学生熟悉的材料入手,设计不同实验加以体验,核心知识即认识分散质大小使学生深刻理解胶体具有不同于溶液和浊液的特殊性质及其形成原因。

二、教學设计

课堂教学流程,见图1。

1.学情分析

本节课是高一必修课第一章的内容,课时两节课。基于物质分类的角度,将溶液、悬浊液、胶体三种分散系做贯通,使知识体系更完整,以实验探究为主要课堂教学手段设计了《胶体》一课。知识背景有:高一化学反应速率的实验——硫代硫酸钠溶液和盐酸反应,从析出硫颗粒由小到大的过程可以体验三种分散系的渐变,分散系的宏观表现可以用渗析、丁达尔现象来佐证。宏观的不同表现是因为微观颗粒大小不同,教师结合过滤、渗析、光的散射等知识,引导学生将物理、生物、化学等知识做跨学科的整合。实验器材以生活中的鸡蛋、肠衣等作载体,认识生活中的材料,以真实情境、生活化的空间开展学习活动,让物质的分类更系统、完整。

2.教学目标

⑴了解胶体的定义。认识肠衣、鸡蛋内膜是半透膜。

(2)通过丁达尔现象认识溶液、胶体、悬浊液三种分散系的微观区别。

(3)利用各种材质进行化学实验,并发现其中共性的知识,形成一定的创造思维能力,达到学科的交叉融合。

(4)能够根据生活中常见现象进行宏观辨识,并进行微观探析。

3.教学准备

耗材和试剂:鸡蛋、肠衣、淀粉溶液、硫代硫酸钠溶液、盐酸、碘水、蒸璃水。

仪器和设备:烧杯、棉线、大试管、保鲜袋、激光笔、电筒、水缸。

4.教学实录

[课堂引入]学生在家里用9度白醋浸泡生鸡蛋, 将外壳去除。将已去除外壳的鸡蛋浸泡于蒸僭水中(图2),记录每天鸡蛋的质量变化(见表1),测量周期为一周。

[实物展示]一周前,将一颗去壳(用盐酸处理)的生鸡蛋浸泡在水中,记录每天的质量变化,质量增幅37%左右⑵。

[问题1]为什么鸡蛋质量增重?

[学生回答1]水进入了鸡蛋,所以变重了。

[问题2]为什么肯定只发生了水进入鸡蛋的过程呢?鸡蛋清、蛋黄有没有出来呢?

[学生回答2]甲:不会出来。因为鸡蛋膜保护了鸡蛋里的物质,不会出来。

乙:肯定是水进去了,因为茶叶蛋就是酱油渗入鸡蛋里。

丙:是的,咸鸭蛋也是这个道理。食盐溶液会钻进蛋壳。

设计意图:通过生活中熟悉的咸鸡蛋、茶叶蛋等知识,结合教师将鸡蛋浸泡在水中一周后的质量变化,以数据为客观证据,引导学生思考水分子和蛋白质分子的微粒大小,以及鸡蛋卵壳膜的孔隙大小。

[教师引导]同学们都很会观察生活。这些现象说明了水分子和蛋清这种物质有粒径大小的不同。下面请大家分小组做一个有趣的实验,可以快速、明显地看到水进入了鸡蛋。把鸡蛋大的一端敲破,剥去0.5cm2的蛋壳,当心不要弄破里面的鸡蛋膜;用锥子在鸡蛋的另一端扎破蛋壳,将毛细管插入,小心搅动,将蛋黄的膜刺破。点燃蜡烛,将烛泪滴到毛细管和蛋壳间将缝隙封住。把暴露蛋膜的一端浸泡在蒸儒水中, 静置,观察(图3)⑶。

[学生活动1]预计5分钟。实验结果:有的可以看到毛细管中有透明液体上升;有的看到毛细管和蛋壳接触的地方有蛋液流出。

[师生评价讨论]为什么有的小组没有成功?原来,如果毛细管和蛋壳间的缝隙没有用蜡烛封死,进入鸡蛋的水会将内容物从缝隙处压出,所以要保证气密性良好。

[教师解释,PPT出示效果]蛋白质是大分子,被蛋膜包住,不能透过蛋膜。但水是小分子,可以自由通过鸡蛋膜。纯水中所含水分子的数目要比同体积的鸡蛋内液多,因此在相同时间内,从纯水透过鸡蛋膜进入鸡蛋内液的水分子,比从鸡蛋内液透过鸡蛋膜进入纯水的水分子多,导致毛细管中液面升高。

[学生提问]鸡蛋里也有水吗?

[教师回应]鸡蛋里水的比例有70%左右。

[教师提供信息]一个鸡蛋如果长时间放置,也会变轻的。还会变臭,大家知道为什么吗?

[学生讨论]水可以进出鸡蛋,说明鸡蛋有气孔。空气进入鸡蛋,会腐败。水渗出挥发,鸡蛋质量会减小。

[教师提问]鸡蛋内膜的孔隙大小?

[学生讨论、提出问题]原子直径大小10-10米,分子大小也是这个数量级,说明鸡蛋内膜孔隙比10-10米大。但是内膜孔隙大小的上限是多大?蛋白质分子又是多大?这个能通过什么实验知道吗?有没有对应的材料做实验。

[教师提供工具]同学们通过观察,发现了鸡蛋的特点。现在提供了滤纸、保鲜袋、动物肠衣,还有淀粉溶液、碘水等材料。请同学们用这些工具做实验,比较滤纸、保鲜袋、动物肠衣的孔隙大小。

[学生设计活动2]学生商量后,取一节肠衣,用棉线扎好一端,再用漏斗将淀粉溶液灌入,再扎好另一端,放在有水的烧杯浸泡,在烧杯中滴入碘水;同样将淀粉溶液灌在保鲜袋中,扎紧,浸泡在有水的烧杯中, 在烧杯中滴入碘水。实验时间预计3?5分钟。

[学生陈述实驗现象]肠衣里的淀粉变成蓝色的了,好有趣,蓝色“香肠”(图4)。但是烧杯中还是黄色溶液,说明淀粉分子没有出来。保鲜袋里的还是原样,碘水没有渗入,没有变黄色。

[教师活动]把淀粉溶液倾入有滤纸的漏斗,发现液体顺利透过。请同学归纳,你通过实验发现了什么?

[学生阐述]说明鸡蛋内膜、动物肠衣的孔隙大小差不多,小分子和离子可以自由进出,大的微粒如蛋白质、淀粉分子就不能透过。滤纸的孔隙大,因为淀粉分子可以透过。

[学生思考]这些物质该如何分类,它们之间有什么关联?.

[教师板书]胶体。

定义:分散质微粒的直径大小在1~100nm的分散系叫做胶体。

分散剂是水或其他液体时,按分散质粒子的大小分为:溶液、胶体和浊液。分散质粒径小于1nm的是溶液,大于100nm的是浊液。( 1nm=10-9m)

[教师小结]通过刚才的对比实验,碘水是溶液, 其中溶质和溶剂的微粒直径小于1nm,约IO*米。蛋白质、淀粉溶液里的微粒直径大于1nm。动物肠衣、鸡蛋内膜的孔隙直径小于蛋白质、淀粉溶液的微粒, 滤纸孔隙最大,保鲜袋不透水、不透气,是否没有孔隙呢?要查阅资料。

[教师提出问题]初中学过悬浊液,按照定义,颗粒直径大于100nm,滤纸用了分离悬浊液中的溶质,说明滤纸的孔隙小于100nm。所以,蛋白质、淀粉分子直径大小就在1?100nm间,这样的推理正确吧?

[学生思考交流]可以这么推理。不过,还有没有其他测量方法测定微粒的大小呢?

[教师活动]演示实验:将0.05 mol/L硫代硫酸钠和0.1 mol/L盐酸反应倒入一水缸(方形或圆形),用手电筒(白光)照射,观察手电筒射岀的白光在水缸穿行的现象(图5)。

[教师板书]Na2S2O3+2HCl →2NaCI+S ↓+SO2+H2O

[学生观察后描述]开始光穿透了溶液,射到对面的黑纸上;随着水缸中液体逐渐浑浊,可看到液体中出现了明亮的淡蓝色光路,穿出水缸在黑纸上呈现橙色的光斑;当水缸里液体浑浊后,没有了光路,黑纸上也没有了光斑⑷。

[学生分组讨论,相互释疑]

问题1:为什么照射的白光会在水缸和纸上呈现蓝色和橙色?白光是复合光,怎么会分光的呢?

问题2:为什么光路会呈现三段不同的现象?

问题3:这个实验和胶体、鸡蛋、蓝色香肠有什么关系?

[教师回应]同学们很善于观察,也很会思考提问。我们来分析一下,一般可见光波长是400?700nmo光照射到不同大小的微粒上有四种表现:透射、反射、吸收、散射。

[教师讲解]刚才同学们从侧面看到了光路,说明光线“转弯”了,从入射光侧面的角度看到光路,这是分散系中颗粒对光发生了散射。靛蓝色(455?390nm)比橙色(597?577nm)波长短,更易被分散质散射,呈现出蓝色光路;而橙光散射得少,透过分散系投在纸上呈现橙色光斑。随着硫单质逐渐生成为大颗粒,光被大颗粒挡住了,反射。

[教师板书]丁达尔效应——当一束光线透过胶体,从垂直入射光方向可以观察到胶体里出现的一条光亮的“通路”。

[学生呼应]当水缸中出现那条光路的时候,就是胶体,随着反应进行,最后是悬浊液。

[学生提问]还有什么是胶体?

[教师回应和示范]下面根据讲义,同学们再做一个实验,看看还有什么别的胶体。

[学生活动3]在大试管中加入约1/3的蒸僧水,煮沸,滴加饱和氯化铁溶液,用红色激光笔从侧面照射观察有光路出现后,即制得了 Fe (OH)3胶体。

[教师板书]FeCl3+3H2OFe(OH)3(胶体)+3HCl

[学生活动4]将Fe(OH)3胶体分到二个试管里, 一支试管继续加热,发现变浑浊(产生疑问,为什么呢?)。将氯化铁溶液、氢氧化铁胶体、氢氧化铁沉淀并排排列,用红色激光从左边照射。观察光的透过情况。从左往右依次命名试管为1号、2号、3号。

[教师和学生互动]

1.氢氧化铁胶体受热后,微粒运动剧烈,发生了聚沉,胶体是一种较稳定的分散系但通过外因可使其聚沉,以后再学习;

2.学生出示实验结果;

3.选取一组学生实验:最左边是溶液,光线直接透过,当中是胶体,光线有散射,看到光路,射到浊液上, 被反射,不透光。(图6、图7)

[教师总结]今天这节课我们学习了除溶液、悬浊液外的另外一种分散系一一胶体,而且通过工具看到了胶体里的分散质颗粒大小。同学们产生的一些疑问,可以继续学习、查阅资料。

[作业]用手电筒(或者激光笔,注意不要照射眼睛)寻找生活中的胶体;现象明显的拍照记录。

三、教学反思

本课抓住学科知识来自生活的属性,把课堂实验中采用的相关实验条件及材料做变量处理和迁移,给知识以生长点,即知识背后的知识是什么?如白光中包含了波长不同的七色光,波长较短的蓝色散射强度高,这个和解释天空、海水为什么看上去是蓝色,是同一个道理。鸡蛋卵壳膜是一种天然半透膜,用常见的鸡蛋作为教具,让学生进一步理解渗透压的概念、大分子蛋白质的胶体属性。用生活中的各种材质进行化学实验,以学生的感受为主,可使其发现生活中各类材料、现象所包含的丰富知识,体验鸡蛋卵壳、肠衣、蛋白质、淀粉等生活中常见物质的性质,可迁移到分散系这一知识体系[5.6];在此过程中,悟出如何将微观粒子用宏观实验加以放大表现的科学逻辑思维。

对于化学学科的本质特征及其价值,化学与物理、生物学的本质区别又究竟是什么,是化学家、化学哲学家和化学教育家试图回答的问题。物理、化学、生物都是“以实验为基础”的学科,2017年版普通高中化学课程标准提出了化学“从微观层次认识物质,以符号形式描述物质,在不同层面创造物质”,定义了“创造物质”是化学学科的独有特征⑺。胶体知识和纳米材料的创造开发利用,就符合这样的逻辑关系,物理、生物学科都在认识物质,但化学学科的创造物质更是变化之学的魅力,《胶体》放在高一开篇,有承上启下的设计。

参考文献

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作者:曾德琨

分散系化学教育论文 篇2:

对丁达尔效应的研究

摘要:丁达尔效应实验引入激光笔作光源已成为教师广泛采用的方法,然而由于激光的特殊性,实验中出现的一些问题也随之增多,文章对这些问题进行了实验对照和理论研究,得出了一般体系都有光散射现象,只是强弱不同,并对这种差异进行了理论分析,同时对黑暗中一些体系的光散射以及光辐射等疑难问题进行了理论研究。

关键词:分散系;丁达尔效应;光散射;发射光谱频移

丁达尔效应是胶体分散系的一种重要的光学性质,这种光学性质也是中学教师关于胶体性质和胶体分散系鉴别教学的重点内容,特别是近几年来以激光笔为光源的丁达尔效应实验的结果更是引起了人们广泛的关注,其中一些研究成果引人瞩目[1,2],但是仍有很多问题需要在实验的基础上,进行深入的理论研究。

1 分散体系的光散射实验

为了全面准确地把握丁达尔效应产生的原因,我们对常见的一些溶剂、不同的分散系采用不同的光源进行实验,盛装药品的玻璃仪器均为50mL小烧杯,三色激光笔(50mw)(波长:红/650nm,绿/532nm,蓝紫/405nm);绿色激光笔(200mw)(波长532nm±10)。实验结果如表1所示。

实验结果表明以不同激光笔为光源的丁达尔效应实验展示了和以往人们关于丁达尔效应实验现象不同的诸多方面:(1)大多数不同的体系均有光亮的通路,有强弱之分;(2)功率高的绿色激光笔几乎对所有分散系形成光亮通路且可透过;(3)纯水也有程度不同的光亮通路;(4)对于溶液而言正常光线下是微弱光亮通路或没有光亮通路,但是在黑暗中确是较明显的光亮通路;蒸馏水也一样;而光亮通路(垂直于光的入射方向观察的结果)的颜色以及透过光或光斑(透过分散系在背景墙上形成的光点)的颜色也成为人们研究的另一方面。对此我们认为,上面表1、2说明发出不同颜色激光的激光笔给丁达尔效应实验带来了极大的方便,但是也出现了复杂情况,因此结合化学实验以及理论研究对丁达尔效应实验进行深入的研究是十分必要的,以下是我们根据光散射理论[3]、常见分散系分散质微粒大小之间的关系[4]进行的有关研究。

2 实验结果的讨论

表1、2展示的实验内容是一些具有代表性体系的丁达尔效应,但是实验结果却和教科书的一些内容有些出入,这些实验结果也是一些教师以及学生心中疑惑的问题,因此有必要对实验现象加以理论分析。

2.1 实验教学中应关注的问题

研究实验结果之前对散射理论以及相关问题做必要的梳理是搞好实验分析的重要前提,也是深刻理解胶体分散系的必然要求,对此分析如下:

(1)胶体分类中只有疏液胶体具有全面的胶体性质,亲液胶体以及缔合胶体严格讲和疏液胶体具有本质区别。

(2)胶体的分类是相对的,其中微粒大小略小于1 nm或略大于100 nm的分散系也具有一定的胶体性质[5]。

(3)体系微粒对光的散射是广泛存在的,散射的原因不同结果也不同,胶体分散系可能没有丁达尔效应,非胶体体系也可能有丁达尔效应,一般看来胶体分散系的丁达尔效应比较强[6]。

(4)光亮通路的颜色及原因、入射光、散射光、透射光性质、溶胶颜色等问题应该引起教师的关注。

(5)观察光亮通路的最佳位置应该引导学生实验研究并加以总结。

2.2 分散体系光散射实验结果分析

2.2.1 CCl4(l)、C6H6(l)、H2O(l)的光散射

这三种液体的实验结果表明有微弱的丁达尔现象,依据Rayleigh散射理论如n1=n2则应该无散射现象,但是依据Debye散射理论观点,由于分子的热运动会引起液体密度的涨落,局部区域密度的涨落会引起折射率的变化,从而引起系统的光学不均匀性而引起光散射,由于一定温度下分子的热运动变化不大,因此液体密度的变化也应该很微弱,所以这种散射也应该很微弱,另外CCl4分子间的卤键、C6H6分子间π-π以及C-H…π作用,H2O分子之间的氢键等弱相互作用都可能促成小分子向大分子的聚集,实现进入1~100 nm而产生微弱的丁达尔现象也是很重要的因素,例如研究表明H2O分子之间通过氢键确实可以形成纳米水,纳米水分子的大小在2~100 nm之间[7]。

2.2.2 医用酒精、CuSO4(饱和)、NaCl(饱和)的光散射

这三种液体的实验结果表明有微弱的丁达尔现象,只是CuSO4(饱和)对绿色或蓝紫色激光的丁达尔现象强些,依据Debye散射理论观点医用酒精、NaCl(饱和)的微弱丁达尔现象应该来自溶液中的溶剂密度的涨落,其次是溶质的浓度的涨落;而CuSO4(饱和)比较特殊,一是对红色激光没有通路,其原因是由于CuSO4(饱和)是蓝绿色的,说明其溶液对红光有吸收作用,所以没有光亮通路,二是CuSO4(饱和)对蓝紫色或绿色激光的散射比医用酒精、NaCl(饱和)强一些,这可能是在硫酸铜溶液中存在如下平衡[8]:

CuSO4+2H2O Cu(OH)2+H2SO4

CuSO4+Cu(OH)2 Cu2(OH)2SO4

由于难溶物Cu2(OH)2SO4的生成,可能形成疏水胶体,特别是在加热硫酸铜的情况下,这种疏水溶胶的浓度可以期望达到理想的程度。

2.2.3 豆浆、牛奶的光散射

实验结果表明浓的豆浆或牛奶对三种激光没有光亮通路,只是在激光入射点靠近液面处能观察到近圆形的散射光;极稀时才对三种激光形成光亮的通路;对于这两种分散系一般专业书籍中认为是乳浊液[9],而高中教材中认为豆浆是胶体,据此很多教师或学生认为牛奶和豆浆类似,也应该为胶体,据此我们查阅了豆浆、牛奶的有关组成的信息,情况如下。

前面的分析说明四者颜色的关系比较复杂,把握四者颜色之间的关系对于引导学生观察,培养学生观察能力很重要,对此总结如下:

(1)如果入射激光颜色和分散系颜色互补,白天则可能没有光亮通路,也可能没有透射光(亮斑)。例如:Fe(OH)3(胶体)(蓝紫色激光)、硫酸铜(饱和)(红色激光);但是如果分散质的浓度比较小,尽管入射光颜色和分散系颜色互补[26],这时也可能形成和入射光颜色一致的散射光和透射光(光斑),红色激光笔照射稀的硫酸铜溶液的实验现象就是这样。

(2)如果入射激光照射到无色透明的胶体分散系上,则散射光和透射光的颜色和激光颜色一样,如果激光照射到有色胶体分散系上且胶体分散系颜色和激光颜色不互补,则散射光和透射光的颜色和激光颜色一样。

(3)如果入射光为自然光,胶体分散系透明有颜色,则自然光中和胶体颜色互补的颜色被吸收,胶体本身的颜色被散射。

(4)如果入射光为自然光,胶体分散系为无色透明,则这时散射光为蓝紫色,透射光为黄色,具有互补性,例如硅酸溶胶的丁达尔效应实验的散射光和透射光就是这样。

(5)当一束光通过介质时,在入射光方向以外的各个方向观察到光辐射的强度与入射光波长(λ)以及微粒尺寸大小(d)有关,Rayleigh散射(d≤0.05λ)研

由公式可知,散射光强度i与入射光波长的四次方成反比,波长愈短,散射愈强;散射光强度与粒子体积V的平方成正比,这说明粒子尺度对光散射的重要性;散射光强度与单位体积内的粒子数N成正比,分散相粒子与分散介质的折射率(n1、n2)相差愈大,散射作用愈强。值得注意的是,如果胶体胶粒的浓度较大或胶体粒子在体系内排列较整齐时,每个粒子所产生的散射光相互干涉,可使散射光消失。

4 思考及启示

高中教材采用了硫酸铜溶液和氢氧化铁胶体对比的实验方法进行了实验教学,从目前的实验效果看并不好,因为当采用绿色或蓝紫色激光时,硫酸铜溶液和氢氧化铁胶体两者都有明显的丁达尔现象。我们认为作为课堂演示实验应该具有稳定的演示结论,而硫酸铜溶液不具备演示结论的稳定性,用红色激光没有丁达尔现象而用绿色或蓝紫色激光就有,这种情况容易使教学效果打折扣。所以根据表2如果把硫酸铜溶液换成医用酒精,这时即使采用不同颜色的激光,也会出现教材上描述的溶液有微弱丁达尔现象的结论。另外对配好的溶液而言减少对其扰动或放置一定时间后再做丁达尔效应实验并且和胶体分散系对比效果较好;另一方面由于激光技术的普及,各种激光颜色的激光笔进入家庭,使得各种情况的丁达尔效应实验现象广泛进入学生的视野,由此引起的问题是学生对丁达尔效应的各种疑问,这不能不说对教师的教学带来了新的问题。因此在这样的背景下深入研究丁达尔效应以及相关的理论问题对教师搞好化学实验教学具有重要的启示。

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作者:李俊生 赵琳 孙晶 郭瑞红

分散系化学教育论文 篇3:

反思:浅谈实验教学在化学教学中的应用

摘要:进入21世纪以来,化学教学的课程改革已经进行了几年,凡参与其中的广大师生大多经历了复杂的心路历程,特别是教师们付出了艰辛的劳动,也取得了课程改革和教学改革的丰硕成果。重庆作为全国课改的最后一批,在最后这一届老教材的教授过程中,教师们也受到了新教材理念的很多冲击,对原有教材进行了一些与时俱进的革新,本文结合自己备课中的一些体会,提出一些粗浅的观点,期望与广大化学教育工作者共同交流和讨论。

关键词:备课;实验;胶体;分散系

不同时期对人才的要求不一样,我们教学的重点和对人才的培养方向也有区别,20世纪70年代以来,世界范围内开展了新的一轮科学教育及课程改革,确定了现代教育开始注重科学、技术和社会(STS)的科学教育。以至于新教材的编排由原来的体现化学学科知识的体系化,而改为适应学生认知能力的模块教材的编排体系。不少教师认为,新课程模块教材所呈现的知识不成体系,较为散乱。事实上,这些教材较好地体现了基础性,选择性和时代性等鲜明的特点,关键是教师如何能真正理解教材的教学目的。将教材的内涵和外延内容传授给学生。在老教材的高三(选修)课本里的《胶体》一章,编排的位置和所要求体现的内容,也类似于新教材的模块教学模式。在以前的教学中,也感觉这一章的内容,概念抽象,且与其它章节联系不大,教学时,无论多具体,还是逃不过学生学了就忘的命运。而且,这部分的知识以概念理解和应用为主,不需要过分深入,有的教师就感觉很难把问题讲授清楚,甚至觉得概念过于抽象,上课下来后,感觉语言枯燥,课本中介绍实验很难与课堂内容有效结合起来。本人在《胶体》第一节的备课中,结合了新教材理念中的从学生的认知水平出发,将书本上的两个演示实验稍作改动,再结合图片讲解,收到了较良好的教学效果,现与各位同行分享如下。胶体这一节的授课难点在于概念抽象,学生很难将生活中看到的胶体现象与所学知识联系起来,很难体会分散质大小对分散系分类的影响,在宏观现象和微观定义上,难以建立起理解的桥梁,以往的教学方式,就是把定义给大家,让学生自己去理解,而事实上,我觉得老师只要在实验中能多下一点功夫,就能很形象地帮助同学们理解胶体的定义。在《胶体》第一节中演示实验一,是配制氢氧化铁胶体,并用丁达尔现象检验。而在教材的第一段,却是先介绍“分散系”的定义,当提出“分散系”这个新名词时,学生就需要有个认识过程,当然我们可以通过举例让学生把三种不同分散系与我们已经学过的溶液和浊液联系起来,但至于为什么要以分散质粒子的大小来进行分类?他们在外观上究竟有什么差异呢?我们可以辅助以对比实验来帮助学生理解,在外观上,溶液、浊液和胶体的差别。

一、对比实验,让学生理解好对比概念

取一定浓度的三氯化铁溶液10毫升,放入100毫升的小烧杯中,加入80毫升冷水,会发现烧杯中无明显变化,只是溶液颜色由于加水稀释而略微变浅,此时配得A。向80毫升沸水中,缓缓滴入3~5滴三氯化铁稀溶液,会看到溶液颜色变成了比三氯化铁黄色溶液颜色更深的红褐色溶液,待溶液自然冷却,此时配得B。向一定浓度的三氯化铁溶液中,加入足量一定浓度的氢氧化钠溶液,会看到溶液中迅速产生红褐色沉淀。待其静置后,可看到下层为红褐色固体,而上层为无色溶液。此时配得C。由实验现象,结合已给的分散系的定义,不难判断出,A为三氯化铁溶液,C为氢氧化铁悬浊液。而B呢,外观看上去和溶液差不多,是均一透明的,而实际由于溶液颜色加深了,我们可以推测B不是简单的三氯化铁溶液。此时,我们可以通过丁达尔效应,来分辨A,B是否属于同一种分散系,通过激光照射可以发现,B中出现一条光路,而A中激光穿过溶液,却没有形成光路,由这个特殊的现象,我们就可以判断B为另一种分散系,胶体。通过这组实验对比,学生能很直观地掌握住溶液、胶体、浊液三者在外观特点上的差异。同时可以很好地观察到溶液和胶体的特点“均一,透明”而悬浊液经过静置,可看到固体分散质沉淀下来,而上层为透明清液,同样回想如果是苯和水也可以配成乳浊液,而通过静置后,同样苯和水的乳浊液也会出现分层现象,从而得出浊液特点“不均一,不透明”。

二、从实验入手,使抽象概念变得“平易近人”

在定义分散系的分类时,从本质上,我们是从分散质粒子的直径大小来进行分类的,分散质粒子小于1nm的分散系为溶液,大于100nm的分散系为浊液,而在1nm到100nm之间的为胶体,但是,nm是一个微观度量单位,学生听上去也很抽象,我们也可以通过实验设计,来帮助同学们形象理解,不同分散系中分散质粒子的大小是不同的。,最后有关三种分散系的对比中强调了溶液,胶体的分散质可以通过滤纸,而浊液的分散质不可以通过滤纸,而溶液和胶体中,只有溶液的分散质可以通过半透膜。而教材上只要求演示了半透膜实验。那么胶体的分散质粒子介于溶液和浊液之间,是否刚好不能通过滤纸却又能通过半透膜呢?如果按照正常教学只能让学生推测和教师的讲授引导了。但是作为一个实验现象的描述,最好的讲授方法就是把实验现象展示给学生:滤纸实验,刚才配得的A三氯化铁溶液,B氢氧化铁胶体,C氢氧化铁浊液,不同的分散系,将它们分别取少量,滴加在重叠好的两张滤纸上。片刻后,观察两张滤纸上的颜色变化;实验现象:可以看到,滴加了A的下层滤纸出现了黄色,滴加了B的下层滤纸同样出现了红褐色,而滴加了C的下层滤纸无颜色变化;结论:溶液和胶体的分散质粒子可以通过滤纸,而浊液的分散质粒子不能通过滤纸。

这个滤纸实验,即利用了实验一中所得分散系,让学生对概念理解产生联系,同时,又利用了这三种分散系中的分散质本身有颜色的这一特点,在课堂上,都很容易成功。再结合半透膜实验,达到良好的教学效果。实验能具体形象地呈现定义中的抽象数据,能让学生感受的化学作为一门实验科学的魅力,同时,丰富了课堂的形式,避免了一言堂。有时,会觉得做实验浪费时间,还不如几句话就跟学生讲清楚了,其实不然,一个实验所能阐明的道理,不是老师几句话就可以阐述得清楚的,而且,对于学习能力强的学生而言,从一个试验中观察和学到的,不光是老师要讲的课本知识,还有分析研究问题的方法和技巧,所以,我建议,在课堂上,能用实验说明问题的地方,我们老师绝对不可以省略。不可以用语言草草带过。

总之,在教学的环节中,在新课改的浪潮下,作为当代的化学教师,应善于不断创新,将演示实验与所学知识有机结合起来,达到相辅相成、事半功倍的效果。使学生在课堂上,学习的不光是科学知识,还有研究问题的方式方法、学习技能、实验技巧,让一堂概念课,也可以变得栩栩如生。也避免了实验变成了课堂上哗众取宠,可有可无的“把戏”,有的教师不愿做实验,害怕做实验,就是觉得一节实验课下来,学生只是看热闹去了,真正该看的没关注到,于是遇到有实验的部分,就一节课把一章的实验全部做完,讲到对应部分时让学生回忆当时看到的实验现象。试想,如果当时做实验时学生都以哗众取宠的心理在看,事后又有几个同学能清晰地记得其中现象呢?一节课做5,6个实验,学生如何有时间和精力去消化这些实验背后隐藏的科学原理?于是教师得到的便是参考书上关于实验现象及实验注意事项的标准“复述”。而学生得到的只是标志性的实验现象而已。其实,引导课堂的是教师本身,如果我们在备课的过程中,就把实验和教学内容有机的结合起来,每个实验用以解决一个问题,这样,学生在观察实验时,就能做到有的放矢了。而且,我们可以在适当的时候,穿插学生设计实验,就课本中的问题请几个同学来设计实验,请全班同学来进行评估,最后来演示其中的一到两个实验,看看是否能够达到预期的实验目的,这样的实验课,学生学习的就不光是所看到的实验现象,还有如何根据所给材料,来分析、验证化学问题的科学分析方法,像这样参与性强的实验,学生又如何能置身事外的“哗众取宠”呢?关于什么是科学教育,一直一来都在激烈的争论,而我认同科学教育应超越中小学、大学的科学教学和教师培训等传统的范畴,拓展至科学同社会相互作用的层面,即将科学对社会的作用和社会对科学的作用作为科学教育的核心问题。作为教师,在授课时,就没有什么不能讲、不可以讲,只要是学生认知水平可以接受的,我们都可以传授,在方式方法上,也要为以后的大学学习做铺垫。科学素养及STS教育的思想已经成为国际科学教育发展的主流思潮,回想这一变化,就要求我们打破只注重学科领域的中学化学教育,进一步拓展它的视野。

参考文献:

[1]普通高中备课组建设的实践与思考[J].中学化学教学参考2009,(9).

[2]浅谈化学教学中的思路教学[J].中学化学教学参考2007,(10).

[3]教学内容与课型选择和諧的思考[J].中学化学教学参考2009,(10).

[4]廓清思路抓重点革新观念促课改[J].中学化学教学参考2007,(10).

作者:赵立青

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