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1、学生微课题研究实践案例探索摘要:新课程改革以来,在课堂教学中开展实验探究活动可谓表表烈烈,其中不乏精品,但也暴露出一些问题。其中,学生微课题研究活动一一E能否用排水法收集二辄化碳是一次有益的尝试。在问题驱动下,从发现问题,提出质疑、针对问题,包阅资料、任务驱动,合作探究、反思不足,实验创新及学生微课题研究的意义五个方面论述了学生微课题研窕的重要性。指导学生从速率、浓度两个角度开展实验探究、分析比较,得出了肯定的结论。关键词:学生微课题研究,实验探究,排水法收集二氧化碳一、发现问题,提出质疑教育部审定人教版九年级化学上册教材(2012版)中二氧化碳气体是用向上排空气法收集的,没有提到排水法收集,
2、在一些教学练习中也提到二氧化碳是可溶于水的,不宜用排水法收集。二氧化碳的制取与性质是新课标若IR要求认识的一种身边的化学物质,有关它的性质及制备是初中化学的核心知识与技能,课标要求学生掌握二氧化碳的发生、收集、性版的检验等操作技能。在用向上排空气法收集二氧化碳时,经常出现验满二班化碳时火柴难以熄灭的现象,有学生提出J疑问:是不是因为排空气法收集到的二氧化碳纯度不高呢?我及时引导学生质疑:二氧化碳只能用向上排空气法收集吗?能否用排水法收集呢?化学兴趣小组决定对此微课题进行研究。二、针对问题,查阅资料同学们首先查阅了相关资料,得到如下信息:20t时,一个标准大气压卜,1体枳水中溶解1体枳的二氧化碳
3、。实验教学杂志中毛明老师曾经发表过一篇文章,论述了二氧化碳的排水集气法收集的可行性。些中考题目中也显示,当充满二氧化碳的集气瓶倒扣在水中,现彖是:液面略有上升。同学们据此提出,二辄化碳在水中的溶解能力并不大,可以考虑用排水法收集。三、任务驱动,合作探究在设计实验方案之前,我指导学生讨论,明确J要从速度和浓度两个指标,验i正排水法收集二氧化碳是否可行?针对速度的快慢,同学们提出:可以从一一收集等量的二氧化碳(对于气体,通常比较收集相同的体积),比较反应所需要的时间:也可以从比较相同时间,所收集的气体的知来比较反应速度的快与慢.而对二氧化碳这种无色无味的气体,为J增强实验的可见度,同学们选择了前一
4、种方式。有学生很快设计了实验装置:同学们眼前一亮,但动手实验后,却发现了弊端:排水法一端没有气泡目出。经讨论后认为,锥形瓶内气压与外界气压一致,而排水法一端由于还嘤克服水压,因此无气泡日出。初次实验尝试失败了。我及时鼓励大家不要灰心,要发挥团体的力量,决定将同学们分六组进行对比实验(所用稀盐酸由浓盐酸和水按1:6稀糅而成),(实验数据见表D:显然用排水法、排气法收集二氧化碳,速率差别不大,但比较发现排水法甚至还略快。而对于浓度也即纯度问题,学生先是设计了澄清石灰水检验法,向两种方法收集到的等试管的气体中,加入等量的、等浓度的澄清石灰水。通过对比我们发现,在用排水法收集所得二氧化碳中澄清丁灰水显
5、得更浑浊一些,但是差别不大。考虑到若二氧化碳过量,浑浊的石灰水有再次澄清的可能.我又鼓励学生继续寻找更好的方法,学生乂很快联想到了氮氧化钠溶液吸收法,并用两方法各收集试管二氧化碳气体,同时将它们倒置r浓纪氧化钠溶液中(为了增强实验的可见度,我将氢氧化钠溶液中滴入几滴酚肽溶液,以便观察),观察发现那支用排水法收集的二氧化碳的试管中液面上升更高!这里用转换法体现二氧化碳被吸收量的多少,进而可得两种方法所收集二氧化碳的纯度的确是有差别的。为培养学生的动手操作能力,也使实验现象更为明显,我鼓励学生继续;1找更加直观的定量方法,有学生想到了注射器。用注射器抽取等体积的两种方法收集的气体,同时将注射器置于
6、足量的浓氢氧化钠溶液中,进行充分反应。不难发现,改为注射器作为反应容罂.它可以简便、定量的转化、比较二氧化碳的被吸收量.实险成功了!同学们得出结论:可以用排水法收集二班化碳,并且相较丁排空气法收集,挎水法收集二氧化碳又快又纯!四、反思不足,实验创新在实验结束后,我又组织学生进行反思。若用排水法收集二氧化碟,稀盐酸的最佳浓度是多少?气体的收集率(即收集到的气体量占产生气体的总量的百分比)是否比排空气法低?能否不用转换法,直接比较排水法与排空气法收集到的气体浓度呢?同学们深感科学研究无穷尽,投身化学微课题研究大有可为!对化学学习的兴趣更加浓厚、对科学的热宏更加执着!在传统实验方法之后,我们乂用现代
7、手持技术定量测出两种方式收集二氧化碳后所得气体的浓度(见图5。由于二氧化碳传感器量程限制,测出氧气的含量,换算可得二氧化碳含量),让学生.了解了先进的数字化实验绐教学带来的方便。为减少二氧化碳溶解干水的损失,思考、讨论,收获了二氧化碳更佳的收集方法,如排饱和碳酸氢钠溶液法和真空收集法.通过实验探究,分析比较,由排气法到排水法再到排饱和碳酸氢钠溶液乃至真空收集法,同学们明白了,没有最好,只有更好。也得出了结论:通常情况下,可以用排水法收集二氧化碳,并且收集的二氧化碳比排空气法收集的更纯些。五、学生微课题研究的意义上面我们谈及的能否用排水法收集二氧化碳的实践案例是新课程改革以来,学生微课题研究在化
8、学课堂中的个具体实践案例,它的.意义不仅关乎学生,而!关系到教肺教育教学的方方面面。具体指的是如何做到教师有效教、学生有效学上。学牛.微课题研究是对课堂教学的补充,对提高学生实验探究与创新意识、发展化学学科核心素养等十分有益。第-学生微型课题研究,是学生和教师为解决学生自身的学习困惑或具体问题而进行的一种微观的应用研究。其研究内容本身就是教育教学实践中碰到的真问题、小问题,它的特点是研究的周期性短,见效比较快。所以,这样的研究对于学生无疑能改变其被动学习的状态,使学习变成学生主动获取知识的实践过程:对于教和可通过指导学生微课题研究改进自己的教学实践,促进自己的专业发展。第二,学生微课题研究可以
9、是教肺基于指导学生的个人的做课题研究.教师可从自身的备课、上课等教育教学环节中发现值得研究的课题进行分析和研究;或以备课组为单位对某种普遍性的问题进行分析交流。这就要求在微型课题研究中,学生均作为主体,他们通过具体的学生微课题研究实践的学习能得到更多的体会、反思和提升,甚至IR建自身经验,更好地掌握知识的本质及知识间的相互联系。第三,学生微课题研究中,问题就是课题、对策就是研究、收获就是成果。它注茧研究本身,更注善成果的应用推广:它既能培养学生自主研究、协作攻关的能力,乂能及时将学生自身急需解决的问题、困感作为研究对象,提高了学生解决实际问题的能力.学生做课题研究的逐步开展,不仅培养了学生敢丁
10、质疑、大胆创新的科学精神,提高了学生主动思考和探究能力,还完善了教师素养,使得学生化学核心素养得以发展。第四,学生微课题研究还可以解决课时不足的问题,充分发掘教材的思想性,把探究由课堂内向课堂外延伸。提高了学生运用知识解决实际问题的能力。小课题能做大学问,小研究能长大智道。珍视学生微课题研究,变学生被动学习为主动探究与实践,这不仅提高r学生化学核心素养,更能促进教师专业发展,提裔化学数育教学水平。这也必招引领学生更快更健康的发展。参考文献:口)王晶郑K龙主编.义务教育教科书.化学(九年级上册)【M】北京人民教育出版社,2012:118.2毛明.关于二氧化碳的两种实验室收集方法的教学研窕【J】.化学教学.20135):58.3)陈进前.知识内在结构与学科核心素养发展层级【J】中学化学教学参考.2020(10):2.