基于科学探究的酸碱概念教学设计
来源: | 作者:qujianfeng999 | 发布时间: 2019-10-16 | 16 次浏览 | 分享到:
 摘要: 以九年级“生活中的酸和碱”教学为例,将科学探究活动贯穿于科学概念教学过程始终,设计了“生活初体验、感知酸碱物质”“品尝与触摸、找准认知起点”“指示剂测定、建立初步认识”“pH试纸测定、变定性为定量”“应用传感器、拓宽认知渠道”“自制指示剂、应用升华认知”六个环节,让学生在科学探究中更加自主而积极地建构科学概念。
 科学概念是科学知识结构的基本单元,在科学教育中,应以知识教学为载体,同时赋予知识多重价值。然而,在传统科学概念教学中,教师往往注重概念知识本身的学习和应用,而忽视概念形成过程与科学探究方法的体验,把它作为现成的结论传授给学生,导致学生不能真正理解和掌握科学概念,因而也不能有效培养学生的“科学探究与创新意识”等素养。本课题以华师大版《科学》九年级上册第二章第1节“生活中的酸和碱”教学设计为例,将科学探究贯穿于科学概念教学过程始终,让学生在科学探究中自主而积极地建构科学概念。 
  1  教材分析与设计思路 
  “生活中的酸和碱”的内容,主要包括生活中的酸和碱、测试溶液的酸碱性两部分内容。酸和碱是生活中常见的物质,对于物质酸碱性的判断学生有一定的生活经验,但对酸碱性的精确测定缺乏知识储备,本节课的传统教学方法是从食醋和有酸味的水果中引出醋酸和柠檬酸,从粉刷墙壁和防治病虫害的石灰水中引出氢氧化钙是碱后,过渡到测试溶液的酸碱性,教材中用酸碱指示剂和pH试纸测试。传统的教学设计虽然能将教材知识按部就班地呈现出来,但是学生缺乏主动思考,实验的探究性不足,不利于问题意识和化学思维的培养[1]。于是笔者对本节课的教学思路进行了大胆尝试,将科学实验探究过程贯穿于科学概念教学始终,层层递进地帮助学生学会测定酸碱性的方法,促进概念认知的不断升华。具体的六大教学环节和活动如图1所示。 
  2  教学过程 
  2.1  环节一  生活初体验,感知酸碱物质 
  [新课引入]教师播放一段视频,介绍洗发水的酸碱性以及如何挑选适合自己头皮和头发的洗发水,引出学生对生活中物质酸碱性的关注。 
  [看图思考]教师再出示几张照片,第一张是几种学生熟悉的食物,让学生谈谈酸奶、柠檬、山楂糖葫芦、苹果、番茄中的酸性物质。学生指出它们分别含有乳酸、柠檬酸、苹果酸。第二张照片是一位学生的小腿上被蚊子咬起了一个红包,为什么会起小红包又肿又痒呢?使学生知道原来蚊子咬后会释放一种蚁酸的酸性物质,可以通过涂抹牙膏等碱性物质来消肿和减缓痛痒。第三张照片出示茶树的种植。让学生知道植物的种植对土壤酸碱性也有喜好,人们可据此改良自然界中的土壤。 
  设计意图: 让学生尽可能多地发现生活中含有酸或者碱的物质,建立对酸和碱的初步印象,了解物质的酸碱性不但对我们的生活有意义,而且对我们的工农业生产也很有帮助。教师通过引导学生与已有生活认知经验建立连接,从而激发学生主动探索科学知识的内在兴趣与真实动机,才能展开有意义学习[2]。 
  2.2  环节二  品嘗与触摸,找准认知起点 
  [学生活动]教师出示柠檬、猕猴桃、肥皂水、洗涤剂、蒸馏水。结合生活经验,学生按酸性、碱性和中性对物质进行分类,并将分类结果记录在学案上,教师要求学生说出自己是根据怎样的经验和知识对这些物质进行分类的。学生会依据肥皂水有滑腻感,柠檬尝起来有酸味等进行分类,对物质的酸碱性有个初步的感性认识,判断出柠檬、猕猴桃等水果具有酸性,肥皂水、洗涤剂等具有碱性。学生从最直观的品尝与触摸的方法开始,感性地认识生活中常见的酸和碱。 
  [史实再现]17世纪前,人们凭感觉判断酸碱,认为一切有酸味的物质都是酸,一切有涩味、溶液有滑腻感的都是碱[3]。 
  设计意图: 传统课堂教学中,教师往往先给出味觉触觉感知酸碱的化学史实,然后让学生探究求证。而在本节课中,教师创设情境,唤起学生发现需要,通过判断几种物质的酸碱性,快速找到学生关于酸和碱知识的认知起点,挖掘学生对酸碱性的已有前概念,同时再辅以科学史,引出17世纪前科学家判断酸碱的办法,为后续教学提供铺垫和素材,也初步培养了学生在科学探究过程中的证据意识。 
  2.3  环节三  指示剂测定,建立初步认知 
  [教学过渡]酸溶于水后,会生成酸性的溶液,且有酸的味道;碱溶于水后,会生成碱性的溶液,摸上去通常有滑腻感。早期的化学家曾用品尝和触摸的方法辨别酸和碱,不过这样做往往是不够可靠的,还具有一定的危险性。 
  [学生提问]用什么方法可以安全准确地测定溶液的酸碱性呢? 
  [史实再现]flash动态呈现近代化学的奠基人、英国著名化学家罗伯特·波义耳发现许多植物的浸出液遇到酸性或碱性溶液都能变色的科学史实,帮助学生搭建可以用酸碱指示剂石蕊试液、酚酞试液测定溶液酸碱性的“建构支架”。 
  [学生探究]通过实验,学生发现石蕊试液、酚酞试液在盐酸(酸性)、蒸馏水(中性)、氢氧化钠(碱性)溶液中呈现的颜色变化如表1所示,教师将多组实验结果拍照,再利用同屏技术呈现,师生共同进行多组实验数据的分析,得出普遍规律,从而建立石蕊、酚酞等指示剂可以分辨溶液的酸碱性的初步认知。 
  [再次探究]总结出酸碱指示剂在不同溶液中的变色情况后,请学生当一回小侦探,鉴别A、 B、 C三种溶液(分别是稀硫酸、氢氧化钙、氢氧化钠)的酸碱性,再对选用不同指示剂的小组进行展评,此次探究应用石蕊和酚酞酸碱性溶液中显不同颜色的性质,进一步巩固认知。