摘要
新课程标准指出,化学教学要从学生已有的生活经验出发,让学生在熟悉的生活情景中感受化学的重要性。社会的高速发展也要求学生把所学习的知识应用于生活实际,而实验是高中化学学习中非常重要的一项内容,因此有效实施生活化实验有着非常重要的现实意义。本文首先分析了国内外化学生活化实验的研究现状,通过问卷调查了学生在做实验过程中的兴趣、状态以及期望等方面的情况,了解到目前的高中化学实验教学脱离了学生的生活经验,导致学生学习化学的兴趣下降,同时也导致了学生联系化学与生活的意识薄弱。为了使生活化实验教学从单一的教学形式到多元化教学形式,本文基于生活化实验的现状提出生活化实验应用的有效途径,然后结合理论基础和生活化实验设计原则设计了生活化实验,铜氨纤维的制备-在课外活动中的应用。
通过实践研究,本文得出了以下结论:(1)生活化实验贴近生活,与学生们的生活息息相关,使学生对化学实验更感兴趣;(2)生活化实验使得学生认识到化学与生活密不可分的关系,对学生后续的化学学习有积极影响;(3)生活化实验的设计不仅更安全、环保,而且提高了学生的参与度,开拓了学生的思维,培养了学生的综合素质;(4)不同形式的生活化实验丰富了高中化学教学,让更多的生活化实验可以被教师实际应用于化学教学中,使得生活化实验真正成为高中化学教学的有效补充。
关键词:生活化实验;高中教学;应用研究
第1章绪论
1.1选题依据
在大脑对于未被使用的知识进行处理中出现,简单来说一旦知识长时间不用,那么遗忘就会开始发生,即使这些知识的价值多么深刻多么重要,被大脑遗忘就注定不可能再具有任何生活价值。这本书是由X享有盛名的教育心理学家戴维·珀金斯创作非常具有借鉴价值。所以我们知道可以在实际场合中运用的知识,在能够生动有效的使用时,就可以得到这一知识是有用并且值得传承的结论。
又比如教育改革在日本发生时又有所不同,日本学校需要将文化与社会的关系放在更加中要的位置,这将是日本人民日常生活中的文化中心。由于日本社会的民族特性,由学校向外辐射至整个社会,最终建成一个以学校作为中心的学习网络,将学习与生活中的知识紧密相连。教育要被打造成社会的公共事业,所有市民都成为教育的积极支持者和变革的力量[4]。
再比如这场变革在英国发生时,在教学目标所提到的“使所有年轻人都能获得发展生活和工作所需要的技能、知识与个人品质”[5]。教材中关于这一条例有真实阐述,大部分的英国教材在进行每一节的编写时,都会选择一篇与生活实际密切相关的引文放在开篇,并且在课本中描写文字理论时在其间配有相关插图,人类社会的关系在每一节中都会出现。
纵观教育改革在世界各国所面临的情况,都将教育与人类生活之间的联系放在首要位置,教育教学生活化的改变已经成为发展趋势提上日程,在各个国家的教学课本中都有所体现。化学实验教学生活化是顺应教育发展的重要一环,在世界各国中教育生活化作为研宄的热点问题,备受重视与关注。
1.2.2国内研究现状
国际教育环境对国内的教育现状有着许多影响,国际社会新思想新状况频频出现,使我国的教育发生着巨大的变化。过去的学习状态,更多的是人们为了单纯追求学习知识,这样的学习目的往往过于重视知识的传授和学习的质量,很容易对个人实际能力有所忽视。随着教育改革兴起后,我国的中学教育开始重视对学生社会实践能力的培养,弥补了曾经的不足,这种教学模式种理论与科学实际并重,对于人才培养更加全面。
在中国近代各个教育学家中,有一位所提出的思想对现在的教育教学都起着引领作用,他就是著名教育家、思想家陶行知先生。陶行知先生对西方的先进教育思想进行了深刻研究,在中国国情的基础上做出改变,提出了符合中国教育的的一系列理论包括“生活即教育”、“社会即学校”、“教学做合一”[6]。教育不可缺少生活的积累,同时真实的生活也离不开教育,回归到生活是教育的终极目标。在陶先生提出“生活教育理论”的观点之后,我国另一位教育家陈鹤琴,提出了“活教育”的教育理论。[7]他在自己的观点中指出了一系列发生在传统教育中的弊端,为了解决传统教育中所存在的课程内容基本不变、教材内容死板难懂、上课形式单一等问题,“活教育”理论应运而出。在这个理论中为儿童提供与自然和社会的互动条件是教育的重要需求,儿童需要在这些情景亲身观察进行一系列的互动,解放天性与自然和社会交流,使儿童自行领悟知识,获取生活经验。从这之后的生活化教学都深深受到两位名家的影响,中国特色的教育改革往往都受陶行知和陈鹤琴的教育理论影响,作为中国教育者的理论基础与教学指导。
国内外学者对化学实验教学中生活化进行了大量的研究,这为我国的教学改革提供了示范,指引了方向,起着很重要的推动作用。在对中学化学教科书进行整理时,我们可以提取出大量有关于生活实际的内容,其中包含着对生产生活的描述和许多领域科技前沿的内容涉及,所以作为配合教师也应该在进行教学课程中,运用生活素材丰富课堂内容,为学生的知识学习、情意发展打下一定的基础。
1.3人教版化学教科书分析
在我们对教材进行分析的时候,我们很容易发现中学化学教科书中每章每节都涉及生活化内容的编排,下至人们生活中得柴米油盐、衣食住行,上至人类向前发展的航空航天、新型材料。中学化学教科书对这些生活化内容的编排,都是对学生学习恰到好处,充分考虑学生的心理发展和认知水平。在化学教科书现有的有关生活实际的生活化内容对提高学生对化学学科学习的兴趣、促进学生对新化学知识的理解、增强学生的化学素养有着显著作用,化学实验教学生活化的趋势是必然的。
1.4研究内容、方法、意义
1.4.1研究内容
本文在第一部分主要的描述内容为研究的背景。在对新课标和中学教材进行阅读后,笔者发现中学化学实验教学中生活化已经成为一种顺应教育教学发展、提高教育质量的必然趋势。在进行文献阅读后,笔者发现在国内外关于教育教学生活化的话题已经成为教育研究热点,引起了大量学者进行研究,但其在课程实际应用中仍旧未能完善,这是笔者在写作过程中得到灵感,指引创作方向,由此笔者产生了本文思路。第二部分本文将对中学化学实验教学中生活化中涉及的一些列概念进行介绍。进行素材收集工作,为后续论文撰写提供资料和素材,是论文书写中不可缺少的准备和铺垫工作。根据第二部分所收集的信息,第三部分会根据教学设计的基本原则进行设计,努力将化学教学设计的每一环节落实,将教育教学生活化运用实施策略与方法融入教学设计。
1.4.2研究方法
1.4.2.1对比法
对比法,又名对比论证。这是一种新的相互矛盾的比较理论,比较常见,更有说服力。这通常是一种证据方式,使我们能够比较两种不同理论,并推断它们之间的差异,从而使结果能够相符。
1.4.2.2文献法
文献法是历史文献法的别称。这是一种比较常见,全面正确又容易进行的研究方法。主要依据文献资料进行分析,辅助我们研究,主要工作是阅读、分析、整理。文学是历史的纪录片,将其收集在现有的相关文献中,文献法就是选择信息的方法,用来调查东西。这是寻找相关问题的大量文献,从中选择组织信息,涉及到对内容的分析和利用。
1.4.2.3经验总结法
经验总结法是一种运用在生活中的研究方法。在实践活动中对当时所发生的的不同情况,采取不同的方法获取信息。主要包括归纳与分析,最终得到体系化,理论化的结论,这是一种可以通过积累不同情况收集的信息最终上升为经验的研究方法,是比较有效的方法。这里的经验是指凭借个人或团体成员偶然获得的知识和技能,带有偶然性和特殊性,所以,总结出的经验并非一定是科学的。
1.4.2.4资料查阅法
资料查阅法是在互联网时代,有文献法演变而来的现代化研究手段。就是利用中国知网、长期维普、ACS上查阅相关的资料,并摘取有关的文献内容学习,总结出相应的内容。针对这些文献的特点,按照一定的类别进行分类,统计出结果。
1.4.1研究意义
化学起源于生活实际,是一门为生活实际服务的学科。一直以来化学实验的实验形式都在不断的强调过程的严谨性,注重运用科学的方法专业的实验设备。这样严肃的传统化学实验设计往往是重复的、死板的,严肃又一成不变的步骤对实验用具的高要求,往往意味着远离生活实际。这些脱离生活的实验传授的知识往往也高高在上,并不能融入学生的日常生活,得不到运用的知识没有办法深刻的理解。所以为了真正使学生在学习过程中真正获得知识,实验教学设计离不开生活化。
将实验与生活连接,将高深的化学知识用生活中的素材表达、将专业的实验药品换成生活中常见的物品、将陌生的实验用具以生活材料代替。对于现有的化学教学模式来说,化学实验生活化的改变是一种创新。一方面,丰富当前的传统化学实验教学,提供了新的实验内容、教学用具、教学方法,改变了单一枯燥的教学形式。另一方面提升了同学对化学学科兴趣,培养学生发现、解决实际问题的能力,这在中学化学教育中起到重要意义。
学生在中学的学习过程中,接受生活化化学实验教育,使其在学习理论知识的同时,了解生活中知识的运用方法。生活素材的引入可以使学生拓展知识的立体维度,达到深入全面的了解。创新教学方式同样可以促进学生的情意发展,有利于培养探索精神,提高学生的科研能力。
第2章概念界定及理论基础
2.1概念界定
2.1.1化学实验教学
化学教学中包含两部分内容,一部分是理论教学,另一部分是实验教学。化学实验教学是化学教学的重要组成部分,不仅可以传授实验知识,还会教授许多理论知识。所以我们说化学实验教学是理论教学的拓展与延伸,实验不仅本身传授知识,还是知识的教学载体。化学实验是理论与实践的枢纽,是全面实行化学教育最有效的形式。
2.1.2生活化教学
生活化教学是在教学中融入生活素材,以专业知识为主,创设生活情景,引导学生对生活实际问题探究的兴趣,从而培养学生在生活中获得解决办法提高学生实际动手能力。总之,这种教学方式全面提高学生能力,培养学生专业素养,传授学生学习能力不以单纯知识学习为目标,以培养学生获得终身学习能力为目标。
2.1.3生活化实验
生活化实验是在教学基础上,在实验设计中引入生活元素,这类元素包含仪器、材料、主题等方面,通过运用生活中的实际素材进行实验。例如Wright S W的实验“用化学消费品合成水杨酸”[8]还有Gettys NS和Jacobsen E共同完成的“神奇的盐水晶花园”[9],同样运用生活材料进行实验的还有“卷心菜中的化学[10]“生物柴油的制备与检测”[11]等。这些实验符合学生认知水平发展,利用生活中常见的资源进行试验,使学生更加深入的了解了实验内容,增强动手能力,培养创新精神。
2.2理论基础
2.2.1斯宾塞“教育准备说”
“为我们的完美生活做好准备,乃是教育所应完成的功能;一种教育课程是否合理的判断,就要以看这种功能的完成程度如何为准。”第一次清晰地阐述了教育作为实现生活理想工具的功能。由斯宾塞提出的教育与生活的关系,很好地表明教育与生活紧密相连,教育教学的实施需要生活做基础,以达到完善生活的目的。由此可见,斯宾塞对于教育和生活有着深刻的个人理解,主张教育与生活相统一,坚信在教育需要两种方式共同作用,也就是自我教育和自然教育共同配合完成。
2.2.2杜威实用主义教育学
在世界教育界都产生重大影响的X著名教育家杜威,凭借着“教育即生活”、“教育即生长”、“学校即社会”等著名观点,引领了一系列教育研究风潮,是后来许多教育家的引路人,也使许多国家的教育情况发生改革。杜威一生写过许多著作,道明许多教育知识。
在《我的教育信条》这本书中,他曾经论述过“什么是学校”,对学校的职能做出划分,为学校下定义为:“学校是众多社会组织中的一种,同样因为教育的过程也是众多社会过程的一种,那么我们就能知道学校是什么,是社会生活的一种形式。”。“因此,我们可以得出这些结论教育只是生活中进行的过程,而不是再通过教育行为为将来的完美生活做准备。”这就是杜威通多诸多论述得出的教育教育与生活关系,我们将这种关系称为“过程说”。
杜威将教育过程中发生的许多失败,看作错误的了解教育与生活关系的原因,过去的教育忽略了学校也是生活的一种形式。在现代教育中,学校应该是以传道授业、教授知识为目的。结果是学校没能成为学生教育中,提供生活经验的一部分,所以这些教育需要变革来发挥真正的教学作用。想要改变教育需要从改变学校开始,杜威提出将学校塑造成真实的生活场景,给学习的儿童提供生活气息,还原真实的生活氛围。而不是通过各种形式或者提供在生活中本就值得学习的生活形式进行教育,这些替代品与真实生活相比不值一提,运用这些进行教育只会造成呆板没有生机的局面。
因此对于我们重要的教学场所——学校,我们应该了解到学校教育应该是来源于对生活的提炼,学生需要在这个由生活简化而来的场所进行学习,提高自身能力。
2.2.3情境认知理论
情境认知理论是20世纪80年代中后期形成的重要的学习理论。情境认知理论自面世以来不断的扩大影响,一度成为教育界主流思想。鼎盛时期在上世纪90年代之后,那是的情境认知理论经过时间的验证,更为大家所推崇,教育在那时已经有了如今的划分,基础教育、高等教育、成人教育均已出现。并且都收到了情境认知理论的影响。作为当时的热门研究话题,西方教育界已经对其进行了非常深入的研究,从心理学层面细致的研究过后情景认知理论被划分为认知心里学的一部分。
情境认知理研究者众多,其中一个极具代表性的人物曾说过:在教学过程中,知识学习的主体应该是学生,也应该由学生对知识进行架构。在学习过程中,知识内容应该与人类生活实际相关,可以将学习内容与生活中的各个领域相联系,为今后的研究发现奠定基础。这要求创设真实的场景,提供给学生进行互动,充分满足学生学习的自主性。使学生从被动学习的一放转变为主动学习,在实践中主动学习,个人体验感得到充分满足,还可以与创设的情境进行结合,两者相互作用相辅相成,不脱离学学生已有的认知水平,遵从生活习惯,讲学习场景带入生活,培养学生兴趣,提高学生有关生活实际的知识学习,提高作用理论知识解决实际问题的能力。
2.2.4胡塞尔生活世界理论
胡塞尔提出生活世界理论[12]。以生活世界的本质特征为基础,胡塞尔系统的阐释了生活世界与科学世界的联系。首先,科学世界的灵魂在于生活世界,生活世界是科学世界的基础。与生活主体最为贴近的经验世界是生活世界,科学世界则是离生活主体较远的、由概念和逻辑构成的抽象世界,然而科学世界本质上,却是生活世界的课题化与结构化。其次,科学世界的研究成果须回馈到生活世界里,才能验证其是否具有意义和价值,才能验证其是否具有真理性。生活世界中生活经验的有效性在科学世界中依然有效。而在科学世界中产生的新的有效性,则必须不断的回馈到生活世界中并以此作为前提。最后,科学世界只是生活世界的一个组成部分和特殊领域,科学世界以及包含在其中的科学真理本身也属于生活世界
2.2.5马克思“生活世界”思想
马克思指出,“人们的存在就是他们的现实生活过程。[13]”“人们为了能够创造历史,必须能够生活,但是为了生活,首先就需要吃喝住穿以及其他一些东西。因此第一个历史活动就是生产满足这些需要的资料。”马克思认为现实生活世界是由人的实践活动创造和生成的自然、社会和人有机统一的整体。人是能动的存在物,通过实践活动从而展开其生存活动,以实现其生存目的。生活世界是人赖以生存的世界,而实践是人的本质活动和存在方式,人在实践活动中有意识的改造世界。马克思指出,“正是在改造对象世界中,人才真正地证明自己是类存在物[14]”。在实践活动中,一方面人的活动受客观世界的限制;另一方面人通过自己的实践活动改造客观世界,以此来消灭客观世界的规定性。因而实践是自然向人生成与人向自然生成的双向活动。在实践活动中,人改造了世界也改造了自己。
2.3化学教学生活化的素材收集策略
2.3.1化学教材中的生活素材
高中化学教材的设计,充分体现着绿色化学的思想,着重突出化学对生活、社会发展和科技进步的重要作用。因此在高中教材中,存在大量的生活化素材,某些概念的归纳类比,教材通过文字举例呈现出来,元素化合物的主要用途,教材通过相应图片、资料卡片体现出来,而且教材中设置相应的实践活动,旨在让学生在掌握知识后能够明确如何应用到生活当中。学生能够在学习知识的同时,通过教材直观的了解化学与科学、技术与社会的相互联系,能够对化学产生新的认知。教师在引导学生学习化学_材提供的生活素材的基础上,进行拓展延伸,由点到面,丰富课堂内容,增加课堂趣味性,学生能够便能够做到走进教材,又跳出教材,以教材为起点,在教师的引导下了解更多更精彩的内容,学生的认识范围得到有效拓宽,能够认识到化学学科对提高人类生活质量和促进社会发展的重要价值,赞赏化学科学的重要作用。
2.3.2与化学知识密切相关的传奇故事
人们总是对故事和传说有着特殊的兴趣,故事、传说以及很多影视剧中,尝起来甜甜的铍元素,能够像糖一样诱骗我们的味蕾;散发出苦杏仁气味的氰化物,其实是带来死亡的毒药;铝一度是比黄金更贵的金属,被法国王室用来招待最尊贵的客人;锡在极寒环境下会诡异地化成粉末,斯科特的南极探险因此一去不能回;碳和硅化学性质相似,可为什么没有在宇宙中发现“硅基生物”?门捷列夫创制元素周期表,原来竟是受到纸牌游戏的启发?居里夫人命名了放射性元素钋,用以表达对祖国波兰的热爱;化学天才哈伯创造性地合成氮肥,造福人类,却在后来的战争中研制毒气,招致千古骂名。这些生活化素材与化学课堂的巧妙结合,学生能够将生活中有趣的化学现象与化学知识进行有效建构,快速进入学习状态。
2.3.4与化学知识密切相关的社会热点
如今,媒体信息无时不刻的渗透进到我们的生活当中,媒体信息中有很多与化学相关的内容,儿童误吞纽扣电池导致中毒,其中的原理为电化学腐蚀的知识,“雾霾”现象中涉及元素化合物的相关内容等等。化学与人类的生活息息相关,它也在不断的发展,空气质量、水体污染等环境问题,食品药品安全等备受关注的民生问题,航空、军事等科技前沿等领域均会涉及化学知识。教师需要及时关注社会热点,随时更新自身的知识储备,能够向学生及时传递最新化学动态。教学的内容及方式都要随着社会的发展变化而有所不同。为了营造生活化的教学氛围,教师在教学时,可选择与教学内容相关的实事热点类问题作为课堂教学素材。通过社会热点问题在课堂上的引入,学生更加关注社会动态,社会责任感和爱国热情在生活化的课堂上得到培养。
信息意识是现代社会公民科学素养的一个重要部分,依靠信息技术的迅速发展,化学教学方式也不断更新,它给化学教学在很大程度上带来了创新。随着多媒体技术与网络信息资源不断更新,教材概念的内涵有了一定的延伸,形成了以教科书为中心的一系列崭新的信息资源,为学生的化学学习提供了丰富多彩的感性材料。学生应该能够主动驾驭教学资源,使这些信息资源成为学生学习的有效工具。教师应该成为学生利用信息资源的引导者,引导学生走出书本和课堂,在社会的大环境里检索信息。同时,教师还应当成为生活化教学资源的发掘者和收集者,将各种资源的深层次价值合理并充分的挖掘出来,培养出适应现代社会需求的合格的化学人才。
2.4化学教学生活化的实施方案
2.4.1在导课中创设生活化化学教学情景
在课程中进行导入和展示是非常重到的,作为课堂教学中的关键环节。是学生对于课程的第一印象,在学生在正式接触教学内容之前,就已经产生了预设。在学生的成长过程中,生活知识接触知识前,头脑中其实已经积累了十几年的生活经验,生活化课堂导入就是指教师在进行课堂导入时从学生熟知的、感兴趣的日常生活现象出发,或从学生的生活经历入手,将问题巧妙的设置到生活情境中,高效的导入新课,例如,选取与知识内容相关的学生常能接触到的生活小常识、化学史料、影视剧或歌曲、富有诗意的诗句、等等。课堂导入是学习思维的起点,一个好的导入方式是抓住学生课堂注意力的关键,也能够给学生营造出一个轻松有趣的学习氛围。如此策略的运用,容易引起学生共鸣,如果设置的生活情境与学生原有的生活经验产生冲突,还会在很大程度上激发学生的学习动力,学生便会自然而然的参与到课堂中来。
第3章中学化学实验教学生活化案例设计
3.1生活化化学实验设计原则与环节
3.1.1生活化化学实验设计原则
(1)安全性原则
在化学实验中,往往存在着许多危险因素,为了保证教师与学生的身心将康,遵守安全性原则,避免出现疏忽问题。在进行教学设计时,应该充分考虑安全问题,在实验仪器和药品的选择上以安全无污染为前提,避免使用明火,考虑更安全的实验条件。
(2)科学性原则
在进行化学实验设计时,一定要有理论基础,不可凭空捏造,需要在现实社会能够实行,在当前科技背景下,有存在意义。具体情况应该体现在实验能够完成,并切是值得学习的,指导实验的原理是科学正确的,操作是可以实行的,并切在进行实验设计时,不能一味的引入生活化,应该在恰当的地方进行改变。
(3)生活性原则
实验设计从生活实际出发,以学生生活经验为基础,围绕学生已有学科知识,促进学生化学知识与生活实际的融合。在实验仪器、实验药品、实验素材选取等方面要贴近生活,一方面拉近化学实验与生活实际的距离,另一方面增加化学实验的趣味,使学生轻松快乐的学习,为未来发展打下一定基础。
(4)趣味性原则
“兴趣是孩子最好的老师”是教育最重要的前提,充满趣味的实验现象天然的吸引人们的目光,学生也更容易被有趣的实验刺激,留下深刻的印象。在给实验添加趣味时,就已经意味能够充分调动学生的积极性。学生能够主动学习产生的效果是传统实验怎么也赶不上的,教学效果自然更好。所以,在进行实验设计时,保证实验的趣味性是很重要的,可以通过选择有趣的仪器药品实现。带领学生走进多彩的化学世界,领悟化学的魅力。
3.1.2生活化化学实验设计环节
实验设计主要由实验背景、实验原理、仪器药品、实验步骤、实验结果、注意事项、知识总结七个环节构成。
3.2化学实验教学生活化实施
3.2.1铜氨纤维的制备
【实验背景】
棉花作为服装布料制造最有优势的材料,其纤维素含量高达92%~95%,而经过加工处理的到的脱脂棉纤维素含量甚至高达100%[15]。而铜氨纤维作为一种可再生纤维素,其制备需要的主要原料就是棉花。这种方法制备出来的纤维对环境也非常友好,在土壤中会被土壤和水中的细菌所分解,而且燃烧也不会出现有毒气体。[30]由于其环保绿色的特点迎合了现今非常重视的环保趋势,因此非常适合应用在高中化学实验课中,也适合课外拓展实验。
首先由硫酸铜和氢氧化钠反应制备出氢氧化铜絮状沉淀,反应如下:
CuSO4+2NaOH=Cu(OH)2↓+Na2SO4
注意该反应首先生成了Cu2(OH)2SO4沉淀,然后再转化为氢氧化铜沉淀,在反应过程中会发现溶液由浅蓝色变为蓝色。为了防止Cu2(OH)2SO4沉淀对实验的影响,在反应时可以将氢氧化钠溶液缓慢加入到硫酸铜溶液中并且同时对溶液进行搅拌,完毕后静置5-10分钟,这样就能得到纯度较高的氢氧化铜絮状沉淀。得到氢氧化铜沉淀后,加入一定浓度的氨水,氢氧化铜和氨水会发生络合反应,形成铜氨溶液,其主要成分为络碱形态[Cu(NH3)4](OH)2,反应如下:
Cu(OH)2+4NH3•H2O=[Cu(NH3)4](OH)2+4H2O
络合物[Cu(NH3)4](OH)2可以与纤维素的羟基发生作用,并且破坏纤维素分子内氢键与分子间氢键,形成铜氨纤维素化合物,因此棉花可以溶解在铜氨溶液中。铜氨纤维素化合物在稀硫酸中会被分解产生纤维素聚合物,利用这种性质即可制备出所需的纤维。
【实验用品】
仪器:量筒、烧杯若干、20m L注射器、玻璃棒、温度计、分析天平等
药品:脱脂棉1g、15%硫酸铜溶液、25%氢氧化钠溶液、25%氨水溶液、20%硫酸溶液等
【实验步骤】
一、氢氧化铜沉淀的制备:用量筒量取10mL硫酸铜溶液于烧杯中,再缓慢加入10mL氢氧化钠溶液,并且在加入的同时不断搅拌,加入完毕后静置5分钟。静置后可以看到溶液下方是蓝色的氢氧化铜絮状沉淀,将溶液上方的清液倒出后即可得到氢氧化铜沉淀。
二、铜氨溶液的制备:向装有氢氧化铜沉淀的烧杯中逐滴滴加氨水,等沉淀全部溶解后停止滴加,在滴加氨水的同时可以进行搅拌来加快沉淀的溶解。
三、铜氨纤维的制备:铜氨溶液制备完成后,将准备好的脱脂棉不断加入到铜氨溶液中,发现棉花不断溶解,若溶解速度太慢则可加入少量氨水。同时迅速搅拌溶液至溶液粘稠为止。准备30mL稀硫酸于烧杯中,用注射器吸取制备好的纺丝液后用均匀连续的力缓缓将纺丝液注射进稀硫酸溶液中,此时可以看到蓝色的细丝不断从针尖冒出。一段时间后,硫酸和铜氨纤维中的铜化合物反应并将铜盐溶解,纤维逐渐褪色,溶液逐渐变为浅待纤维褪色完毕后将其用镊子取出并用水清洗即可得到韧性较好的人造纤维。
【注意事项】
(1)在实验过程中有诸如氨水、硫酸溶液、氢氧化钠溶液等,虽然浓度不高,但是在实验时也需戴好防护手套和防护口罩。
(2)在制备氢氧化铜沉淀的步骤中,由于可能有Cu2(OH)2SO4沉淀的生成,导致后续加入氨水溶液后生成络合物[Cu(NH3)4SO4],此络合物不能溶解脱脂棉最终导致制备的纤维韧性降低或者纤维不连续。因此在生成沉淀后要静置足够的时间来得到较高纯度的氢氧化铜沉淀。
(3)在制备铜氨溶液时,要避免氨水加入过量而选择逐滴加入氨水,为了增加实验效率可以在开始加入时滴加较多氨水,待沉淀大部分溶解后再逐滴滴加至沉淀完全溶解。
(4)铜氨溶液中加入棉花后要有足够的粘稠度,形成较好的纺丝液,才能在后续的硫酸溶液中形成连续韧性高的纤维,若溶液太稀则可继续增加棉花的用量。
【教学内容分析】
从生活中常见的衣服为出发点引入铜氨纤维制备实验可以极大的吸引学生兴趣,而且此实验操作简单,不需要复杂的仪器没有危险的操作,实验的现象明显、有趣,非常适合学生实验或者课外拓展实验。对于喜欢探究的同学,该实验在原理上有许多值得探究的地方,涉及到了无机化学有机化学中的多个知识点。此实验也对学生学习有机化学基础,调动学生对于有机化学学习的积极性有很大帮助,因此该实验适合设计成课外活动探究。
【教学目标】
(1)掌握铜氨纤维制备的原理与影响因素,提高实验操作技能,深化对沉淀反应、络合反应、聚合物等知识点的学习。
(2)学习探究反应温度、反应浓度、反应物配比等对实验产物的影响,学习控制变量法这一科学方法。
(3)体会反应条件的控制对实验结果的影响,对化学有更多的探究与思考。
【课前任务】
(1)教师查阅大量资料,收集有关铜氨纤维制备的资料,设计问题供学生讨论。
(2)将学生分为3组,每组15人。
(3)学生课下查阅有关铜氨纤维的资料,为活动中讨论交流做准备。
通过研究,笔者以为在教学过程中,知识的演变一直在进行,如何维系知识的生活基础是今后进行教育教学的重要课题。学生对于知识的掌握需要点滴积累,不可能凭空获得,进行化学实验教学生活化,提升学生的实践能力。所以教师在进行教学时应该做到全方位的个人提升,重视教育教学的每个环节,从生活中积累教学材料,教育学生获得生活能力。由于个人能力限制,论文中存在着许多思虑不周之处,例如教学设计未能进行实际实施,某些论点还是空中楼阁,需要实践检验。除此之外,笔者认为在中学化学实验中,有许多操作是为了规范学生操作也是研究本身所导致的,并不是所有实验都适合进行生活化。有些知识传统教学方式更符合学生身心认知发展。总之中学化学实验生活化并不是简单的课题,仍旧需要更多教师和学者参与进之一研究中,不论何种教学方式,都是为了培养出优秀的化学人才。
总结
笔者对该论文的课题的选择是源于对生活中很多事件产生疑问,在探索答案时发觉日常生活中的化学知识处处都有。很多新闻事件都能在化学中找到答案,例如许多承载着历史含义的雕像被破坏的原因,航海巨轮的保护方法都是可以利用中学化学知识解答的问题。还有许多生活小常识,除污渍的小秘方,烹饪鱼时添加调味料的方法,补充维生素的注意事项都涉及到化学知识。
很多时候,人们的操作只是了解用途,对其中的原理并不了解,很难将自己掌握的知识真实的作用在生活中。所以我认为将化学教学进行生活化改革是必然趋势,特别是进行实验教学时,由于化学实验的独特性在生活中难以达到实验条件,学生学习片面需要进行生活化改造,将远离生活实际的化学实验融入生活,提高教学趣味性,培养学生的学习兴趣。所以,在导师的指导下,本人对中学化学实验教学生活化进行研究,将其作为本科毕业论文的研宄课题。
在正式撰写论文之前,笔者利用学校资源查阅大量资料,重点对生活化教学、化学实验教学、实验生活化相关理论进行查阅。我发现这一理论早在二十世纪七十年代就已经由陶行知先生提出,近些年来进行教学生活化的科目很多,在实际运用中选取生活常见的物质放进课堂进行学习,学生的专注力普遍更高,了解兴趣也更明显。笔者结合实习生活中对资深教师的观察,发现围绕社会热点问题应用化学的教学更容易让学生爱上化学,感受化学学科魅力。笔者通过已经搜集到的知识,完成了理论知识基础,在此基础上进行实际教学设计,通过创设生活情景,拉近化学与学生的距离,将抽象的知识落实。
学生是教育的主体,在进行任何教育活动时都应该考虑学生的主体作用。笔者发现教师选取学生身边常见的物质融入教学,学生有更兴趣对其进行深入了解,教师可以通过这些手法抓住学生的注意力。笔者围绕化学实验教学生活化相关理论,进行了素材的收集运用,完成了几个教学案例的生活化设计与分析。在进行教学设计时,适当进行生活情境的创设,教师通过大量的知识积累得到提升,个人能力和职业素养都会不断提高。
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