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科学探究中证据的合理选择
作者:严增进 发表时间:2014年09月02日 浏览量:120 分享到空间
科学探究中证据的合理选择
——探析铁的防腐
教 学 设 计
授课人:后小年
单 位:芜湖市田家炳实验中学
时 间:2013-12-9
科学探究中证据的合理选择
——探析铁的防腐
一、设计思路
新课程理念下的化学教学大力提倡科学探究,尤其是可以彰显化学学科特点的实验探究早已广泛开展,科学探究的诸要素早已为学生所熟知。但在实验探究过程中往往会发现,学生对于自己收集的实验证据只有肤浅的表面认识,而不能深入理解仔细分析其产生的根源,有时甚至导致错误性认识的产生。如何才能在科学探究中对证据进行有效的判断、选择(和分析)?
本课力图通过以实验为主的多种探究活动,以探析铁的防腐为主线(载体),从微观本质分析铁防腐的新办法,并以此设计探究实验,渗透(培养)创新思维。以鲜明、直观的实验现象以及意想不到的实验事实和实验结果,激发学生的探究欲望,促进学生更深刻、全面地思考和探究问题,使学生充分认识到证据的正确选择和(科学分析)在科学研究中是至关重要的。同时探究实验的成功也让学生进一步认识到化学知识在资源保护、社会发展等方面所起到的不可或缺的作用。
二、学情分析
本节课针对高一学生设计。从知识角度看学生在初中化学已进行过活动与探究《铁钉锈蚀的条件》实验,已经掌握氧化还原反应的基本原理以及金属的还原性与活泼性关系;从能力水平上看具备一定的实验设计能力、实验操作能力、比较归纳能力;从心理特点上,他们有强烈的好奇心和求知欲,有利于新知识的学习。而且,学生对实验又有着浓厚的兴趣,在实验中产生的认知矛盾是学生学习的驱动力。基于以上三点,本节课力求让学生能从不同角度科学分析并设计实验来探析铁的防腐。
三、教学目标
知识与技能:
从微观角度理解铁腐蚀的本质,初步掌握铁防腐的一些新办法。
过程与方法:
通过实验探究等一系列活动,提高(实验探究能力),学生分析、(用)联想、类比、迁移的能力(等方法分析实验现象,合理选择和运用证据),渗透创新思维,培养学生的实验探究能力,体会实验在解决实际问题中的作用。
情感、态度与价值观:
学生能认识到化学是一门实用学科,这有助于提高学生的学习兴趣,感受到学习化学的意义,体现化学服务于社会与生活的理念和价值观。
四、教学重难点
重点:渗透创新思维;建立科学的证据选择方法;运用所学化学知识解决实际问题。
难点:实验思路和方案的设计;实验证据的合理选择。
五、实验仪器与用品
铁片、铜片、锌片、稀硫酸、H2O2溶液、KSCN溶液、带卡齿的导线(带铁夹)、烧杯、镊子。
六、教学流程
铁画是如何防腐的? |
创设情境 温馨导入 |
传承经典 优化创新
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从微观本质分析铁防腐的新办法? |
大胆猜想 实验探究 |
关注生活 情感升华
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气泡与颜色哪一组现象可以作为证明假设的直接证据? |
化学在资源保护、社会发展中起到的重要作用。 |
连接什么样的金属可以保护铁? |
认知冲突 反思提升
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七、教学过程
教师活动 |
学生活动 |
教学设计意图 |
[导入]芜湖铁画与黄山迎客松的不解之缘。 [推进]简介铁画制作工艺,思考铁画的防腐原理。 |
观看 回答 |
拉近师生距离 |
[引导]生活中喷漆防腐是最为常见的,它有什么优点呢? [传承经典]喷漆简便易行,经济实用,所以沿用至今。这是一种对经典技术、理论的传承。当然这也是我们今天努力学习科学知识的意义所在。 [板书]传承经典—喷漆 |
回答
聆听
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感受学习科学知识的重要。 |
[发现问题]铁画流传下来的存世精品很少,不像瓷器书画等艺术品所用材料化学性质稳定动辄有几百年的历史。生活中喷漆生锈的例子也很多。 [投影]喷漆的轮船为什么还会生锈? [讲解]可见喷漆的防腐效果是有限的,我们有必要进一步探析铁的防腐办法。 |
观看
回答 |
创设情境 引出课题 |
[分析问题]利用化学知识分析问题的两个思维角度:从宏观角度认识问题与从微观角度认识问题。 [引导]当铁与氧气、水的接触无法避免时,可以换个角度从微观本质分析铁为什么会腐蚀? [追问]铁生锈前后粒子是如何变化的?得到还是失去电子? [归纳]可见铁作为一种较为活泼的金属,在化学反应中易失去电子被氧化。 |
聆听 思考 回答 |
渗透创新思维方式。
运用学过的知识来分析问题。
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[优化创新]基于铁被腐蚀的微观本质,设想还有哪些办法可以防止铁腐蚀? [板书]优化创新 [引导]防止铁腐蚀的关键是阻止或者减少铁失去电子。是否存在一种物质愿意牺牲自己,将电子供给给铁,代替铁失去电子呢? |
积极回答 猜 想 |
培养学生的对知识的创新运用能力。 |
[过渡]这个设想能实现吗?实践是检验真理的唯一标准,我们可以通过实验来验证。下面就进入实验环节。 |
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学生听到实验会保持学习兴趣 |
[我们的任务]连接什么样的金属可以代替铁失去电子从而保护铁呢? [投影]请同学们在金属活动性顺序表中选择适宜的金属保护铁。 |
积极思考
猜想回答 |
主动思考
主动学习 |
[投影]根据同学们的回答和教师的引导,得出两种猜想。 猜想一:连接一种较活泼金属可以保护铁。 猜想二:连接一种较不活泼金属可以保护铁。 |
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[引导] 钢铁腐蚀很缓慢,无法短时间内看到现象,选择什么样的环境可以加速铁的腐蚀? 下面老师给同学们提供了一些实验用品。请同学们设计并完成实验。 |
思考回答 |
创设适宜的实验环境,培养学生解决问题的能力。 |
[投影]试剂与用品:铁片、铜片、锌片、稀硫酸、带卡齿的导线、烧杯、镊子。 (提醒带卡齿的导线的用法以及用导线连接的原因) |
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[引导]我们设计实验时需要考虑两个问题: 1、要进行对比实验,并控制变量; 2、要通过什么现象来证明你的结论? (注意提醒现象可以从多角度来寻找.) 请同学们先组内讨论一下具体操作步骤,设计好步骤后再进行实验。 了解学生实验完成情况,适时给予点拨,提醒学生实验注意事项,并对不当操作进行纠正。 |
分析讨论 设计实验步骤 积极发言 各抒己见
实验探究 汇报现象
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学生成为课堂的主人,知识来自于学生的亲身体验。有助于学生思维能力和动手能力的培养。
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[引导]实验中溶液为什么没有颜色变化? [过渡]现象是证明猜想最有力的证据,化学实验中常有些现象并不明显,显然这是无法作为证据的。需要我们寻找一种更明显的现象来判断溶液中Fe2+的含量。 |
回 答
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[投影]链接课本知识:Fe3+的检验方法—Fe3+遇KSCN溶液呈血红色。 试剂与用品:H2O2溶液、KSCN溶液。 [引导]请同学们进一步设计实验步骤并完成实验。 |
实验探究 汇报现象 |
发掘教科书引领作用,运用新知识进一步设计实验方案。 |
[思考与交流] ①大家看到两组现象后有没有发现问题? ②为什么在连接锌后铁片上产生气泡的速度变快了,而溶液中Fe2+的含量却减少了?能说明铁腐蚀快慢的现象是哪一种? ③科学探究中证据该如何选择? |
思考原因并组织语言回答
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对比实验现象和预期结论,产生认知冲突,激发学生学习兴趣。 |
[实验探究] 1.合理假设 2.创造条件 3.设计实验(控制变量,预期现象) 4.进行实验 5.收集证据 6.分析、采用证据 7.得出结论 |
用上面删去部分的相应活动。
各栏学生活动可以多样化一点 |
用上面删去部分的相应设计思路 |
[得出结论]连接一种较活泼金属可以保护铁! |
回答 |
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[思考与交流]证据本身并无错误,存在就有其合理性,那么既然锌保护了铁,为什么铁上的气泡反而增多了? [总结]锌保护铁实质是锌供给电子给铁,硫酸中的H+在铁表面得到锌提供的电子产生大量气泡。气泡增多了,铁的腐蚀却减慢了。本质是电子发生了转移。 [追加实验]由教师和学生共同演示在导线上串联灵敏电流表的情况。 |
观 察 思 考 交 流
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破除学生的迷思概念,培养学生辩证看待现象和本质间的关系。 |
[启示]科学研究中要仔细分析现象,透过现象看本质,最终合理选择实验证据。 |
聆听感悟 |
方法提升 |
[优化创新]在Zn供给电子给铁保护铁的过程中,电子的定向移动形成了直流电,我们还可以通过什么物质来更直接的供给电子呢? |
思考回答 |
发散思维 |
[投影]大坝中钢铁闸门的防腐处理。 |
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[学以致用]轮船表面的防腐处理。 |
回答 |
体现化学的实用性,激发学生学习化学的兴趣。 |
[投影]金属材料的广泛使用与金属腐蚀的巨大损失。 [交流]通过今天的学习,你有哪些收获? |
积极回答
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从化学回到生活、回到社会 |
[归纳总结] 【交流】我们今天通过探析铁的防腐了解了证据选择对科学探究的重要作用, 认识到化学知识在资源保护、社会发展等方面所起到的不可或缺的作用。希望同学们在今后的学习中能善于优化创新,学会用化学的知识去解决问题,真正做到让化学服务于生活,服务于社会。 |
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[课外作业(探究)]查阅资料,针对铁画的特殊工艺,为铁画的防腐寻找一种更好的办法?在班内展开讨论,以小组为单位,书写一篇“铁画防腐”的建言献策稿,以书信的方式邮寄给芜湖储氏铁画工艺品有限公司。 |
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与导入相呼应, 促进课内向课外的延伸 |
板书设计: