糖盐水的功效与作用是均分散相吗

[转载]保志明老师“分散系及其分类”的教学与思考及马春生老师点评
理性思维帮助形成基本观念
——“分散系及其分类”的教学与思考
(南京师大附中&&江苏&&南京& 210007)
“学生能否牢固地、准确地、哪怕只是定性地建立起基本的化学观念,应当是中学化学教学的第一目标。”[1]基本观念是在学生对核心概念和典型事实深刻理解的基础上,通过不断地抽象概括而形成的。因此,基本观念的形成需要学生主动地参与深层次的思维活动。这种思维活动就是科学理性思维。因为它有明确的思维方向,有充分的思维依据,能对事物或问题进行观察、比较、分析、综合、抽象与概括。而在化学学科中,基本观念的形成更与理性思维有着天然的联系。因为化学是在分子原子水平上研究物质的,而理性思维属于代理思维,它是以微观物质思维代理宏观物质思维的。因此,在化学课堂教学中借助化学概念帮助学生形成化学基本观念的过程,就是帮助学生深入理解化学本质、发展理性思维能力的良好契机。在课堂教学中教师应先于学生进行基于具体事实、核心概念的观念性理解,对具体知识进行选择性使用,把它们作为形成基本观念的教学素材。教师需要精心设计便于课堂开展的探究活动,设置充满理性思考的问题,才能使学生主动参与深层次的有学科特色的理性思维活动。
当前,不以理性思维来建构化学概念,以习题教学代替概念教学的现象比较普遍。因此,如果所教概念不是高考考查的重点(如“胶体”、“分散系”等)时,很多教师在教学时便因无题可做而无话可说,潦草处理,更谈不上以理性思维来帮助形成化学观念。本文以人教版必修1第二章第一节中“分散系及其分类”的教学以例,谈谈这一高中化学&“非重点”概念的教学处理。
一、为什么我们的视角从纯净物转向了混合物?
课本中的“分散系及其分类”这一内容是在“分类”的背景下呈现的。让学生不解的是“物质”的树状分类图中纯净物的类别下枝繁叶茂、内容丰富,而混合物的类别下孤孤单单,以往的化学课专注于纯净物的研究,可是真正在生活中遇到的却大多是混合物。如果混合物仅仅是纯净物的机械相混,性质的简单叠加,那的确没有必要作为研究对象。那么研究分散系这类混合物的意义何在?研究胶体的意义何在?教学中如果对这一问题避而不谈,似乎缺少了思维上的逻辑性,过于突兀。“为什么要研究这一课题”常常是进行科学研究的第一步就必须要回答的问题,因为理性思维的特点就是“有据有理”,充满逻辑性。因此,明白“为什么要研究这一课题”也是理性思维的起点。本课的教学便是从引发学生对这方面的思考开始的。
问题1:怎样才能让混合物混得均匀?
在我们生活中,混合物比纯净物更为常见,而且我们经常还需要制造混合物,比如烧菜时既放糖又放盐。(演示蔗糖、食盐固体混合。)能混得均匀吗?为什么?怎样才能混匀?为什么加水后搅拌就混得十分均匀?
这里,从学生熟悉的生活现象出发,引发对混合物的思考:怎么才能混匀?希望学生透过宏观现象,看到微观本质,这就是以微观物质思维代理宏观物质思维的理性思维。学生联想到是由于水作了介质(连续相),将糖和盐分散成极小的分子、离子等微粒(分散相),才会混匀的。正因为混得十分均匀,体系十分稳定,所以这一混合体系才有了作为一个整体研究的必要性。这就是分散质粒子小于1nm的溶液分散系统。
此时可向糖盐水溶液中继续加入泥沙,通过观察大颗粒悬浮及下沉的现象,联想到粒子大于100nm的浊液是不均匀、不稳定的,因而也没有研究的必要性。这样,从思维的连续性来看,介于两者之间的胶体系统便自然出现了。它的较均匀、较稳定也是学生们所能预测的。而它作为一个系统整体的独特性正是我们所感兴趣的和需要认识的。生活中经常需要制造胶体这种分散系统,如豆浆、油漆、有色玻璃等,一是希望得到均匀、稳定的混合物,二是希望应用这一混合物整体的独特性质(如纳米材料)。因此,引导学生将视角从纯净物转向混合物,关注到分散系统是有意义的,它有助于学生形成更广阔的看待物质世界的视角。
二、怎样理解胶体与具体物质的关系?
在根据分散质粒子大小界定胶体的概念后,接下来通常的做法就应当是认识胶体的性质。而目前教材上要求学生了解的胶体的主要性质只有丁达尔效应。从知识目标看,这很容易达成,告知便可,无从探究。那我们接下来教学的着眼点在哪里呢?课本上以“科学探究”的栏目呈现了制备Fe(OH)3胶体的实验,以丁达尔效应区分Fe(OH)3&溶胶与CuSO4溶液的实验,过滤分离胶体与浊液的实验,但这似乎并没有能“探”出什么究竟来,反倒引起高一学生许多疑惑:Fe(OH)3在初中认识时不是沉淀吗?怎么又变成了胶体?如果FeCl3溶液与H2O能制得Fe(OH)3&胶体,那Fe(OH)3&怎么不和生成的盐酸反应?因此,实际教学中不顾学生的认知现状,一味盲从教材是不妥当的。没有充足证据、没有充分理由就下结论是与理性思维相悖的。教师需要依据对学生的了解,重新设计富有理性思维特色的、有教育价值的教学活动,帮助学生形成看待物质世界的新眼光。基于上述考虑,安排了如下的教学活动。
问题2:能否利用食盐水和酒精制得胶体?
这是个开放性的问题,答案自然要试了才知道。教学中给学生提供浓食盐水、无水酒精等药品,让学生自由探究。学生们都知道要将两者混和在一起,至于如何混和,滴加顺序、滴加剂量等,那就各有各的想法和做法了。实践下来,学生们的实验方案和结果果然是各不相同,有些因滴加得过多过快,使得大量固体NaCl析出,有些因较好地控制了滴入量(2~3mL无水酒精中滴入1滴浓食盐水),并充分振荡,得到了NaCl胶体。这里,“丁达尔效应”只是检验是否得到胶体的工具。
这是个很有意思的教学环节。学生们探究时的“混乱”、“五花八门”,正是教师希望看到的,因为“科学探究”本身就意味着尝试,尝试就意味着成功与失败并存。而在接下来的相互交流中学生们会自觉地从自己与他人的成功或失败中反省原因,深入思考。这是一种理性的思考,它以自己的实验现象以及他人实验现象作为证据,在大脑中进行逻辑推理(因为成功失败的情形都有,推理的证据则更为充分),这是“润物细无声”的科学理性教育。同时,他们在这一过程中看到了NaCl溶液、NaCl胶体、NaCl浊液,这些现象应当对他们有所触动:NaCl不总是形成溶液嘛!这里已经为后面理解胶体与具体物质的关系,形成三种分散系间存在联系的基本观念埋下了伏笔。
问题3:能否利用NaCl溶液和AgNO3溶液制得AgCl胶体?
如果说从NaCl溶液到NaCl胶体已经开始引发学生对胶体与具体物质间关系的思考的话,那从熟悉的AgCl浊液到AgCl胶体便是进一步将这种思考引向深入。课堂提供给学生饱和NaCl溶液、0.01%NaCl溶液、2%AgNO3溶液、0.01%AgNO3溶液。同样,让学生自由探究。选择哪种浓度、多少剂量、何种顺序,一切都是试出来的。很明显,有了前次经验后,学生们大多学会了有意识地去控制AgCl颗粒大小了。这种“有意识地控制”显然也是理性思维的结果。他们发现低浓度、小剂量、慢慢加,可以较好地得到AgCl胶体。
经历了以上两个探究环节后,教师再提出“怎样理解胶体与具体物质的关系”这一问题便是水到渠成。胶体只是物质的一种存在状态,而不是哪个物质的固有的状态。物质的性质不仅与物质的结构有关,还与物质的存在状态有关。这些已经是属于观念层面的认识了,这些观念是隐藏在具体的化学事实背后的,即使教师把上述结论板书出来讲给学生听,那它还只是“知识”,没有成为学生的“观念”。因此这一认识必须也只能是学生自己“探”出来、“思”出来的。理性思维帮助他们形成观念,他们通过对具体事实进行思维加工后,再经概括整合升华出来才能获得上位的观念性认识,教师的作用只能是设计充满理性思维的活动与问题。
三、不同分散系之间存在联系吗?
世界是普遍联系的,这是哲学层面的基本观念。那么在分散系的教学中,我们有机会从化学的视角形成这一基本观念吗?机会其实就在简单的实验中。在学生制备NaCl胶体、AgCl胶体的探究活动中,总能找到一些留有NaCl浊液、AgCl浊液这些“失败”产品的试管,从上至下照射这些上层为清液、下层为沉淀的试管,发现只有中间部分丁达尔效应最为明显。振荡试管,形成明显的浊液,再照射时也能观察到光路。这一现象说明在浊液这一分散系中也是存在着胶体颗粒的。如何从微观角度理解这一现象?Ag+和Cl-相遇生成AgCl分子,许许多多的AgCl分子在溶液中聚集最终得到大颗粒,表现为AgCl浊液,而聚集的过程就一个颗粒不断“长大”的动态过程。既然存在着颗粒的生成与长大,那各种大小的颗粒同时共存便不难理解(见附图)。三种分散系之间是存在联系的,因而也是可以相互转化的。我们可以控制条件,使颗粒主要“长成”我们需要的大小。
附图& AgCl颗粒在溶液中生成与长大示意图
这是一个再次寻找证据进行理性思维的过程。通过简单的实验以及对实验现象的深入思维,我们体会到分散系之间的联系与转化,这是多么生动直观!化学的基本观念如微粒观、联系观、变化观等就是在这些思维活动中不断地形成、修正和完善的。
四、分而又合,合而又分,分散系中各成份保持其独立性。
以上对胶体的认识更多是关注了胶体分散系作为系统整体的独特性,那么作为混合物,其中的各成份不是还应保持其独立性吗?这一点是不是也该让学生有所认识呢?毕竟,“混合”并不等同于“化合”。本节教学中教师演示了固体酒精的制备与燃烧。将2~3滴饱和醋酸钙溶液滴入10mL无水乙醇中,即可制得果冻状的固体酒精,这属于凝胶。将其置于石棉网上,可被点燃,燃烧后剩下了白色的醋酸钙固体。通常,教师只将其作为趣味实验进行演示,但这没有很好地挖掘出实验的教育功能,其根本原因在于没有围绕实验设计出渗透理性思维的问题。什么在燃烧?什么被剩下?这样的问题虽然简易答,但会引发学生的深入思考:凝胶中的乙醇保持着原有的能燃烧的性质,而醋酸钙不能燃烧,因此剩下。胶体中的各成份还是保持着各自的独立性的。这是对分散系认识的进一步加深,初步形成对分散系分而又合,合而又分的观念性认识。
五、几点反思
所谓化学基本观念,不是化学知识,也不是化学知识的简单组合,它是学生通过化学学习在头脑中留存的,在考察它周围的化学问题时所具有的基本的观念性的东西,也可以认为是学生获得的对化学的总观性的认识。当具体知识逐渐被遗忘之后,基本观念将长久相伴,影响人的理解、判断、决策。因此教学中帮助学生形成正确的化学观念的重要性不言而喻。遗憾的是,在如今的教育大环境下,化学基本观念因为难以进行纸笔考查而难以进入化学教师的视野。能在考卷上书写出来的答案,就算是属于观念层面的,也可能只是学生的“知识”而不是头脑中的真正“观念”。如果能在教学中对理性思维的给予真正关注,就不会会简单化地将“观念”变成新的“知识”教给学生。因为与理性思维相适的,是批评地力求充分证据的思维方式。虽然''证据''不可能完全客观,但理性思维对此可以进行反复批判、分析、验证、纠错,找到一定条件下最充分的理由或依据。因此,虽然''充分''和''证据''并非无疑,然而批评地力求充分证据的理性思维方式,与依靠权威、信仰、偏见、情绪,以及杂乱无章的思维方式仍有根本的区别。这种批判求真的过程正是理解科学本质,形成科学观念的过程。
[1]宋心琦,胡美玲.对中学化学的主要任务和教材改革的看法[J].化学教育,2001,(9).
[2]毕华林.&走向生本的教科书设计[M].济南:山东教育出版社,2006:191-198
《胶体》&一课点评
南京田家炳高级中学&&马春生
&今天我们在教学新时空——名师课堂现场,共同观摩学习了南京师范大学附属中学保志明老师执教的《物质的分类——胶体》一课。
这是一节十分精彩的课,保老师以其对中学化学教学体系和教材的独到见解为我们展示了具有鲜明特色的《胶体》教学课。保老师从培养学生批判性思维能力的高度,观念建构的视角,带领学生通过问题引导、实验探究、思考交流等方式,学习胶体的重要性质和检验方法,引领学生在学习过程中建构粒子观、实验观、分类观、转化观、平衡观、方法观、化学价值观等化学基本观念。
&&&&下面从批判性思维的引领角度,谈谈我对本课的感受和体会。
一、批判性思维的内涵
什么是批判性思维?周仕东
郑长龙认为:批判性思维是对当前的、他人的以及自己的观点进行反思和评价,&并能提出新想法的思维活动过程。它包括批判性精神和批判性技能两方面内容。
批判性精神包括:&思想的开放性和独立性、具有较强的好奇心和探究欲、较强的自信心、坚定的信念以及对他人的尊重等。
批判性技能,&除了包括分析、评价、推断、演绎、归纳等基本思维技能外,&还包括:&深入的提问技能、提出和评价假设技能、收集信息技能、评价信息来源的可信性技能、交流与合作技能等。
实现批判性思维的养成,,需要以学生的自主、积极参与为前提。化学课程标准把科学探究作为突破口。让学生有更多的机会主动地体验探究过程,&在知识的形成、联系、应用过程中养成科学的态度,&获得科学的方法,&在科学的探究实践中逐步形成终身学习的意识和能力。
&在化学教学中实施科学探究是批判性思维养成的最直接、最有效的途径。
二、教师的批判性思维
人教教材中“分散系及其分类”的内容是在“物质的分类”单元中呈现的。
关于纯净物中单质、化合物的研究在教材中有较多的表述,如“金属及其化合物”、“非金属及其化合物”。而关于混合物的研究,在初中学生学习了混合物的概念,学习了浊液、溶液、合金的一些性质。而“胶体”是学生在学习溶液、浊液、合金等混合物后,又接触到的一种混合物体系,也是学生在高中学习中第一个学习的混合物体系。
“为什么要研究这一课题”是教师和学生都会提出的问题。
多数教师从知识体系的角度会认为:学习这一知识的目的是让学生了解化学知识体系中有胶体这一分支学科,它是一种特殊的分散体系(分散质粒子直径介于1~100nm的混合物),学生在这一知识的学习中能获得用水解法制备氢氧化铁胶体、用丁达尔现象的实验来区别胶体和溶液、用过滤法可分离浊液和胶体的技能,同时了解生活中常见的胶体。
但保老师经过深思熟虑后认为:在生活中遇到的大多是混合物。如果混合物仅仅是纯净物的机械相混,性质的简单叠加,那的确没有必要作为研究对象。研究分散系这类混合物的意义何在?研究胶体的意义何在?教学中如果对这一问题避而不谈,似乎缺少了思维上的逻辑性,过于突兀。因此,明白“为什么要研究这一课题”是理性思维的起点。
基于这一问题,她首先从理论上对分散系进行了研究,翻看了关于胶体的大学教材和相关专著。
其次她对教材中安排的探究实验进行反思:对“制备Fe(OH)3胶体的实验,以丁达尔效应区分Fe(OH)3&溶胶与CuSO4溶液的实验,过滤分离胶体与浊液”&的实验进行质疑,认为“并没有能“探”出什么究竟来,反倒会引起高一学生许多疑惑:Fe(OH)3在初中认识时不是沉淀吗?怎么又变成了胶体?如果FeCl3溶液与H2O能制得Fe(OH)3&胶体,那Fe(OH)3&怎么不和生成的盐酸反应?”在收集大量材料的基础上,保老师设计了“用物理方法制备‘氯化钠胶体’和用化学方法制备‘氯化银’胶体,并将丁达尔现象用于检验是否生成了胶体”的实验探究环节。
第三保老师把培养学生批判性思维、建立化学观念置于化学教学的核心地位。教学设计始终围绕这一主题,她突破了教材原有的知识框架,对教材中的探究实验进行审视质疑,舍弃教材中给定的素材,对教学内容进行更合理的创新设计。在本课中,胶体的制备成为知识与技能的重点学习内容,而在制备和检验胶体的探究实验中,通过几个操作简单而内涵深刻的实验,引发学生的问题意识和思维冲突。在对实验的设计、操作和实验现象的理性思考以及再尝试再思考的过程和学生相互交流、师生对话等丰富的活动中,学生的批判性思维意识得以增强。在学习的过程中,将分散系的知识转化成为化学基本观念,进一步建立起用粒子观、分类观、转化观、实验观等观念来思考、探究物质世界的理念和方法。
本章的篇首语指出:“分类是学习和研究化学物质及其变化的一种常用的科学方法,运用分类的方法不仅能使有关化学物质及其变化的知识系统化,还可以通过分门别类的研究,发现物质及其变化的规律。”这一篇首语已经指明了教师的教学和学生的学习方向。保老师对胶体一课的精心设计,很好地贯彻了课程标准的基本理念,在引导学生发现分散系的性质和转化规律方面也大大地超越了教材编写者的设计意图。
三、学生批判性思维的养成
在化学学习活动中,&作为一个具有良好批判性思维的人应该具备以下素质:
愿意知道更多的化学知识;能够提出合理、清晰与化学学习密切相关的问题;能制定合理的假说,&并计划好实验;能准确判断信息来源的可信性;能识别什么是结论、原因和假设;能够较好地发展和支持一个合理的看法;小心谨慎的下结论;留意问题的多种可能性,&愿意听取其他人的观点;尊重他人的尊严和价值。
在胶体一课的学习过程中,学生是如何在教师的引领下,培养自己的批判性思维的素养的呢?
1、关于“分散系”概念的形成
科学探究中“提出问题”的主体包括教师和学生。批判性思维的养成首先是一个提出问题的过程,&通过提出问题,&可以产生自己新的想法。具有批判性思维的人善于运用提问这种工具来理解身边的事情和认识世界。
“分散系”概念的形成,是在保老师提问、演示、与学生对话交流的活动过程中建立起来的。
在本教学环节中,教师边演示边提问,在师生的问题对话中,学生对混合物的认识在初中的基础上发生了巨大的转变。概念上从混合物跨入了分散系,性质上从溶液是“均匀、稳定混合物”,浊液是“不稳定、不均一的混合物”的宏观层面,提升到溶液中“粒子以离子、分子存在、直径小于1nm”,浊液中“粒子由许多分子集聚而成,粒子直径大于100nm,而且大小不一”的微观层面。并初步认识到胶体中粒子的直径介于1~100nm。
通过演示实验和师生间的问题对话,保老师引导学生从实验观和粒子观的角度来认识分散系、从本质上来理解分散系中分散质粒子的大小与分散系类型的关系,同时也为后面学习胶体的制备和性质特征起了一个示范的作用。
2、关于氯化钠胶体和氯化银胶体的制备
具有批判性思维的人应具有提出猜想与假设、以及考察或评价假定的能力。
在面对问题时,&要鼓励学生多联想,&多假设,&大胆猜想。在学生进行猜想与假设的过程中,让他们思考:你假设的前提是什么?当你的实验与你的假设不一致时,你能否分析你的假设是否正确?不一致的原因是什么?你的假设是清晰,合理的吗?&通过你的探究实验,你能否总结出取得成功实验时关键性的控制条件?等。
在制备氯化钠、氯化银胶体前,保老师让学生做了用丁达尔现象区别胶体与溶液的探究实验。
探究实验1:用激光笔照射提篮中的液体药品,判断它们中谁是胶体。
安排这一探究实验,除了让学生掌握运用实验工具来正确区别胶体和溶液之外,也为氯化钠胶体的制备、氯化银胶体的制备先行做了对比实验。
通过这一探究实验,学生们得出结论:0.1%NaCl、饱和食盐水、无水酒精、0.02%AgNO3溶液无丁达尔现象,而淀粉溶液、氢氧化铁胶体溶液中会产生丁达尔现象。从而得出结论:胶体在用激光笔照射时,会产生丁达尔现象,溶液在用激光笔照射时不会产生丁达尔现象,用粒子观分析产生这种不同现象的本质原因是:溶质粒子的大小不同所导致的。
但也有个别组的学生发现,用激光笔照射2%AgNO3溶液时会看到不明显的光路,因而产生疑惑。(原因大家都清楚,一是可能有少量的硝酸银分解产生了细小的银粒子,也可能是硝酸银的水解,生成的氢氧化银再分解成不溶性氧化银),面对这一问题,保老师首先对学生的实验进行了肯定,并回答:在进一步学习必修四时会找到答案。
当实验中出现不同现象时,学生若自己放过“特殊现象”,人云亦云,此时他的批判性思维能力也就无从发展。不放过“特殊现象”,进而进行研究,往往是发展自己思维能力的契机。教师的作用同样如此,如果此时保老师说,你这瓶溶液放的时间长了,可能混入了杂质。拿其他人的溶液再做一次(我们在上实验课时经常会这样做),是否会抹杀掉一次培养学生批判性思维的机会?
所以,在合理的情况下,教师应当鼓励学生发现实验中的异常现象,为学生提出问题、积极思维分析原因创造机会。
我们在观课中欣喜地发现,正是这一细节的出现,为后面胶体制备实验中学生设计的各种“异常实验”起了引路的作用。
探究实验2:氯化钠胶体的制备
这一实验的原理是利用氯化钠在水和酒精中溶解度的差异,用物理方法在酒精中制得氯化钠胶体。
如果保老师给学生的实验药品仅有饱和食盐水和无水酒精,则这一实验就在很大程度上失去了探究的意义。这一实验方案的预设,让我们看到了保老师的智慧:创设真实探究的实验时,在药品的浓度上可以做出大文章。
本探究实验的操作并不复杂,但能否制得所需的胶体,却需要学生认真地去探究。
学生的实验设计和实验现象可归为如下几组:
试管中的溶液
滴加的试剂
1~2mL0.1%氯化钠
10滴饱和食盐水
看不到沉淀,但激光笔照射后有丁达尔现象
1~2mL无水酒精
不断滴加饱和食盐水
一直用激光笔照射,开始滴加时,有丁达尔现象,滴加较多的食盐水后,震荡试管,后,丁达尔现象消失
1~2mL饱和食盐水
1滴管无水乙醇
出现“白花花”现象,下面有沉淀,上面清的。摇晃后,现象消失。
1~2mL无水酒精
不断加0.1%食盐水
激光笔照射后无丁达尔现象
1~2mL0.1%食盐水
不断加无水乙醇
在实验过程和后面的交流中,学生们自然会产生如下的问题:为什么第1组实验制得了胶体,第2组实验中先有胶体生成,然后就消失了呢?第三组实验为什么先有“白花花”现象,摇晃后,这一现象又消失了?后二组实验中为什么没有制得氯化钠胶体?
对比几组实验所用的药品浓度和加入药品的先后顺序,学生们可归纳出浓度对是否生成氯化钠胶体有重大的影响。因为氯化钠胶体是在无水乙醇中生成的,因此乙醇中的含水量要尽可能的小。上述实验的最佳选择是往乙醇中滴加少量饱和食盐水,可制得氯化钠胶体。
对“白花花”现象产生的原因学生经过思考,给出了很好的解答:“无水酒精把水抢过去了,氯化钠溶液是饱和溶液,溶解程度减小,水抢得太多了,酒精加多了,析出的氯化钠固体就多,便变成了浊液。”
学生的批判性思维在这一实验探究的过程中自然地得到了升华,他们自觉地运用粒子观和转化观来分析制备氯化钠胶体实验成功与失败的原因,最终得出结论:浓度和用量是能否制得氯化钠胶体的关键。相信在这一实验中,学生们所运用的科学方法也会刻印在自己的脑海中。
探究实验3:氯化银胶体的制备
有了实验二的经验和思维的升华,学生们更大胆地放手去对“氯化银胶体制备的实验”
进行方案设计和不同的实验尝试,并在探究实验的过程中查找实验失败的原因,分享实验成功的喜悦。
某同学在汇报时说:做了三次不同情况下的实验。第一次:在试管中加0.1%氯化钠溶液1毫升,再加0.02%硝酸银溶液5滴,制得了氯化银胶体。第二次:在试管中加饱和的氯化钠溶液1毫升,再滴加2%硝酸银溶液,有白色沉淀,得到氯化银的浊液。第三次:往1毫升饱和氯化钠溶液加0.02%硝酸银溶液2滴,也制得了氯化银胶体。
另一同学说:不知道成功了还是失败了?他是这样做的:加了二滴管的饱和的氯化钠溶液,再滴1滴2%硝酸银溶液,有明显的白色沉淀,但用激光笔照射上层液体也有明显的丁达尔现象。
在实验探究的过程中,保老师与同学们共同分享成功的喜悦:“初中我们接触的氯化钠始终是溶液,今天我们把它做成了胶体,甚至浊液;初中我们见到的氯化银始终是沉淀,今天我们把它做成了胶体。”
在探究实验的过程中,学生们的思想完全被解放了,他们充满了好奇心和探究欲,实验设计也有很强的独立性。自己动手的意愿空前强烈,他们的分析、评价、推断、演绎、归纳等思维活动空前地活跃,交流与合作的愿望十分强烈,有的学生也有了深入提问的意识和行动。
在制备氯化钠胶体和氯化银胶体时,当溶液中存在可见的浑浊时,仍可观察到丁达尔现象。如何从理论上解释这一现象?这是教师在备课时的预设,也是在本课中实现新知生成和提升培养学生批判性思维的重要的教学活动。
保老师从更高层次提出思考的基点:怎样理解胶体与具体物质的关系?让学生由宏观现象回到用微粒观进行抽象思维上来。从溶液、胶体、浊液中溶质粒子的大小来对这一过程进行研讨和阐述,并形象地以一幅图来表达它们之间的转化关系
从而清晰地反映出溶液、胶体、浊液中粒子大小的转化关系。这一研讨过程,是本课中学生们批判性思维的又一次升华。它使学生明白,事物是相对的,在一定条件下可以相互转化。从而建立起用转化观和平衡观来看待化学变化的意识,这种意识,将在学生学习必修4&化学平衡理论时更好地体现出来。
3、关于混合物中各物质保持自己的性质
本课最后,保老师演示了用饱和氯化钙溶液与无水酒精混合制作固体酒精明胶和固体酒精的燃烧实验。固体酒精燃烧是酒精本身具有可燃性,燃烧的残渣仍是固体酒精中含有的氯化钙。通过这一实验说明,尽管胶体的特性与溶液、浊液有很大的不同,但它仍然是混合物,在混合物中,各物质保持自己的性质。
通过这一实验,加深学生们对混合物概念的认识,同时也让学生们感到胶体这一混合物在生活中有着神奇而广泛的应用。
本课从混合物开始,到混合物结束,划上了一个圆满的句号。从物质的树状分类图看,今天学习的“混合物”,是学生十分熟悉的概念,但从分散系的角度对混合物进行再认识时,原来其中还蕴含着很多与生产、生活密切相关的化学知识和认识物质世界的观念和方法。人们对客观世界的认识是一种螺旋渐进的过程,通过对事物的认识和再认识,才能使人们用辩证唯物主义的观点去正确认识世界。这也是胶体的教学给我们带来的启示吧。
四、几点感受
1、批判性思维的起点是质疑
“理性思维帮助形成基本观念”。批判性思维的养成要求学习者必须提问而且要善于提问。对日常生活中的化学现象要用批判的眼光去审视,&努力发现有探究价值且有可操作性的问题;&对化学科学中的定义、规律等不能不加思考地接受,&要对它们有质疑态度。
保老师首先是学习者,她以理性的批判性思维对教材进行质疑、审视,才能对胶体一课进行创新的设计。而学生在本课的学习中在教师的引领下,在探究中大胆地质疑胶体制备中的异常现象,理性看待混合物、分散系,从而提高了了自己用批判性思维去分析事物的本质特征,形成基本观念的能力。
2、培养学生的批判性思维需要教师的正确引领
在本课中,保老师不仅花大功夫进行了创新的教学设计,创造了充分的科学探究实验条件,而且在课堂教学中,运用了一系列的问题和对话来引领学生深入探讨溶液、胶体、浊液的成因和实验现象背后隐藏的秘密。对学生的发言给予恰到好处地点拨,纠正学生的表达错误,要求学生正确表述。从而在课堂上,让学生充分爆发出智慧的火花。
学生批判性思维的养成是化学新课程目标的一部分。培养学生批判性思维的前提是教师本身要具有强烈的批判性思维的意识和化学观念教学的愿望。批判性思维意识,使教师能站在观念教学的角度去审视教学内容和教材,不以教材为唯一教学资源,深入探究课标的内涵,理解教材编写的意图,广泛收集资料,挖掘与教学目标相吻合的最佳教学素材。
3、培养学生的批判性思维要贴近生活、贴近学生已有的知识
本课中,保老师首先用学生极其熟悉的事例“烧菜放盐和糖”引入分散系的教学,对如何将它们混匀进行实验和交流,让学生感到学习的知识就在身边。氯化钠、氯化银是学生非常熟悉的化学物质,氯化钠胶体、氯化银胶体是什么样?如何制备?学生都想知道答案,学习兴趣和实验探究兴趣被激发出来?固体酒精也是学生熟悉的一种燃烧物质,当保老师将它在学生面前制备出来时,学生们的情绪达到高潮,充分感受到了胶体的神奇。
这样一种深动、有趣、贴近生活的课堂能不让学生陶醉在其中吗?学生的精神境界能不随着教师的引导而提升吗?
4、融洽的师生关系是建立良好的探究氛围的基础
保老师将自己置于与学生平等的地位,亲切地与学生象拉家长一样对话,力求以生活的语言来描述化学现象和化学概念。保老师的眼神、手式、语言透露着对学生的尊重、肯定和赞赏,注重课堂的细节和教学环节转换时的铺垫。在这样的氛围环境中,学生们完全没有了压力,没有了面对实验失败的恐惧,正视回答问题中的不足,大胆设计“五花八门”的实验方案,坦然面对各种实验结果,放开身心投入到探究与思考之中。学生们在课堂上愿意知道更多的化学知识,愿意主动尝试和发现化学的奥秘。所以,融洽的师生关系是建立良好的探究氛围的基础。
通过本课的学习,保老师引导学生将视角从纯净物转向混合物,分散系的学习有助于学生形成更广阔的看待物质世界的视角,进一步建立物质观。世界是物质的,物质可以分类研究,分散系是物质普遍存在的一种形式,既然化学是研究物质的一门基础学科,对分散系的研究是十分必要的。
科学探究是批判性思维养成的最直接、最有效的途径。在本课的学生实验探究中,出现的思维碰撞和实验操作方面的“混乱”、“五花八门”,正是教师希望看到的,探究意味着尝试,意味着成功与失败并存,而在此过程中才能迸发出学生思维的火花,将知识内化为观念。因此培养学生批判性思维是本课的有机组成部分。
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