體驗自主合作探究過程 培養學生化學學科素養

教學設計思路：

在教學《溶解時的吸熱或放熱現象》一節課時，筆者首先設計實驗情境，激發學生探究興趣；再引導學生通過小組合作的學習方式，體驗科學探究的全過程；最后通過對實驗現象的分析，使學生掌握物質溶解時的吸熱或放熱現象這一化學知識。

教學目標：

一、知識與技能

1.探究幾種物質在水中溶解時溶液溫度的變化。

2.理解物質在溶解時產生吸熱或放熱現象的原因。

二、過程與方法

1.讓學生在實驗探究中學習科學實驗的方法，練習觀察、記錄、分析實驗現象的能力。

2.在解決實際問題的過程中，使學生掌握實驗探究的一般思維與方法。

三、情感、態度與價值觀

1.用所學的知識解決一些生活中常見的問題，樹立化學是有用的思想。

2.讓學生在小組合作中探究學習，感受團隊精神及體驗成功。

重點：探究物質在溶解過程中常常伴隨著吸熱或放熱現象。

難點：如何引導學生從微觀角度分析溶解過程中的放熱和吸熱現象。

教學方法：實驗探究法。

儀器用品：溫度計、燒杯、玻璃棒、固態NaCl、NH4NO3、NaOH、蒸餾水、U型管、廣口瓶，雙孔橡皮塞、小試管。

教學過程：

一、情境引入，做出猜想

【教師活動】向燒杯（底部用石蠟粘有一個小木片）中注入半杯水，加入較多NaOH固體并不斷攪拌。

【學生活動】觀察實驗并討論：可能是NaOH加入水中溶解時放熱，溶液的溫度升高，使燒杯底部的石蠟熔化，因而木塊掉下來了。

【教師活動】物質在溶解時只有放熱現象嗎？

【學生活動】猜想與假設：可能有放熱，可能有吸熱，也可能溫度不變。

【設計意圖】創設實驗情境，借助提問激發學生探究的興趣和發散性思維，引導學生在對實驗現象進行觀察的基礎上，積極聯系舊經驗對如何解決新問題進行猜想、假設，培養學生邏輯推理能力。

二、研究討論，設計方案

【教師活動】請同學們根據給出的儀器和藥品進行實驗方案的設計，在P30畫出簡圖，并指導學生進行小組交流。

【學生活動】學生獨立思考后進行實驗方案設計，并在小組內進行交流。設計的方案主要有：

方案1：在三個盛水的燒杯中，分別加入NaCl、NH4NO3、NaOH固體，用玻璃棒攪拌，用手觸摸燒杯外壁來判斷溶液溫度的變化。

方案2：先測出水的溫度，再向水中加入溶質，等溶質溶解后測出水溶液的溫度。若水溶液的溫度比水的溫度高，則物質溶解于水時是放出熱量的，反之是吸熱。（溶質和水都要等量）。

方案3：如圖1所示裝置，在試管里注入水，在U形管中注入水，觀察物質溶解前后U形管中液柱的變化，得出物質溶解在水中是吸熱還是放熱。

方案4：如圖2所示，

在試管里注入水，觀察物質溶解后導管口的變化。

【設計意圖】讓學生自主參與學習過程，培養學生的合作與競爭意識；通過比較，對學生的科學探究思維和基本方法進行訓練。

三、實驗探究，分析交流

【教師活動】指導學生分組實驗，并進行實驗現象觀察、數據記錄。

【學生活動】按設計的方案進行小組合作實驗，并對實驗數據進行記錄，對現象進行交流。

方案1現象：用手觸摸各燒杯外壁，盛NaCl溶液的燒杯無明顯變化，盛NH4NO3溶液的燒杯較冷，盛NaOH溶液的燒杯壁較熱。

方案2現象：NaCl溶于水后溶液的溫度變化不大；NH4NO3溶于水時溫度降低；NaOH溶于水時溫度升高。

方案3現象：向試管中加入NH4NO3晶體，可觀察到彎曲玻璃管左邊液面上升，右邊液面下降；向試管中加入NaOH固體，可觀察到彎曲玻璃管左邊液面下降，右邊液面升高；向試管中加入NaCl固體，可觀察到彎曲玻璃管左右兩邊液面無明顯變化。

方案4現象：向試管中加入NH4NO3晶體，可觀察到導管口形成一段水柱；向試管中加入NaOH固體，可觀察到導管口有氣泡產生；向試管中加入NaCl固體，可觀察到導管口無明顯變化。

【設計意圖】將學生“合作探究”式的自主實驗與課堂教學融為一體，體現了“做中學”的教育思想，讓每一個學生都有思考、動手的機會，訓練學生的實驗操作能力，同時讓學生從現象觀察到數據處理以及對實驗結果的分析中總結出一些學習方法，形成持續的學習興趣和科學探究的習慣及能力，培養良好的化學學科基本素養。

四、歸納結論，拓展應用

【教師活動】同樣是溶解過程，為什么溫度變化不同？以NaCl為例，多媒體演示物質溶解時分子或離子擴散和水合過程及熱量變化。如圖3所示。

擴散過程 水合過程圖3

【學生活動】學生舉一反三，說出NaOH和NH4NO3溶解時擴散和水合過程的吸熱和放熱現象。

【教師活動】葡萄糖在服用時有“涼”的感覺，原因是什么？并對這節課進行小結。

【學生活動】聯系生活實際回答，并進行歸納總結：

當Q吸＞Q放：水溶液的溫度降低；當Q吸＜Q放：水溶液的溫度升高；當Q吸=Q放：水溶液的溫度不變。

【設計意圖】借助多媒體，讓學生直觀感知微粒的擴散和水合過程，在微觀粒子和宏觀溫度變化之間建立起聯系，體現化學學科的思想。同時也培養了學生的分析推理能力、歸納概括能力。

五、教學設計反思

1.體驗科學探究各環節。創設實驗情境，激發學生的興趣，將科學探究融入學習的全過程。

2.對教材進行加工。本節課的設計體現了新課程的教材觀，根據學生原有的知識起點，對教材進行創造性的開發，引導學生采用“合作探究”的學習方式。

3.學科的思想和方法得以體現。本節課的設計從始至終都以提高學生的化學學科素養為目的，使學生的“問題-猜想-實驗”科學探究思想和方法在有計劃地探究活動中得以培養，科學探究的能力和創造性思維得到提高。

（責任編輯 羅 艷）