學生微課題研究實踐案例探索 論文

學生微課題研究實踐案例摘要：新課程改革以來，在課堂教學中開展實驗探究活動可謂轟轟烈烈，其中不乏精品，但也暴露出一些問題。其中，學生微課題——《能否用排水法收集二氧化碳》是一次有益的嘗試。在問題針對問題，查閱資料、任務驅(qū)動，合作探究、反思不足，實驗創(chuàng)新及研究的意義五個方面論述了學生微課題研究的重要性。指導學生從速率、濃度兩個角度開展實驗探究、分析比較，得出了肯定的結(jié)論。關(guān)鍵詞：學生微課題研究，實驗探究，排水法收集二氧化碳一、發(fā)現(xiàn)問題，提出教育部審定人教版《九年級化學》上冊教材（2012版）中二氧化碳氣體是用向上排空氣法收集的，沒有提到排水法收集，在一些教學練習中也碳是可溶于水的，不宜用排水法收集?！抖趸嫉闹迫∨c性質(zhì)》是新課標著重要求認識的一種身邊的化學物質(zhì)，有關(guān)它的性質(zhì)及制備是初中化學的核心知識與技能，課標要求學生掌的發(fā)生、收集、性質(zhì)的檢驗等操作技能。在用向上排空氣法收集二氧化碳時，經(jīng)常出現(xiàn)驗滿二氧化碳時火柴難以熄滅的現(xiàn)象，有學生提出了疑問：是空氣法收集到的二氧化碳純度不高呢？我及時引導學生質(zhì)疑：二氧化碳只能用向上排空氣法收集嗎？能否用排水法收集呢？化學興趣小組決定對此微課題進行研究。二、針對問題，查閱同學們首先查閱了相關(guān)資料，得到如下信息：①20℃時，一個標準大氣壓下，1體積水中溶解1體積的二氧化碳。②《實驗教學》雜志中毛明老師曾經(jīng)發(fā)表過一篇文章，論述了二氧化碳的排水集氣法收集的可行性。一些中考題目中也顯示，當充滿二氧化碳的集氣瓶倒扣在水中，現(xiàn)象是：液面略有上升。③同學們據(jù)此提出，二氧化碳在水中的溶解能力并不大，可以考慮用排水法收集。三、任務驅(qū)動，合作在設計實驗方案之前，我指導學生討論，明確了要從速度和濃度兩個指標，驗證排水法收集二氧化碳是否可行？針對速度的快慢，同學們提出——收集等量的二氧化碳（對通常比較收集相同的體積），比較反應所需所收集的氣體的量來比較反應速度的快與慢。而對于二氧化碳這種無體，為了增強實驗的可見度，同學們選擇了前一種方式。有學生很快設計了實驗裝置：同學們眼前一亮，但動手實驗后，卻發(fā)現(xiàn)了弊端：排水法經(jīng)討論后認為，錐形瓶內(nèi)氣壓與外界氣壓一致，因此無氣泡冒出。初次實驗嘗試失敗了。我及時鼓勵大家不要灰心，要發(fā)揮團體的力量，決定將同學們分六組進行對比實驗（所用稀鹽酸由濃鹽1：6稀釋而成），（實驗數(shù)據(jù)見表1）：顯然用排水法、排氣法收集二氧化碳，速率差別不大，但比較發(fā)現(xiàn)排水法甚至還略快。而對于濃度也即純度問題，學生先是設計了澄清石灰水檢驗法，向兩種方法收集到的等試管的氣體中，加入等量的、等濃度的澄清石灰水。通過現(xiàn)，在用排水法收集所得二氧化碳中澄清石灰水顯得更渾濁一些，但是差別不大?？紤]到若二氧化碳過量，渾濁的石灰水有再次澄清的可能。我又鼓勵學生繼續(xù)尋找更好的方法，學生又很快聯(lián)想到了氫氧化鈉溶液吸收法，并用集一試管二氧化碳氣體，同時將它們倒置于濃氫氧化鈉溶液中（為了增強實驗的可見度，我將氫氧化鈉溶液中滴入幾滴酚酞排水法收集的二氧化碳的試管中液面上升更高！這里用轉(zhuǎn)換法體現(xiàn)二氧化碳被吸收量的多少，進而可得兩種方法所收集二氧化碳的純度的確是有差別的。為培養(yǎng)學生的動手操作能力，也使實驗顯，我鼓勵學生繼續(xù)尋找更加直觀的定量方法，有學生想到了注射器。用注射器抽取等體積的兩種方法收集的氣體，同時將注射器置于足量的濃氫氧化鈉溶液中，進行充分反應。不難發(fā)現(xiàn)，改為注射器作為反應容器，它可以簡便、定量的轉(zhuǎn)化、比較二氧化碳的被吸收量。實驗成功了！同學們得出結(jié)論：可以用排水法收集二氧化碳，并且相較于排空氣法收集，排水法收集二氧化碳又快又純！四、反思不足，實驗創(chuàng)新在實驗結(jié)束后，我又組織學生進行反思。若用排水法收集二氧化碳，稀鹽酸的最佳濃度是多少？氣體的收集率（即收集到的氣體量占產(chǎn)生氣體的比）是否比排空氣法低？能否不用轉(zhuǎn)換法，直接比較排水法與排空氣法收集到的氣體濃度呢？同學們深感科學研究無窮盡，投身化學微課題研究大有可為興趣更加濃厚、對科學的熱愛更加執(zhí)著！在傳統(tǒng)實驗方法之后，我們又用現(xiàn)代手持技術(shù)定量測出兩種方式收集二氧化碳后所得氣體的濃度(見圖5。由于二氧化碳傳感器量程限制，測出氧氣的含量，換算可得二氧化讓學生了解了先進的數(shù)字化實驗給教學帶來的方便。為減少二氧化碳溶解于水的損失，思考、討論，收獲了二氧化碳更佳的收集方法，如排飽和液法和真空收集法。通過實驗探究，分析比較，由排氣法到排水法再到排飽和碳酸氫鈉溶液乃至真空收集法，同學們明白了，沒有最好，只有更可以用排水法收集二氧化碳，并且收集的二氧化碳比排空氣法收集的更純些。五、學生微課題研究上面我們談及的能否用排水法收集二氧化碳的實踐案例是新課程改革以來，學生微課題研究在化學課堂中的一個具體實踐案例，它的意義不僅關(guān)且關(guān)系到教師教育教學的方方面面。具體指的是如何做到教師有效教、學生有效學上。學生微課題研究是對課堂教學的補充，對提高學生實驗探究與創(chuàng)新意識、發(fā)展化學學科核心素養(yǎng)等十分有益。第一，學生微型課題研究，是學生和教師為解決學生自身的學習困惑或具體問題而進行的一種微觀的應用研究。其研究內(nèi)容本身就是教育教學實真問題、小問題，它的特點是研究的周期性短，見效比較快。所以，這樣的研究對于學生無疑能改變其被動學習的狀態(tài)，使學習變成學生主動獲取知程；對于教師可通過指導學生微課題研究改進自己的教學實踐，促進自己的專業(yè)發(fā)展。第二，學生微課題研究可以是教師基于指導學生的個人的微課題研究。教師可從自身的備課、上課等教育教學環(huán)節(jié)中發(fā)現(xiàn)值得研究的課題進行分析和研究；或以備課組為單位對某種普遍性的問題進行分析交流。這就要求在微型課題研究中，學生均作為主體，他們通過具體的學生微課題研究實踐的學習能體會、反思和提升，甚至重建自身經(jīng)驗，更好地掌握知識的本質(zhì)及知識間的相互聯(lián)系。第三，學生微課題研究中，問題就是課題、對策就是研究、收獲就是成果。它注重研究本身，更注重成果的應用推廣；它既能培養(yǎng)學生自主研究、協(xié)作攻關(guān)的能力，又能及時將學生自身急需解決的問題、困惑作為研究對象，解決實際問題的能力。學生微課題研究的逐步開展，不僅培養(yǎng)了學生敢于質(zhì)疑、大膽創(chuàng)新的科學精神，提高了學生主動思考和探究能力，還完善了教得學生化學核心素養(yǎng)得以發(fā)展。第四，學生微課題研究還可以解決課時不足的問題，充分把探究由課堂內(nèi)向課堂外延伸。提高了學生運用知識解決實際問題的能力。小課題能做大學問，小研究能長大智慧。珍視學生微課題研究，變學生被動學習為主動探究與實踐，這不僅提高了學生化學核心素養(yǎng)，更能促進展，提高化學教育教學水平。這也必將引領(lǐng)學生更快更健康的發(fā)展。參考文獻：[