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STS理論在化學課題研究教學中的嘗試與滲透
來源: 本站原創   點擊數:2195   更新時間:2005-09-07

實驗為基礎,學生的實驗動手能力、觀察力以及理論聯系實際的敏感性均在很大程度上受到了制約,從而使學生難以將所學的科學知識理論與技術應用、社會生活實踐聯系起來,造成了三者嚴重脫節。
  科學、技術、社會三者的脫節,使多數學生成了少數人的陪讀,正確的科學價值觀也被扭曲了。在學生中存在著厭學的現象。究其原因,教育和社會現實脫節就是其中之一,尤其是科學教育和社會生活、生產、發展的脫節,使得傳授的知識面窄而且難度大,有些教學又不得法,學生就容易產生厭學心理。
  即使是一些已經設計好學生畢業出路(比如出國)的私立或中外合作學校的學生,雖然他們沒有中考或高考的升學壓力,但也存在著厭學的心理。為什么呢?一是課程設置的影響。例如,外語應該是這類學校的重點課程,學生要把絕大多數的時間花在外語學習上,這其實也是必要的,因為不學好外語,畢業之后出國怎么辦?化學等學科也就自然而然地成為所謂的“副科”,因此其要求的理論難度就隨之降低,學生的學習主動性、積極性也就隨之減弱了。二是學生基礎參差不齊,“吃不飽”和“吃不了”現象共存。如果不能很好解決這一問題,就會挫傷這兩部分學生的學習積極性,這也會導致厭學心理的產生。
  正是在這樣一種背景下,在對課程的設置和內容做了改革之后,結合學生特點、學科特點進行研究性教學的嘗試和摸索,成為當前教學改革的必然趨勢。
  作為化學學科,應根據其特點給予學生更多的動手實驗機會,充分激發學生的學習興趣,培養學生的操作能力、觀察能力、語言表達能力和實際生活的理論運用能力。不僅完成教材中的教師演示實驗和學生實驗,還應增加一些選修性、課題性、與生活緊密聯系的趣味實驗,變學生的任務學習為興趣學習,把學生的學習重點從“為什么”轉移到“該做什么”上來,努力使學生從被動接受知識轉到主動接受、運用知識。這樣不僅能夠解決“吃不飽”現象,而且能夠激發“吃不了”同學的學習積極性,減少學生厭學心理的產生。
  其次,我們可以運用現代化手段進行資料搜集、信息處理和成果展示,充分調動學生積極性,擴大學生知識面,鼓勵學生走出課堂,走進生活。
  這就是所謂的“化學課題研究教學”(以下簡稱課題教學)。概括起來說,它是指教師或學生提出化學問題,建立設想,通過社會調查或動手實驗、探究、討論、分析以及展示、再討論、小結等活動,獲得對該問題認知的過程。
  在這一過程中,從課題選擇和設計,到課題探究的中間過程、最后到課題的完成,均以學生為主體來進行,力求學生通過親自選題、實驗、思考、討論和總結等活動,完成對某一實際問題的認知,從中獲得新知。教師在這一過程中是引路人,是助手,而不再是“灌輸”者,不再是“先知先覺”者,要形成一種互動式、討論式的教學形式。 
  課題研究案例分析
  本案例為筆者本學期在高一年級復習《鈉的化合物》一節時所做的一次研究課的情況。課題名稱:學生自主設計實驗分析自制發酵粉的發酵原理,驗證鈉的化合物的性質,并通過此實驗制出的二氧化碳氣體來驗證過氧化鈉的性質。
  (一)課題的選取和實驗設計
  在化學高一新教材第34頁有一個家庭小實驗:Na2CO3、NaHCO3與某些固體酸性物質(如酒石酸)混合可以制成發酵粉,用于蒸制饅頭、面包等。
  由此我們聯想到,是否可以自制發酵粉?是否可以通過發酵粉加水或加熱來驗證碳酸鈉和碳酸氫鈉的化學性質?通過實驗可否說明發酵粉的發面原理或發面過程,從而同實際生活聯系起來?通過實驗產生的二氧化碳是否還可以用來驗證過氧化鈉的性質?于是,我們設計了如下實驗:
  1. 用市售泡打粉或自制發酵粉加水,并檢驗產生的氣體是否是二氧化碳。
  2. 用市售泡打粉或自制發酵粉加熱,并檢驗產生的氣體是否是二氧化碳。
  3. 若能夠檢驗出產生的氣體是二氧化碳,就把產生的二氧化碳通入到包有過氧化鈉固體的脫脂棉內來驗證過氧化鈉與二氧化碳的化學性質。
  (二)課題研究過程
  1. 實驗預習(約1小時)
  ① 從本校食堂借來泡打粉和酵母。
  ② 在試管中分別用泡打粉和酵母做加水實驗,用沾有濕潤石蕊試紙的玻璃棒伸入到試管中檢驗產生的氣體物質,并比較實驗現象。
  ③ 在試管中分別用泡打粉和酵母做加水實驗,用點燃的火柴放到試管口,檢驗產生的氣體物質,比較實驗現象。
  ④在小燒杯中分別用泡打粉和酵母做加水實驗,用沾有澄清石灰水的培養皿扣在燒杯口上,并比較實驗現象。
  ⑤ 在試管中分別用泡打粉和酵母做加熱實驗,用導氣管通入到澄清石灰水中,并比較實驗現象。
  ⑥ 在燒杯中分別用泡打粉和酵母做加熱實驗,用沾有澄清石灰水的培養皿扣在燒杯口上,并比較實驗現象。
  ⑦ 討論、查資料、分析泡打粉與酵母的區別。
  ⑧ 用堿面(市售)、小蘇打(市售)、草酸(固體酸)自制發酵粉加水,檢驗產生的氣體。
  ⑨ 用堿面(市售)、小蘇打(市售)、草酸(固體酸)自制發酵粉加熱,檢驗產生的氣體。
  ⑩ 把自制發酵粉加熱法產生的二氧化碳通入到包有過氧化鈉固體的脫脂棉內,觀察現象,并結合學過的知識討論、分析。
  2. 研究課過程及記錄
  ① 理論知識鋪墊與復習(10分鐘)
復習教材第二章第二節《鈉的化合物》一節中過氧化鈉、碳酸鈉、碳酸氫鈉等物質的化學性質,并結進行演示實驗。
  ② 提出問題(3分鐘)
  a. 教材中并未出現的過氧化鈉與二氧化碳的演示實驗該怎么做?
  b. 蘇打、小蘇打在實際社會中最為人熟知的用途是什么?
  c. 發酵粉到底是什么?
  d. 自制發酵粉怎樣演示發面原理?
  e. 能否把這兩個性質實驗結合起來?(下轉第39頁)
(轉至第44頁)
  ③ 由課題研究小組成員演示實驗,請大家注意觀察現象,并指出操作錯誤之處(10分鐘)
  a. 介紹原料:堿面(市售)、小蘇打(市售)、草酸;
  b. 用堿面(市售)、小蘇打(市售)、草酸(固體酸)自制發酵粉加水,檢驗產生的氣體;
  c. 用堿面(市售)、小蘇打(市售)、草酸(固體酸)自制發酵粉加熱,檢驗產生的氣體;
  d. 把自制發酵粉加熱法產生的二氧化碳通入到包有過氧化鈉固體的脫脂棉內,觀察現象。
  ④ 由學生提出問題,并組織大家一同討論(15分鐘)
  a. 請問自制的發酵粉能否作為真正發面的發酵粉?會不會引起食物中毒?
  b. 為什么必須用固體酸配制發酵粉,能否用液體酸?
  c. 三種成份配制發酵粉有什么比例要求?
  d. 草酸是什么味道的?
  e. 為什么堿面、小蘇打和草酸能夠制成發酵粉?草酸是什么?發酵可以用來做什么?
  f. 能否不放堿面,僅用小蘇打和草酸配發酵粉?堿面的作用是什么?小蘇打俗稱什么?為什么?
  g. 酵母的發面原理是否與發酵粉一樣?區別在哪兒?
  (經上網查詢和收集資料了解:泡打粉指的就是發酵粉,它的發酵原理是利用蘇打、小蘇打同固體酸性物質在和面過程中通過加水和加熱處理發生化學變化生成二氧化碳而起到發面的效果;而酵母是利用和面過程中加水或加熱使酵母菌激活、復蘇,從而使面粉中的糖類發酵生成二氧化碳。因此,二者是完全不一樣的。)
  ⑤ 當堂小結、布置作業(2分鐘)
  通過這節研究課同學們既對學過的鈉化合物的化學性質有了更深的印象和理解,又增加了對和面發酵這一生活常識的興趣和了解,鼓勵大家注意生活積累,發現更多的生活化學和趣味化學,并將此作為作業之一:準備下一個研究課題;作業二為上述討論題中的問題e。

  小結:STS理論在化學課題研究教學中得到了滲透和體現通過化學課題研究教學,我們以興趣為出發點,通過課題選擇、設計、實驗、討論、展示和再討論等過程,既鞏固了理論知識,又鍛煉了學生各方面的能力,真正的達到了“理論聯系實際”,使學生真正明白理論在生活中的應用原理,把自己所學的理論知識與生活實踐聯系起來,加深了學生對理論知識的理解,并引起了學生對技術的進一步思考。本節課使STS教育理論在化學課題研究教學中得以初步嘗試和滲透。  

  
   

 
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