基于学科核心素养的探究型案例以电解法制备CuOH2为例,本文是关于案例研究相关函授毕业论文范文跟案例研究和电解法制备CuOH2和学科核心素养方面函授毕业论文范文.
案例研究论文参考文献：
化学是一门以实验为基础的实用科学,化学学科的核心素养是化学学科最具科学本质的素养.?普通高中化学学科核心素养?提出“宏观辨识与微观探析”“变化观念与平衡思想”“证据推理与模型认知”“科学探究与创新意识”“科学精神与社会责任”５个维度的素养,如图１所示,全面展现了学生通过化学课程学习形成的关键能力和必备品格.其中“科学探究与创新意识”是化学核心素养的“核心”,“证据推理与模型认知”是实验探究的思维本质与基础,“宏微结合”和“变化平衡”是实验探究与创新的化学视角,“科学精神与社会责任”是实验探究与创新能力的体现与结果.“科学探究与创新意识”素养具体包括:发现和提出有探究价值的化学问题,能依据探究目的设计并优化实验方案,完成实验操作,能对观察记录的实验信息进行加工并获得结论;能和同学交流实验探究的成果,提出进一步探究或改进实验的设想;能尊重事实和证据,不迷信权威,具有独立思考、敢于质疑和批判的创新精神.
高中化学教学中如何落实“素养为本”的课程理念,促进学生科学探究与创新意识素养的内化和提升,成为一线教师亟待解决的问题.本文以“电解法制备Cu(OH)２”为例,创设真实的问题情境,引导学生开展一系列的科学探究活动,探索基于科学探究与创新意识维度的“探究型”课例的教学设计.
１ 课例分析
鲁教版教材充分考虑到了电解原理的复杂性,采用逐步递进的方式组织教材内容,如图２所示.“电解法制备Cu(OH)２”是在学生学习完电解原理以后设计的一节“探究型”学习课,围绕利用电解原理制备Cu(OH)２ 开展一系列的科学探究活动.设计本课既是对电解原理知识的总结归纳,又是对教材内容的拓展延伸.根据本节课涉及教材的结构和内容分析,结合高二年级学生认知结构及其心理特征,制定了如下的教学目标:加深对电解工作原理的理解,了解电解质溶液的性质对电极反应的影响;通过对电解过程中异常现象进行实验探究,掌握设计实验的基本步骤和实验探究的基本方法;通过对探究电解过程的反思、解释和评价,亲身经历“实践———认识———再实践———再认识”的认知过程,达到内化“科学探究和创新意识”这一核心素养的目标.
２ 教学思路
本节课教学流程如下:
３ 实施过程
３．１ 创设问题情景,引入新课
教师:请同学们利用电解原理设计Cu(OH)２的制备方法.
实验用品:８mol/LNaOH 溶液,电压１２V 的电源,烧杯.
实验现象预测:
阳极铜片,溶液中有蓝色絮状沉淀(Cu－２e－ ＋２OH－ Cu(OH)２↓).
阴极碳棒,产生大量气泡(２H２O ＋ ２e－ H２↑＋２OH－ ).
实验原理:
Cu＋２H２O 电解Cu(OH)２↓＋H２↑教师:下面请大家根据制备方法,进行实验验证.
学 生活动:学生设计实验并进行探究.结果汇报:阳极铜片上产生气泡且铜片表层和溶液慢慢变黑,阴极碳棒产生大量气泡,并没有生成预测的蓝色絮状沉淀.
设计意图:问题情境的创设,学生利用已有知识预测的实验结果和实际实验现象不同,产生巨大的认知冲突,从而引发学生的探究.
３．２ 引入新问题,让学生深入探究
教师:我们发现实际反应现象和预期现象有很大的区别,为了能够解释上述异常现象,我们需要进一步研究哪些问题?
设计意图:提出有价值的问题是学生探究能力的基本体现,在科学探究过程中经常会出现此类问题.
师生共同讨论:根据同学们提出的问题,可归为两类:①继续探究在什么条件才能达到实验目的,即有蓝色絮状沉淀Cu (OH)２ 产生;②继续探究异常现象产生的原因,即通过合理猜想、设计实验、收集证据,得出结论.
设计意图:充分尊重学生的意愿,自主选择探究课题,并为后期的交流、探究结果、合作学习提供平台.
学生活动:第一组学生探究出现蓝色絮状Cu (OH)２沉淀的条件.
教师:请同学们思考若要达到实验目的,可以改变哪些反应条件?
学生活动:改变NaOH 溶液的浓度;改变电解质溶液;改变实验装置.
师生交流:“控制变量”———科学探究的基本方法.
学 生活动:第一组学生再分３组,A 组探讨改变NaOH 溶液的浓度,B组探讨改变电解质溶液,C组探讨改变实验装置,各自进行实验.设计意图:通过探讨如何实现氢氧化铜的制备,使学生充分体验“科学探究”的过程,进一步理解“控制变量”思想在科学探究中的应用.A、B、C组的实验现象见表１、２、３,实验结论如下.
实验结论:由于装置不同,则两极间距离不同,两极间距离越近反应越快.
师生分析:一般情况下,制备Cu(OH)２ 关键是选取Na２SO４ 作为电解液.
学生活动:第二组学生探究实际反应产物,并分析其对应原因.
教师:探究一种未知物质时的基本步骤有哪些?
师生小结:观测物质外观———预测性质———设计实验———获取证据———解释及结论.
设计意图:通过探讨研究产物性质,使学生掌握其基本步骤,并了解传感器等现代教育技术在科学探究中的应用.
第二组学生探究实验过程见表４.
学生分析异常现象的原因:以NaOH 溶液为电解液,铜片没有放电生成铜离子,阳极区发生电极反应:４OH－ －４e－ O２↑＋２H２O,生成氧气把铜氧化成黑色CuO.
教师:由以上科学探究活动,同学们最终能得到哪些结论?
学生小结:以铜作阳极、NaOH 溶液为电解液时,碱性条件下铜的放电能力较弱,阳极是OH－ 放电产生O２,无法生成Cu(OH)２.而酸性溶液溶液中铜的放电能力较强,也不能生成Cu(OH)２.制备Cu(OH)２ 应选用中性Na２SO４溶液,并且将两极间距离缩小可加快反应速率.
３．３ 课堂小结,拓展应用
课外作业:请同学们在课下查阅资料,设计实验方案,寻找制备Cu２O 的方法.
设计意图:目前制备Cu２O 可行的方法是以Cu作阳极,浓NaOH 溶液为电解液电解,让学生进一步体会外界条件对电极反应的影响.
４ 教学反思
本节课主要采用学生分组实验探究和分组讨论的形式,充分利用POE(预测———观察———解释)教学策略,使学生积极参与到知识与能力的生成过程中.教学过程环环紧扣,从引发认知冲突到分组探究,再到解释异常、得出结论,整个过程充满自主探究的氛围.尤其是探究实验２和３,探究点各有侧重,又都注重探究过程和探究方法的渗透,因此“探究＋生成”是本节课最大的亮点,也是“探究型”课例的特点.
此外,本节课还具有以下特点.第一是让学生感受真实的化学课堂.通过探究,让学生学会辩证看待理论与实际的关系,体会实验是检验化学原理的最高法庭,不迷信权威,提升学生独立思考、敢于质疑的科学品质和批判的创新精神.第二是让学生体验自主的化学课堂,充分尊重学生意愿,让学生根据个人兴趣开展探究,在保证教学结构完整的同时,又为学生创造交流、合作、分享的氛围,取得较好的教学效果.第三是让学生体验科技的化学课堂,使用传感器等现代教育装备,进一步激发了学生学习化学的兴趣.
根据化学核心素养５个维度之间的逻辑关系,设计“探究型”案例时,在充分关注学生“科学探究与创新意识”素养发展的同时,还需兼顾其他４个维度素养的渗透和提升,不断促进学生核心素养的提高.
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