问题教学法在金属冶炼原理中的应用

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  问题教学法,就是以质疑、释疑、解疑为主线,并将课堂分解为多个知识认知部分,使得每个部分都按质疑、析疑、解疑这种环节贯穿在教学活动中。也就是说,教师先将知识分为若干个知识点,每一个知识点都设置问题背景——提出质疑;然后学生带着问题自主学习课本知识,可以自己理解问题,也可以分组讨论问题,通过个人或小组展示完成释疑的过程;最后教师根据学生展示的情况,进行有针对性地讲解和评价,引导学生正确解疑,从而达成学生认知的目的。本文就是以金属冶炼的原理为例,阐述问题教学法在化学课堂上的应用。
  导入设疑,激发学生潜在能量
  万事开头难,一堂课有了良好的开局就是成功的一半。一个好的导入设疑就像烟花引燃的导火索,充分激发学生潜在的能量,使学生探究的想法释放开来,思维活跃,为整堂课的活动铺平了道路。因此,选择新颖背景设疑导入是一节有效课堂达成的关键,是打造高效课堂的有效法宝。如在学习金属冶炼的原理时(这是人教教材《开发利用金属矿物和海水资源》中的内容),可以通过我国使用金属的发展史的背景设疑。①让学生查阅资料(可以通过网络)认识金属材料的发展过程:我国开始使用青铜器是什么时间?开始冶铁是什么时间?开始炼钢是什么时间?(商朝、春秋、战国)②开始使用铝是什么时间?为什么现在铝的年产量已超过了铜,跃到金属的第二位?③以上使用金属的时间与金属的冶炼有一定的关系,你能总结出其中的规律吗?
  这种以金属发展史为背景的设疑,让学生通过查阅资料的方法学习来释疑,不但可以拓展学生的知识视野,而且可以认识金属的冶炼时间与金属的活泼性有紧密的关系。
  课中再质疑,让学生认知飞跃
  每一次创设质疑的情境,都是因此启迪学生灵感的机会。质疑、释疑、解疑过程是思维的“启发剂”,它能使学生求知欲在不知不觉中活跃起来,积极主动地去认知、去探究。因此,教师把握好创设质疑的情境,让学生面对这些质疑敢于自主、合作探究,去感悟知识的真谛。可采用提问法,直接将质疑直面学生;或采用激情法,点燃学生探求质疑的热情;或采用实验探究法,使学生因现象精彩而去追究其内在原因;或采用故错法,让学生在欣喜之后能够反思其中的伪科学的内涵等。
  例如:学生已经明白了在金属活动顺序表中“Zn→Cu”采用的冶炼金属原理是热还原法,即是采用在高温下,以CO、H2或C为还原剂来还原金属的氧化物。提出“还有其他的还原剂吗?”的设问,让学生带着思考来观察铝热反应实验(按下图装置进行实验):
  其现象是:剧烈燃烧,放出大量的热;纸漏斗下部被烧穿,有红热的液体落入沙中,冷却后变成黑色固体。然后提出质疑:①最后观察到的黑色固体这是什么东西?②铝热反应的条件是什么?在化学反应方程式中如何写出这种反应条件?最后让学生写出有关化学方程式,这样学生就能够真正理解铝热反应的实质了。
  再质疑,发展学生创新思维
  要为学生的化学课留有空白,这时的质疑是为了让学生的思维有一个在塑造的过程中。因此,设置的质疑必须以提高学生探究和解决问题的兴趣为前提,以发展学生的创新思维为目的。提出的质疑唯有化实为虚,使教学中有质疑可供学生释疑、解疑,才能形成知识脉络、建构知识体系。如在掌握了金属冶炼原理和规律之后,可以设置更深层面的背景质疑。设置问题:可以在实验室模拟工业制备金属Pb的原理,首先取黄色粉末状化合物PbZ进行如下实验。将PbZ和足量炭粉充分混合,平铺在反应管X中,在Y瓶中盛足量澄清石灰水,按图连接仪器。
  开始时缓缓通入氮气,过一段时间后;加热反应管X,观察到管内发生剧烈反应,并有熔融物生成。同时,Y瓶的溶液中出现白色浑浊。待反应完全后,停止加热,仍继续通氮气,直至反应管冷却。此时,管中的熔融触物凝固成银白色金属。①Z是什么元素?②停止加热前是否能断开X和Y的连接?③反应管X中可能发生的反应有哪些化学反应?写出相应的化学方程式。④本实验的尾气是否需要处理?为什么?
  回归课本,可以发现焦炭与金属氧化物高温下的两个特例:一是炼铁,二是氧化铜与焦炭反应。通过金属冶炼原理进行知识迁移,可用CuO与C反应冶炼Cu的过程进行类比推理运用到新的金属冶炼上,这样就可以培养学生的创新思维。
  以上实例分析表明:在学习活动中以“疑”为主线,学会从质疑的背景中用多角度的观点分析思考学科问题,探究化学知识,掌握知识实验技能,从而体验在学习中创新与发挥,促进化学技能的提升。
  (作者单位:江苏省海门市证大中学)
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