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教学重点与难点
1.纯水与自然水、硬水与软水的区别。
2.过滤、蒸馏的原理和操作和技能。
3.学生对水和其它含水的液体物质认识模糊,需要从水的净化角度启蒙认识到只有蒸馏水才是纯净的水,其它的“水”中含有不同程度的难溶、易溶的物质。
学情分析
本课题前,学生已初步学习了化学实验基本操作;
并通过学习空气、氧气、水的组成等内容,认识了一些化学基本概念;
体验了从身边事物中学习化学的经历。
本课题通过“水需要进行净化”、“水如何进行净化”两个内涵的主题,将生活与化学实验紧密联系起来,并渗透着物质微粒在水溶液中存在(溶解、难溶等)的启蒙内容,使得本课题学习内容成为许多化学知识与技能的重要衔接纽带。
学生尚不习惯从化学角度认识身边事物,也不善于通过实验现象探究事物的本质,更缺乏运用已学概念来解释事物现象产生原因的方式方法。
因此,适当的透过现象看本质,应当成为本课题为后续学习内容铺设的重要“跳板”。
教学目标与定位
本课题的中心是围绕“水的净化”主题,开展吸附、沉淀、过滤、蒸馏、以及区别硬水与软水等一系列实验探究。
教科书在本课题内容安排上,开始以静置沉淀、吸附沉淀、多种材料过滤等为例,介绍含不溶性杂质水的多种净化方法;
逐步过渡到以吸附、硬水软化(蒸馏)等为例介绍含溶解性杂质水的净化。
通过丰富具体的生活情景,体验并反思运用化学知识认识并探究生活问题的重要性和必要性。
本课题的特点是学习内涵十分丰富,涉及的实验原理与技能不仅众多,而且需要结合学生体验展开学习的要求十分明确。
教学策略
1.用足资源,培养能力
因地制宜地结合本地生活生产开发课程资源,让学生愿意参与学习实践活动,培养实践能力。
另外,活动中要求各实地调查小组均需带回采集的水样,以备课堂实验所用。
各组依据调查收集的相关资料,以水质或净化水为中心写出简明扼要的调查报告,重点突出体现水发生变化的内容,为课堂实验探究的交流讨论准备相关素材。
2.系列实验,发展思维
以学生采集来的井水、浑浊河水、污水、纯净水等设计学习情景,从生活中常见的纯水与自然水的区别入手,知道自然水源中杂质的来源与存在形式(包括溶解的与难溶的两大类);
通过实物的对比知道生活用水,尤其是饮用水、以及工业用水,往往需要对自然水源的水作必要的净化;
从而引出“水的净化”的核心问题。
然后,有序地引导学生逐个对吸附、沉淀、过滤和蒸馏等净化水的方法,通过一系列的实验展开亲身体验与学习。
思维是运用联想的活动和过程[1]。
设计引人入胜的系列化实验探究与分析活动,培养比较、概括、分析等思维能力,通过水的净化,认识分离混合物的初步原理,初步学习分离液体混合物的一些基本操作。
3.重视STS,重视技能与创新,培养创新意识和综合科学素养
具体采用以下教学设计的思路及意图:
针对学生对过滤材料选择的认识较弱的特点,在教科书探究活动的基础上,课前以作业形式,师生一道就近取材,自制了砂石过滤器、活性炭过滤器,以及由砂石、活性炭、棉花等组合的净水装置。
特别是通过自制净水器的实验,来突出多种材料组合过滤的效果,再经过动画模拟分析来强化印象。
这样,将教科书中讨论题,改编成为课堂实验活动,通过对比体验来促进认知的发展,有利于突出学习重点和突破抽象思维难点。
在调查市售净水装置、参观净水厂的基础上,收集一些材料,运用技术手段,尝试制作多种材料的过滤器和简易净水器。
这是对科学与技术的整合探究。
正是在丰富的实践活动中,促进了自主学习的热情,“家庭小实验”也会成为创新竞争的“兴奋点”。
4.重视学科知识在应用性学习中的渗透
(1)以井水、浑浊河水、污水、过滤得到的水、蒸馏水等为素材,在教学中渗透区别纯净物与混合物的实验以及辨别练习;
(2)结合采集的各种水样,渗透水中可以混入(分散)许多物质,有些物质具有能溶解于水中的性质等启蒙性基础知识,使之与水资源、溶液等相关内容可以衔接;
(3)在各种液体的组成、过滤、硬水中含有较多可溶性钙、镁化合物等内容中,渗透物质是由粒子构成的,分子、原子很小很小等物质结构基础内容。
在学习进程中渗透以上学科知识,可以促进学生明确如何从化学角度分析并认识身边事物,还可以规范课堂教学用语,拓展认识事物的理解因素。
教学准备
1.各种水样若干;
过滤装置;
自制沙滤装置;
自制活性炭吸滤装置;
自制综合净水装置;
简易蒸馏装置;
棉花、纱布、明矾、药匙、玻璃棒、烧杯、玻璃片、酒精灯、火柴等。
2.与课堂教学情境、实验操作等相关的教学课件。
教学过程
1.1.自然水与纯水的区别
师生活动
设计意图
[教师]利用电脑播放一段江水的视频。
配上思考问题:
水是生命之源,一部分存在于自然界的小溪、池塘,以及江河湖泊之中。
那么,这些自然水与纯水有什么区别呢?
[学生]以课前采集的水样为例说明:
通过课前对河水、湖水和蒸馏水的对比观察,发现自然水由于与土壤等许多物体接触一般较为浑浊,而蒸馏水——纯水是无色无味、清澈透明的。
[教师]刚才这位同学从观察的物理性质上对自然水和纯水进行了区分,其他同学还有补充意见吗?
[学生]人们在生活中将污水排入水源;
生产过程中将工业污水、农业污水排放进入水源中。
造成自然水中混入许多杂质。
[教师]很好,这是从人为角度说明自然水比纯水中混入了许多其它物质。
我们能不能再换一个角度对比呢?
比如,从物质的分类上对两类水进行区分。
[学生]自然水中溶有许多可溶、或难溶的物质,因此属于混合物;
纯水是由水分子构成的纯净物,也是一种化合物。
从生活情境切入课题,隐含化学与生活的紧密联系,使学生感到亲切。
运用已学知识,多角度回答问题,引导学生善于观察生活、思考问题的良好习惯,潜移默化地进行了复习建构。
1.2.净化水的常用方法
[教师]出示一瓶采集的浑浊的自然水。
这是几乎无污染的天然水,农业生产就通常使用这样的水。
但是用它来做日常生活的饮用水,或工业生产用水,就必须经过净化。
将自然水振荡出现更浑浊的现象。
这是自然界存在的一种净化方式。
[学生]静置沉淀。
[教师]引导学生对自然水进行吸附沉淀的实验。
[学生]分组实验:
用三只烧杯,各取约40mL自然水,在其中两只烧杯中,加入少量明矾后搅拌片刻,观察现象。
[教师]巡视指导,然后请学生汇报实验现象,结论。
[学生]有絮状物出现,并逐渐下沉,静置时液体自上而下开始变清。
[教师]这就是加入絮凝剂的吸附沉淀。
我们如何才能将水中沉淀物进一步除去呢?
演示:
过滤器的制作过程,以及如何用玻璃棒轻轻
地旋转着,使滤纸紧贴在漏斗上。
(注意:
边演示,边
提醒学生看书了解步骤要领)
投影:
过滤操作步骤,以及过滤过程中“一贴、二
低、三靠”的注意事项等。
进行实验室过滤操作实验。
[教师]巡视指导,提醒小组同学间协作,然后请学生通过
对比来汇报实验现象,结论。
[学生]经过滤的液体全部呈无色透明、清澈;
加明矾没有过滤的液体中,上层虽然也较清澈,但沉淀物仍在液体中,稍有振荡,又会浑浊;
没加明矾的天然水最浑浊。
[教师]过滤主要是将难溶的物质与水分离。
那么,除
了使用实验室过滤器进行过滤以外,还有没有其它
的方法进行过滤呢?
同学们课前在老师指导下,自制了哪几套装置?
[学生]净水装置;
砂滤器;
活性炭过滤器。
(如右图所示)
[教师]现在将剩余的两只烧杯中的浑浊液体,分别用
砂和自制净水装置过滤,看看效果如何?
[学生]分组实验,并观察、汇报现象。
浑浊的水都变清澈了,效果很好,说明砂、活性炭都能用来过滤。
[教师]请分析自制净水装置中使用的材料。
[学生]依据课本的图示和实物,作逐一的
介绍。
[教师]配合讲解的学生播放动画投影展示。
小结:
这是一个小型的综合材料净
水装置。
净水装置中,为什么用活性炭呢?
活性炭在净水中起到什么作用呢?
同学们在课前还自制了活性炭净水装置,另外采集了十分难闻的污确水。
请取适量的污水,经过活性炭净水装置后,再做对比观察,得出结论。
进行活性炭过滤污水的实验。
[教师]巡视指导,提醒同学如何闻物质的气味,然后请学生通过对比来汇报实验现象,结论。
过滤可以用滤纸、砂石、活性炭和综合材料等。
通过动画,讲解活性炭的过滤、吸附作用。
活性炭颗粒间的缝隙,可滤去水中不溶性杂质。
活性炭吸附掉一些溶解的杂质,除去臭味及色
素等杂质。
提问:
经过沉淀、吸附过滤、等净化处理后所
得到的澄清的水是不是纯水?
为什么?
[学生]由过滤得到的水不是纯水,因为过滤主要除去的是难溶的杂质,水中还留有无色、可溶的杂质。
[教师]这仅是我们的猜测,能不能用实验来证明呢?
同学们课前采集了井水,拿它与蒸馏水比较,都是清澈的,请分别向其中滴入等量的肥皂液,振荡后,观察现象。
进行区别硬水、软水的实验。
[教师]巡视指导,提醒同学如何在对比实验中控制用量,
注意取液、滴管使用、振荡等基本操作。
然后请学生
通过对比来汇报实验现象,结论。
展示效果明显的,进行鼓励评价,小结要看到较稳定的泡沫。
[学生]井水中出现浮渣;
蒸馏水中出现较多的泡沫。
[教师]阅读课本,说明其中道理。
[学生]井水中溶有较多的钙镁化合物,是硬水;
蒸馏水是软水。
[教师]简述硬水的危害。
用采集来的雨水,请学生验证是硬水?
还是软水?
[学生]实验后,出现较多泡沫,证明是软水。
[教师]由地表的河水、湖水、海水、污水等,经过蒸发到空气中,再降下来的雨水是软水,这里又有一种净化水的方法。
将它移植到实验室就是蒸馏。
用装配好的装置进行蒸馏水的实验。
[教师]引导讨论冷凝、防止爆沸等。
承上启下,引导观察分析。
由此开始一系列的净水方式的探究。
引导学生从体验中进行归纳。
重要步骤进行必要的示范讲解。
动画图示便于学生实验时对照。
培养比较分析意识。
培养学生动手实验能力,同时用自制装置进行实验,调动学习激情。
同时对自来水厂净水原理的理解,做必要的铺垫。
突出对综合材料净化水的作用。
拓展研究内容。
突破认识上的隐匿内容,增强理解。
将思考引向深入。
强化实验基本操作,渗透定量实验基础。
从生活中引出蒸馏原理,以利于认知建构。
1.3.通过参观自来水厂的同学来小结
[教师]我们请课前参观自来水厂的同学,给大家介绍自来水厂净化水的流程和原理。
[学生]通过投影图片进行讲解。
[教师]自来水厂的净化水过程,也是采用综合材料进行的。
让学生上讲台,培养表述能力。
通过学生拍摄的图片,增强直观与可信度。
再次突出综合材料净化水的作用。
2.本课小结:
本节课我们通过课前对水质状况等内容的调查并取样,在课堂中对净化水的几种常用方法,进行了实验探究,重点学习了过滤和蒸馏操作。
净化水的方法还有许多,话别是工业用水的净化更为复杂,今天主要了解的是生活用水的净化方法和原理。
对于净化水的方法,单一操作的相对净化程度,由低到高的顺序为:
静置沉淀、吸附沉淀、过滤、吸附过滤、煮沸、蒸馏。
3.板书设计:
第三单元自然界的水
课题3水的净化
一、自然水与纯水的区别
1.自然水:
溶有可溶、难溶的物质,通常较为浑浊,属于混合物。
2.纯水——蒸馏水:
无色无味、清澈透明;
由水分子构成的纯净物。
二、净化水的常用方法
1.静置沉淀
2.吸附沉淀——加絮凝剂
3.过滤:
⑴实验室用滤纸制作过滤器;
⑵用砂石过滤;
⑶用活性炭吸附过滤。
4.蒸馏
三、区别硬水和软水
【教学反思】
本节课是在深入学习《全日制义务教育化学课程标准(实验稿)》和南京市教研室杨剑春主编《初中化学教学建议》的基础上,通过对实际课堂教学存在一课时无法完成“水的净化”教学任务的状况,进行有针对性的实践研讨,在省市专家和一线教师的共同努力下,成功探索出的高效课堂教学的典型案例之一。
在设计并实施本课题教学过程中,有以下主要的收获与体会。
本节课孙老师以人教版九年级上册第三单元《水的净化》为教学内容,通过创设问题情境、学生动手实验、参观等形式进行有关水的净化这部分内容的学习,完成了教师预设的知识目标,培养和提高了学生的实验基本技能,是一节较为成功的课。
具体表现在:
1.教学设计精细,知识目标明确
听完本节课,感受最深的是教学过程设计精致详尽,无繁琐重复。
具体来说,本节课从开始创设情景导课、逐个问题的引出、各个学生实验的安排等都给人以条理清晰、过渡自然、水到渠成之感。
另外,本节课所涉及到的知识目标,如自然界的水与纯净水的区别、水的净化方法、软硬水的判断和检验等孙老师也都在课堂上予以呈现,所以说,孙老师这节课教学设计精细,知识目标明确。
2.重视和强化实验教学的功能,突显学生实验基本功的培养
本节课孙老师安排多个实验,并由学生动手实验来组织课堂教学过程,这样一方面可以激发学生的学习兴趣,始终使学生处于兴奋状态下去学习有关知识,有利于学生对知识的获取和记忆,另一方面,提高了学生实验基本技能,对学生实验能力的提高和培养起到了积极的作用。
当然,本节课也有自己的不足之处,最为明显的一点是课堂教学信息没实现多向交流,缺少师生与生生互动。
孙老师这节课完全按照自己事先设计好的教学环节一步一步进行,看似“丝丝入扣”、“样样俱全”,但很少发现学生闪现出来的智慧火花,课堂上缺少思维的碰撞与生成,缺少师生、生生之间的讨论、交流和相互评价与反思,这样既不利于学生对所学知识的理解,也不利于学生质疑能力、发散思维能力、探究能力的培养和提高。
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