二氧化碳性质教学有效性策略的研究.docx
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二氧化碳性质教学有效性策略的研究
“二氧化碳性质”教学有效性策略的研究
长沙青竹湖湘一外国语学校张军
【关键词】二氧化碳性质教学策略有效性
2005年我校初中开始全面推行基础教育新课程，并在当年7月份选用了人民教育出版社的教材，教研组也利用暑假组织教师对新课程标准进行了通识培训。
时至今日老师们在日常教学活动中不断用新课程的理念指导自己的教学行为，对新课程理念也有了较深的理解。
由于初中化学开设在初三这一特殊年限，又是中考学科，没有缓冲时间，教师在课堂教学过程中还是暴露出一些普遍性的问题。
本文以“二氧化碳性质”一课为研究内容，对目前教学中存在的问题以及我采取的方法做初步探讨，望同行指正。
1、“二氧化碳性质”教学的现状及存在的问题
1.1在教学目标的设计上“大而空”、“多而乱”
在教师的教案中会发现诸如“通过对二氧化碳用途的学习，进一步了解祖国的美丽山河，激发爱国主义的思想感情。
通过实验培养学生创造精神，严谨的科学态度”这样“大而空”的话。
或者在课程目标的三个维度上再加一个“创新精神”成为第四个目标。
还有的将课程目标的三个维度拆分成知识、技能、情感等造成目标混乱。
1.2在教学内容选择和组织上从书本到书本，按部就班一成不变
“二氧化碳性质”这部分内容教材按物理性质、化学性质、用途一步步排列。
很多教师在教学时也按部就班，一成不变，使学生既失去学习的兴趣又无法满足学生亲身的探究体验。
是否可从实际生活中学生常喝的饮料入手，进而引发学生的兴奋点并以此切入教学主题呢？
1.3在教学方法的选择运用上仍旧以“讲授法”为主，把自己当成知识权威
俗话说：
教学有法、教无定法。
教师在教学方法的选择上应根据教学内容、自己的教学特长来选择。
但是，在“二氧化碳性质”教学中讲授法仍占较大比重，重视结果教学，忽视过程教学，不能着重引导学生通过一系列简单可行的探究活动去认识化学科学的魅力，让学生领悟怎样从化学的角度去认识我们身边的世界，因此也就不利于学生科学态度和科学方法的形成，新课程要求的合作精神、探究能力、创新意识也就无从谈起。
尽管有些教师在“二氧化碳性质”一课采用探究式的教学策略，由于受传统的教学观念及对科学探究理解程度的影响，教师仍旧把自己作为知识的权威将预先组织的知识体系传递给学生，学生则被动地听从教师的指令；有的教师就将科学探究曲解，把“探究”变为“满堂问”，而学生不能带着自己的兴趣、需要和观点直接与教学内容对话，这样的教学也就无法从根本上提高全体学生的科学素养。
由于当前学校普遍还受升学率的影响，化学教师还习惯于注重知识的传授，化学课堂上还以“讲、听、背、练”的教学模式为主。
尽管教学改革涉及教学理念、教学方法等方面，但我们却常常忽视很重要的一点就是注重其有效性。
“教师教得很辛苦，学生学得很痛苦”，出现上述问题也是必然的。
2、研究过程
2.1“二氧化碳性质”教学方案的设计
元素化合物知识在整个初中化学教材中占有较重要的地位，讲授元素化合物知识要突出让学生观察实物和亲自动手做实验，尽力以“性质”为线索，把元素化合物的制取、检验、用途等知识串在一起。
二氧化碳是学生非常熟悉的气体，早在初中生物中学生就已学过二氧化碳是光合作用的原料，动、植物进行呼吸都要呼出二氧化碳，还知道了检验二氧化碳的方法。
这些对二氧化碳的知识的初步了解，给学生建构“二氧化碳性质”的知识奠定了基础。
而本节内容实验较多，联系生活和实际的内容也多，所以非常适合化学课程标准提倡的探究的学习方式。
以上述的理念为指导，本人对“二氧化碳性质”一节教学设计如下：
2.1.1教学目标设计
本节课由两部分内容构成：
二氧化碳的性质及二氧化碳对生活和环境的影响。
二氧化碳的性质，涉及二氧化碳的溶解性，状态包括三态，密度（主要的物理性质），不燃烧也不支持燃烧，与水反应和碳酸的分解反应，并引出“分解反应”和“化合反应”概念，使澄清石灰水变浑浊（主要的化学性质）。
二氧化碳对生活和环境的影响，重点要使学生通过了解“温室效应”现象，认识到保护环境的重要性。
基于本课题的教学内容，本课题教学目标设计如表1所示：
表1教学目标设计
课时内容
知识点
学习水平
元素化合物
二氧化碳
物理性质
颜色、状态、气味
了解
密度、溶解度
理解
二氧化碳
化学性质
不能燃烧也不支持燃烧
掌握
与水反应
掌握
与澄清石灰水
掌握
二氧化碳用途
干冰
理解
温室效应
理解
概念：
分解反应、化合反应
了解
相关化学方程式
能书写
本课题重点考察以下教学目标：
（1）知识与技能目标：
①通过实验探究，了解二氧化碳的状态，溶解性和密度等物理性质；
②通过实验探究，理解二氧化碳能与水发生化学反应，知道二氧化碳不燃烧也不支持燃烧和检验二氧化碳的方法；
③能正确书写相关的化学方程式；
④了解化合反应和分解反应的概念；
（2）过程与方法目标：
①通过探究活动，初步学习：
观察——分析，假设——验证，交流——归纳，理解——运用的科学方法；
②通过课堂活动，初步体验对二氧化碳性质实验的科学探究过程；
（3）情感态度与价值观目标：
①认识二氧化碳对人类生活和环境的影响，形成环保意识；
②知道二氧化碳在日常生活中的重要用途，并能运用有关二氧化碳性质的知识加以解释；
2.1.2教学用具
仪器：
集气瓶、可乐瓶、烧杯、试管、吸管。
药品：
二氧化碳、水、紫色石蕊试剂、蓝色石蕊试纸、澄清的石灰水。
其他：
火柴、蜡烛、汽水。
2.1.3教学程序设计：
二氧化碳的“性质”在科学上是早有定论的，之所以要安排学生去探索，去发现，是想让学生去体验和领悟科学的思想观念，能像科学家那样用科学探究的方式去学习。
因此“二氧化碳性质”的教学过程设计为：
（1）创设问题情境，确定主题，激发学生求知欲
把学习设置到新奇、有趣、有意义的问题情境中，不但可以激发学生的学习动机，而且通过让学习者合作来解决问题，还可以形成解决问题的技能。
因此，在引入二氧化碳性质的学习时，采取了以科学小故事来引入学习。
如：
以三则材料来引入二氧化碳的的密度，状态（三态），不支持呼吸，不能燃烧也不支持燃烧的二个性质。
材料一：
在意大利某峡谷有一个山洞叫做“屠狗洞”，当人牵着狗进入山洞时，狗会晕倒在地，人却安然无恙，但当人弯腰救狗时，人也会晕倒。
经检验，山洞里的气体中含有较多的二氧化碳。
材料二：
我国北方农村曾有一农民，一次到一个久未开启的菜窖里去干活，不久就窒息在窖里，其儿子下窖救父亲，也同样发生窒息。
其实，像这样的悲剧是可以避免的，人们在进入久未开启的地窖或山洞时，可以通过灯火实验来检验洞中的二氧化碳的浓度。
材料三：
同学们都看过西游记，其中孙悟空腾云驾雾，仙女们在云中轻盈漫舞的景象你一定感觉非常神奇。
其实是固态的二氧化碳——干冰的“杰作”。
任何物质都有气固液三态。
（对比班的教学思路，这些事例会放在学习了新知识作为应用题来思考。
在实验班把它作为探究的问题提出来，一是因为这些问题是现实生活中的现象，容易激起学生的探究欲望，二是把知识的应用过程改为探究过程，有利于培养学生的分析思维能力。
）
（2）交待目标，动手实验，引导探究
在导入新课之后，教师首先简单交待本节课的教学目标，让学生清楚地知道本节课要学些什么。
在教学过程中培养学生发散式思维，从不同的学习路径，可以建构出相同的结果。
性质一：
二氧化碳气体不能支持燃烧
提出问题：
如果将一根点燃的火柴伸入到装有二氧化碳的瓶中，火柴会怎么样？
学生的推想假设：
火柴可能继续燃烧。
火柴可能慢慢熄灭。
讲述：
为了让实验现象比较明显，你会怎样设计实验？
设计方案：
学生们会想到用对比实验，即先点燃一根火柴伸进空瓶子中（其实有空气），再将点燃的火柴伸入到二氧化碳瓶中。
操作实践：
学生进行分组实验。
得出结论：
学生们会看到这样的现象，点燃的火柴在空瓶子中继续燃烧，而在二氧化碳瓶中则慢慢熄灭，从而说明二氧化碳气体不能支持燃烧。
性质二：
二氧化碳比空气重
提出问题：
请同学们想办法将一高一矮的两支蜡烛粘在烧瓶底部，点燃它们，再把一瓶二氧化碳象倒水一样往烧瓶中倒去，哪支蜡烛会先灭/由此你会想到二氧化碳有什么性质？
学生的推想假设：
高蜡烛先灭，矮蜡烛后灭。
矮蜡烛先灭，高蜡烛后灭。
两支蜡烛同时灭。
实验操作：
学生们做此实验时结果可能与事实相反，这时应引导学生分析产生这种结果的原因。
得出结论：
很多学生会看到矮蜡烛会先灭，高蜡烛后灭，因为二氧化碳能够像水一样倒，从而想到二氧化碳比空气重。
性质三：
二氧化碳的溶解性
提出问题：
有一瓶汽水，两个盛有同体积水的塑料可乐瓶，用什么方法证明二氧化碳是易溶于水？
难溶于水？
设计方案：
采用对比方式判断
操作实验：
学生分组选择方法进行实验。
得出结论：
学生会观察到注入或吹入二氧化碳的可乐瓶瘪的程度非常明显，说明二氧化碳易溶于水。
性质四：
二氧化碳与水反应
提出问题：
紫色石蕊试液和蓝色石蕊试纸，遇到酸溶液都可以变红。
如果我们向盛有少量石蕊试液试管吹气，会看到什么现象？
（变红，会是什么物质使石蕊试液变红？
加热红色消失又为什么？
）
学生的推想假设：
是二氧化碳
可能是水
可能是二氧化碳与水反应生成的一种酸
设计方案：
采用对比方式判断（此处可以培养学生创新思维：
实验设计判断加热产生的气体是二氧化碳）
操作实验：
学生分组进行实验
得出结论：
使石蕊变红的不是二氧化碳也不是水，而是二氧化碳与水反应生成的一种酸——碳酸。
并且碳酸是一种不稳定的物质，常温或受热时，易分解。
性质五：
二氧化碳能够使澄清的石灰水变浑浊
提出问题：
有一瓶二氧化碳气体、一瓶澄清的石灰水、一根吸管，谁能想些什么办法使澄清的石灰水气体溶入到水中？
设计方案：
可以用吸管往石灰水中吹，因为人体呼出的气体是二氧化碳。
可以将石灰水往二氧化碳瓶中倒去。
因为二氧化碳比空气重，可以将二氧化碳往石灰水瓶中倒去。
操作实验：
学生分组选择方法进行实验。
得出结论：
学生会看到澄清的石灰水变成白色。
（对比班任课教师按以往授课习惯：
物理性质——化学性质——用途教学）
（3）围绕目标，巩固练习
学生的学习是建立在一系列带有大量认知特点的已有基础上的，每一项学习任务都必须以某些已有的学习作基础。
布卢姆把这种先决条件称之为“认知输入特征”，将其看作是决定学生能够学到和掌握的特定内容和技能，因而它是可变的，如缺少的可以学到，忘记的可以复习，学习水平较低的可以达到掌握程度。
基于这一点，巩固练习是解决这一问题的措施之一。
巩固练习主要是练重点内容，练易错，易忘，易混淆的东西，课堂练习的题目主要是课本后的练习题，具体做法是将每道练习题分别放在密切相关的教学内容之后处理，既自然，又立即起到巩固新知识的作用，还便于根据学生练习时出现的问题及时纠正，更有利于教师和学生从繁重的作业负担中解放出来。
课后第4题放在二氧化碳比空气重实验后练；第6，7，8题放在二氧化碳使澄清石灰水浑浊实验后练。
（对比班则将书后习题做为课后作业）
（4）联系实际，了解二氧化碳的的用途
物质的性质和用途是联系在一起的，当学习了二氧化碳的性质之后，可以给学生提供资料（投影图片）或书本上提供的阅读材料来了解二氧化碳在实际生活中的用途，加深对二氧化碳性质的进一步理解。
“干冰的妙用”，“常用的灭火器”，“二氧化碳用于粮食的贮藏”，“温室效应对生活和环境的影响”等等。
同时合作学习的伙伴不只限于教师和同学，还可以是书籍和电脑，为学生提供网址让同学了解更多的二氧化碳的信息。
（5）归纳总结，扩展提高
利用学生已经学过“氧气”的性质，让学生用自己的语言对二氧化碳的性质做一下描述，培养学生的比较，分类，归纳，总结的科学方法和交流表达能力。
课堂练习应依据课程标准和学习任务的要求，统一标准，尤其是基础练习，一定要面向中等生，并激励差生完成练习达到标准。
2.1.4板书设计
投影：
二氧化碳
1、颜色：
无色
2、气味：
无味（无毒但不支持呼吸）
一、物理性质1、状态：
常温气体（固体：
干冰）
2、溶解性：
易溶于水
3、密度：
比空气大（可倾倒）
二、化学性质1、不燃烧也不支持燃烧
2、与水反应：
CO2+H2O=H2CO3（使紫色石蕊试剂变红）
H2CO3=H2O+CO2（碳酸不稳定）
3、与石灰水反应：
CO2+Ca（OH）2=CaCO3↓+H2O
（检验CO2的重要方法）
三、二氧化碳的用途1、光合作用
2、灭火
3、化工产品的原料
4、气体化肥
5、温室效应（危害大于用途）
2.1.5课堂练习设计
练习题
1、写出下列反应的化学方程式（）
A、二氧化碳溶于水B、使澄清的石灰水变浑浊C、碳酸不稳定分解
2、二氧化碳不能用排水法收集，原因是（）
A、比空气密度大B、易溶于水C、溶于水变成干冰
3、检验二氧化碳常用的方法是（）
A、通入澄清的石灰水中，石灰水变浑浊
B、将燃着的木条伸入气体中
C、通入紫色石蕊溶液中
4、填写书中实验（6—6）的现象并分析原因
5、设计鉴别CO2、N2、O2实验方法
6、石灰水可以藏蛋保鲜。
一是因为石灰水可以杀菌，另外，它还能在鲜蛋的表面形成一层保护膜。
试说明这层保护膜的成因。
（提示：
鲜蛋具有生命力，有呼吸作用）
实验班的课堂练习分层次设计，A组题（1-4题）是针对基础差的学生，要求他们完成一定数量的基础题，加强基本功的训练，并鼓励他们在完成后，尝试向高一层次练习冲刺，以发展智力，逐步缩小差距；B组题（第五题）是针对大多数学生的，要求他们完成适量的巩固练习题；C组题（第六题）是为满足尖子学生的求知欲，发展个体能力而设计的难度较大的综合题。
对比班则不做分层的课堂练习。
2.1.6依据课堂评价维度设计
（1）学生课后感受问卷调查表附录一
（2）课堂观察记录表附录二
（3）教师反思表附录三
2.2“二氧化碳性质”教学方案的实施
2.2.1前测：
本学期期中化学考试
2.2.2实验班采用设计的教案及以实验探究式为主的教学策略教学；对比班采用传统的教案和教学法。
2.2.3后测：
在完成教学任务后用二氧化碳性质的检测题进行检测；学生课后感受问卷调查；教师课后反思。
2.2.4对结果进行分析。
2.3“二氧化碳性质”教学实施效果分析
2.3.1前测结果与分析（见表2）
表2实验班、对比班学生化学期中考试成绩比较
班级
人数
平均分
标准差
Z值
显著性
实验班
40
51.6
4.8
0.96
0.96=ZP>0.05
差异不显著
对比班
43
52.6
4.7
由此可以做出推论：
实验班和对比班的学生在研究前的学习水平没有显著差异，两个班可以认为是同质的，满足研究条件，可以进行研究。
2.3.2后测结果与讨论：
在实验结束后，为使研究的问题有一个比较全面的、清晰的了解和认识，本人从定量和定性两方面进行分析。
在教学实施后，针对本节的内容对两班学生行的知识测验做为定量分析的依据。
同时以《课堂观察记录》、《学生课后感受卷调查》及教师反思的结果进行定性分析。
表3实验班、对比班学生“二氧化碳”知识测验成绩比较
班级
人数
平均分
标准差
Z值
显著性
实验班
40
56.9
3.2
4.3
4.3=Z>Z0.05=1.96
P<0.05
差异显著
对比班
43
52.2
5.6
表4学生课后感受问卷调查统计（%）
项目
实验班
对比班
1、你喜欢上化学课吗？
喜欢
87.5
74.4
还可以
12.5
14
不喜欢
0
11.6
2、没人督促，你会主动看化学吗？
会
52.5
44
有时会
27.5
21
不会
20
35
3、你会在化学课堂上主动发言吗？
会
77.5
46.5
有时会
22.5
23.3
不会
0
30.2
4、遇到化学上的难题，你会设法弄懂它吗？
会
67.5
51.2
有时会
32.5
23.3
不会
0
25.5
5、你喜欢自己动手做实验吗？
喜欢
95
69.8
还可以
5
18.6
不喜欢
0
11.6
6、你认为化学知识要靠背才能记住吗？
不是
87.5
46.5
是
12.5
53.5
7、你喜欢这节课的教学方式吗？
喜欢
92.5
46.5
还可以
7.5
30.2
不喜欢
0
23.3
8、这种教学形式减少了你的课后复习压力吗？
减少了
85
46.5
有一点
10
9.3
没有
5
44.2
9、你认为老师这样上课，锻炼了你的动手能力吗？
是的
80
41.9
有一点
20
4.6
没有
0
53.5
10、这样上课使你对知识的理解
更深刻
90
46.5
还可以
10
32.6
难理解
0
20.9
通过对学生知识测验以及学生课堂上的表现、课后的感受的结果分析，实验班的学生优于对比班的学生具体表现在以下几方面：
（1）知识与技能目标——学会了
通过课堂观察，实验班的学生在课堂分层练习中绝大多数能完成基础题，这样给学生能学好化学很大的自信心。
课后的测验实验班的成绩明显高于对比班，而对比班的成绩之所以低，从“标准差”的值可以看出是因为低分较多造成的，说明全班学生发展不均衡。
在对“你认为这样上课使你对知识的理解”的回答中，实验班有85%的学生选择了“更深刻了”，而对比班仅有46.5%。
当学生在平等、民主、和谐的教学活动氛围中，通过在“做中学”所掌握的知识自然会更深刻。
（2）过程与方法目标——会学了
在对“你认为化学知识多是通过背才能记住吗？
”的回答中，对比班有53.5%选择“是”明显高于实验班的12.5%。
在课堂上实验班的学生更多地是对老师提出的问题进行观察、假设、推理、讨论、表达的方式来学习，在学习过程中体验科学家那种科学探究方法，因此在学习化学时也就不会死记硬背。
（3）情感态度与价值观目标——学的有情趣了
在实验班实施的教学中，没有采用以往在教学开始部分总要先进行复习“铺垫”的习惯形式，而是以新课的内容作探究的开始，有利于激起学生的学习兴趣和探究欲望。
而以往那种“铺垫”容易限制学生的思路，把学生引到了老师事先预设的轨道上。
因为学生头脑中的相关知识只有在解决问题的时候检索和提取出来，才最有意义，否则就变成老师强加的，学生缺乏主动性，没有了学习的兴趣和探究的心向。
通过对“二氧化碳性质”有效教学策略的研究，得出以下结论：
1、按照有效教学策略体系进行设计的“二氧化碳性质”的教学，能够激发学生的好奇心和求知欲。
如：
在导入新课时选用了三个科学故事素材，让学生形成迫切学习的心理，使学生在掌握二氧化碳的密度、三态变化、不支持呼吸、不能燃烧也不支持燃烧等几个性质印象深刻，容易理解。
同时，也使学生产生可持续的学习动机，为下面的学习做好准备。
2、按照有效教学策略体系进行设计的“二氧化碳性质”的教学，培养了学生的探究学习能力，提高了学生课堂学习效率。
如；围绕二氧化碳气体不能燃烧也不支持燃烧、比空气重等性质设计探究活动，转变了学生的学习方式，理解了科学过程和方法。
对课堂练习进行分层设计，减轻了学习“困难生”的压力，使全体学生都能得到提高。
尤·康·巴班斯基（юрийКонстаитииовичВабаиский）曾经说过：
“每一种方法可以顺利地解决某一种教学任务，但用于解决另一种任务就不那么成功，而对解决第三种任务甚至可能有所妨碍”。
也就是说，教学策略的有效性是相对的。
有效教学的策略应是在具体的化学教学过程中，以能够恰当地调节教学要素之间的关系，从利于教师发挥其主导作用和确保学生学习发展的主体地位出发，从而实现预期的教学目标。
因此，有效教学具有相对性的特点：
即任何一种有效的教学策略只是在某一具体的教学过程中，在与其他的教学策略比较中相对趋于合理。
以“二氧化碳性质”教学为例，究竟要采取何种教学策略，是要根据教学目标、知识内容、学生的认知水平、教师的教学风格、学科教学的特点以及各校的教学资源而定。
虽然本研究只是有效教学这个问题的一角度，而且还需要放到更大的范围去验证，但这不能否定有效教学的理念将是初中化学教学的追求。
由于化学课开在初中三年级这一特殊的学年阶段，毕业应考的压力导致任课教师不敢轻易地按照有关要求进行课改，也就是说，新课标的诸多要求较难贯彻到实际教学中去。
大多教师的课无异于“新瓶装旧酒”，用以往的习惯来讲解新教材，这样“因教而学”的教学模式培养出来的学生即使中考成绩优异，也很难去适应高中阶段的深入学习，甚至将学生引上机械、被动学习化学的歧途。
因此，从启蒙阶段开始，我们化学教育工作者应努力将有效教学作为初中化学教学的最大追求。
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