化学仪器与药品说明书的教学应用

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新课程改革倡导的学科教学目标是要全面提升学生的核心素养,培养学生对学科知识迁移与应用的能力。为此,一线教师进行了各方面的尝试,均获得了一定的成效。但还有一个可利用的有效资源,却长期被大家遗忘,即各类说明书。如果教师可以充分利用各种物品说明书进行学科教学,必将提高课堂教学的效能,提升学生的核心素养。

说明书;学科;教学;价值

新课程改革倡导的学科教学目标是要全面提升学生的核心素养,培养学生对学科知识迁移与应用的能力。为此,一线教师进行了各方面的尝试:引入生活中实际情景,贯穿整个课堂教学;利用新闻热点问题,组织课堂分组探讨;改进教材中的实验装置,进行生活化的创新设计等,均获得了一定的成效。但还有一个可利用的有效资源,却长期被大家遗忘,即各类物品说明书。其实各种物品的说明书具有丰富的教学与应用价值,任其躺在物品包装盒里,置于角落甚至垃圾桶,着实可惜。如果教师可以充分利用各种物品说明书进行学科教学,必将提高课堂教学的效能,提升学生的核心素养。

1仪器说明书的应用

实验是化学教学最基本的手段,也是新课程改革对教学提出对基本要求。但由于学生的动手操作机会少,因而动手能力较差,在真正动手操作时,往往会出现各种错误,造成仪器的损坏及课堂时间的损耗。因此,教师“舍不得”组织学生进行学生实验,而这样的恶性循环又导致学生的动手能力更差,思维与创新精神得不到有效的发展。如果可以利用实验仪器的说明书来作为一种教学的资源进行有效利用,则可以极大缓解这一矛盾。

1.1规范仪器使用规则

教材是教学的重要参考资料,但由于篇幅所限,很多实验仪器的使用规则未能在教材中完整体现。

比如“电子天平”与“托盘天平”的使用。在苏教版必修1教材“一定物质的量浓度溶液的配制”部分,涉及到了利用天平来称量溶质的质量,这也是必做的学生实验之一,但在教材中却未涉及到它们的具体使用方法,以至于学生在使用时都知道怎么调零,也没有要将托盘天平的游码归零的意识。此时,如果教师充分利用“电子天平”与“托盘天平”的使用说明书,并给予实物天平进行对照研究,使学生在了解天平构造与工作原理的基础上,充分理解天平的使用规则和称取方法,则可以大大扩展学生的思维张力,提升学生的自主学习能力。

同时,有些实验仪器在使用时,还有很多的注意事项,而这些一般也不会出现在教材中。按照以往的教学方式,大部分教师都会选择课堂讲解,让学生记录并进行记忆。这样的灌输式教学,遏制了学生的探究欲望,阻碍了学生的思维发展。如果教师可以充分的利用仪器使用说明书,引导学生在仪器使用说明书中进行寻找与分析,并交流与探讨,必将更有助于学生积极思维的提升。

1.2锻炼学生动手能力

动手能力是学生综合能力的一种体现,是学生核心素养的重要组成部分。但现在的学生,由于缺乏动手实践的机会,因而普遍动手能力较差,如果可以增加学生实践动手的频次与实效,学生的动手能力将可得到大幅度的提升。此时,教师可以利用仪器使用说明书,引导学生对仪器进行组装与修理,为学生增加一些实践动手与动脑机会,来提升学生的动手能力。

如在教学“反应热的测量与计算”部分内容时,需要组装“中和热测定器”的装置。此时可以将学生进行分组,每组分发一张“中和热测定器”的使用说明书(如图1所示),以及一套“中和热测定器”的仪器零件,让学生按小组进行组装并实验,在实验的过程中,不断调整装置中的各部件,以便达到最佳的实验效果。而“中和热测定器”的使用,也要注意很多细节,稍有不慎,测出的热量就容易产生偏差,并造成“中和热测定器”部件的损坏。当“中和热测定器”出现故障,而无法准确测定反应热时,教师又可以利用这个契机,将使用说明书继续交给学生,引导学生依据装置原理,排查故障,进行修理。对于学生的组装与修理来说,简易氢氧燃料电池的装置,也是一个不错的选择。当然,在让学生进行仪器的组装与修理时,教师要选择一些难度适中,安全可行的仪器与设备,尽量使学生的动手行为落在学生的最近发展区内,使学生能够通过自己的动手与动脑即可完成。

通过仪器的组装与维修,不但需要学生的动手能力,同时在动手的过程中,必然需要学生的积极思维与正确判断,才可以使学生的实践活动有效地、顺利地进行。因此对仪器的组装与维修,在锻炼学生动手能力的基础上,也是提升学生学习主动性,提高学生思维活跃度的一种有效方式。

1.3培养学生创新精神

创新精神是推动科技进步的源动力。20世纪初,中共中央国务院即提出,以培养学生的创新精神为重心的素质教育目标。如今,创新精神的培养,已成为21世纪素养教育的重中之重。如何有效的利用学校这个教育主要阵地,来培养学生的创新精神呢?仪器说明书的利用不失为一种有效的方式。在实验教学中,有些仪器在使用时,现象不是太明显,不便于学生的观察与思考,此时教师可以将仪器说明书交给学生,让学生在原实验仪器原理的基础上进行创新性的改造,并参照本仪器说明书的规范格式,对修正后的创新仪器进行有效说明。

如在教学“胶体的性质”部分内容时,展示胶体丁达尔效应的实验,常见的是使用红外光照射氢氧化铁胶体与氯化铜溶液进行对比,也可以使用特定的“丁达尔现象实验器”进行展示(如图2所示)。但是,真正使用此实验器时会发现,现象没有想象中的明显,而且观看也不是很方便。此时,教师可以展示“丁达尔现象实验器”的使用说明书,让学生依照实验原理进行部分改造或者整体创新。学生设计了很多的实验装置,其中有学生设计了一个气溶胶的实验装置,其现象明显,操作方便,如图3所示。用一个牛奶盒去掉正面,在盒子的左右两侧粘帖两面镜子,右上角留一小孔放置红外光源,上部留一小孔,放置医用纱布,实验操作时,打开红外光源,在上侧小孔的纱布上洒粉笔灰等粉末,待粉末从纱布小孔往下落时,盒子中可以清晰的看到发生发射的红外线。从而可以清晰方便的展示气溶胶中的丁达尔效应。此装置较大且光线清晰,对于教师做演示实验也是非常方便的。

利用仪器说明书引导学生进行实验的创新设计,不但可以提升学生的创新能力,促进学生的思维提升,更可以增强学生在创新实践过程中的主体意识,增强学习的乐趣。

2药物说明书的应用

2.1作为情景引入的资源

随着新课改的深入。传统的以知识为主线的课堂教学形式,逐渐转变为基于一定情境的教学方式,基于情境的教学方式,不但可以激起学生的学习兴趣,提升学生的感受体验,更有利于培养学生后期对知识的应用与迁移能力,而常见药物的说明书,就是一种很好的情境引入资源。

如补铁药物“琥珀酸亚铁片”(又名“速力菲”)的说明书,如图4所示,对于教学“二价铁离子与三价铁离子的性质与转化”部分内容时,就是一种很好的情景引入资源。在学生了解二价铁离子易被人体吸收的知识基础上,根据药物的全称“琥珀酸亚铁片”推测,本药物中的有效成分为二价铁离子。根据说明书中部分内容“本品为薄膜衣片”的说明,可引导学生推理二价铁可能具有的性质以及薄膜衣的作用,进而带领学生进行分组实验:取两颗药片,一颗药片除去表面的薄膜衣,一颗药片不做处理作为对比,放置相同时间后研磨成粉,分别加等量的水溶解后取上层清液,分别加入两滴硫氰化钾溶液,根据硫氰化钾溶液颜色的深浅,粗略判断三价铁离子浓度的大小,从而检验二价铁离子在空气中的还原性。再根据说明书中部分内容“本品与维生素c同服,可增强药效”的说明,可以引导学生推测维生素c可能具有的作用。继续组织学生进行分组实验,将维生素c含片加入到含三价铁离子的溶液中,观察溶液颜色的变化,从而检验3价铁离子的氧化性与维生素c的还原性。这样可以从生活真实情景引入,引出二价铁离子与三价铁离子的主要性质,还可以引导学生利用这种检验与转化方法,检测市场上各种补铁试剂的有效性,并探讨各种增强补铁剂补铁效能的方法,从而推进本堂课的后续课堂教学顺利进行。

这种利用药品说明书的情景引入资源,对于提升学生的思维方式,建立知识与生活的联系具有重要的促进作用。

2.2作为学生探究的资源

学生的合作探究是一种以学生为学习主体,以学生主动获得知识,积极思维探索为主要方式的有效教学模式,这种教学模式有助于开发学生智能,培养学生的创新思维,我们可以利用药物说明书来作为学生探究活动进行的载体。

如在进行“有机物的合成”内容教学时,我们可以利用局部麻醉药发展过程中,各种麻醉药的说明书来引领学生的合作探究活动。局部麻醉药的历史,经历了从天然的“可卡因”到人工合成的“苯佐卡因”、“普鲁卡因”、“利多卡因”,再到现在常用的“布比卡因”与“丁卡因”的发展。根据不同麻醉剂说明书上的各种说明,教师可以组织学生进行有效探讨,引导学生依据麻醉剂的发展进程,依次根据麻醉剂药物说明书上的说明(各类合成麻醉剂主要成分如图5所示),来分析各种麻醉剂最合理的合成方法;同时根据其结构并结合说明书中、、等来探讨其存在的弊端,从而引发下一种“修正”的麻醉剂的探究,继而“再修正”与再探究。让学生体验局部麻醉剂朝着毒性降低、药效长久方向发展的历史进程,让学生在有机合成的学习中,体验到有机合成在医药业发展领域的卓越贡献,增强学生对化学学科的热爱,提升学生对化学知识的迁移与应用,提升学生的化学核心素质。

以药物说明书作为学生探究的资源,来引领学生的探究活动,可以使学生在理论联系实际、变被动接受为主动学习的基础上,培养学生的质疑精神,提升学生的探究能力与自主学习的能力。

2.3作为课后延伸的资源

课堂是学科教学最主要的阵地,课堂教学也是至今为止有效性最大的教学方式,但是学科教学的目标是促进学生将学科知识迁移应用到生活中,实现知识与能力从生活中来又回归到生活中去的目标,从而提升学生实际解决问题的能力。因此学科教学需要有一些必要的课外延伸,此时我们也可以利用药物说明书为资源,来对学生的学科素养进行拓展。

如常见的胃药有:(1)用于胃酸过多引起的烧心和反酸的药物:“铝碳酸镁片(又名“达喜”)”“胃得乐”、“碳酸氢钠(俗称小苏打)”、“氢氧化铝凝胶”、“碳酸钙”,以及复合制剂如“盖胃平”、“胃必治”、“胃得乐”,这些胃药必须在餐后1-1.5小时服用,其中“达喜”、“盖胃平”为咀嚼片;(2)治疗腹胀、恶心呕吐的药物:“胃复安(灭吐灵)”、“吗丁啉”,这些胃药必须饭前服用,且“胃复安”不能与“阿托品”或“普鲁苯辛”同时服用。(3)治疗胃溃疡的药物:“丙谷胺”,需在饭前15分钟服下。这些胃药的治病原理各有不同,服用的方法也不尽相同,教师可以引导学生在课后对这些药物的说明书进行研究,探讨它们的作用机制,以及使用时的注意事项,促使学生对学科知识进行迁移应用与深化,从而对化学以及其他相关学科的课堂教学进行有益补充。

这种利用药物说明书作为课外延伸的资源,是对学科课堂教学的延续,是对理论与实践的统整,也是将实际生活变为学习“大课堂”的一种有效方式。

新课改提出,学科教学的目标是要提升学生自主学习的能力;要培养学生的创新能力;要提升学生对知识与能力的迁移能力,将学科教学中所学到的知识、所培养出来的能力,应用于生活真实情景中,从而全面提升学生的学科核心素养。如果教师可以充分利用各类说明书作为教学的有效资源,让学生在自主探究中不断的学习与成长,必将有利于学生核心素养的提升。

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