2.1暖寶寶發熱原理探究
首先,展示一個市場上能購買到的暖寶寶,將暖寶寶的成分一一羅列如下:鐵粉、水、活性炭、蛭石、吸水性樹脂、食鹽。再將暖寶寶的使用方法介紹如下:臨使用前,打開包裝,揭開剝離紙,本產品一旦接觸空氣,即開始發熱。
接下來,組織學生分組討論?為什麼會出現這種現象?
下麵羅列通過討論後學生的回答:(1)鐵粉被氧化的過程中放熱。(2)原料中有碳粉,Fe-C形成原電池加快反應速率,這樣可以快速放熱。這樣,基本上學生已經對問題理解得相當透徹了。最後,由教師對暖寶寶的發熱原理進行一個比較全麵的總結,以加深學生的印象。總結如下:暖寶寶的發熱原理就是利用了鐵粉被氧氣氧化的過程中放出的熱量,同時因為形成了Fe-C形成原電池加快了放熱速度,使得暖寶寶在短時間內能放出大量的熱。還有,暖寶寶中的Fe-C成分是要符合一定的比例的,其中的蛭石也有定量的要求,否則快速放出的熱量過多會燙傷人的。其實暖寶寶放熱的過程就是鐵粉被腐蝕生鏽的過程,我們將其稱為吸氧腐蝕。
2.2金屬電化學防護原理探究
結合上麵的例子,從暖寶寶發熱原理的探究中,發現同樣是鐵粉被氧化的這一化學反應,一方麵可以利用它放出的熱量製作出暖寶寶等,給人們的生活帶來便利,另一方麵這個反應也是鋼鐵生鏽的原理,給人們的生活和生產帶來不便,我們應如何看待這一問題呢?學生通過討論形成如下共識:(1)認識化學反應,應該從物質變化和能量變化兩個角度來看,有的化學反應從物質的產生來看是有害的,但從量能的角度來看是有利的,我們可以充分利用物質反應產生的能量來方便人們的生活。(2)科學是一把雙刃劍,關鍵看掌握科學的人如何更好利用知識。下麵結合學生的討論以鋼閘門的防腐為例探討對金屬的腐蝕進行防護。
探討總結有兩種方法,一是犧牲陽極的陰極保護法,二是外加電流的陰極保護法。
3教學反思
探究活動的功能價值,在於探究化學反應在日上生活中的應用,教師在學生已經掌握金屬的化學腐蝕原理後,提供給學生工業和生活中金屬腐蝕和防護的應用例子,引導學生辯證地看待金屬的腐蝕與防護的現象,培養學生的應用知識解釋現象的能力,培養學生解決問題,靈活思維的能力,進而培養學生從現象中學習和思考以及創新的能力。
金屬的腐蝕和防護是生活中隨處可見的現象,用於設計金屬化學腐蝕與防護的素材很多,選擇暖寶寶這一家常生活用品就是為了使學生易於接受,非常簡單的事物反倒容易引起學生的探究興趣。學生反映,本節課中暖寶寶的發熱原理探究很接地氣,體現了化學知識在生活中的價值,也體現了知識問題化,問題情境化,解決自主化,激發了學生學習的興趣,學生不僅學到了知識,更重要的是學到了如何進行探究學習的方法。
參考文獻:
[1]宋心奇.普通高中課程標準實驗教科書:化學反應原理(選修).北京:人民教育出版社,2007.
[2]中華人民共和國教育部.普通高中化學課程標準(實驗).北京:人民教育出版社,2003.