這篇評職稱教學論文發表了電路板刻蝕教學設計研究，電路板刻蝕教學如何設置教學目標的設計，引導學生積極參與有關化學問題的討論，論文對教學難點進行了分析，培養學生的核心素養，對相關化學問題進行積極的討論。

　　關鍵詞：評職稱教學論文,教學設計研究,教學論文投稿

　　1教學背景分析

　　1.1學習內容分析銅的溶解是中學元素化合物復習中比較簡單的知識,“腐蝕電路板中裸露的銅”這一問題情境,從物質轉化的角度學生可以說出很多種方法,如濃硫酸、濃硝酸、稀硝酸、三氯化鐵、電解、雙氧水􀆺􀆺但這次我們沒有停留在紙上談兵的程度,而是讓學生選擇方案進行實驗,當學生自己實驗時,學生的獨立思考能力和運用所學知識分析問題、解決問題的能力及見解或意識被大大激發了,為學生創設了更大的思考空間和展示個性才華的平臺.1.2學生情況分析學生已經完成了高三元素化合物的一輪復習,基本建構了含有同種元素但具有不同化合價物質的轉化關系,也具備了從類別、氧化還原、水溶液的離子平衡等角度認識物質性質及轉化的基礎.但面對具體問題,在未知角度的前提下,如何分析復雜情境,發現問題,主動使用氧化還原、化學平衡、元素周期律等原理對化學現象進行解釋說明及對實驗方案進行分析、評價和創新的學科能力有待訓練.

　　2教學目標設計

　　2.1知識與技能1)基于物質性質,選擇溶解銅的試劑或方法.2)利用氧化還原原理、速率平衡原理預測物質的性質,調控化學反應的發生.3)以刻蝕廢液中FeCl2的電解處理為例,解釋說明電解原理.2.2過程與方法1)通過對電路板刻蝕速率的調控,學會基于科學推理的實驗分析方法,提高分析問題、解決問題的能力.2)通過廢液的處理引導學生更深入地了解運用化學的知識和原理解決地球有限資源再生利用的重要意義,向學生傳遞化學資源環境保護的重要作用.2.3情感態度與價值觀贊賞化學對社會發展的重大貢獻,能運用已有知識和方法綜合分析化學可能對自然帶來的各種影響,引導學生積極參與有關化學問題的討論.

　　3教學重難點

　　1)重點:利用氧化還原反應原理來預測物質的性質,調控化學反應的發生.2)難點:電解池的工作原理.

　　4教學過程設計

　　環節1課前任務———電路板的制作(去除印好電路的覆銅板上裸露的銅).【課題引入】展示電路板,介紹電路板制作的過程,提供印有線路的覆銅板,請同學們設計實驗方案,除去裸露的銅.【學生活動】拿到任務后,思考、設計實驗方案,寫出需要的試劑、儀器.【教師活動】將學生按所選方案分組:氯化鐵組、雙氧水組、硝酸組、硫酸組、電解組.提供實驗儀器、試劑.(設計意圖:利用所學元素化合物知識解決具體問題———溶解銅,選擇合適的氧化劑或方法,在實施的過程中培養學生主動探索、主動思考、主動實踐的能力以及發現問題、應用知識解決實際問題的能力,突出化學的學科作用.)環節2實驗組匯報展示.【氯化鐵組】介紹試劑選擇的思路———常見氧化劑,闡述FeCl3刻蝕的優點,講述實驗過程,展示成品,反思實驗改進(設計成原電池反應速率還可以更快).【硫酸組】先加熱氧化覆銅板,再浸入硫酸中,灼燒過程中油墨線路被燒,改用濃硫酸后,常溫無明顯變化,加熱后油墨、樹脂基板均被腐蝕,溶液變黑,實驗失敗.【硝酸組】怕反應速率太快,侵蝕電路,因此考慮通過調節硝酸濃度來控制反應速率.先是將35mL蒸餾水與5mL12mol􀅰L-1的濃硝酸混合,放入覆銅板,無明顯變化,然后通過每次加入5mL濃硝酸逐漸調高硝酸濃度,當物質的量濃度為6mol􀅰L-1時,反應速率適中,且始終未見紅棕色氣體產生.找到合適的反應濃度后,重新在通風櫥中完成實驗,耗時約15min,得到產品及藍色溶液.【雙氧水組】雙氧水的氧化性隨酸性增強而增大,通過查閱資料可知,工業用蒸餾水、30%H2O2、濃鹽酸按4∶2∶2混合可以加快反應速率.實驗中按此比例,向燒杯中分別加入40、20、20mL溶液混合,放入覆銅板,溶液變綠,有一定量氣泡逸出,分析原因可能是生成的銅離子催化了雙氧水的自身分解,很快反應速率大大減慢,不得已又加入10mL雙氧水,有少量刺激性氣味氣體產生,可能是氯氣(需要后繼的實驗研究),銅板很快溶解,總耗時約5min,得到產品及綠色溶液.反思1)該方案中雙氧水的原子利用率不高,很多雙氧水都在銅離子催化下自身分解了.2)溶液顯綠色可能是由于銅離子濃度高所致,為驗證猜想,向該綠色溶液中加入蒸餾水,隨蒸餾水的加入溶液變藍色.【電解組】將銅單質溶解即轉化為銅離子,需加入氧化劑,考慮到電解是最強力、方便便宜的氧化還原手段,故選用電解的方案.實驗中用覆銅板作為陽極,石墨作為陰極,稀硫酸(1∶4)作為電解液,將電壓調為6V進行電解,反應初始觀察到陰極有大量氣泡產生,陽極銅板逐漸溶解,并有部分碎屑掉落,像粗銅精煉中掉落的陽極泥,溶液逐漸變藍,開始在陰極有紅色銅析出,反應逐漸停止后,有部分斑駁的銅未溶解,更換夾持位置后又部分溶解,但始終有少量銅未溶解,實驗失敗.反思可能是裸露的樹脂將部分銅板變為“孤島”,變成斷路,反應停止.(設計意圖:在實施實驗方案時,學生會遇到很多意想不到的問題,分析解決問題的過程就是學生運用所學知識的過程,培養了學生主動探索、主動思考、主動實踐的能力,以及發現問題、應用知識解決實際問題的能力,突出化學的學科作用.)環節3質疑討論.【學生提問1】氯化鐵組的溶液為什么是黑色的?【實驗組】所配溶液很濃(將氯化鐵固體溶于濃鹽酸后稀釋,濃度大概有3mol􀅰L-1),顏色是深紅棕色.【學生提問2】電解組電解時,油墨能否保護電路?【實驗組】可以.(展示產品,盡管有銅斑未溶解,但摳除油墨,電路完好.)【教師解釋】電解質溶液導電與金屬導體導電方式不同,電解質溶液與導體必須接觸才能完成得失電子的過程,若金屬表面被絕緣層覆蓋,可以保護銅.【學生提問3】雙氧水組反應后溶液的體積是大于硝酸組的,刻蝕的銅的物質的量應該差不多,應該是雙氧水組的銅離子濃度更小些,溶液綠色是因為銅離子濃度變大嗎?【討論】是不是溫度的原因?是不是有亞銅離子?【教師引導】分析反應過程中的熱變化,回顧降溫前后溶液顏色無明顯變化,亞銅離子在酸性環境下不穩定,會歧化為銅離子和單質.【學生】估計是陰離子的緣故,以前見過硫酸銅晶體和硝酸銅晶體都是藍色的,氯化鐵晶體是綠色的.【教師】展示資料卡片:“氯化銅溶液顏色多變的原因”———[Cu(H2O)4]2++4Cl-⇌[CuCl4]2-+4H2O.【雙氧水組】重新解釋綠色溶液稀釋變藍的原因———平衡移動.【教師提問】電解組未刻蝕完全是因為電流斷路了嗎?【學生討論】甲:應該不會斷路,盡管銅變成“孤島”,但溶液中的離子會起到導體的作用.乙:可能是斷路了吧,畢竟溶液里電阻很大􀆺􀆺圖1【教師引導】為了驗證是否會斷,我們可以做個簡單實驗———展示實驗裝置如圖1,請預測實驗現象.【學生討論】若銅絲上有氣泡,則是通路.【實驗現象】靠近石墨陽極一端的銅絲端有氣泡逸出.【學生解釋說明】溶液中的離子起到導體作用,在電場力作用下定向移動,遇到導體,發生電子得失,導體中電子定向運動.【學生提問】若是將銅絲豎過來呢?【討論】陽極端電勢高,銅絲右側做陰極,有氣泡產生,銅絲左側電勢相對石墨陰極電勢高,做陽極,銅絲溶解,電解一段時間,銅絲右側又會有銅析出.【教師引導】那么我們再來反思一下,電解組沒成功的原因可能是什么呢?【學生】孤島銅可能一邊溶解一邊析出;或者是因為電解池串聯了無數個微小的電解池,電壓總和不變,每處電解池的電壓太小.(設計意圖:通過質疑討論引導學生深刻思考和積極反思,在解決實際問題的過程中超越對具體知識的追求,發展“學科觀念”.)環節4廢液回收處理方案討論.【總結】若你作為總設計師,會選擇哪種刻蝕方案?簡述理由.【學生】氯化鐵組,因為條件簡單,無尾氣、原料無毒、廢液可回收處理.【教師】展示“綠色化學”的設計原則,肯定學生想法.請設計回收處理廢液的流程.(設計意圖:體會化學給生產生活帶來的改變.)

　　5教學設計特色說明

　　本節課通過具體任務,讓學生合作、探究促進學習的發生.在任務實施、反思的過程中培養學生在實驗過程中提出問題的能力,培養學生通過權衡不同方案,產生新想法或發現新途徑來解決復雜問題的能力.通過不斷解決問題,運用相關的知識技能、思維模式或探究技能以及態度和價值觀等內在的動力系統,培養學生的核心素養.

　　作者：胡曉紅

　　推薦閱讀：《新課程學習》雜志是經國家新聞出版總署批準的教育類學術期刊，主要圍繞教學改革和實踐方面的問題進行探討和研究，是一份教育工作者教育教學的指導刊物和基礎教育課程改革的研究刊物。