高中化学中“研究与实践”栏目的思考与实践——以暖贴的设计与制作为例

高中化学中“研究与实践”栏目的思考与实践——以暖贴的设计与制作为例

苟娜

陕西省西乡县第二中学 723500

摘要： 本文以高中化学教材中的“研究与实践”栏目为切入点，以暖贴的设计与制作为具体案例，深入探讨了该栏目在培养学生实践能力、创新思维和科学素养方面的重要作用。通过对暖贴制作过程的详细阐述，分析了学生在实践中所涉及的化学知识和实验技能，以及在项目实施过程中遇到的问题和解决方法。同时，对如何更好地开展“研究与实践”活动提出了建议，以期为高中化学教学提供有益的参考。

关键词：高中化学；研究与实践；暖贴设计与制作；科学素养

一、引言

随着教育改革的不断深入，培养学生的实践能力和创新精神已成为高中教育的重要目标。高中化学教材中的“研究与实践”栏目，为学生提供了一个将理论知识与实际应用相结合的平台，有助于激发学生的学习兴趣，提高学生的科学素养。本文以暖贴的设计与制作为例，探讨了“研究与实践”栏目的实施过程和价值。

二、“研究与实践”栏目的重要性

（一）培养学生的实践能力

“研究与实践”栏目要求学生通过实验、调查等方式，亲身体验科学探究的过程，从而提高学生的动手操作能力和实验技能。在暖贴的设计与制作过程中，学生需要进行材料的选择、配方的调整、实验条件的控制等操作，这些都有助于培养学生的实践能力。

（二）激发学生的学习兴趣

与传统的课堂教学相比，“研究与实践”栏目更加注重学生的自主探究和合作学习，能够激发学生的学习兴趣。暖贴作为一种日常生活中常见的物品，其设计与制作与学生的生活密切相关，容易引起学生的好奇心和求知欲。

（三）提高学生的创新思维

在“研究与实践”活动中，学生需要不断地尝试新的方法和思路，以解决遇到的问题。这有助于培养学生的创新思维，提高学生的解决问题的能力。在暖贴的设计与制作过程中，学生可以通过改进配方、优化制作工艺等方式，提高暖贴的性能和质量。

（四）培养学生的科学素养

“研究与实践”活动要求学生运用科学的方法和思维进行探究，有助于培养学生的科学素养。在暖贴的设计与制作过程中，学生需要了解化学反应原理、热传递等科学知识，掌握实验设计、数据分析等科学方法，从而提高学生的科学素养。

三、暖贴的设计与制作过程

（一）确定研究问题

在开始暖贴的设计与制作之前，首先要确定研究问题。例如，可以提出以下问题：暖贴的发热原理是什么？如何提高暖贴的发热效果？暖贴的安全性如何保证？等。

（二）查阅资料

针对确定的研究问题，学生需要查阅相关的资料，了解暖贴的发热原理、制作方法、安全注意事项等。可以通过图书馆、互联网等渠道获取资料。

（三）设计实验方案

在查阅资料的基础上，学生需要设计实验方案。实验方案应包括实验目的、实验材料、实验步骤、实验数据的记录与分析等内容。在设计实验方案时，要注意实验的可行性和安全性。

（四）进行实验

按照设计好的实验方案，学生进行实验操作。在实验过程中，要注意实验条件的控制和实验数据的记录。如果实验结果不理想，要及时分析原因，调整实验方案。

（五）分析实验结果

实验结束后，学生需要对实验数据进行分析，得出实验结论。在分析实验结果时，要注意数据的准确性和可靠性，可以运用图表等方式进行数据的可视化处理。

（六）制作暖贴

根据实验结果，学生选择合适的材料和配方，制作暖贴。在制作暖贴时，要注意材料的质量和制作工艺的规范，确保暖贴的性能和质量。

（七）测试暖贴性能

制作完成后，学生需要对暖贴的性能进行测试，如发热温度、发热时间、安全性等。可以通过实际使用、仪器测试等方式进行测试。

（八）撰写研究报告

最后，学生需要撰写研究报告，总结暖贴的设计与制作过程，分析实验结果，提出改进建议等。研究报告应包括题目、摘要、关键词、引言、实验方法、实验结果、讨论与分析、结论、参考文献等内容。

四、暖贴制作过程中涉及的化学知识

（一）发热原理

暖贴的发热原理是利用铁在潮湿空气中发生氧化反应释放热量。暖贴中的主要成分有铁粉、活性炭、蛭石、氯化钠等。铁粉在空气中与氧气和水发生氧化反应，生成氢氧化铁，并释放出热量。活性炭的作用是吸附空气中的氧气，提高反应速率。蛭石具有保温作用，可以延长暖贴的发热时间。氯化钠则起到加速铁粉氧化的作用。

（二）化学反应方程式

4Fe + 3O₂ + 6H₂O = 4Fe(OH)₃ + Q（热量）

（三）影响发热效果的因素

1. 铁粉的含量：铁粉的含量越高，发热效果越好。

2. 活性炭的质量：活性炭的吸附性能越好，反应速率越快，发热效果越好。

3. 蛭石的质量：蛭石的保温性能越好，发热时间越长。

4. 氯化钠的含量：氯化钠的含量适中可以加速铁粉的氧化，但含量过高会导致发热过快，可能会引起烫伤。

五、实践过程中遇到的问题及解决方法

（一）问题一：发热效果不理想

1. 原因分析：

（1）铁粉含量不足。

（2）活性炭的吸附性能不好。

（3）蛭石的保温性能不佳。

（4）氯化钠的含量不合适。

2. 解决方法：

（1）增加铁粉的含量。

（2）更换质量更好的活性炭。

（3）选择保温性能更好的蛭石。

（4）调整氯化钠的含量，通过实验确定最佳比例。

（二）问题二：暖贴发热不均匀

1. 原因分析：

（1）材料混合不均匀。

（2）包装不严密，导致空气进入不均匀。

2. 解决方法：

（1）在制作过程中，充分搅拌材料，确保混合均匀。

（2）改进包装工艺，确保包装严密，防止空气进入不均匀。

（三）问题三：暖贴安全性问题

1. 原因分析：

（1）发热温度过高，可能会引起烫伤。

（2）材料可能会对人体造成过敏等不良反应。

2. 解决方法：

（1）通过调整配方，降低发热温度，确保安全。

（2）选择对人体无害的材料，如食品级铁粉、环保型活性炭等。同时，在使用暖贴时，要注意避免直接接触皮肤，以免引起过敏等不良反应。

六、对“研究与实践”栏目的建议

（一）加强教师指导

在“研究与实践”活动中，教师的指导作用至关重要。教师要为学生提供必要的指导和帮助，包括实验方案的设计、实验操作的指导、数据分析的方法等。同时，教师要关注学生的实验安全，确保学生在安全的环境下进行实验。

（二）注重团队合作

“研究与实践”活动通常需要学生组成团队进行合作。教师要引导学生学会团队合作，明确团队成员的分工和职责，提高团队的协作能力和效率。

（三）鼓励创新思维

在“研究与实践”活动中，要鼓励学生敢于创新，尝试新的方法和思路。教师可以通过设置开放性的问题、提供多样化的实验材料等方式，激发学生的创新思维。

（四）加强评价与反馈

教师要对学生的“研究与实践”活动进行及时的评价和反馈，肯定学生的成绩和进步，指出存在的问题和不足，提出改进的建议和方向。评价方式可以多样化，如自我评价、小组互评、教师评价等。

七、结论

通过对高中化学中“研究与实践”栏目的思考与实践，以暖贴的设计与制作为例，我们可以看出该栏目在培养学生实践能力、创新思维和科学素养方面具有重要作用。在暖贴的设计与制作过程中，学生不仅学到了化学知识和实验技能，还提高了团队合作能力和解决问题的能力。同时，我们也认识到在实施“研究与实践”活动中，需要加强教师指导、注重团队合作、鼓励创新思维和加强评价与反馈。只有这样，才能更好地发挥“研究与实践”栏目的作用，提高高中化学教学的质量和效果。

参考文献：

 [1] 核心素养下中学化学教学中学生探究学习能力提升路径 [J] . 邱燕 ,罗旭健 ,刘艳婷 . 广东化工 . 2021,第017期

 [2] 中学化学教学中开展自主、合作、探究学习的研究 [J] . 李勇 . 中国科教创新导刊 . 2013,第024期

 [3] 中学化学教学中实施探究学习的体会 [J] . 曹运莲 . 学周刊B版 . 2010,第006期