建構有效的化學課堂教學

反思化學新課程實施過程，還有許多探究研討的空間。我們在調研中發現，大多數學校和教師，在一些章節的教學中，擺脫不了老教材教學的慣性。如何在教學中貫徹新課程標準，落實新教材的編排理念，不斷追求創新，是我們需要進一步重視的研究課題。本文中，我們以《金屬的化學性質》（人教版高中化學1第三章金屬及其化合物）的部分設計為例，將鈉、鎂、鉛、銅的知識，采用橫向對比進行了嘗試，力圖在新教材的編排體系下，追求知識的整合，能力的提升，思維的跨越。

一、教材分析

本節教材內容是在第一章實驗化學和第二章化學物質及其變化的基礎上，開始接觸具體的元素化合物知識，主要學習金屬的相關內容。教材既考慮到必修課程中兩個模塊的內容，又考慮到高中化學學科知識的連貫性和學生的認知規律，打破了以往對一種金屬系統介紹的編寫方式，而是將各種金屬放在一起進行橫向對比，是一種較理想的編寫。內容以鈉、鋁、鐵這三種金屬為例，通過對它們單質及其化合物的物理性質、化學性質的學習，使學生了解前人是如何研究這幾種金屬的，如何利用它們的性質為人類造福，幫助學生學會科學探究的方法。

二、教學目標

1．了解地殼中一些重要元素的含量，掌握金屬的一般物理性質，掌握鈉、鎂、鋁、鐵與氧氣反應的產物與用途，培養學生的實驗操作能力及對實驗現象的觀察能力。

2．通過閱讀、思考與交流，討論與概括，比較與歸納等，讓學生逐步掌握學習元素化合物的一般方法，了解實驗研究的方法，探索金屬的相關問題。

3．通過實驗探究為主的多種活動，鼓勵學生積極提出問題，激發學生敢于質疑、勇于創新的精神，培養合作的品質。

三、教學方法

實驗探究法、分析歸納法等等。

四、教學設計

片斷一：【魔術表演】

在課前預先將一小粒鈉悄悄地藏在酒精燈的燈芯中，并蓋上燈帽。當向燈芯滴入2滴水后，酒精燈微微冒煙，突然，燃起火來。

設計意圖：魔術般的奇妙現象，創造出不可思議的景象。讓學生代表上臺體驗，激起學生強烈的好奇心和探究欲。

學生活動：猜測水點酒精燈的情況，拋出問題引出主題。

思考與交流：

（1）舉例說明金屬能發生哪些化學反應。引導學生通過回憶復習、討論等形式列舉初中化學所學的金屬與氧氣反應、金屬與酸反應、金屬與一些鹽溶液的反應以及金屬活動性順序等知識，并結合生活中所觀察到的現象展開討論。

（2）分析課本第46頁圖3-2，寫出可能發生的反應的化學方程式。引導學生觀察圖片，從實驗現象討論：鎂條燃燒發生了什么反應？銅樹、銀樹是怎么形成的？這些反應有什么特點？它們各屬于什么反應類型？寫出相應的化學方程式。

片斷二： 【課前預習檢查】

1．根據初中已學過的知識填充

（1）金屬的物理性質有：不透明、 ；

（2）金屬的化學性質有：（各舉2例）

與氧氣反應： 、

。

活潑金屬與酸反應： 、

。

鹽溶液中的置換反應： 、

。

2．完成教材46頁圖3-2涉及的化學反應方程式，屬于離子反應的改寫成離子方程式

教師歸納：金屬共同的化學性質有：金屬與氧氣反應，活潑金屬與酸反應，金屬與一些鹽溶液反應，下面我們就金屬與氧氣的反應進行更深一步的研究。

片斷三：【金屬與氧氣的反應】

1．鈉與氧氣的反應

探究實驗：用鑷子取一塊金屬鈉放在玻璃片上，用濾紙吸干表面煤油，用小刀切成兩塊，觀察切面的顏色。一塊放回原瓶，一塊放在兩端開口的玻璃管內觀察片刻，再對著金屬鈉加熱。（學生分組實驗）。

學生反饋：全體動手實驗，觀察、記錄現象，分析解釋。

思考與討論：鈉與氧氣反應為什么產物不同？

學生反饋：同樣是鈉與氧氣反應，但是反應條件不同時，現象不同，產物也不同，所以我們要具體問題具體分析。

探究實驗：將鈉塊先在玻璃燃燒匙加熱，后伸進收集有氯氣的集氣瓶中。

學生歸納：通過以上探討活動，我們從中了解鈉的物理性質主要有：銀白色金屬，質軟，熔點低，密度比煤油大比水小（0.97g/cm3），有良好的導電、導熱性。

教師總結：鈉的存在、保存與用途。

學生反饋：

（1）實驗室常將金屬鈉保存在盛有煤油的試劑瓶中。

（2）工業上用煤油或固體石蠟將金屬鈉封存在金屬桶中。

學生閱讀：鈉是一種強還原劑，工業上用它從鈦、鋯、鈮、鉭等金屬氯化物中置換出金屬單質；如金屬鈉還原TiCl4的反應化學方程式： 。

另外鈉和鉀的合金在常溫下呈液態，可用于快中子反應堆作熱交換劑；充有鈉蒸氣的高壓鈉燈發出的黃光射程遠，透霧能力強，常用于道路、廣場照明，它不降低照明度而又能減少能源消耗。鈉燈也用于洗相片的暗室，因為這種黃光不會使相紙曝光。

科學史話：閱讀材料：鈉的發現。

1807年，英國化學家漢弗萊·戴維在電解苛性鉀時首次獲得鉀的單質，幾天后，他又用電解的方法從苛性鈉中獲得了鈉，但是，當時并沒有人相信它們是金屬，因為它們的密度比水還小。戴維卻從它們的光澤、延展性、導電性及其他性質確定它們是金屬。又過了幾年，經過其他科學家的驗證，這兩種金屬才被確認為是兩種新發現的元素的單質。

戴維(1778~1829)的一生比較短暫，最后的幾年還被疾病折磨，但他卻在化學領域做出了巨大的貢獻，正如他自己所說：“沒有虛度此生。”他分離出了堿金屬鉀和鈉，堿土金屬鈣，鎂，鍶，鋇，用鉀從硼酸中分離出硼，是當時為止發現元素最多的化學家。戴維不屈不撓地攻克科學堡壘，為化學的發展做出了不可磨滅的功績，他的刻苦鉆研和創新精神，值得我們學習。

設問過渡：初中化學我們已學過鎂在空氣中的燃燒，學過鐵在純氧中的燃燒。那么鋁與氧氣的反應情況如何呢？

片斷四：【鋁與氧氣的反應】

設問：鋁是地殼里含量最豐富的金屬元素，它在自然界中是以游離態還是化合態存在的？說明了鋁的性質如何？

鋁的性質 。根據金屬活動性順序表，鋁比鐵活潑，我們來看看現實中鋁和鐵制品的使用情況。

學生討論匯報：

設疑：鋁、鐵鍋在使用中被銹蝕的情況與金屬活動順序不符。鋁怎么不像鐵那樣容易被空氣腐蝕？鋁難道不能被空氣中的氧氣氧化？你們能設計一個簡單實驗，來確認鋁有沒有被氧氣氧化嗎？

實驗探究：用砂紙打磨鋁條表面，觀察表面顏色變化，然后將鋁條在空氣中放置一會兒。

設問：

（1）為何鋁條在打磨前后顏色會有變化？在打磨后鋁表面是什么物質呢？

（2）放置后鋁片表面顏色變化說明鋁的活潑性如何？

追問：鐵在空氣中被氧化表面生成Fe2O3而生銹腐蝕，且生銹后內部的鐵被腐蝕的程度和速度都會越來越嚴重，那么，Al在空氣中同樣也被氧化表面生成了Al2O3，Al為何沒有繼續被氧化而一直腐蝕下去，越來越嚴重呢？兩者好像有點矛盾啊。

科學探究：用坩堝夾住一小塊鋁箔（箔厚約0.1mm），在酒精燈上加熱至熔化，輕輕晃動。仔細觀察。可觀察到什么現象？為什么會產生這種現象？

學生活動：討論后歸納：加熱未打磨的鋁箔，鋁箔發紅卷縮，變暗失去光澤，熔化不落下(表面有氧化膜，因此不能燃燒)。加熱已打磨的鋁箔，鋁箔也發紅卷縮，變暗失去光澤，熔化不落下(打磨后的鋁箔表面又很快形成氧化膜，阻止了鋁的燃燒)。鋁箔熔化，失去光澤，但熔化的鋁箔并不滴落，好像有一層膜兜著。這是因為鋁表面的氧化膜保護了鋁，構成薄膜的氧化鋁的熔點（2050℃）高于鋁的熔點（660℃），包在鋁的外面，所以熔化了的液態鋁不會滴落下來。

科學探究：再取一塊鋁箔，用砂紙仔細打磨（或在酸中處理后，用水洗凈），除去表面的氧化膜，再加熱至熔化。又有什么現象呢？

學生活動：學生討論后歸納：熔化的鋁仍不會滴落，因為鋁很活潑，磨去原來的氧化膜后，在空氣中又會很快地生成一層新的氧化膜。這也正是性質活潑的鋁在空氣中能穩定存在的原因。

拓展延伸：若要觀察到鋁的燃燒應采取哪些措施？

思考交流：增大鋁與空氣的接觸面，提高反應的溫度等。

改進實驗：將鋁粉撒到酒精燈火焰上，可觀察到鋁的燃燒。可用玻璃管將鋁粉吹到酒精燈的火焰上方，也可將鋁粉抹在濾紙的表面后放在酒精燈火焰上灼燒。

觀察思考：觀察到燈焰上方產生耀眼白光。鋁在高溫條件下，可在空氣中燃燒放出大量光和熱。（認識反應條件的重要性，條件不同反應程度不同，加深外因是變化條件的認識。）

學生閱讀：鋁的氧化膜。

教師總結：常見金屬的主要化學性質，金屬在反應的時候都作還原劑。金屬活動順序K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb H Cu Hg Ag Pt Au

（1）金屬原子失電子能力強弱

（2）金屬離子結合電子的能力弱強

（3）跟氧的作用，常溫易被氧化，常溫干燥空氣中不易被氧化

（4）加熱時能被氧化

鋁的發現：aluminium一詞是從古羅馬語alumen（明礬）衍生而來的。1825年丹麥人奧斯忒（H.C.Oersted）用鉀汞齊還原無水氯化鋁，第一次得到幾毫克金屬鋁，指出它具有與錫相同的顏色和光澤。當時鋁的價格比較昂貴。1886年美國霍爾（C.M.Hall）和法國埃魯（P.L.T.H□roult）幾乎同時分別獲得用冰晶石－氧化鋁熔鹽電解法制取金屬鋁的專利。1888年在美國匹茲堡建立第一家電解鋁廠，鋁的生產從此進入新的階段。

片斷五：【設疑啟后】

為什么水能點燈、觀察加熱生成的過氧化鈉放置后的變化？原因何在？

設計意圖：為下節課學習鈉的化合物打下基礎，鋪墊有關知識點。

五、教學反思

本課的教學設計主要由江蘇省高淳高級中學諸全頭老師進行了課堂的實施，諸老師較好地達成了教學目標和相關的要求。

1．在學生已有的知識和自主學習的基礎上，引導學生去探究物質的性質，圍繞學生所看到的實驗現象，通過精心設計問題，引導學生對所得到的感性知識進行再思考，進而由學生總結，達到了更深層次的理性學習。教師利用有限的課堂時空，幫助學生學習知識，培養能力，真正達到了“減時增效”的目的。

2．探究實驗有利于激發學生的求知欲和學習興趣。用實驗探究法組織金屬性質的教學，學生始終置身于親自動手實驗和積極思考的學習情境中，感覺到自己智慧的力量，體驗到創造的歡樂，從而激發起探究新事物的濃厚興趣。例如，在引導學生分析實驗現象之前，讓部分學生匯報自己的所做所見所思，學生表現得都很積極；在分析實驗現象得出結論的教學環節中，學生都渴望得到發表見解的機會，師生關系生動和諧，課堂充滿了生命的活力。

3．在“五嚴”背景下，課時少了，提問和討論的時間是否相應減少？本節課的設計及實施，學生自主學習和討論的時間變多了，不僅完成了預設的教學內容，更是生成了許多新的問題，這些問題在討論、爭論、啟發中基本得到了解決。對學生而言，這節課是在已有“模糊知識”的基礎上的充實和完善，是小組成員間各種“模糊知識”的碰撞和整合，更重要的是學習目標被學生完全內化，真正讓化學課堂充滿了挑戰性、研究性和思想性。

（朱紛，江蘇省中小學教學研究室，210013；楊劍春，南京市教學研究室，210018）