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反思化学新课程实施过程,还有许多探究研讨的空间。我们在调研中发现,大多数学校和教师,在一些章节的教学中,摆脱不了老教材教学的惯性。如何在教学中贯彻新课程标准,落实新教材的编排理念,不断追求创新,是我们需要进一步重视的研究课题。本文中,我们以《金属的化学性质》(人教版高中化学1第三章金属及其化合物)的部分设计为例,将钠、镁、铅、铜的知识,采用横向对比进行了尝试,力图在新教材的编排体系下,追求知识的整合,能力的提升,思维的跨越。
一、教材分析
本节教材内容是在第一章实验化学和第二章化学物质及其变化的基础上,开始接触具体的元素化合物知识,主要学习金属的相关内容。教材既考虑到必修课程中两个模块的内容,又考虑到高中化学学科知识的连贯性和学生的认知规律,打破了以往对一种金属系统介绍的编写方式,而是将各种金属放在一起进行横向对比,是一种较理想的编写。内容以钠、铝、铁这三种金属为例,通过对它们单质及其化合物的物理性质、化学性质的学习,使学生了解前人是如何研究这几种金属的,如何利用它们的性质为人类造福,帮助学生学会科学探究的方法。
二、教学目标
1.了解地壳中一些重要元素的含量,掌握金属的一般物理性质,掌握钠、镁、铝、铁与氧气反应的产物与用途,培养学生的实验操作能力及对实验现象的观察能力。
2.通过阅读、思考与交流,讨论与概括,比较与归纳等,让学生逐步掌握学习元素化合物的一般方法,了解实验研究的方法,探索金属的相关问题。
3.通过实验探究为主的多种活动,鼓励学生积极提出问题,激发学生敢于质疑、勇于创新的精神,培养合作的品质。
三、教学方法
实验探究法、分析归纳法等等。
四、教学设计
片断一:【魔术表演】
在课前预先将一小粒钠悄悄地藏在酒精灯的灯芯中,并盖上灯帽。当向灯芯滴入2滴水后,酒精灯微微冒烟,突然,燃起火来。
设计意图:魔术般的奇妙现象,创造出不可思议的景象。让学生代表上台体验,激起学生强烈的好奇心和探究欲。
学生活动:猜测水点酒精灯的情况,抛出问题引出主题。
思考与交流:
(1)举例说明金属能发生哪些化学反应。引导学生通过回忆复习、讨论等形式列举初中化学所学的金属与氧气反应、金属与酸反应、金属与一些盐溶液的反应以及金属活动性顺序等知识,并结合生活中所观察到的现象展开讨论。
(2)分析课本第46页图3-2,写出可能发生的反应的化学方程式。引导学生观察图片,从实验现象讨论:镁条燃烧发生了什么反应?铜树、银树是怎么形成的?这些反应有什么特点?它们各属于什么反应类型?写出相应的化学方程式。
片断二: 【课前预习检查】
1.根据初中已学过的知识填充
(1)金属的物理性质有:不透明、 ;
(2)金属的化学性质有:(各举2例)
与氧气反应: 、
。
活泼金属与酸反应: 、
。
盐溶液中的置换反应: 、
。
2.完成教材46页图3-2涉及的化学反应方程式,属于离子反应的改写成离子方程式
教师归纳:金属共同的化学性质有:金属与氧气反应,活泼金属与酸反应,金属与一些盐溶液反应,下面我们就金属与氧气的反应进行更深一步的研究。
片断三:【金属与氧气的反应】
1.钠与氧气的反应
探究实验:用镊子取一块金属钠放在玻璃片上,用滤纸吸干表面煤油,用小刀切成两块,观察切面的颜色。一块放回原瓶,一块放在两端开口的玻璃管内观察片刻,再对着金属钠加热。(学生分组实验)。
学生反馈:全体动手实验,观察、记录现象,分析解释。
思考与讨论:钠与氧气反应为什么产物不同?
学生反馈:同样是钠与氧气反应,但是反应条件不同时,现象不同,产物也不同,所以我们要具体问题具体分析。
探究实验:将钠块先在玻璃燃烧匙加热,后伸进收集有氯气的集气瓶中。
学生归纳:通过以上探讨活动,我们从中了解钠的物理性质主要有:银白色金属,质软,熔点低,密度比煤油大比水小(0.97g/cm3),有良好的导电、导热性。
教师总结:钠的存在、保存与用途。
学生反馈:
(1)实验室常将金属钠保存在盛有煤油的试剂瓶中。
(2)工业上用煤油或固体石蜡将金属钠封存在金属桶中。
学生阅读:钠是一种强还原剂,工业上用它从钛、锆、铌、钽等金属氯化物中置换出金属单质;如金属钠还原TiCl4的反应化学方程式: 。
另外钠和钾的合金在常温下呈液态,可用于快中子反应堆作热交换剂;充有钠蒸气的高压钠灯发出的黄光射程远,透雾能力强,常用于道路、广场照明,它不降低照明度而又能减少能源消耗。钠灯也用于洗相片的暗室,因为这种黄光不会使相纸曝光。
科学史话:阅读材料:钠的发现。
1807年,英国化学家汉弗莱·戴维在电解苛性钾时首次获得钾的单质,几天后,他又用电解的方法从苛性钠中获得了钠,但是,当时并没有人相信它们是金属,因为它们的密度比水还小。戴维却从它们的光泽、延展性、导电性及其他性质确定它们是金属。又过了几年,经过其他科学家的验证,这两种金属才被确认为是两种新发现的元素的单质。
戴维(1778~1829)的一生比较短暂,最后的几年还被疾病折磨,但他却在化学领域做出了巨大的贡献,正如他自己所说:“没有虚度此生。”他分离出了碱金属钾和钠,碱土金属钙,镁,锶,钡,用钾从硼酸中分离出硼,是当时为止发现元素最多的化学家。戴维不屈不挠地攻克科学堡垒,为化学的发展做出了不可磨灭的功绩,他的刻苦钻研和创新精神,值得我们学习。
设问过渡:初中化学我们已学过镁在空气中的燃烧,学过铁在纯氧中的燃烧。那么铝与氧气的反应情况如何呢?
片断四:【铝与氧气的反应】
设问:铝是地壳里含量最丰富的金属元素,它在自然界中是以游离态还是化合态存在的?说明了铝的性质如何?
铝的性质 。根据金属活动性顺序表,铝比铁活泼,我们来看看现实中铝和铁制品的使用情况。
学生讨论汇报:
设疑:铝、铁锅在使用中被锈蚀的情况与金属活动顺序不符。铝怎么不像铁那样容易被空气腐蚀?铝难道不能被空气中的氧气氧化?你们能设计一个简单实验,来确认铝有没有被氧气氧化吗?
实验探究:用砂纸打磨铝条表面,观察表面颜色变化,然后将铝条在空气中放置一会儿。
设问:
(1)为何铝条在打磨前后颜色会有变化?在打磨后铝表面是什么物质呢?
(2)放置后铝片表面颜色变化说明铝的活泼性如何?
追问:铁在空气中被氧化表面生成Fe2O3而生锈腐蚀,且生锈后内部的铁被腐蚀的程度和速度都会越来越严重,那么,Al在空气中同样也被氧化表面生成了Al2O3,Al为何没有继续被氧化而一直腐蚀下去,越来越严重呢?两者好像有点矛盾啊。
科学探究:用坩埚夹住一小块铝箔(箔厚约0.1mm),在酒精灯上加热至熔化,轻轻晃动。仔细观察。可观察到什么现象?为什么会产生这种现象?
学生活动:讨论后归纳:加热未打磨的铝箔,铝箔发红卷缩,变暗失去光泽,熔化不落下(表面有氧化膜,因此不能燃烧)。加热已打磨的铝箔,铝箔也发红卷缩,变暗失去光泽,熔化不落下(打磨后的铝箔表面又很快形成氧化膜,阻止了铝的燃烧)。铝箔熔化,失去光泽,但熔化的铝箔并不滴落,好像有一层膜兜着。这是因为铝表面的氧化膜保护了铝,构成薄膜的氧化铝的熔点(2050℃)高于铝的熔点(660℃),包在铝的外面,所以熔化了的液态铝不会滴落下来。
科学探究:再取一块铝箔,用砂纸仔细打磨(或在酸中处理后,用水洗净),除去表面的氧化膜,再加热至熔化。又有什么现象呢?
学生活动:学生讨论后归纳:熔化的铝仍不会滴落,因为铝很活泼,磨去原来的氧化膜后,在空气中又会很快地生成一层新的氧化膜。这也正是性质活泼的铝在空气中能稳定存在的原因。
拓展延伸:若要观察到铝的燃烧应采取哪些措施?
思考交流:增大铝与空气的接触面,提高反应的温度等。
改进实验:将铝粉撒到酒精灯火焰上,可观察到铝的燃烧。可用玻璃管将铝粉吹到酒精灯的火焰上方,也可将铝粉抹在滤纸的表面后放在酒精灯火焰上灼烧。
观察思考:观察到灯焰上方产生耀眼白光。铝在高温条件下,可在空气中燃烧放出大量光和热。(认识反应条件的重要性,条件不同反应程度不同,加深外因是变化条件的认识。)
学生阅读:铝的氧化膜。
教师总结:常见金属的主要化学性质,金属在反应的时候都作还原剂。金属活动顺序K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb H Cu Hg Ag Pt Au
(1)金属原子失电子能力强弱
(2)金属离子结合电子的能力弱强
(3)跟氧的作用,常温易被氧化,常温干燥空气中不易被氧化
(4)加热时能被氧化
铝的发现:aluminium一词是从古罗马语alumen(明矾)衍生而来的。1825年丹麦人奥斯忒(H.C.Oersted)用钾汞齐还原无水氯化铝,第一次得到几毫克金属铝,指出它具有与锡相同的颜色和光泽。当时铝的价格比较昂贵。1886年美国霍尔(C.M.Hall)和法国埃鲁(P.L.T.H□roult)几乎同时分别获得用冰晶石-氧化铝熔盐电解法制取金属铝的专利。1888年在美国匹兹堡建立第一家电解铝厂,铝的生产从此进入新的阶段。
片断五:【设疑启后】
为什么水能点灯、观察加热生成的过氧化钠放置后的变化?原因何在?
设计意图:为下节课学习钠的化合物打下基础,铺垫有关知识点。
五、教学反思
本课的教学设计主要由江苏省高淳高级中学诸全头老师进行了课堂的实施,诸老师较好地达成了教学目标和相关的要求。
1.在学生已有的知识和自主学习的基础上,引导学生去探究物质的性质,围绕学生所看到的实验现象,通过精心设计问题,引导学生对所得到的感性知识进行再思考,进而由学生总结,达到了更深层次的理性学习。教师利用有限的课堂时空,帮助学生学习知识,培养能力,真正达到了“减时增效”的目的。
2.探究实验有利于激发学生的求知欲和学习兴趣。用实验探究法组织金属性质的教学,学生始终置身于亲自动手实验和积极思考的学习情境中,感觉到自己智慧的力量,体验到创造的欢乐,从而激发起探究新事物的浓厚兴趣。例如,在引导学生分析实验现象之前,让部分学生汇报自己的所做所见所思,学生表现得都很积极;在分析实验现象得出结论的教学环节中,学生都渴望得到发表见解的机会,师生关系生动和谐,课堂充满了生命的活力。
3.在“五严”背景下,课时少了,提问和讨论的时间是否相应减少?本节课的设计及实施,学生自主学习和讨论的时间变多了,不仅完成了预设的教学内容,更是生成了许多新的问题,这些问题在讨论、争论、启发中基本得到了解决。对学生而言,这节课是在已有“模糊知识”的基础上的充实和完善,是小组成员间各种“模糊知识”的碰撞和整合,更重要的是学习目标被学生完全内化,真正让化学课堂充满了挑战性、研究性和思想性。
(朱纷,江苏省中小学教学研究室,210013;杨剑春,南京市教学研究室,210018)
一、教材分析
本节教材内容是在第一章实验化学和第二章化学物质及其变化的基础上,开始接触具体的元素化合物知识,主要学习金属的相关内容。教材既考虑到必修课程中两个模块的内容,又考虑到高中化学学科知识的连贯性和学生的认知规律,打破了以往对一种金属系统介绍的编写方式,而是将各种金属放在一起进行横向对比,是一种较理想的编写。内容以钠、铝、铁这三种金属为例,通过对它们单质及其化合物的物理性质、化学性质的学习,使学生了解前人是如何研究这几种金属的,如何利用它们的性质为人类造福,帮助学生学会科学探究的方法。
二、教学目标
1.了解地壳中一些重要元素的含量,掌握金属的一般物理性质,掌握钠、镁、铝、铁与氧气反应的产物与用途,培养学生的实验操作能力及对实验现象的观察能力。
2.通过阅读、思考与交流,讨论与概括,比较与归纳等,让学生逐步掌握学习元素化合物的一般方法,了解实验研究的方法,探索金属的相关问题。
3.通过实验探究为主的多种活动,鼓励学生积极提出问题,激发学生敢于质疑、勇于创新的精神,培养合作的品质。
三、教学方法
实验探究法、分析归纳法等等。
四、教学设计
片断一:【魔术表演】
在课前预先将一小粒钠悄悄地藏在酒精灯的灯芯中,并盖上灯帽。当向灯芯滴入2滴水后,酒精灯微微冒烟,突然,燃起火来。
设计意图:魔术般的奇妙现象,创造出不可思议的景象。让学生代表上台体验,激起学生强烈的好奇心和探究欲。
学生活动:猜测水点酒精灯的情况,抛出问题引出主题。
思考与交流:
(1)举例说明金属能发生哪些化学反应。引导学生通过回忆复习、讨论等形式列举初中化学所学的金属与氧气反应、金属与酸反应、金属与一些盐溶液的反应以及金属活动性顺序等知识,并结合生活中所观察到的现象展开讨论。
(2)分析课本第46页图3-2,写出可能发生的反应的化学方程式。引导学生观察图片,从实验现象讨论:镁条燃烧发生了什么反应?铜树、银树是怎么形成的?这些反应有什么特点?它们各属于什么反应类型?写出相应的化学方程式。
片断二: 【课前预习检查】
1.根据初中已学过的知识填充
(1)金属的物理性质有:不透明、 ;
(2)金属的化学性质有:(各举2例)
与氧气反应: 、
。
活泼金属与酸反应: 、
。
盐溶液中的置换反应: 、
。
2.完成教材46页图3-2涉及的化学反应方程式,属于离子反应的改写成离子方程式

教师归纳:金属共同的化学性质有:金属与氧气反应,活泼金属与酸反应,金属与一些盐溶液反应,下面我们就金属与氧气的反应进行更深一步的研究。
片断三:【金属与氧气的反应】
1.钠与氧气的反应
探究实验:用镊子取一块金属钠放在玻璃片上,用滤纸吸干表面煤油,用小刀切成两块,观察切面的颜色。一块放回原瓶,一块放在两端开口的玻璃管内观察片刻,再对着金属钠加热。(学生分组实验)。
学生反馈:全体动手实验,观察、记录现象,分析解释。

思考与讨论:钠与氧气反应为什么产物不同?
学生反馈:同样是钠与氧气反应,但是反应条件不同时,现象不同,产物也不同,所以我们要具体问题具体分析。
探究实验:将钠块先在玻璃燃烧匙加热,后伸进收集有氯气的集气瓶中。

学生归纳:通过以上探讨活动,我们从中了解钠的物理性质主要有:银白色金属,质软,熔点低,密度比煤油大比水小(0.97g/cm3),有良好的导电、导热性。
教师总结:钠的存在、保存与用途。
学生反馈:
(1)实验室常将金属钠保存在盛有煤油的试剂瓶中。
(2)工业上用煤油或固体石蜡将金属钠封存在金属桶中。
学生阅读:钠是一种强还原剂,工业上用它从钛、锆、铌、钽等金属氯化物中置换出金属单质;如金属钠还原TiCl4的反应化学方程式: 。
另外钠和钾的合金在常温下呈液态,可用于快中子反应堆作热交换剂;充有钠蒸气的高压钠灯发出的黄光射程远,透雾能力强,常用于道路、广场照明,它不降低照明度而又能减少能源消耗。钠灯也用于洗相片的暗室,因为这种黄光不会使相纸曝光。
科学史话:阅读材料:钠的发现。
1807年,英国化学家汉弗莱·戴维在电解苛性钾时首次获得钾的单质,几天后,他又用电解的方法从苛性钠中获得了钠,但是,当时并没有人相信它们是金属,因为它们的密度比水还小。戴维却从它们的光泽、延展性、导电性及其他性质确定它们是金属。又过了几年,经过其他科学家的验证,这两种金属才被确认为是两种新发现的元素的单质。
戴维(1778~1829)的一生比较短暂,最后的几年还被疾病折磨,但他却在化学领域做出了巨大的贡献,正如他自己所说:“没有虚度此生。”他分离出了碱金属钾和钠,碱土金属钙,镁,锶,钡,用钾从硼酸中分离出硼,是当时为止发现元素最多的化学家。戴维不屈不挠地攻克科学堡垒,为化学的发展做出了不可磨灭的功绩,他的刻苦钻研和创新精神,值得我们学习。
设问过渡:初中化学我们已学过镁在空气中的燃烧,学过铁在纯氧中的燃烧。那么铝与氧气的反应情况如何呢?
片断四:【铝与氧气的反应】
设问:铝是地壳里含量最丰富的金属元素,它在自然界中是以游离态还是化合态存在的?说明了铝的性质如何?
铝的性质 。根据金属活动性顺序表,铝比铁活泼,我们来看看现实中铝和铁制品的使用情况。
学生讨论汇报:
设疑:铝、铁锅在使用中被锈蚀的情况与金属活动顺序不符。铝怎么不像铁那样容易被空气腐蚀?铝难道不能被空气中的氧气氧化?你们能设计一个简单实验,来确认铝有没有被氧气氧化吗?
实验探究:用砂纸打磨铝条表面,观察表面颜色变化,然后将铝条在空气中放置一会儿。
设问:
(1)为何铝条在打磨前后颜色会有变化?在打磨后铝表面是什么物质呢?
(2)放置后铝片表面颜色变化说明铝的活泼性如何?
追问:铁在空气中被氧化表面生成Fe2O3而生锈腐蚀,且生锈后内部的铁被腐蚀的程度和速度都会越来越严重,那么,Al在空气中同样也被氧化表面生成了Al2O3,Al为何没有继续被氧化而一直腐蚀下去,越来越严重呢?两者好像有点矛盾啊。
科学探究:用坩埚夹住一小块铝箔(箔厚约0.1mm),在酒精灯上加热至熔化,轻轻晃动。仔细观察。可观察到什么现象?为什么会产生这种现象?
学生活动:讨论后归纳:加热未打磨的铝箔,铝箔发红卷缩,变暗失去光泽,熔化不落下(表面有氧化膜,因此不能燃烧)。加热已打磨的铝箔,铝箔也发红卷缩,变暗失去光泽,熔化不落下(打磨后的铝箔表面又很快形成氧化膜,阻止了铝的燃烧)。铝箔熔化,失去光泽,但熔化的铝箔并不滴落,好像有一层膜兜着。这是因为铝表面的氧化膜保护了铝,构成薄膜的氧化铝的熔点(2050℃)高于铝的熔点(660℃),包在铝的外面,所以熔化了的液态铝不会滴落下来。
科学探究:再取一块铝箔,用砂纸仔细打磨(或在酸中处理后,用水洗净),除去表面的氧化膜,再加热至熔化。又有什么现象呢?
学生活动:学生讨论后归纳:熔化的铝仍不会滴落,因为铝很活泼,磨去原来的氧化膜后,在空气中又会很快地生成一层新的氧化膜。这也正是性质活泼的铝在空气中能稳定存在的原因。
拓展延伸:若要观察到铝的燃烧应采取哪些措施?
思考交流:增大铝与空气的接触面,提高反应的温度等。
改进实验:将铝粉撒到酒精灯火焰上,可观察到铝的燃烧。可用玻璃管将铝粉吹到酒精灯的火焰上方,也可将铝粉抹在滤纸的表面后放在酒精灯火焰上灼烧。
观察思考:观察到灯焰上方产生耀眼白光。铝在高温条件下,可在空气中燃烧放出大量光和热。(认识反应条件的重要性,条件不同反应程度不同,加深外因是变化条件的认识。)
学生阅读:铝的氧化膜。
教师总结:常见金属的主要化学性质,金属在反应的时候都作还原剂。金属活动顺序K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb H Cu Hg Ag Pt Au
(1)金属原子失电子能力强弱
(2)金属离子结合电子的能力弱强
(3)跟氧的作用,常温易被氧化,常温干燥空气中不易被氧化
(4)加热时能被氧化
铝的发现:aluminium一词是从古罗马语alumen(明矾)衍生而来的。1825年丹麦人奥斯忒(H.C.Oersted)用钾汞齐还原无水氯化铝,第一次得到几毫克金属铝,指出它具有与锡相同的颜色和光泽。当时铝的价格比较昂贵。1886年美国霍尔(C.M.Hall)和法国埃鲁(P.L.T.H□roult)几乎同时分别获得用冰晶石-氧化铝熔盐电解法制取金属铝的专利。1888年在美国匹兹堡建立第一家电解铝厂,铝的生产从此进入新的阶段。
片断五:【设疑启后】
为什么水能点灯、观察加热生成的过氧化钠放置后的变化?原因何在?
设计意图:为下节课学习钠的化合物打下基础,铺垫有关知识点。
五、教学反思
本课的教学设计主要由江苏省高淳高级中学诸全头老师进行了课堂的实施,诸老师较好地达成了教学目标和相关的要求。
1.在学生已有的知识和自主学习的基础上,引导学生去探究物质的性质,围绕学生所看到的实验现象,通过精心设计问题,引导学生对所得到的感性知识进行再思考,进而由学生总结,达到了更深层次的理性学习。教师利用有限的课堂时空,帮助学生学习知识,培养能力,真正达到了“减时增效”的目的。
2.探究实验有利于激发学生的求知欲和学习兴趣。用实验探究法组织金属性质的教学,学生始终置身于亲自动手实验和积极思考的学习情境中,感觉到自己智慧的力量,体验到创造的欢乐,从而激发起探究新事物的浓厚兴趣。例如,在引导学生分析实验现象之前,让部分学生汇报自己的所做所见所思,学生表现得都很积极;在分析实验现象得出结论的教学环节中,学生都渴望得到发表见解的机会,师生关系生动和谐,课堂充满了生命的活力。
3.在“五严”背景下,课时少了,提问和讨论的时间是否相应减少?本节课的设计及实施,学生自主学习和讨论的时间变多了,不仅完成了预设的教学内容,更是生成了许多新的问题,这些问题在讨论、争论、启发中基本得到了解决。对学生而言,这节课是在已有“模糊知识”的基础上的充实和完善,是小组成员间各种“模糊知识”的碰撞和整合,更重要的是学习目标被学生完全内化,真正让化学课堂充满了挑战性、研究性和思想性。
(朱纷,江苏省中小学教学研究室,210013;杨剑春,南京市教学研究室,210018)