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1、问题探究和创新实验融入课堂的高中化学教学案例 金属与水的反应(贺州高级中学 刘佩瑜 542800)【案例课题】现行人教版化学必修1的第三章的第一节金属的化学性质第二课时金属与水的反应；课型：新课（随堂实验课）。【案例背景】学生情况：1、基础知识角度：通过初中的学习，学生能熟练地背诵金属活动顺序表，对金属与酸的反应有初步的认识。前两章的学习，让学生有了一定的化学理论基础，虽初次接触金属与水的反应，但学习的难度并不大。2、实验技能角度：（1）钠与水的实验：首先，从实验学化学的学习为开展学生实验做好了充分的准备；第二，学生具备了一定的化学实验操作技能，对做实验兴趣浓厚，参与实验探究的积极性较高；最后
2、，改进后的钠与水的实验操作简单、安全、现象明显，大部分学生在老师的引导下能很好地完成实验。（2）铁与水蒸气的实验：设计实验装置对学生来说较困难。教师通过发现问题解决问题的模式引导探究最佳设计方式，并提供改进后的实验方案，学生小组实验是可以完成的，能让体验实验成功的快乐，感受实验创新设计的魅力。3、学生可能遇到的困难和问题：（1）学生观察能力不足，对实验现象的观察还不够全面；（2）语言表达能力不足，化学用语不规范；（3）知识迁移运用能力不足，解决实际问题的能力有待培养和提高。教师情况：（1）笔者是韦革玲老师主持的课题（课题编号：2011C043）广西教育科学“十二五”规划课题“多媒体辅助高中化学
3、实验教学实践研究”的成员，课题圆满结题；（2）参加过2007年广西优质课比赛和2015年广西实验创新大赛，并获得较好的成绩。（3）从教十年，能慎密地组织小组合作学习，能娴熟运用多媒体教学，能自如地驾驭实验课堂。（4）教师提前设计导学案、课件，提交实验器材和试剂。明确实验的注意事项，实验观察点，反应原理，实验现象；课本实验存在问题，如何解决问题，教师事先准备实验改进方案等。学校情况：开展随堂实验多年。实验条件优越，设备完善，实验室配有多媒体；实验员3名，其中一名是15年教龄的一线教师。 【案例主题】（1）通过观察钠与水反应的实验，使学生学会用规范的语言准确描述实验现象并分析产生现象的原因，通过观
4、察、描述、记录实验现象培养学生获取信息和初步加工信息的能力，使学生完成对钠的相关性质的自主认识。（2）通过对铁和水蒸气反应实验装置的设计，让学生在教师的引导下通过动手设计、 动脑思考、观察分析、自主探究来获取知识，完成学习目标。（3）通过动手实验、小组交流、分享合作、科学探讨等多种形式培养学生的观察能力、思维能力和创新能力，体会实验在化学研究中的作用。（4）运用比较和归纳的方法，发现金属与水反应的一般规律，让学生逐步掌握学习元素化合物知识的一般方法。（5）通过对比教材装置和改进实验，提高学生的对实验的评价能力和激发学生创新能力。【案例设计】环节一：巧设情景，激发学习激情课前准备：教师下载201
5、5年5月的“第一时间-辽宁第一关注 药厂爆炸 钠遇雨水 反应有点大”的新闻视频。情景导入：播放辽宁的火灾视频 ，引入金属钠与水反应的课题。学生聆听和观察新闻，并思考导学案设计的第一题 “为什么火灾现场附近有金属钠让消防人员感到可怕？” 通过这样的生活实例，培养学生提炼问题的能力。把握契机 ，对学生进行适当的实验安全教育。教师明在课件和导学案中呈现实验要求与注意事项 ，特意用粗体红字提醒 。环节二 ：钠与水反应的实验探究课前准备：把方案提交给学校实验员，准备实验器材；全班分成四组 ，并分发导学案和实验方案 ，一人一份；教师事先把这两个方案的实验视频链接到课件中（总结实验现象时再次呈现，让多媒体辅
6、助实验教学，让所有同学看到两种方案实验的现象）图一 试管夹烧杯水橡皮管止水夹胶塞注射针头破底试管金属钠尖嘴管图二改进实验说明：在大头针上插上一颗绿豆大的金属钠，然后把破试管移入装有水的烧杯中，打开止水夹，水和钠相遇，关闭止水夹，金属钠反应完全后，打开止水夹点燃气体或把破试管移向试管（如图三）。并要求学生完成导学案的第二题的4个问题。1、首先认真阅读实验注意事项和要求后，然后完成钠与水的实验并完成下表 。实验现象并简述原因小组合作 ，讨论交流 ，完成第2、3、4小题 。2、由钠与水反应实验总结钠的物理性质：_。3、根据实验现象推测反应产物 ，并书写化学反应方程式 ：_。4、请评价两个方案的优劣：
7、_。要求学生完成实验后举手示意，学生实验用时约2分钟。教师观察到所有学生实验完毕后，鼓励学生自荐上台汇报实验结果，学生汇报时教师播放对应方案无音频的实验视频。通过学生小组实验培养学生合作精神、实验操作能力和观察能力；通过第2小题提高学生归纳总结能力；通过第3小题训练学生的获取信息和对信息加工的能力。最后通过汇报，培养学生的胆量和语言表达能力，教师当堂纠正，让学生学会用规范的语言准备描述实验现象和分析原因。（课后收集导学案批阅）环节三 呼应情景，解决问题以一张图片呈现火灾现场和第一题思考“为什么火灾现场附近有金属钠让消防人员感到可怕？”学以致用，钠与雨水剧烈反应，且反应放热和生成了可燃性气体氢气
8、。趁热打铁，请小组内或小组间讨论消防员如何解除危机？引导学用新学知识指导生活生产实际，从化学走进生活，感悟化学和生活的密切联系，激发学生学习化学的热情，增强学好化学、服务社会的责任感和使命感。乘胜追击，实验室金属钠的保存方式。进一步理解第一课时中提到的金属钠的保存在煤油中或石蜡密封。环节四 发现问题，探究方案 课前准备：向实验员提交课本50页科学探究实验的器材和试剂，要求准备一套放讲台，且检查好气密性、组装好并加好了药品。设计探究：教师演示教材实验，实验失败。猜测一、铁与水蒸气不反应。猜测二、实验失败。钠与水的实验改进为铁与水蒸气反应实验改进做了铺垫。引导学生发现课本设计方案存在的问题，试管易
9、破裂，棉花易焦化，反应现象不明显。让学生比较铁与钠活泼性，因初中已学的金属活动顺序性，故学生能轻松说出铁不如钠活泼。教师顺势提出活性越差反应越困难的观点。因学生在初中对比学习铁、锌、镁与稀盐酸反为快慢和剧烈程度，故能接受此观点。为了更好引导学生解决问题和分步完成实验设计，导学案设计如下：1、试管为什么破裂，如何避免？2、棉花的作用，寻找可替代棉花的物品。3、现象不明显的原因？如何解决？旨在创设“低起点，多台阶，高落点”的学习途径，从而降低了实验装置设计的难度，突破难点。给学生4分钟，小组讨论，在导学案中画出设计方案。教师收集，课后批阅，评价方案，加以表扬，并鼓励去实验室实践。环节五 铁与水蒸气
10、的实验探究课前准备：一周前，要求学每组自己动手做吹泡器和灯罩；向实验员提交课本50页科学探究实验改进后的器材和试剂，棉线事先塞好。教师讲解：教师借助课件一一回答这些问题。1、试管破裂是原因是水进入了加热区，冷热相遇，试管破裂。解决方法，水在加热区的下方。2、棉花供水，湿度不易控制，吸水量有限。解决办法，用塞有棉线的玻璃管代替，玻璃管可以自由加水，水在张力的作用下运输到铁粉上方的棉线；棉花易焦化的问题，换成棉线后，棉线的着火点1500C ,水的沸点1000C ，水沸腾时吸收热量，温度维持不变，未达到棉线的着火点，棉线不燃烧，原理同纸锅烧水。3、现象不明显可能反应温度低，生成气体少。解决办法，用灯
11、罩聚集火焰，提高温度；用发泡剂集聚气体。实验探究：教师在导学案中提供实验方案（如图三），小组实验，改进后实验约2分钟完成，明显有趣的实验现象，让学生明白铁与水蒸气是可以反应的且生成了氢气。改进后，操作简单、安全，激发学生创新的热情。同时，渗透办法比困难多的思想。 图三最后， 发展性课后作业和再探究课题：1、将一小粒金属钠投入CuSO4溶液中，金属钠能否从CuSO4溶液中置换出单质铜？推测可能出现的现象，设计实验加以验证并写出反应所涉及的化学反应方程式。2|、铁与水蒸气反应的固体产物是什么？如何设计实验加以验证并写出反应原理方程式。 【案例评析】教学特点：本教学设计从生活中的化学导入，素材中发现
12、问题。为寻找解决方法，切入钠与水的反应的探究，两种实验方案，小组合作实验，讨论完成导学案，自荐汇报实验结果，讨论评价实验方案。一气呵成，实验总结后，呼应情景导入，学以致用，解决生活中的问题；铁与水蒸气反应的探究，发现问题，解决问题的模式探究最佳方案，教师收集并课后批阅方案，是出于方案中可能有诸多不周全，不宜立即实践的考虑。教师提供一种较成熟的方案。学生小组实验，简单的操作，明显的现象，既让学生认识到铁可以与水蒸气反应，又感受到实验创新的魅力。教学中突出知识之间的联系，结合金属活动顺序表，对比金属钠与铁的活性差异。通过实验条件的差异和反应的难易程度的对比，又验证了其活性差异，加深对知识的理解。总
13、之，本节课基本上达到了新课标对实验课堂的两个要求：一是体验科学探究的过程和问题意识的培养，二是化学学习的方法和终生学习能力的培养。运用生活素材，训练学生的发现问题的能力；对比实验方案，渗透方法比困难多的思想，引导学生多创新；学生在讨论汇报实验结果和素材提问的过程中训练了学生的语言组织能力；多媒体辅导回放实验，加深学生实验印象。教学反思：批阅设计方案后发现学生的铁与水蒸气实验设计不够理想，以后的教学中应多训练，批阅导学案后发现学生的化学方程式书写不够规范，以后的教学中要加强。批改课后作业，学生对第一题（将一小粒金属钠投入CuSO4溶液中，金属钠能否从CuSO4溶液中置换出单质铜？推测可能出现的现象，设计实验加以验证并写出反应所涉及的化学反应方程式。）完成得比较好。第二题（铁与水蒸气反应的固体产物是什么？如何设计实验加以验证并写出反应原理方程式。）几乎学生都没写，因为高一学生知识储备有限，还没有系统学习铁三角之间的转换，所以固体产物应该直接给出，要求学生记忆，并强调原理方程式的特殊性H2O(g)。
