化學(xué)實(shí)驗與探究性教學(xué)設(shè)計

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1、化學(xué)實(shí)驗與探究性教學(xué)設(shè)計——以《氯》的教學(xué)設(shè)計為例宋心琦1化學(xué)學(xué)科的定義和化學(xué)教學(xué)基礎(chǔ)1.1化學(xué)是一門以物質(zhì)為研究對象的實(shí)驗性科學(xué)。這門學(xué)科著重實(shí)際經(jīng)驗，和基于事實(shí)進(jìn)行合乎邏輯地簡單推理的特點(diǎn)。1.2實(shí)驗現(xiàn)象是完全開放的，可以說是“絕對公平”的。學(xué)習(xí)者只要細(xì)致認(rèn)真，操作規(guī)范，都可以獲得基本一致的結(jié)論。初學(xué)者出現(xiàn)差別的原因，在于領(lǐng)悟程度、模仿能力、自我約束和糾錯能力的不同，但不是帶根本性的學(xué)習(xí)質(zhì)量差別。1.3化學(xué)是以實(shí)驗為基礎(chǔ)的自然科學(xué)。但完成一定數(shù)量的實(shí)驗，并獲得和書本上同樣的結(jié)論，只能算是完成了知識技能的教育目標(biāo)。只有認(rèn)識化學(xué)學(xué)科的科學(xué)特點(diǎn)，才

2、能更好地落實(shí)三維教育目標(biāo)。1.4教學(xué)工作者能否做出杰出成績的根本，在于他（她）對化學(xué)學(xué)科的特點(diǎn)了解的深度和在實(shí)驗探究中思維的活潑程度、敏銳的觀察能力和堅忍不拔的求實(shí)精神的結(jié)合。1.5學(xué)好化學(xué)的關(guān)鍵在于真正了解什么是化學(xué)，并按照化學(xué)學(xué)科所要求的認(rèn)知過程和思維方法進(jìn)行學(xué)習(xí)、思考和實(shí)驗。1.6化學(xué)學(xué)科的特點(diǎn)既是教材編寫的依據(jù)，更是化學(xué)教學(xué)設(shè)計的基礎(chǔ)。構(gòu)建符合化學(xué)學(xué)科特點(diǎn)的、以探究性學(xué)習(xí)為主要教學(xué)方式的教學(xué)體系，是重中這重。2對《氯》的教學(xué)設(shè)計的思考（1）確定了以鹵素中的氯為主題后，教學(xué)上應(yīng)當(dāng)從查明它在元素周期表中的位置，根據(jù)其中的數(shù)據(jù)形成對氯的初步認(rèn)識

3、。從元素所處的位置推斷其化學(xué)活潑性；從相對原子質(zhì)量考察是否存在同位素；從電子排布中最外層電子數(shù)斷定其單質(zhì)的組成，從Cl2的相對分子質(zhì)量知其密度較大；從分子的極性，估計其水溶性不會很大?！?）氯元素在自然界中屬于常見元素，但是我們常見到的不是它的單質(zhì)而是化合物。在被指責(zé)為破壞大氣臭氧層的氟里昂中，實(shí)驗表明Cl是真正的罪魁禍?zhǔn)住？梢姡谕瑯雍新仍氐幕衔镏?，氯的性質(zhì)迥然不同。我們應(yīng)在此強(qiáng)化的化學(xué)基本概念是：化學(xué)組成是了解和探究物質(zhì)性質(zhì)的基礎(chǔ)。授課時，注重構(gòu)建有利于啟發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的情景，是現(xiàn)在普遍采用的一種做法?？梢赃x取社會事件、歷史故事、名

4、人格言、動畫電影，也可以從學(xué)生現(xiàn)有知識作適當(dāng)延伸，建立以學(xué)科知識為基本內(nèi)容的情景。對于元素化合物知識的教學(xué)，后者更值得重視。（3）化學(xué)可以通過觀察、實(shí)驗來了解物質(zhì)的性質(zhì)；也可以通過比較（結(jié)構(gòu)、組成等）和推論來發(fā)現(xiàn)物質(zhì)間的本征差異，并利用這種差異完成對化學(xué)物質(zhì)的識別、分離和提純。但是至今還不能僅憑物質(zhì)的組成和結(jié)構(gòu)預(yù)測其全部性質(zhì)，只有通過實(shí)驗觀察到的現(xiàn)象或測得的數(shù)據(jù)才是確定可信的。學(xué)習(xí)時需厘清思路、把握方法。以單質(zhì)氯溶于水的化學(xué)為例通過實(shí)驗，我們不僅觀察到氯氣所特有的黃綠色，或許還會嗅到它的刺激性氣味。當(dāng)溶解了較多氯氣時，水溶液呈現(xiàn)淡淡的黃色，因而應(yīng)

5、當(dāng)是存在著自由的氯分子的一種現(xiàn)象。這些氯分子在放置過程中會因氯氣的逸出而減少，所以氯水要密封保存。（4）氯溶于水后它們之間是否可以發(fā)生化學(xué)變化？演示實(shí)驗表明，氯水可以漂白一些有色的東西（色紙、布條、花瓣等），但干燥的氯氣則不能。這個現(xiàn)象可以創(chuàng)建一個探究的情景。首先要確定探究的目標(biāo)，那就是：氯氣和水之間是否發(fā)生了作用，作用的內(nèi)涵是什么？根據(jù)以上的現(xiàn)象，產(chǎn)生差異的可能性至少有兩個：一個是“和氯與水反應(yīng)的產(chǎn)物有關(guān)”；另一種對初學(xué)者來說頗為合理的是“水是引起上述變化的催化劑”。如果只討論前一種推論而忽略后一種，探究就會演變成簡單的驗證，這樣對過程與方法的

6、教學(xué)目標(biāo)就有欠缺。區(qū)分這兩種推論的實(shí)驗探究，首先要確定引起漂白的作用物是氯分子還是氯和水作用后的產(chǎn)物。所以，檢驗氯溶于水后水中是否有由Cl2和H2O提供的原子所組成的新化合物的實(shí)驗設(shè)計，是探究得以進(jìn)行的關(guān)鍵?？赡艿姆磻?yīng)只有兩種：Cl-Cl+H-O-H?Cl-H+Cl-O-H（1）2Cl-Cl+2H-O-H?4Cl-H+O2（2）(1)、(2)式中共同產(chǎn)物是HCl，由檢驗溶液的酸性就可以確定；(2)式中的氧氣沒有漂白能力，所以能使有色物褪色的只可能是HClO了。當(dāng)通過進(jìn)一步的探究實(shí)驗證實(shí)HClO有漂白作用并且屬于氧化性漂白時，我們才能通過HClO和

7、HCl、Cl2的對比，得出+1價Cl的氧化性高于單質(zhì)氯（0價Cl）更高于-1價Cl的結(jié)論。（5）根據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)教材，接下來將討論HClO的性質(zhì)。如漂白性、不穩(wěn)定性，為什么要選擇物質(zhì)的穩(wěn)定性作為一個重要的知識點(diǎn)來討論？因為物質(zhì)的穩(wěn)定性涉及化學(xué)物質(zhì)生產(chǎn)、存放、運(yùn)輸、安全等方面的重要性質(zhì)，貼近社會生活。如何通過實(shí)驗來探究次氯酸的穩(wěn)定性呢？常用新制氯水和久置氯水，通過比較顏色深淺和對色條的漂白程度來判斷，但是有關(guān)的條件較難控制，不宜選作課堂探究實(shí)驗。（6）如果把次氯酸的不穩(wěn)定性作為一個需要解決的問題，并成為探究性學(xué)習(xí)的內(nèi)容，就可以使學(xué)生從另一個角度學(xué)習(xí)化學(xué)

8、。次氯酸不穩(wěn)定，但又是經(jīng)常要用到的化學(xué)物質(zhì)，應(yīng)該如何去解決問題呢？碳酸鹽+酸碳酸(穩(wěn)定)(不穩(wěn)定)(比碳酸強(qiáng))這個經(jīng)驗同樣適用于次氯酸。