中学化学探究性教学的思考与实践

在目前的化学课堂教学中, 教师在教学过程中普遍存在三方面的问题:一是“导”得超前。即在学生还没有去主动讨论探索知识之前, 或者还没有遇到困难之前, 教师为了使学生能顺利地掌握所学知识, 过早地给予铺垫, 过早地给学生提示、解难、引路, 这样就没有给学生创造独立思考、积极探索的时间和机会。二是“导”得过多、过细。在教学中是教师起了“主体”作用。三是错误的理解探究性教学, 而教学效率并不高。实际上, 探究式教学有多样化的设计模式。要根据具体课型因地制宜, 实事求是, 不可千篇一律, 生搬硬套, 这样探究式教学才有真正意义。

下面我结合《铝土矿的冶炼》的教学谈一点体会。

1 引入新课, 激发兴趣

在导人新课时, 教师应精心创设一种良好的导入方法, 使学生从新课开始, 就被一种愉快和谐的气氛所陶冶、所激励, 从而激发学生的学习兴趣和主动参与探究的积极性。为了使学生产生一种求知若渴的心理要求, 新课开始, 我们先给学生放了一段录像, 展示了一座座漂亮、高雅的住房及其室内的豪华厨卫设备、神州六号航天飞船……让学生感受到现代科技的高度发达。然后设置问题:

[讨论]你知道铝及其合金在我们的生产、生活中还有哪些应用?

[说明]据统计, 铝及其合金在生产生活中的应用仅次于铁。

(以学生的生活经验及通过对铝在地壳中含量的介绍, 创设问题情景, 使学生对冶炼铝产生强烈的求知欲。)

2 推进新课

[师]铝不仅可以促进科技发展日新月异, 又和我们家家户户生活息息相关, 它是大自然赐予人类的宝物。但是追溯到1 9世纪中叶, 铝并不是象现在那样普遍存在。

[视频]在国宴上, 拿破仑三世使用一套珍藏的铝制餐具, 而大臣们使用的是银制餐具;皇家学会的表彰, 奖品是一只铝制奖杯。

[师]这两个事例说明了什么?

[生]19世纪中叶铝是很昂贵的金属 (甚至超过黄金) 。

[师]为什么当时铝的价格和现在会有这么大的差别?

[生]铝的冶炼水平不同。

[师]是的, 虽然铝在地壳中的含量非常丰富, 占地壳总含量的7.73%, 是地壳中含量最多的金属元素, 但它都以化合态存在, 单质铝必须采用人工方法冶炼出来。这在1 9世纪是一个较难的问题, 但现在随着科技的发展, 人们已经熟练的掌握了冶炼铝较好的方法, 并投入大量生产使之服务于各个行业。那么我们现在是如何提取铝的呢?

通过对比, 使学生深刻体会到了科技改变了人的生活, 激发学生热爱科学、崇尚科学并立志献身科学。然后教师很自然的提出设问“现在我们是如何提取铝?”引导学生进行探究思考】

[展示]从铝土矿中提取铝的工艺流程图 (图1) 。

3 问题与探究

(1) 铝土矿的主要成分是氧化铝, 在生产工艺中, 为什么还要“用氢氧化钠溶解, 再通入C O2, 灼烧沉淀, 再得到氧化铝”?该流程目的是什么?

(通过讨论回答, 帮助学生了解物质分离的方法。)

[分析]铝土矿的主要成分氧化铝是和二氧化硅、氧化铁等杂质混合在一起的固体混合物, 无法用水溶解氧化铝, 再过滤分离。需要用化学方法来提取, 得到纯的氧化铝, 才能顺利进行电解。分离提纯的一系列处理过程是怎样进行的呢?

分析流程图, 了解变化过程 (略) 。

(2) 用N a O H溶液来溶解铝土矿的目的是什么?

[分析]发生反应:Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O

分析反应机理, 介绍N a A l O2的组成。通过对Al2O3、NaAlO2的分析比较, 引出偏铝酸盐及酸性氧化物概念。进一步依据反应Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O, 指出氧化铝既可和强酸也可和强碱反应, 具有酸性氧化物及碱性氧化物的性质特点, 引出碱性氧化物概念, 引导学生总结出“两性氧化物”概念。【由于SiO2虽然也能与NaOH反应, 但是当同时有A 12O3时, 他们会形成更复杂的溶解度较低的铝硅酸钠而随杂质除去, 该内容在中学教学中不做要求应尽力回避】

(3) 向过滤后所得N a A l O2溶液中通入CO2, 为什么能得Al (OH) 3?

[分析]通过偏铝酸盐介绍偏铝酸, 比较HAlO2、H3A103、Al (OH) 3的组成和关系, 说明反应N a A l O2+2 H2O+C O2=A l (O H) 3+N a H C O3的原理。

(4) Al (OH) 3是否也如A12O3一样既可以与酸反应又可以与碱反应?

[实验设计]用提供的试剂 (2 m o l·L-AlCl3溶液、6mol·L-氨水、6mol·L-NaOH溶液、6 m o l·L-H C l溶液) , 请学生自主设计制备A l (O H) 3验证它是否具有两性的实验方案。

[学生实验]巡视, 指导、解疑。

[实验小结]对学生的主动思考、积极讨论及实验设计的完成给予高度评价, 并适时点拔实验中存在的问题和需要改进的方面:

总结实验室制取氢氧化铝的方法及两性氢氧化物的概念

[说明]对所得氢氧化铝进行灼烧可得到氧化铝:

(5) 为什么Fe2O3可采用CO还原法来冶炼Fe, 而Al2O3却要采用电解法来提取Al?

[讨论分析]启发学生比较铝和铁的活动性, 指出铝更易与氧结合, 生成的氧化铝比较难被还原, 采用一氧化碳等还原剂无法还原, 要使用电解熔融氧化铝的方法:, 由于氧化铝的熔点很高, 采用电解熔融氧化铝的方法冶炼铝, 需消耗很大的能量。而在其中添加了冰晶石 (Na3AlF6) , 使电解氧化铝的温度大大降低, 减少生产中的能量消耗, 从而使铝及其合金在人类生产生活中得到广泛应用。

4 总结概括, 提升探究

课堂总结能促进学生对知识的巩固、扩展、延伸、迁移, 有利于提高学生建构知识的能力和水平。既能提高学生综合概括能力和口头表达能力, 又能使他们重温知识的发生过程以及自己的学习探究过程。

本节课一改传统的灌输式教学方法, 在整个教学过程中教师只作为一个咨询者、引导者帮助者、和促进者, 大量时间用在学生思考、分组讨论、设计实验上。对知识予以整合, 构建学生自己的知识网络。学生不仅在课堂上思维活跃、讨论热烈, 在探究活动的过程中获得了成就感, 激发了他们学习化学的热情, 而且还把探究精神和创新意识延续到课外, 从而提高了学生的综合素质。

摘要：教学过程中教师应“作为一个咨询者、引导者、帮助者和促进者”大量时间用在学生思考、分组讨论、设计实验上, 同时强调根据具体课型因地制宜, 实事求是, 不可千篇一律, 生搬硬套。

关键词：探究式教学,学生主体,知识整合,创新延续