高三化學復習探究教學的實踐與反思
一、高三《鎂鋁》復習課探究教學實錄
引入課題：鎂鋁都是密度小，熔點較低、硬度較小的銀白色金屬，都為較活潑的金屬，具有金屬的通性。許多金屬都能與水反應，與水反應的劇烈程度可以作為金屬活潑性的判斷依據，你所知道的鎂鋁與水反應的情況是如何的呢？
生1：鎂與水在常溫下基本上不反應，只能在沸水中緩慢發(fā)生反應，其反應后的水溶液只能使酚酞試液顯粉紅色，鋁與水不反應。
問題1：鉀鈉與冷水反應很劇烈，而鎂鋁在金屬活動性順序表中僅次于鉀鈉，為什么它們與水反應的劇烈程度相差如此之大呢？
生2：因為常溫下，鎂鋁在空氣中都容易生成氧化膜，具有抗腐蝕能力，氧化膜的存在阻止了鎂鋁與水接觸，所以反應緩慢或基本不進行。
生3：將鎂鋁表面的氧化膜去除后，再與水反應，若反應明顯加快或能夠發(fā)生，說明推斷正確，若反應現象沒有明顯變化，則推斷錯誤。
學生實驗1：將鎂條用砂紙擦拭光亮后放入水中、將鋁片用氫氧化鈉溶液浸泡片刻后漂洗，再放入水中。實驗現象是：去氧化膜前后，與水反應沒有明顯變化。
【此時學生相互討論，感覺問題棘手，難以找到突破口】
能否根據活潑金屬與水反應的產物進行類比分析？
生4：鉀鈉與水反應生成堿和氫氣，鎂鋁若與水反應按理也應該生成堿和氫氣，但KOH、NaOH是強堿，易溶于水，而Mg(OH)2、Al(OH)3難溶于水，包裹在金屬表面，保護了金屬，阻止了與水反應的繼續(xù)進行，就像鋁鐵遇到濃硫酸、濃硝酸“鈍化”那樣。光亮的鎂條與沸水是能夠反應的，很可能就是因為加熱可促進氫氧化鎂溶解，從而有利于反應的進行。
【生熱烈鼓掌，師點頭微笑】
問題3：經過實驗驗證，鎂與氯化銨溶液確實能夠發(fā)生反應。難道事實真如生5所說的那樣利用鹽類水解產生的H+來溶解包裹在金屬表面的Mg(OH)2、Al(OH)3，使之繼續(xù)反應嗎？請大家向現在仍在反應的試管中滴入酚酞試液，你會看到什么現象？
學生實驗3：發(fā)現溶液慢慢變紅，仍有氣體產生，而且比前面放出氣體的速度似乎還要快。
問題4：反應液能使酚酞試液變紅，而反應仍在繼續(xù)，說明在中性或弱堿性條件下鎂與水的反應照樣進行，你是怎樣看待這個問題的呢？
學生再次分組討論。
生6：以上實驗現象既說明酸性溶液確實能跟鎂反應，又能說明當溶液顯弱堿性時反應照樣發(fā)生，當然就不能解釋為是銨根離子水解產生的H+來溶解包裹在金屬表面的Mg(OH)2，使之繼續(xù)反應。有可能是鎂跟水反應產生的氫氧根離子被銨根離子結合從而促進反應的發(fā)生。我們可以用呈中性的醋酸銨代替氯化銨進行實驗。
學生實驗4：分別取相同物質的量濃度的氯化銨和醋酸銨溶液，放人表面已擦干凈的鎂條。將濕潤的紅色石蕊試紙置于試管口，觀察實驗現象。
現象：都產生氣體，且兩者速度大體相似，濕潤的紅色石蕊試紙變藍。
問題5：如何解釋上述實驗現象呢？
生7：鎂條與銨鹽溶液反應，與溶液是否顯酸性無關，因為醋酸銨溶液呈中性。反應后溶液呈堿性的原因是銨根離子跟氫氧化鎂反應形成一水合氨。
【同學們都對生7的解釋投以贊許的目光】
生8：我覺得生7的解釋思維不夠嚴密，鎂條與氯化銨溶液能夠反應，難道就只能銨根離子影響嗎？說不定氯離子也能影響呢，我就曾經在網上看到過相關資料，氯離子大量存在時，普通不銹鋼的抗腐蝕能力大大下降，容易生銹，所以咸的食品最好不要放在不銹鋼餐具中過夜。
【此時學生議論紛紛，感到生8的理由不充分】
生9：百辯不如一試，那就試試鎂條與氯化鈉溶液能不能反應啊。
學生實驗5：取氯化鈉溶液，滴入酚酞試液，放入表面已擦干凈的鎂條。
實驗現象：有氣體產生，溶液慢慢變紅后仍有氣體產生而且比實驗2還要快。
問題6：通過這個實驗，我們可以得出什么結論呢？
生10:說明氯離子對鎂條跟水的反應有輔助作用，可能是氯化鈉與不純的鎂條形成原電池或氯離子有穿透破壞鎂條表面氧化膜的能力。
【此時，同學們面露欽佩的神色，用異樣的目光等待老師的裁決】
生11:鎂能與銨鹽溶液反應放出氫氣，從上述對內外因的關系分析來看，這首先是由于濃的銨鹽溶液能溶解氫氧化鎂這一“保護層”：Mg(OH)2+2NH+-_Mgn++2NH3．H20，這樣消除了阻止反應進行的氫氧化鎂，鎂便與水順利地接觸，從而反應放出了氫氣：Mg+2H20=Mg(OH)2+H2T，總反應為：Mg+2H20+2Nlj+=Mg2++2NH3.H20+H2t。對于鎂來講，影響反應進行的氫氧化鎂在鎂表面的附著能力并不強，因此很容易破壞這種保護作用，使鎂與水反應。如在熱水中，氫氧化鎂便會從鎂表面脫落并部分溶解，所以鎂可與熱水反應放出氫氣。而有些物質如氯化鈉、氯化鉀等，由于氯離子具有較強的穿透作用，能使氫氧化鎂從鎂表面脫落，這樣失去保護層的鎂就可與水反應了。因此當將鎂條放人濃的氯化鈉或氯化鉀溶液中，也可看到有氣泡產生。
問題7：既然同學們對鎂與水的反應有了比較深刻的認識，那是否能夠對鋁與水也進行類似的分析、設計呢？如何讓鋁與水持續(xù)反應呢？
【同學們情緒更加高漲，討論更加熱烈】
學生設計實驗，并分組進行實驗驗證。
學生實驗6：擦拭
光亮的鋁片與氯化銨溶液反應。
學生實驗7：擦拭光亮的鋁片與濃氯化鈉溶液反應。
學生實驗8：擦拭光亮的鋁片與氫氧化鈉溶液反應。
實驗現象：實驗6、實驗7都沒有明顯變化，只有實驗8可以看到鋁片溶解并有持續(xù)不斷的氣泡產生。
問題8：對這一組實驗現象又該如何解釋呢？
生12:鋁不與熱水反應，實驗6、實驗7都沒有明顯變化可以說明氫氧化鋁對鋁的保護作用要比氫氧化鎂強得多，熱水對其無任何影響，氯化鈉、氯化鉀對其的影響也非常小，而鋁卻能與氫氧化鈉溶液反應生成氣體，又兩種可能：一是可能像鎂與水反應一樣，氫氧化鈉溶解了鋁片表面的氫氧化鋁，使鋁與水的反應持續(xù)發(fā)生；二是可能鋁直接能與氫氧化鈉反應產生氣體。
問題9：能否設計實驗證明到底是哪種可能呢？
生13：這個問題應該比較簡單，讓氫氧化鈉溶液與鋁片反應就可以驗證了。
學生實驗9：取氫氧化鈉固體、鋁片放人試管，加熱至氫氧化鈉呈熔融狀態(tài)，觀察。
生14:沒有發(fā)生明顯變化，說明鋁與氫氧化鈉不能直接反應。所以應該是：強堿溶液能夠溶解氫氧化鋁這一“保護層”：Al(OH)3+OH=Al0。+2H20，這樣消除了阻止反應進行的氫氧化鋁，鋁便可與水順利地反應了：2Al+6H20—2AI(OH)3+3H2t�？偡磻綖椋�2Al+6H20+2NaOH=2NaAI02+3H2t+4H20，該反應的實質是鋁與水發(fā)生置換反應，鋁是還原劑，水為氧化劑，氫氧化鈉只是參與了反應，起到溶解氫氧化鋁的作用。
【掌聲一片，情緒高昂】
課堂小結：在通常條件下，鎂鋁并不與水反應，其原因是因為當鎂鋁與水反應后，均會生成難溶性的氫氧化鎂和氫氧化鋁，覆蓋在鎂鋁的表面，阻止了內部金屬與水的接觸，使金屬“鈍化”，反應便停止了。因此在鎂鋁與水進行反應時，要想使反應順利地進行，關鍵是要消除阻止反應進行的氫氧化鎂和氫氧化鋁這一“保護層”，滿足了這一條件，鎂鋁就可與水反應了。而且，只要消除了“保護層”，在氫離子濃度很小的堿性溶液中，鎂鋁還是能與水較快地反應，說明鎂鋁的金屬性還是相當活潑的。同學們課后能否再找到讓鋁與水反應的其他方法呢？
【課后探究設計：將用砂紙擦拭后的鋁放人硝酸汞溶液中，此時在鋁表面可置換析出少量汞。由于汞不均勻地吸附于鋁表面，當將這樣處理后的鋁放在空氣中，則由于汞的阻礙作用，鋁表面無法形成致密的保護層，因此內部的鋁會不斷地被氧化而長出毛狀的Al203，將這樣處理過的鋁投入水中，同樣由于汞破壞了氫氧化鋁的保護作用．鋁便與水不斷地反應放出氫氣，直至鋁幾乎完全消耗掉，而且在容器底部會有大量白色氫氧化鋁生成。這個探究設計是作為老師都未曾預料的】
二、教學反思
1．建構主義提倡在教師指導幫助下，學生應該認識到自己擁有解決問題的自主權，通過深度思考、合作探究等方式，努力使自己成為知識的積極構建者，逐步提高自控能力，學會自主學習。新課程理念下創(chuàng)新教學的實施就是要構建以學生自主活動為基礎的教學過程，這是一個以學習者為中心，以學生的主體實踐活動為基礎，以學生的探討學習為主體，以學生素質整體發(fā)展為目標的教學過程。因此在化學課堂教學中教師應當善于創(chuàng)設問題，敏銳捕捉生成性問題，引領并激發(fā)學生的探究精神。
2．高三化學復習絕不是簡單地把元素化合物知識或者相關化學實驗重復一遍�？匆豢唇陙淼母呖荚嚲�，尤其是實驗題，試題越來越側重考查對理論知識的理解和吸收。不再是接接連連，而是看你是否掌握了實驗原理，是否理解元素、化合物的性質，是否學會了觀察事物，這種考查內容的變化，顯然是在提醒我們不要再死記死背，不要只在“黑板上”、“在紙上”做實驗，而是要在認真實驗的基礎上，注重觀察，認真總結；注重靈活地運用知識。不是生搬硬套，而是盡可能地綜合利用所學知識，無論是學科內的，還是學科間的。
3．“探究”源于“問題”，探究教學過程中選擇什么樣的問題，并沒有統一的標準，但應以學生的發(fā)展為基本出發(fā)點，以促進學生在思考問題、解決問題、情感態(tài)度等方面的全面發(fā)展為目標�！俺晒Φ奶骄俊痹从凇案哔|量的問題”。
(1)問題應當具有適應性。所謂適應性是指充分考慮學生的學習能力和已有的`知識經驗與所要探究的任務是否相適應、相匹配，使學生經歷探究的艱辛，感受成功的喜悅。
(2)問題應當具有連續(xù)性。所謂連續(xù)性是指以若干個主問題為中心，圍繞主問題從不同的側面或不同的層次連續(xù)提出問題，使學生對主問題的探究更加全面和深入。
(3)問題應當具有挑戰(zhàn)性。所謂挑戰(zhàn)性是指問題應具有能使學生參與更復雜的思維活動的潛力，能激發(fā)學生高水平的參與，提高學生思考、推理和解決問題的能力。
“高質量的問題”必然會引發(fā)學生的深度思考，并在此基礎上產生思維碰撞。在開展探究活動之前，看似無意地回顧了鎂鋁與水反應的知識和實驗現象，但從后來的探究過程來看，其目的是為學生開展“探究鎂鋁與水溶液發(fā)生反應”的活動提供知識的固著點和出發(fā)點。
生4的分析顯然不是教師的預設，卻是一個高質量的綜合科學素養(yǎng)問題，為提高學生的綜合科學素養(yǎng)以及后續(xù)的探究活動起到了很好的鋪墊作用。
在進行“否定鎂與氯化銨溶液反應不是由于銨根離子水解產生的氫離子溶解了氫氧化鎂”的探究活動中，生6的分析和實驗設計、生7從實驗4的對比分析中否定了前面的結論，雖然他們的知識固著點也還是跟前面的同學相同，但理解的層次明顯不同。生7將混合反應體系中存在多種可逆過程、水溶液氫離子濃度很�。ǚ犹@粉紅色）時反應仍然能夠持續(xù)進行等遷移到對實驗現象的綜合分析中來，體現出該生思維的深刻性�？梢娝麄兊奶骄克季S活動已從宏觀物質深入到了微觀世界，其思維品質達到了更高的層次。
在對鎂與銨鹽溶液反應機理的探究過程中，生8提出了氯離子濃度較大時具有較強的穿透能力，這種觀點的提出馬上將大家的探究視野大大拓展了，他將大家從思維定勢中拉了回來，轉而探究起含高濃度氯離子的溶液是否也能與金屬鎂發(fā)生反應。
生14的“全面闡述”引領著學生將新舊知識有機地串聯起來。教師在課堂小結中提出的任務——能否再找到讓鋁與水反應的其他方
法，給學生的思維插上騰飛的翅膀，將探究活動延伸到了課外，拓寬了探究時空，并收到了意想不到的成果。
如何在新課程實驗中演繹出更多精彩、互動、有效的課堂，是每一位教師必須深思的問題。巧妙的、引人人勝的問題情境可將學生的探究活動一步一步引向深入。教師在創(chuàng)設教學情境時應盡可能與學生已有的知識經驗相聯系，盡可能引起學生思維上的矛盾沖突。由于教學過程中所創(chuàng)設的問題情境具有可探究性和發(fā)散性，使學生在提出假設、對假設證實或證偽、獲得正確結論的過程中，邏輯思維能力、創(chuàng)新精神、科學方法、科學態(tài)度、實踐能力等方面都有所發(fā)展。從而達到“資源共享、有效互動、促進生成”的目的，實踐了“為了每一位學生的全面發(fā)展，發(fā)展學生的科學素養(yǎng)”的理念
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