談《制備氫氧化鋁的實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)》的教學(xué)設(shè)計(jì)

　　新一輪基礎(chǔ)課程改革的重點(diǎn)之一，就是讓學(xué)生的學(xué)習(xí)產(chǎn)生實(shí)質(zhì)性的變化，要把學(xué)習(xí)變成促使學(xué)生的主體性、能動(dòng)性、獨(dú)立性不斷得到張揚(yáng)、發(fā)展、提升的過程，并在此過程中，建構(gòu)起學(xué)生自己動(dòng)手實(shí)踐、自主探索與合作交流的學(xué)習(xí)化學(xué)的重要方式，逐步改變教師、課堂和書本為中心的局面，促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)與實(shí)踐能力的發(fā)展。這就要求新型的化學(xué)課堂教學(xué)應(yīng)以激發(fā)學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)為前提，以學(xué)習(xí)知識(shí)結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，以啟發(fā)創(chuàng)新思維為中心，以多項(xiàng)信息傳遞和多種器官協(xié)調(diào)活動(dòng)為過程。正是在這樣的背景下，我們提出了基于“教學(xué)做合一”理念的學(xué)科教學(xué)“四動(dòng)策略”，即“問題驅(qū)動(dòng)、學(xué)生主動(dòng)、教師引動(dòng)、多元互動(dòng)”。本節(jié)課就“四動(dòng)策略”應(yīng)用于元素化合物知識(shí)教學(xué)進(jìn)行了探索。
　　元素化合物知識(shí)的傳授主要以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，我們必須把握好元素化合物此一新授課課型的特征，精心設(shè)計(jì)問題情景，營(yíng)造探索情景，讓學(xué)生樂于實(shí)驗(yàn)、樂于探索，善于運(yùn)用新、舊知識(shí)分析與解決問題，從而進(jìn)一步發(fā)掘他們的潛能，養(yǎng)成科學(xué)的學(xué)習(xí)與研究的方法。
　　這種教學(xué)過程一般可按以下幾個(gè)環(huán)節(jié)實(shí)施：提出課題(問題驅(qū)動(dòng))㈡學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案(學(xué)生主動(dòng))㈡學(xué)生討論實(shí)驗(yàn)方案(教師引動(dòng))㈡實(shí)踐方案(多元互動(dòng))鶴評(píng)價(jià)方案(多元互動(dòng))㈡知識(shí)小結(jié)，其中每一個(gè)環(huán)節(jié)可互相作用，在學(xué)生與教師、學(xué)生與學(xué)生的交流中進(jìn)行，是交互、開放性的教學(xué)方法。通過這種開放式的教學(xué)方法，學(xué)生能利用所學(xué)過或新學(xué)的元素化合物的知識(shí)去想、去做、去反復(fù)摸索，從而達(dá)到牢固掌握化學(xué)知識(shí)的認(rèn)知目標(biāo)，也能達(dá)到培養(yǎng)能力的目標(biāo)。
　　下面以《氫氧化鋁的化學(xué)性質(zhì)》的教學(xué)設(shè)計(jì)為例談?wù)勎以谶\(yùn)用這類開放式教學(xué)法的心得。
　　在高一元素周期律的學(xué)習(xí)中，學(xué)生已對(duì)氫氧化鋁的化學(xué)性質(zhì)有一定的認(rèn)識(shí)，若采用完全新授課的形式，學(xué)生可能不感興趣，那么如何引起新的學(xué)習(xí)高潮，讓學(xué)生溫故而知新?教師要認(rèn)真分析教材，根據(jù)學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)，設(shè)計(jì)出誘發(fā)性適度的小課題，把學(xué)生帶人問題情境，引發(fā)學(xué)生的探索熱情。
　　課題：制備氫氧化鋁的實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)
　　
　　[教學(xué)片段]
　　
　　一、 巧妙設(shè)置問題情境，引發(fā)探索熱情
　　師：用復(fù)方氫氧化鋁片(胃舒平)和斯達(dá)舒膠囊的圖片和有關(guān)藥物成分介紹的甲片引入課題：現(xiàn)在假設(shè)你就是一名來應(yīng)聘藥劑廠制藥工程師的求職人員，我就是你們的面試官，我出的第一道考題就是：請(qǐng)根據(jù)你所掌握的鋁及其化合物的知識(shí)設(shè)計(jì)工業(yè)上制備氫氧化鋁的方案?？茨囊唤M同學(xué)設(shè)計(jì)的方案最多、最好?
　　在這樣一個(gè)特殊的“面試現(xiàn)場(chǎng)”，學(xué)生可以利用自己的化學(xué)知識(shí)學(xué)以致用了，熱情馬上被激發(fā)，引出了Al(Olb的制備。從Al(OH)的制備又引發(fā)了新的問題：A1(OHL具有兩性，如何利用強(qiáng)堿與可溶性鋁鹽溶液反應(yīng)而得到最大沉淀量，而且實(shí)驗(yàn)室制備和工業(yè)制備又有怎樣的區(qū)別?這一開放性課題與學(xué)生已有知識(shí)經(jīng)驗(yàn)有一定的聯(lián)系，學(xué)生知道一些，但憑已有的知識(shí)又不能完全解決，也就是說在“新舊知識(shí)的結(jié)命點(diǎn)”上產(chǎn)生了問題?；瘜W(xué)問題是化學(xué)知識(shí)產(chǎn)生的土壤，只有當(dāng)預(yù)設(shè)的化學(xué)問題進(jìn)入學(xué)生的“最近發(fā)展區(qū)”，學(xué)生才能在已有的認(rèn)知發(fā)展水平基礎(chǔ)上，通過教師適當(dāng)?shù)脑O(shè)問啟發(fā)，有意識(shí)地主動(dòng)構(gòu)建化學(xué)知識(shí)。
　　
　　二、 考慮個(gè)體差異，激發(fā)全體學(xué)生思維
　　生：用頭腦風(fēng)暴的形式分組討論設(shè)計(jì)制取氫氧化鋁的多種途徑。在座的“小小藥劑師們”紛紛提出了自己的制取方法，共提出了包括電解氯化鋁在內(nèi)的九種方案。[教師板書]歸納同學(xué)們的設(shè)計(jì)方案：
　　
　　方案8：電解飽和氯化鋁溶液
　　方案9：焙燒鋁土礦
　　開放探索性問題的特征是題目的條件不充分或沒有確定的思路、結(jié)論，所以其解題策略往往也是多樣的，它為不同層次水平的學(xué)生提供了更多的交流與合作的機(jī)會(huì)，為充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用創(chuàng)造條件?；瘜W(xué)開放題的教學(xué)過程是學(xué)生主動(dòng)構(gòu)建，積極參與的過程，更有利于激發(fā)學(xué)生的探索欲、求知欲、創(chuàng)新欲，有利于培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)意識(shí)，真正學(xué)會(huì)“化學(xué)思維”。
　　三、重視生成性資源，營(yíng)造民主討論、探索氛圍
　　師：大家設(shè)計(jì)了很多方案，接下來是不是可以馬上將這些方案一一投入生產(chǎn)呢?
　　生：還要進(jìn)行篩選。
　　師：那么我給大家出的第二道考題就是你根據(jù)哪些因素來篩選你的設(shè)計(jì)方案呢?
　　生討論交流 工業(yè)制備方案評(píng)價(jià)的一般原則：
　　原料來源(易得，方便，豐富)；工藝流程(簡(jiǎn)單，可連續(xù)生產(chǎn)；反應(yīng)物濃度高；反應(yīng)時(shí)間短；反應(yīng)溫度低；生產(chǎn)操作簡(jiǎn)便)；設(shè)備(無需特殊設(shè)備)；成本(低廉)；產(chǎn)率(高)；產(chǎn)品(純度高)；副產(chǎn)品處理(可使用)；環(huán)境保護(hù)(不產(chǎn)生“三廢”污染)。
　　師：現(xiàn)在根據(jù)這些原則你能選出你心目中的最佳方案嗎?
　　生：方案4和方案5。
　　各種實(shí)驗(yàn)方案的實(shí)施過程，都有教師可知或不可知的問題出現(xiàn)，教師應(yīng)采取公平、民主的態(tài)度與學(xué)生共同探討、共同實(shí)驗(yàn)，而不應(yīng)該輕易下“是”或“不是”的結(jié)論。讓學(xué)生通過思考、分析、討論，盡量自行找出解決辦法。在課堂上，我們應(yīng)注意傳授知識(shí)和激勵(lì)思考兼顧，成為一位交換意見的參考者，一位幫助發(fā)現(xiàn)問題，而不是拿出真理的人。
　　四、充分利用實(shí)驗(yàn)教學(xué)的直觀性，感悟科學(xué)研究方法
　　師：那么接下來就請(qǐng)同學(xué)們利用實(shí)驗(yàn)室提供的儀器和藥劑，用方案4和方案5制備氫氧化鋁，看看究竟哪個(gè)方案才是那個(gè)最佳方案?這就是我給大家出的第三道動(dòng)手操作題。
　　生：分組實(shí)驗(yàn)。
　　師：大家已經(jīng)完成了實(shí)驗(yàn)，下面就請(qǐng)各組來匯報(bào)你們的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)論。
　　(小組一)展示試管中的氫氧化鋁。小結(jié)：在相同條件下，氧化鋁與強(qiáng)酸反應(yīng)的速率明顯比與強(qiáng)堿反應(yīng)慢，方案4中所用的主要原料鋁土礦和純堿便宜易得，反應(yīng)速率快，操作簡(jiǎn)單，生成的氫氧化鋁純度高，副產(chǎn)品碳酸氫鈉不僅可以循環(huán)使用，還可以作為食品添加劑等用途。所以我們贊成方案4。
　　(小組二)我們組實(shí)驗(yàn)失敗了，沒有制備出氫氧化鋁。我們分析了原因，可能是我們?cè)谟脷溲趸c溶解氧化鋁時(shí)，堿的用量大大過量，導(dǎo)致通人二氧化碳需要時(shí)間較長(zhǎng)，來不及完成實(shí)驗(yàn)。
　　(小組三)我們組實(shí)驗(yàn)失敗了，沒有制備出氫氧化鋁。原因是我們沒有正確估算純堿的用量，導(dǎo)致二氧化碳?xì)怏w量太少，只好中途加藥品，不僅耽誤了時(shí)間，而且還有大量的氣體因泄漏而浪費(fèi)。
　　(教師總結(jié))看來大家通過自己動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，不管成功與否，都從中得到了很大的收獲。那么就讓我們來看看在實(shí)際的工業(yè)生產(chǎn)中，究竟是怎樣操作的?
　　(投影)工業(yè)制備氫氧化鋁的常用方案——拜耳法：
　　粉碎 堿溶液和高壓水蒸氣過濾除雜
　　師：最后我想請(qǐng)同學(xué)們談?wù)勗谶@場(chǎng)面試中你有哪些收獲?
　　生1：理論要和實(shí)踐聯(lián)系。
　　生2：動(dòng)手實(shí)驗(yàn)前要做好充分的準(zhǔn)備，如數(shù)據(jù)的計(jì)算、儀器的檢查等等。
　　……
　　師：大家都談得很好，在這次面試中我感受到大家勇于創(chuàng)新的科學(xué)精神，實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度，善于合作的科學(xué)品格，相信大家在以后的工作崗位上一定能作出優(yōu)異的成績(jī)。最后祝大家面試成功!
　　讓學(xué)生進(jìn)行類似于科學(xué)探索的學(xué)習(xí)，在問題的解決過程中獲得知識(shí)，培養(yǎng)能力，學(xué)會(huì)科學(xué)研究的方法、態(tài)度、獲得積極的情感體驗(yàn)。目的是學(xué)生通過知識(shí)的“再發(fā)現(xiàn)”，讓他們主動(dòng)地去觀察、分析、綜合、歸納、遷移、猜想等，來展示他們思維過程，讓學(xué)習(xí)者感悟科學(xué)研究的思維方式和研究方法。
　　同時(shí)教師要能夠根據(jù)課堂上學(xué)生學(xué)習(xí)的實(shí)際情況，對(duì)教案做出及時(shí)的、靈活的調(diào)整與改變，在精心設(shè)計(jì)教案、預(yù)設(shè)教學(xué)過程的基礎(chǔ)上，加強(qiáng)對(duì)課堂生成性資源的適度開發(fā)和有效利用，將更能促進(jìn)教育目標(biāo)的高效率完成或新的更高價(jià)值目標(biāo)的生成。
　　(責(zé)任編輯：唐立