創(chuàng)設(shè)化學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺，培養(yǎng)學(xué)生自主探究能力

摘 要：《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（實(shí)驗(yàn)）》提出“通過以化學(xué)實(shí)驗(yàn)為主的多種探究活動(dòng)，使學(xué)生體驗(yàn)科學(xué)研究的過程，激發(fā)學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，強(qiáng)化科學(xué)探究的意識，促進(jìn)學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力?！庇纱丝梢姡覀冊趯?shí)施新課程的過程中應(yīng)該更加注重探究的過程，更加注重學(xué)生探究的自主性，更加重視學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的情感體驗(yàn)。下面通過給高一學(xué)生傳授《鹵素單質(zhì)的氧化性強(qiáng)弱探究》這個(gè)知識點(diǎn)為例，探究如何為落實(shí)新課標(biāo)精神、培養(yǎng)學(xué)生的自主探究能力。

關(guān)鍵詞：化學(xué)實(shí)驗(yàn)；教學(xué)設(shè)計(jì)

一、教學(xué)設(shè)計(jì)理念

1.學(xué)習(xí)主體分析。高一新生很少或幾乎沒有經(jīng)歷過科學(xué)探究的一般過程，以前的實(shí)驗(yàn)幾乎都是“照方抓藥”；他們?nèi)狈瘜W(xué)意識，只具備少量感性的化學(xué)知識，缺乏系統(tǒng)的理論指導(dǎo)；他們未進(jìn)行過實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)，缺乏嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度；他們雖擁有實(shí)驗(yàn)基本操作技能，但實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力仍亟待提高。

2.教師指導(dǎo)思想。高一新生目前尚未具備自主探究的能力，此時(shí)的教師既不能充當(dāng)“奶媽”角色“抱著”學(xué)生走，也不能當(dāng)“放羊娃”撒手不管，而應(yīng)該充當(dāng)“向?qū)А钡慕巧?，要“牽著他們的手”讓他們自己走一次，并且要跟他們講清基本路線，講清面對叉路口時(shí)的擇路原則。

3.教材分析。本節(jié)在學(xué)習(xí)完鹵素單質(zhì)及其化合物的性質(zhì)后，學(xué)生已經(jīng)了解化學(xué)性質(zhì)由原子結(jié)構(gòu)決定。因此原子結(jié)構(gòu)的相似性也就決定了化學(xué)性質(zhì)的相似性，而原子結(jié)構(gòu)的遞變性又決定了化學(xué)性質(zhì)的遞變性。本節(jié)內(nèi)容進(jìn)一步對鹵素元素之間的性質(zhì)間的聯(lián)系通過學(xué)生自主實(shí)驗(yàn)的模式進(jìn)行探索學(xué)習(xí)，對培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)研究的方法具有重要的意義。

二、教學(xué)過程

1.理論預(yù)測

【引入】上節(jié)課，我們探討了鹵素的化學(xué)性質(zhì)，我們知道，化學(xué)性質(zhì)由原子結(jié)構(gòu)決定，所以原子結(jié)構(gòu)的遞變性決定了化學(xué)性質(zhì)的遞變性。鹵素的原子結(jié)構(gòu)上最外層都有7個(gè)電子。

這就決定了鹵素單質(zhì)很容易得到一個(gè)電子，達(dá)到八電子的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。如果我們從氧化還原的角度來考慮，得電子的性質(zhì)就是氧化性，那么，鹵素單質(zhì)的氧化性都相同嗎？。

【答】不同

【追問】為什么會(huì)不同？

【答】結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)，結(jié)構(gòu)不完全相同，而是有一定的遞變規(guī)律。所以化學(xué)性質(zhì)也不完全相同，也會(huì)表現(xiàn)一定的遞變性。

【追問】從氟到碘，它們的原子結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)什么樣的遞變性？

【答】隨著核電荷數(shù)的增加，電子層數(shù)逐漸增多，原子半徑依次增大，對核外電子的吸引力逐漸減小，因此，氧化性逐漸減弱。

2.實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

（1）設(shè)計(jì)方案

【過渡】鹵族元素從氟到碘氧化性逐漸減弱。那么，我們可否通過實(shí)驗(yàn)來證明鹵素單質(zhì)的氧化性確實(shí)有這樣的遞變規(guī)律？

可能的答案：與氫反應(yīng)所需條件不同、與水反應(yīng)程度不同；

【引導(dǎo)】鐵能否把銅從它的鹽（如硫酸銅）中置換出來？為什么？

【答】能，因?yàn)殍F比銅更活潑。

【小結(jié)】也就是說，活潑金屬可以把相對不活潑的金屬從它的鹽中置換出來。類似的，活潑的非金屬應(yīng)該也可以將相對不活潑的非金屬從它的鹽中置換出來。也就意味著：如果……

【生】如果氯能把溴從它的鹽中置換出來，就能證明氯比溴活潑。

【過渡】以上，我們提出了三組實(shí)驗(yàn)方案。那么，到底哪種方案才是最好的呢？這里，就涉及到一個(gè)優(yōu)選方案的問題。

【指導(dǎo)、投影】最優(yōu)化的方案應(yīng)具備以下特點(diǎn)：

A.能較好地達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?/p>

B.現(xiàn)象明顯；

C.簡單易行。

【引導(dǎo)學(xué)生對方案進(jìn)行評價(jià)、比較和優(yōu)化】方案一，條件要求比較高；方案二，現(xiàn)象不明顯；方案三屬試管實(shí)驗(yàn)，不需其它條件，簡單易行，是最優(yōu)方案。

【提問】你能用實(shí)驗(yàn)臺上的儀器和藥品設(shè)計(jì)一個(gè)簡單的實(shí)驗(yàn)證明以上推測嗎？

【引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】

第一步，比較氯與溴和碘的氧化性強(qiáng)弱：將少量新制的飽和氯水分別注入盛有NaBr溶液和NaI溶液的試管中，用力振蕩，觀察顏色的變化；預(yù)測實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

（2）實(shí)施方案

【動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象】溶液由無色變?yōu)辄S色。

【提問】你如何證明該反應(yīng)中有單質(zhì)溴生成？

【答】觀察，溴水濃度較小時(shí)是黃色。

（3）遭遇問題

【追問】溴水是顯黃色，但顯黃色的一定是溴水嗎？能否想辦法讓單質(zhì)溴的顏色呈現(xiàn)得比較明顯？

（4）優(yōu)化方案

【引導(dǎo)】溴水較稀時(shí)顏色較淺，較濃時(shí)顏色較深，現(xiàn)象較明顯。你能不能想辦法使在水中濃度較小的溴聚集起來，顯出本身的顏色呢？

【回答】可以再注入少量四氯化碳，振蕩。觀察四氯化碳層和水層顏色的變化。

【提醒】大家的思路比較好，但是實(shí)驗(yàn)前有一點(diǎn)必須引起大家的注意：四氯化碳易揮發(fā)，有毒，對環(huán)境污染比較嚴(yán)重，所以，實(shí)驗(yàn)中四氯化碳的用量要盡量少，這是其一；其二，做完實(shí)驗(yàn)后，能不能把藥品直接倒入水槽中？

【答】不能。

【講述】作為一位學(xué)化學(xué)、懂化學(xué)的中學(xué)生，我們有必要為保護(hù)好我們共同生存的環(huán)境盡好自己的責(zé)任，所以用過的藥品要回收，不能隨便倒掉，這一點(diǎn)大家要切記在心。下面，大家開始動(dòng)手實(shí)驗(yàn)。

【實(shí)驗(yàn)、觀察、記錄現(xiàn)象】四氯化碳層呈橙色，說明確實(shí)生成了溴。

3.得出結(jié)論

【要求】（1）請大家寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式。

（2）將化學(xué)方程式改寫成離子形式。

【學(xué)生板書】

【屏幕投影】正確的化學(xué)方程式和離子方程式。

【分析】下面我們從氧化還原的角度考察一下這個(gè)反應(yīng)。請判斷，該反應(yīng)的氧化劑、還原劑、氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物各是什么？

【提問】根據(jù)我們學(xué)過的強(qiáng)弱規(guī)律可以判斷：

【大屏幕投影】氧化劑Cl2的氧化性>氧化產(chǎn)物Br2的氧化性，而還原劑Br-的還原性>還原產(chǎn)物Cl-的還原性

【過渡】以上我們通過預(yù)測、實(shí)驗(yàn)、理論分析驗(yàn)證了Cl2的氧化性比Br2強(qiáng)。下面，我們將通過實(shí)驗(yàn)分別驗(yàn)證Cl2的氧化性I2強(qiáng)，而Br2的氧化性也比I2強(qiáng)。

【要求】請大家參照剛做過的實(shí)驗(yàn)，先設(shè)計(jì)好實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)方案。

【學(xué)生實(shí)驗(yàn)、觀察、記錄現(xiàn)象】

【要求】請學(xué)生寫出方程式并分別分析兩個(gè)反應(yīng)中氧化劑的氧化性順序和還原劑的還原性順序。

【板書】Cl2的氧化性>I2的氧化性 I-的還原性>Cl-的還原性

Br2的氧化性>I2的氧化性 I-的還原性>Br-的還原性

【總結(jié)】在氯、溴、碘這三種元素里，氯的氧化性強(qiáng)于溴，溴的氧化性強(qiáng)于碘。

三、點(diǎn)評

通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，學(xué)生知道了科學(xué)探究一般要經(jīng)過理論預(yù)測、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證、得出結(jié)論三大步；建立起了“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”、“實(shí)驗(yàn)是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)”等基本的化學(xué)思想；初步學(xué)會(huì)簡單實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)方法，并在此過程中初步形成了嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)思想；增強(qiáng)了環(huán)境保護(hù)意識。