以探究式教學(xué)成就科學(xué)高效課堂
——以“酸和堿之間發(fā)生的反應(yīng)”為例

李美素

（浙江省玉環(huán)縣城關(guān)第一中學(xué)　浙江玉環(huán)　317600)

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以探究式教學(xué)成就科學(xué)高效課堂
——以“酸和堿之間發(fā)生的反應(yīng)”為例

李美素

（浙江省玉環(huán)縣城關(guān)第一中學(xué)浙江玉環(huán)317600)

摘要：以玉環(huán)獨特的三期土質(zhì)條件進行酸堿測定實驗加以導(dǎo)入并進行系列探究實驗，引導(dǎo)學(xué)生從定性到定量、從宏觀到微觀、從理論到實踐，多角度多層次地幫助學(xué)生理解酸和堿之間發(fā)生的反應(yīng)本質(zhì)，有助于學(xué)生把課堂知識運用在生活、生產(chǎn)和科學(xué)研究中。

關(guān)鍵詞：探究式教學(xué)；高效課堂

科學(xué)課程標(biāo)準明確指出，從學(xué)生和社會發(fā)展的需要出發(fā)，將科學(xué)探究作為課堂教學(xué)的突破口，既能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，促進學(xué)生積極主動地學(xué)習(xí)，也能促進學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)主動、全面發(fā)展。以探究為本的教育旨在轉(zhuǎn)變學(xué)生的學(xué)習(xí)方式，讓學(xué)生有更多的機會體驗科學(xué)探究的過程，幫助學(xué)生在知識的形成、聯(lián)系、應(yīng)用過程中養(yǎng)成科學(xué)態(tài)度、獲得科學(xué)方法，理解科學(xué)的本質(zhì)。

以實驗為基礎(chǔ)是化學(xué)學(xué)科的重要特征之一?；瘜W(xué)實驗對于提高化學(xué)教學(xué)質(zhì)量具有其它教學(xué)形式不可替代的特殊作用。運用實驗來探究化學(xué)物質(zhì)及其變化本質(zhì)和規(guī)律的方式學(xué)習(xí)化學(xué)基礎(chǔ)知識，體驗科學(xué)探究的一般過程，掌握探究學(xué)習(xí)的一般方法，是中學(xué)階段化學(xué)教學(xué)的重要途徑和舉措。本文擬結(jié)合“酸和堿之間發(fā)生的反應(yīng)”的課堂教學(xué)為例，從激發(fā)學(xué)生探究欲望、發(fā)掘探究潛能、誘導(dǎo)探究方向、提高探究能力等方面進行闡述，以達到高效科學(xué)（化學(xué)）課堂的目的。

一、創(chuàng)設(shè)情境，激發(fā)探究欲望

玉環(huán)地處浙江東南沿海，地形分為海島丘陵、灘涂沖積小平原，有漩門灣二期、三期圍海造田的工程，可以說課程教學(xué)資源非常豐富多樣。在本課教學(xué)引課時，我們可用展示家鄉(xiāng)資源地圖（玉環(huán)地圖，包括二期、三期過程），比較二期、三期區(qū)域經(jīng)濟作物種植情況比較開設(shè)：提供目前三期土壤（圍海造田至今5年）很難種植作物，只能長一些如圖所示的植物；而玉環(huán)農(nóng)業(yè)觀光園二期土壤（圍海造田至今15年），可以種植不同種類作物，如文旦、葡萄、西瓜等（如圖）的真實信息，提出問題。

___________作物　適宜種植的土壤pH ___________文旦　5.5～6.5 ___________葡萄　6～6.5 ___________西瓜　6.5～7

［問題1］為什么三期的土壤目前不適宜種植上述作物？

［學(xué)生］三期的土壤可能呈堿性或酸性。

［追問］真的是堿性嗎？我們?nèi)绾谓鉀Q剛才猜想？

［學(xué)生］實驗探究：檢測三期土壤的酸堿性。

二、問題引導(dǎo)，發(fā)掘探究的潛能

化學(xué)實驗可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)態(tài)度、動手、觀察與批判思維能力等，化學(xué)實驗具有講授等其它教學(xué)手段不可替代的功能，是化學(xué)課堂教學(xué)中不可缺少的重要組成元素。就目前化學(xué)課堂實驗教學(xué)現(xiàn)狀來看，絕大部分是演示實驗（多為驗證性實驗），探究性實驗（基于問題式實驗）較少。然而化學(xué)實驗不應(yīng)當(dāng)、也不只是作為一種驗證工具和手段，更應(yīng)是研究問題、解決問題的一種方法。課堂教學(xué)中采用探究性實驗方式可以為學(xué)生提供發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的機會，使學(xué)生的學(xué)習(xí)始于發(fā)現(xiàn)問題，終于解決問題。

［問題2］如何檢測三期土壤的酸堿性？

［學(xué)生］可以用石蕊試劑、酚酞溶液、pH試紙。

［教師］檢測首先需要獲得土壤溶液（教師簡單講述科學(xué)取樣一般方法）。

［教師］闡述課前與部分同學(xué)共同制取土壤溶液的過程的目的。

［活動］全班分為8個學(xué)習(xí)小組，以小組為單位進行實驗。

［實驗］取一定量土樣過濾液于試管中，滴加酚酞試液，溶液顯紅色；滴加石蕊試液，溶液顯藍色。

［匯報］結(jié)論：三期工程區(qū)域土壤呈堿性。

［問題3］如何檢測三期土壤液的（酸）堿性強弱？

［學(xué)生］pH試紙。

［實驗］用玻璃棒蘸取土樣液，滴在廣泛pH試紙上，將試紙上呈現(xiàn)的顏色與標(biāo)準比色卡比色，記錄下相應(yīng)的pH值。

［匯報］結(jié)論：測得土壤溶液pH=8；pH=9不等。

［拓展］用pH試紙測試的方法比較粗略，精確的測試可以使用酸度計。

［演示］將校準好的酸度計插入土樣液中，直到液體浸到最低浸沒線位置，輕輕攪動幾下，等到顯示值穩(wěn)定，讀取pH值。（結(jié)論：pH=8.6，呈堿性。）

提示：土壤酸堿性分析表。

_pH　 <4.5 _ 4.5～5.5_ 5.5～6.5 _ 6.5～7.5 _ 7.5～8.5 _ 8.5～9.5 ＞9.5酸堿_性強酸性　酸性　弱酸性　中性　弱堿性　堿性　強堿性_

［總結(jié)］目前三期土壤因呈堿性而不能種植適于弱酸性或中性土壤生長的作物。

［問題4］如果想在短期內(nèi)利用三期土壤種植上述作物，應(yīng)如何改良土壤？

［學(xué)生］加入酸性物質(zhì)，使其發(fā)生轉(zhuǎn)變。

［追問］加入酸性物質(zhì)的目的是？你認為是如何轉(zhuǎn)化為中性或酸性的？

［學(xué)生1］酸與堿性物質(zhì)反應(yīng)，轉(zhuǎn)變?yōu)橹行浴?/p>

［學(xué)生2］相互混合就可以抵消。

［演示］NaOH溶液和HCl溶液反應(yīng)。

［現(xiàn)象］在NaOH溶液中滴加稀鹽酸，無明顯現(xiàn)象。

［追問］上述兩種溶液混合是否反應(yīng)？若反應(yīng)我們?nèi)绾未_定？

三、適時點撥，誘導(dǎo)探究方向

為了達到讓學(xué)生自主探究學(xué)習(xí)的目的，教師在演示酸堿中和反應(yīng)時，讓學(xué)生注意觀察實驗結(jié)果。學(xué)生自己去發(fā)現(xiàn)問題，為什么沒有明顯的實驗現(xiàn)象，于是引導(dǎo)學(xué)生質(zhì)疑、猜想，然后提出解決方案，確定方案后分組實驗探究，確定正確認識。當(dāng)然在教學(xué)時，學(xué)生困惑時可適當(dāng)點撥、指導(dǎo)和幫助，這需要教師以問題方式誘導(dǎo)學(xué)生確立探究方向。在探究教學(xué)中，教師是引導(dǎo)者，基本任務(wù)是啟發(fā)誘導(dǎo)，學(xué)生是探究者，其主要任務(wù)是通過自己的探究，發(fā)現(xiàn)新事物。因此，必須正確處理教師的“引”和學(xué)生的“探”的關(guān)系，做到既不放任自流，讓學(xué)生漫無邊際去探究，也不能過多牽引。

探究一：酸和堿能不能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)？

［學(xué)生猜想］1、能反應(yīng)，有新物質(zhì)生成；

2、不能反應(yīng)，混合物中既有酸又有堿（兩者共存）。

［設(shè)計方案］研討確立方案如下：

NaOH和HCl混合液____試劑　現(xiàn)象　現(xiàn)象____Zn粒______________ ____酚酞

［結(jié)果預(yù)測］①有氣泡產(chǎn)生；溶液無色（有酸無堿）

②無氣泡產(chǎn)生；溶液紅色（無酸有堿）

③無氣泡產(chǎn)生；溶液無色（無酸無堿）

④有氣泡產(chǎn)生；溶液紅色（有酸有堿）

通過分組實驗后，每個小組匯報實驗現(xiàn)象。8個小組匯報共有3種現(xiàn)象即預(yù)測中的①②③。

［結(jié)論］猜想1成立，即酸、堿不能共存。

在課堂上，讓學(xué)生交流探究成果。在相互交流中，學(xué)生思維相互碰撞，撞擊出創(chuàng)造思維的火花。交流形式可以靈活多樣，可以讓學(xué)生自由發(fā)言，也可以讓學(xué)生先在四人小組交流，然后派代表在全班匯報。

［追問］NaOH溶液和稀鹽酸反應(yīng)后的溶液中滴加酚酞，溶液顯無色，能否判斷溶液顯中性？酚酞應(yīng)該何時加更恰當(dāng)？

［實驗］書本P19——活動1，反應(yīng)前后溶液的酸堿性發(fā)生改變。

在盛有溶液的試管里，滴加1滴酚酞試液，再逐滴加入稀鹽酸，邊滴邊振蕩，觀察現(xiàn)象。

［思考與討論］書本P20。

上述活動中，滴入一定量的稀鹽酸，溶液從紅色變?yōu)闊o色，這說明溶液的酸堿性發(fā)生了什么變化？

［學(xué)生］溶液由酸性變成了中性，若酸過量，則變成酸性。

［教師］幫助學(xué)生理解酚酞滴加的次序的目的性。

［教師］圖表分析。

［追問］酸和堿能發(fā)生反應(yīng)，那么反應(yīng)的本質(zhì)是什么？

四、宏微結(jié)合，理解性質(zhì)探究

利用酸堿指示劑可以檢驗溶液的酸堿性，而借助pH計可以精確地知道溶液的酸堿性的強弱程度，即溶液的酸堿度。將這兩個知識點整合在一起，從而引導(dǎo)學(xué)生從宏觀到微觀，定性到定量的角度來認識溶液，有助于學(xué)生理解知識在生活、生產(chǎn)和科學(xué)研究中運用本質(zhì)。因此本環(huán)節(jié)在探究一的基礎(chǔ)上，繼續(xù)引導(dǎo)學(xué)生進行探究二。

探究二：酸和堿發(fā)生反應(yīng)的本質(zhì)是什么？

［分析］溶液由紅色變成無色，說明溶液不再呈堿性了，即NaOH發(fā)生了反應(yīng)。

［問題1］NaOH中是Na+還是OH-真正參與了反應(yīng)？（提示：是OH-和H+使指示劑顯色的）

［學(xué)生］是OH-。

［問題2］OH-會和鹽酸中的什么微粒發(fā)生作用？H+還是Cl-？

［實驗］書本P19——活動2

用滴管吸取反應(yīng)后的溶液滴在蒸發(fā)皿中，在酒精燈上烘干，蒸發(fā)皿上留下了什么？

［現(xiàn)象］有白色固體析出。

［問題3］得到的白色固體是什么？

［學(xué)生］可能是氯化鈉。

［問題4］如何驗證該白色固體是NaCl？（驗證Cl-）。

［實驗］取一定量該白色固體于試管中，加水溶解，加入AgNO3，再滴加稀HNO3。

（現(xiàn)象：產(chǎn)生沉淀）

［分析］實驗驗證Cl-還存在，說明OH-是與H+反應(yīng)的，并且生成水蒸發(fā)了。

［問題5］微觀角度分析反應(yīng)前后溶液中離子發(fā)生了怎樣的變化？

［學(xué)生］舊物質(zhì)H+、OH-沒有了，原子進行重新組合，形成了新物質(zhì)H2O。

［小結(jié)］該反應(yīng)的本質(zhì)是：H++ OH-=H2O。（板書）

［過渡］堿除了NaOH以外，還有KOH、Ca（OH）2、Cu（OH）2、Fe（OH）3等，酸除了HCl、H2SO4以外，還有HNO3、H3PO4等，這些堿和這些酸之間也能夠發(fā)生反應(yīng)。堿和酸之間發(fā)生反應(yīng)能生成鹽和水。而且它們反應(yīng)的本質(zhì)是一樣的。

［問題解決］讀圖：書本P20。用你自己的話，概括一下酸與堿之間反應(yīng)的實質(zhì)。

［學(xué)生］酸和堿之間反應(yīng)的本質(zhì)是H+和OH-結(jié)合成H2O的過程。

［教師］酸和堿反應(yīng)方程式的書寫規(guī)律（相互交換）。

［任務(wù)］根據(jù)酸堿反應(yīng)方程式的書寫規(guī)律，請完成NaOH+HNO3和Cu（OH）2+HCl的兩個化學(xué)反應(yīng)方程式。

［學(xué)生］獨立完成兩個化學(xué)反應(yīng)式的書寫。

［教師］通過本節(jié)課的探究學(xué)習(xí)，我們學(xué)會了在堿性物質(zhì)中加入酸性物質(zhì)，或在酸性物質(zhì)中加入堿性物質(zhì)，可以調(diào)節(jié)溶液的酸堿性。酸和堿之間反應(yīng)生成鹽和水，其本質(zhì)是H+和OH-結(jié)合成H2O。利用該原理，在實際生活中我們可以解決一些問題。

［應(yīng)用］1、改變土壤的酸堿性

①酸性土壤加適量的堿性物質(zhì)——通常加熟石灰

②堿性土壤加適量酸性物質(zhì)

［學(xué)生討論］如果將三期土壤（堿性）變成中性土壤，應(yīng)加入酸性物質(zhì)，如何知道酸、堿沒有剩余，恰好完全反應(yīng)？

2.處理工廠的廢水及精制石油

硫酸廠的廢水中含有硫酸等雜質(zhì)，常用熟石灰（Ca（OH）2）進行處理：Ca（OH）2+ H2SO4=CaSO4+ 2H2O。

采用探究性實驗方式可以為學(xué)生提供發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的機會，使學(xué)生的學(xué)習(xí)始于問題，推進于問題，歸結(jié)于問題。學(xué)生也可通過搜索、查閱大量的資料，尋求問題解決的途徑，設(shè)計解決問題的實驗方案，最終通過自己的努力將問題解決。課堂是教師實施教學(xué)活動的主陣地，是學(xué)生學(xué)習(xí)的主渠道，教師只有在課堂的設(shè)計上多下功夫，才能有效地提高課堂效率，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，真正達到教育教學(xué)的目的。

參考文獻

［1］朱清時.科學(xué)九年級（上)［M］.杭州：浙江教育出版社，2014，7

［2］鄭青岳.鄭青岳科學(xué)教育講演錄［M］.杭州：浙江教育出版社，2015，11

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2016.04.024

文章編號：1008-0546（2016）04-0066-04

中圖分類號：G633.8

文獻標(biāo)識碼：B