一根鋁絲上的思維之旅

李維波

摘要：單元復習課中創(chuàng)新教學思路，充分發(fā)揮實驗探究的教學功能，以一根鋁絲上的多端變化為栽體，展開了鋁及其化合物復習，實踐中取得理想的教學效果。

關鍵詞：單元復習；實驗探究；課堂教學；鋁土礦到鋁合金

文章編號：1008—0546（2016）07—0050-03

中圖分類號：G633.8

文獻標識碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008—0546.2016.07.018

我們的課堂從不缺知識點的排列堆積、正確答案的遙相呼應，卻經(jīng)常忽略問題解決背后的思維尺度、植根于學生頭腦中知識的建構。一提到復習課，教學中經(jīng)常會出現(xiàn)以下兩種情況：一是教師以講解知識輔以例題作為教學的主要形式，成為新授課的“重復”；二是搞“默寫方程式”、“母題研究”，以大量的、繁復的機械訓練作為鞏固知識的主要手段與形式。這樣的復習課既無激發(fā)學生興趣的情境，也無在思維方法上烙刻痕跡的舉措，因此這樣的復習課無法調動學生學習的積極性和主動性，學生感覺疲憊不堪，教學效果事倍功半。所以往往有多數(shù)學生不愿意上復習課，上復習課太累且收獲不大。

“從鋁土礦到鋁合金”是蘇教版化學1專題三的第一單元內容，教材重視從學生已有經(jīng)驗出發(fā)，密切聯(lián)系社會生產、生活實際，學習最基礎的化學核心內容，堅持“從生活中來，到生活中去”的理念介紹了鋁及鋁合金、鋁的氧化物與氫氧化物、從鋁土礦中提取鋁等三部分內容。對于這部分內容的復習教學，很多教師都很重視“鋁三角”這一核心知識的構建，課堂中引導學生回憶舊知、分析例題以突出核心知識。如何在傳承中尋求發(fā)展與突破，最大程度促進學生思維水平的提高？筆者嘗試了以實驗為載體，充分發(fā)揮實驗的教學功能，以一根鋁絲上的思維之旅，展開對“從鋁土礦到鋁合金”這一單元的復習教學，力求促進學生思維發(fā)展，提高課堂效率。

一、教學過程

1.開門見山，直奔主題

[問題引入]根據(jù)鋁在金屬活動性順序表中位置，分析一根鋁絲放人CuSO₄溶液中會有什么現(xiàn)象？

[學生回答]學生甲，會反應，生成紅色的銅。

學生乙，不反應，因為鋁的表面有氧化膜。

[教師評價]剛才兩位同學的回答都很好，代表了兩種不同的觀點，且都有判斷的依據(jù)。到底哪種觀點更為科學？實驗是化學的最高法庭。

[實驗展示]向硫酸銅溶液中加人一根約5cm長、約2mm粗的鋁絲，觀察。

[學生觀察]觀察現(xiàn)象后并描述，一段時間后，幾乎無明顯現(xiàn)象。

[教師追問]結合實驗現(xiàn)象，鋁表現(xiàn)出良好的耐腐蝕性原因是什么？氧化膜是如何形成的？

[學生回答]鋁與空氣中的氧氣反應生成致密的氧化膜覆蓋鋁表面，從而阻止內部的鋁繼續(xù)被氧化。

[教師評價]回答很好！鋁絲的耐腐蝕性除了與空氣中的氧氣作用，作為工業(yè)產品，真是根據(jù)鋁的這一性質，在鋁絲表面氧化處理，提高氧化膜的厚度，加強對鋁的保護。

2.發(fā)現(xiàn)問題，深入探究

（1）除去氧化膜的一般方法——A12O₃、Al的性質復習

[教師提問]根據(jù)鋁的活動性，鋁應該能與硫酸銅溶液反應，那么如何實現(xiàn)這根鋁絲與硫酸銅的反應？

[學生異口同聲]除去氧化膜。

[教師追問]這層氧化膜的成分是什么，如何除去鋁絲表面的氧化膜？

[學生回答]學生甲，與酸反應，如HCl；學生乙，與堿反應，如NaOH；學生丙，用砂紙打磨。

[教師總結]氧化鋁是一種兩性氧化物，既能與酸反應，也能與堿反應。請寫出以上化學反應的方程式。

[學生書寫]練習化學方程式與離子方程式的書寫。

[教師追問]除氧化膜時，如何判斷氧化膜除得已經(jīng)差不多了？

[學生回答]鋁絲表面產生大量氣泡。

[教師追問]氣泡的成分是什么？寫出發(fā)生反應的離子方程式。

[學生書寫]離子方程式的書寫。

（2）除去氧化膜的特殊方法——正確理解鋁制品的使用

[教師提問]除去鋁絲表面的氧化膜還有別的方法嗎？

[學生反饋]奇怪、沉默。

[教師展示]課本拓展視野內容：“鋁制品表面雖然有致密的氧化膜保護，但若遇到酸、堿及氯化鈉溶液均會發(fā)生反應而被腐蝕，因為氧化鋁、鋁都能與酸或堿溶液反應。氯化鈉溶液中的氯離子會破壞氧化膜的結構，加速鋁制品的腐蝕。所以，鋁制品不宜用于盛放酸堿溶液，不宜長時間盛放咸菜等腌制食品，也不能用具有強酸或強堿性的洗滌劑來洗滌鋁制品?！?/p>

[學生反饋]恍然大悟。可以加入氯化鈉破壞氧化膜。

[教師實驗]向剛才盛有一根鋁絲的硫酸銅溶液中加入少量氯化鈉固體。觀察現(xiàn)象。

[學生回答]學生甲：鋁絲的表面析出紅色疏松的銅，有點像鐵銹，溶液藍色變淺。

學生乙：好像還有氣泡。

[教師評價]同學們觀察得都很仔細。學習化學，一定要尊重實驗事實，當遇到實驗現(xiàn)象與自己的知識不一致時，要學會分析與猜測，并進行研究。

[教師追問]你能猜測出氣泡的成分是什么嗎？是由何種微粒轉變來的？

[學生回答]可能是H₂或O₂，由水或硫酸銅。

[教師引導]能從體系存在的元素種類以及前面所學氧化還原反應理論加以分析嗎？

[學生回答]根據(jù)化合價變化，應該是H₂，由H+轉變過來。鋁與水是不反應的，這個溶液是酸性的。

[教師追問]你能理解硫酸銅溶液顯酸性嗎？

[學生回答]以前學過的碳酸鈉溶液顯堿性，硫酸銅溶液顯酸性是可能的。

[教師評價]這位同學回答很好，已經(jīng)能聯(lián)系前面知識進行分析，很有感覺了！化學學科的發(fā)展也是在“提出問題一猜想假設一實驗探究一結論分析”過程中不斷完善的。

[學生書寫]用離子方程式表示出實驗結論。

（3）探究異?，F(xiàn)象——發(fā)現(xiàn)問題解決問題

[教師展示]用鑷子取出鋁絲，用濾紙擦掉表面的銅。此時鋁無氧化膜的保護。截取兩段lcm長的鋁絲，分別放人等體積濃度為3 mol·L^-1的H₂SO₄和6 mol·L-1HCl的溶液中，觀察現(xiàn)象。

[學生觀察]盛有鹽酸的試管中產生大量氣泡，而盛有硫酸的試管中反應很微弱。

[教師提問]同為鋁與酸反應，現(xiàn)象為什么差異這么大呢？

[學生回答]學生甲，二者的濃度不同，鹽酸的濃度大反應劇烈；學生乙，不對，二者的濃度雖然不同，但H濃度是相同的，反應的本質是Al與H+反應，現(xiàn)象有些詭異。

[教師評價]理越辯越明。很多問題就是在爭論下不斷化解的。剛才同學們已經(jīng)學會從離子反應角度分析化學反應了，這很好。

[教師引導]兩種酸有什么差異呢？我們可以根據(jù)現(xiàn)象不同提出哪些猜想呢？我提一個，大家看看是否合理，可能是C1-對反應具有促進作用，而sO₄對反應沒有影響。

[學生回答]學生甲，那也可能C1-對反應沒有影響，而SO₄對反應具有阻礙作用；

學生乙，也可能為cl對反應具有促進作用，而sO₄對反應具有阻礙作用：

學生丙，可能是cl、sO₄均對反應具有促進作用，但cl影響更大；

學生丁，可能是Cl、SO₄均對反應具有阻礙作用，但Cl影響更?。?/p>

學生戊，……

[教師引導]剛才討論的核心在于c1、SO₄一對反應的影響，我們如何設計實驗來證明我們的哪個猜想是正確的呢？

[學生交流]討論設計實驗方案。

[匯報方案]另取兩根大小相同、表面處理過的鋁片，分別放人到盛有同體積、c（H+）相同的稀硫酸和鹽酸的試管，在盛有硫酸的試管中加入少量NaCl或KCl固體，觀察氣泡產生的快慢：在盛有鹽酸的試管中加人少量Na₂sO₄或K2SO₄固體，觀察氣泡產生的快慢。

[實驗驗證]通過最終實驗現(xiàn)象的對比，可基本得出這樣的結論：C1-對反應具有促進作用，而S042一對反應具有阻礙作用。

[教師總結]實驗對于化學而言，正如羽翼于飛鳥?？茖W的實驗方法及問題分析能力是主動獲取化學知識的基礎。

3.還原原貌，點到為止

[教師提問]現(xiàn)在還剩下最后這一小段鋁絲，這段鋁絲表面的氧化膜已經(jīng)除去，如果把它放人硫酸銅溶液中，很快就會被腐蝕。你能想個辦法恢復原貌，增強這段鋁絲的耐腐蝕性嗎？

[學生回答]那就把這段鋁絲在空氣中放得時間長一些吧！

[教師追問]還有別的方法嗎？

[學生回答]學生交流后，有同學提出把鋁絲放人濃硫酸或濃硝酸中。

[教師展示]將這段鋁絲一分為二，分別投人盛有濃硫酸、濃硝酸的試管中。4分鐘后取出，投入盛有硫酸銅的燒杯中。

[學生觀察]鋁絲在濃硫酸、濃硝酸中鈍化時，無明顯現(xiàn)象。當放入硫酸銅溶液中，反應緩慢，少量氣泡，析出少量紅色物質。

[教師總結]鈍化時表面生成一層致密的氧化膜，但由于時間不長，氧化膜的厚度還不夠，所以與硫酸銅溶液有輕微的反應。

4.追溯來源?；貧w課本

[教師提問]鋁是一種較活潑的金屬，這根鋁絲如何從自然界中獲取的呢？

[學生回答]鋁土礦到鋁單質的流程。

[投影展示]鋁的提取過程。

[指導思考]1.每步操作的作用是什么？

2.寫出相應的化學方程式。

3.氧化鋁具有兩性，但為什么鋁土礦不先用鹽酸溶解再堿化？

[完善知識]結合本節(jié)課一根鋁絲的多端變化，畫出鋁及其化合物的轉化圖。

二、教學思考

1.關注有效性是單元復習課的核心

提高課堂效率是新課程重要的理念之一。單元復習課不同于新授課，不需要面面俱到，而是要引導學生把相對獨立進行教學的知識，進行重組、整理，進而加深學生對知識的理解和貫通，把握好各知識之間的內在聯(lián)系，構建出知識網(wǎng)絡或體系，真正體現(xiàn)知識、能力的拓展。因此，復習課要啟發(fā)學生的思維，使學生積極地參與課堂。本節(jié)課通過實驗情景，有效地吸引學生參與課堂教學活動，問題設計具有開放性，讓不同層次的學生都能積極參與，在參與中體會滿足感、優(yōu)越感。從學生的思考、表達、實驗等過程可體現(xiàn)學生較高的熱情，下課時還有學生興奮地說“這根鋁絲被虐暴了”，在這種狀態(tài)下的課堂教學肯定會提高復習課的有效性。

2.突出化學實驗提升學生科學素養(yǎng)的功能

化學是一門“以實驗為基礎”的科學，挖掘和整合化學實驗在化學單元復習課中的功能和作用，對于激發(fā)學生的學習興趣、創(chuàng)設生動活潑的教學情景，幫助學生理解和掌握化學知識和技能，啟迪學生的科學思維，轉變學生的學習方式，形成終身學習的意識和能力，具有重要的意義。本節(jié)課始終圍繞一根鋁絲的多端變化展開，必然會加強實驗設計、操作、探究、評價等實驗環(huán)節(jié)的復習，引導學生用所學知識去理解探究實驗，用探究的模式去表達實驗。

3.重視科學探究在提高課堂效率方面的作用

復習課中引入探究活動，重視了學習過程與方法，豐富了情感態(tài)度與價值觀，避免了死記知識與結論，達到了活學活用，能彌補新授課教學時講不清或不能講的問題。隨著探究活動的開展，發(fā)展了學生“預測與實驗驗證”物質性質能力，提高了探究能力。本節(jié)課中，將探究實驗引入復習課，避免把學過的知識機械地重復一遍，精心進行教學設計，創(chuàng)造性地去構建復習過程，讓學生在問題的引領下去尋找知識間的聯(lián)系，以提高學生分析解決問題的能力。這樣的課堂能有效地調動學生的學習積極性和主動性，形成良好的師生互動，從而提高課堂效率。

單元復習課的有效性研究是永元止境的。從指導思想上，力求能體現(xiàn)培養(yǎng)學生的能力；從知識結構上，力求能綜合所學知識，形成知識體系；從組織實施上，力求能變換情景，使學生主動參與課堂。只有教師創(chuàng)新自己的教學思路，擺脫枯燥無味的課堂，才能構建充滿生命活力的學習過程。只有尊重學生，鼓勵學生以各種形式參與課堂，才能使學生體會到快樂與進步，還原學生學習的主體性。