探究式教學(xué)模式在高中化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用

摘 要：為了達(dá)到更好的課堂教學(xué)效果，培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)核心素養(yǎng)，教師在課堂教學(xué)中可以充分創(chuàng)設(shè)情境讓學(xué)生參與各種探究活動(dòng)，體驗(yàn)化學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)過(guò)程。以《富集在海水中的元素——氯》的課堂教學(xué)為例探討了探究式教學(xué)模式在高中化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用。它會(huì)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生形成對(duì)化學(xué)知識(shí)的宏觀理解和微觀認(rèn)識(shí)，通過(guò)推理和分析的方式理解知識(shí)，鍛煉能力。

關(guān)鍵詞：高中化學(xué);核心素養(yǎng);探究式教學(xué)模式;元素價(jià)類關(guān)系圖

本文以《富集在海水中的元素——氯》的課堂教學(xué)為例，提出探究問(wèn)題，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，組織學(xué)生積極思考，促進(jìn)學(xué)生參與到探究活動(dòng)中，通過(guò)學(xué)生的思維活動(dòng)來(lái)理解知識(shí)，感受規(guī)律。教師緊緊圍繞著課堂教學(xué)內(nèi)容，從教材出發(fā)，從知識(shí)出發(fā)，促進(jìn)學(xué)生參與課堂教學(xué)的各個(gè)環(huán)節(jié)，產(chǎn)生良好的學(xué)習(xí)效果。教師在設(shè)計(jì)教學(xué)環(huán)節(jié)，組織課堂教學(xué)活動(dòng)時(shí)要以學(xué)生為中心，關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和知識(shí)儲(chǔ)備，引導(dǎo)學(xué)生在探究中掌握知識(shí)，提高能力。

問(wèn)題提出：

教師采用探究式教學(xué)模式引導(dǎo)學(xué)生參與到課堂探究過(guò)程中，會(huì)幫助學(xué)生親歷學(xué)習(xí)過(guò)程，體驗(yàn)知識(shí)，在思考中內(nèi)化知識(shí)，感受化學(xué)世界中的微觀和宏觀。教師鼓勵(lì)學(xué)生探究，會(huì)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，促進(jìn)學(xué)生分析化學(xué)知識(shí)中的知識(shí)規(guī)律，體會(huì)到知識(shí)建構(gòu)構(gòu)成和化學(xué)變化，進(jìn)而在思考中學(xué)會(huì)推理，在實(shí)驗(yàn)中提高動(dòng)手能力。本文以《富集在海水中的元素——氯》的課堂教學(xué)為例，探究生活中常見(jiàn)的含氯化合物。用探究式教學(xué)模式來(lái)設(shè)計(jì)教學(xué)過(guò)程，促進(jìn)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)，理解知識(shí)。

案例分析：

《富集在海水中的元素——氯》位于人教版化學(xué)必修1第四章第二節(jié)。這部分知識(shí)在高一化學(xué)中是非常重要的，也是核心內(nèi)容之一，對(duì)于學(xué)生理解化學(xué)規(guī)律、認(rèn)識(shí)化學(xué)本質(zhì)起到了積極作用。學(xué)生在探究中要通過(guò)分析和思考的方式來(lái)清楚地認(rèn)識(shí)氯水與水、與堿的反應(yīng)，并且了解氯氣的用途，明確液氯和氯水之間的區(qū)別。最后學(xué)生還要掌握氯水的檢驗(yàn)方法，氯離子的檢驗(yàn)方法，學(xué)會(huì)氯氣的制備。通過(guò)學(xué)生對(duì)這些知識(shí)的學(xué)習(xí)和探究，學(xué)生會(huì)了解氯氣的物理性質(zhì)和用途，并且能夠掌握氯在生活中的應(yīng)用，提高學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握能力。

一、教學(xué)與評(píng)價(jià)目標(biāo)

（一）知識(shí)目標(biāo)

①通過(guò)實(shí)物來(lái)探究氯氣的物理性質(zhì)和用途。

②掌握氯氣的化學(xué)性質(zhì)，并從氯的原子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和氯氣跟金屬、非金屬的反應(yīng)了解氯氣是一種化學(xué)性質(zhì)非?；顫姷姆墙饘?/p>

③通過(guò)探究了解氯水的性質(zhì)及漂白作用，掌握氯氣與水、與堿反應(yīng)

（二）能力目標(biāo)

①培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的能力，鍛煉學(xué)生的動(dòng)手能力

②培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，促進(jìn)學(xué)生掌握知識(shí)，能夠?qū)⒅R(shí)與生活結(jié)合起來(lái)

③培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考的能力，鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)探究

（三）情感目標(biāo)

①激發(fā)學(xué)生熱愛(ài)生活、熱愛(ài)科學(xué)的精神

②探究化學(xué)知識(shí)與生活實(shí)際之間的密切關(guān)系，提高學(xué)生應(yīng)用化學(xué)的能力，提高社會(huì)責(zé)任感

二、教學(xué)思路

教師在課堂教學(xué)中應(yīng)積極開展各種探究活動(dòng)來(lái)為學(xué)生創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)情境。首先通過(guò)樣品讓學(xué)生直觀了解氯氣，之后通過(guò)實(shí)驗(yàn)、資料、視頻、生活場(chǎng)景等呈現(xiàn)出不同的學(xué)習(xí)情境，讓學(xué)生思維一直處于活躍狀態(tài)。

三、教學(xué)過(guò)程

1.展示樣品，初識(shí)氯氣

【問(wèn)題導(dǎo)入】氯是一種富集在海水中的元素，畫出氯原子的結(jié)構(gòu)示意圖，推斷它的化學(xué)性質(zhì)。氯在自然界中以化合態(tài)存在，生活中常見(jiàn)的含氯化合物有哪些？

【學(xué)生討論】氯原子的結(jié)構(gòu)很容易得到1個(gè)電子，形成Cl-，表現(xiàn)出典型的非金屬性。生活中常見(jiàn)的含氯化合物有NaCl、HCl、NaClO等。

【教師引導(dǎo)】展示一瓶新制的氯氣。觀察并描述它的物理性質(zhì)。

【教師實(shí)驗(yàn)】把少量水加入裝有氯氣的集氣瓶中，輕輕震蕩，讓學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

【學(xué)生總結(jié)】氯氣的色、態(tài)、密度、氣味、溶解性。

設(shè)計(jì)意圖：從氯原子的結(jié)構(gòu)示意圖入手，讓學(xué)生通過(guò)原子結(jié)構(gòu)對(duì)物質(zhì)的性質(zhì)進(jìn)行預(yù)測(cè)。分析氯的存在形式。

2.通過(guò)實(shí)驗(yàn)，探究氯水的成分

【教師引導(dǎo)】氯氣部分溶解在水中，氯氣的水溶液稱為氯水。我們今天就來(lái)探究一下這瓶氯水。溶于水中的氯氣和水是否發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)，氯水中有哪些微粒？

【學(xué)生猜想】第一種情況氯氣和水不反應(yīng)，氯水中的微粒有Cl2、H2O。第二種情況氯氣和水反應(yīng)，可能生成Cl-、H+等。還有一種可能，那就是氯氣和水部分反應(yīng)。

【教師引導(dǎo)】同學(xué)們通過(guò)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證自己的猜想。

【交流討論】驗(yàn)證Cl2、Cl-、H+等微粒的實(shí)驗(yàn)方法。

【學(xué)生匯報(bào)】可以用紫色石蕊試液，鎂條，碳酸氫鈉粉末等來(lái)檢驗(yàn)H+;用稀硝酸酸化的硝酸銀溶液來(lái)檢驗(yàn)Cl-;用聞氣味，淀粉碘化鉀試紙來(lái)檢驗(yàn)Cl2。

【學(xué)生實(shí)驗(yàn)】利用實(shí)驗(yàn)籃里準(zhǔn)備試劑進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

【學(xué)生匯報(bào)】裝有鎂條的試管中滴加氯水，有氣泡產(chǎn)生，證明有H+;有稀硝酸酸化的硝酸銀溶液的試管中滴加氯水，有白色沉淀產(chǎn)生，證明有Cl-;玻璃棒蘸取少許氯水滴在淀粉碘化鉀試紙上，試紙變藍(lán)，證明有Cl2。

【教師引導(dǎo)】仔細(xì)觀察變藍(lán)的淀粉碘化鉀試紙，玻璃棒直接接觸的地方褪色了，是什么物質(zhì)起了漂白作用，讓試紙褪色。

【學(xué)生猜想】可能是Cl2，HCl或反應(yīng)生成的其他新物質(zhì)。

【學(xué)生實(shí)驗(yàn)】?jī)芍аb有紅墨水的試管中分別加入稀鹽酸和新制氯水。HCl不能讓紅墨水褪色，新制氯水可以。說(shuō)明HCl沒(méi)有漂白作用。

【觀看視頻】盛有干布條的集氣瓶中通入氯氣，有色布條不褪色，說(shuō)明干燥的氯氣沒(méi)有漂白作用;盛有濕布條的集氣瓶中通入氯氣，有色布條褪色，說(shuō)明潮濕的氯氣有漂白作用。

【教師引導(dǎo)】實(shí)驗(yàn)證明：有漂白作用讓試紙褪色不是Cl2，不是HCl，而是反應(yīng)生成的新物質(zhì)HClO。

【教師引導(dǎo)】從氧化還原反應(yīng)的角度分析氯氣和水的反應(yīng)。Cl2中氯元素為零價(jià)，它與H2O反應(yīng)生成的HClO和HCl中氯元素分別為+1價(jià)、-1價(jià)?；蟽r(jià)既升高又降低。在反應(yīng)中氯氣既作還原劑又作氧化劑。

設(shè)計(jì)意圖：教師引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)“提出問(wèn)題—作出猜想—實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證”的科學(xué)探究步驟進(jìn)行探究活動(dòng)，幫助學(xué)生建立學(xué)習(xí)元素化合物知識(shí)的思維探究模型。運(yùn)用元素價(jià)類圖，幫助學(xué)生對(duì)抽象問(wèn)題直觀化地思考，從氧化還原反應(yīng)的角度學(xué)習(xí)氯氣和水的反應(yīng)，了解化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)。

3.聯(lián)系生活，探究次氯酸的性質(zhì)

【知識(shí)拓展】次氯酸有強(qiáng)氧化性，可以用于自來(lái)水殺菌消毒， 還可用做漂白劑。目前，很多自來(lái)水廠用氯氣來(lái)殺菌消毒，我們偶爾會(huì)聞到自來(lái)水中散發(fā)出來(lái)的刺激性氣味就是余氯的氣味。近年來(lái)有些科學(xué)家提出使用氯氣對(duì)自來(lái)水消毒可能會(huì)產(chǎn)生一些負(fù)面影響。因此，人們開始使用一些新的自來(lái)水消毒劑，如二氧化氯，臭氧等。

【職業(yè)規(guī)劃】介紹水質(zhì)檢驗(yàn)員的日常工作，讓學(xué)生感受到一些與化學(xué)相關(guān)的職業(yè)在推動(dòng)人類社會(huì)可持續(xù)性發(fā)展中發(fā)揮重要的作用。

【交流討論】養(yǎng)魚或種花使用的自來(lái)水是否需要預(yù)處理。

【觀看視頻】新制氯水中的次氯酸在光照下分解。

【學(xué)生匯報(bào)】用氯氣對(duì)自來(lái)水消毒，水中殘留的次氯酸有強(qiáng)氧化性，不利于養(yǎng)魚種花，次氯酸不穩(wěn)定，見(jiàn)光易分解，自來(lái)水可以在太陽(yáng)下暴曬一段時(shí)間后再使用。

【知識(shí)學(xué)習(xí)】次氯酸的酸性比碳酸弱。次氯酸是一種有強(qiáng)氧化性的弱酸。所以酸性的強(qiáng)弱和其氧化性的強(qiáng)弱并沒(méi)有必然的聯(lián)系。

設(shè)計(jì)意圖：教師借助生活中學(xué)生熟悉的自來(lái)水養(yǎng)魚種花的處理方式，引導(dǎo)學(xué)生探究次氯酸的性質(zhì)。用學(xué)生已有的知識(shí)來(lái)探究新知識(shí)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。與化學(xué)相關(guān)的職業(yè)規(guī)劃介紹，讓學(xué)生切實(shí)感受到化學(xué)與我們的日常生活關(guān)系密切，化學(xué)可以給我們帶來(lái)更加美好的生活。

4.借助價(jià)類關(guān)系圖，探究氯氣與堿的反應(yīng)

【類比推理】根據(jù)氯氣與水的反應(yīng)原理，借助價(jià)類關(guān)系圖，推測(cè)Cl2與NaOH溶液反應(yīng)的產(chǎn)物。

【知識(shí)學(xué)習(xí)】Cl2與NaOH溶液反應(yīng)可以制備漂白液。它的主要成分是NaClO和NaCl，有效成分是NaClO，我們家中常用的84消毒液有效成分就是NaClO。

【交流討論】寫出Cl2與NaOH溶液反應(yīng)的離子反應(yīng)方程式。

【類比推理】和Cl2與NaOH溶液的反應(yīng)類似，把氯氣通入冷的石灰乳中，可以制備漂白粉。

【知識(shí)學(xué)習(xí)】Cl2與Ca（OH）2溶液反應(yīng)可以制備漂白粉。它的主要成分是Ca（ClO）2和CaCl2，有效成分是Ca（ClO）2。

【交流討論】氯水、漂白液、漂白粉的漂白作用都是因發(fā)生反應(yīng)生成了HClO。寫出漂白粉在空氣中發(fā)揮作用的原理。

設(shè)計(jì)意圖：引導(dǎo)學(xué)生類比推理，根據(jù)氯氣與水的反應(yīng)原理，推測(cè)氯氣與氫氧化鈉溶液，氯氣與氫氧化鈣溶液反應(yīng)的產(chǎn)物。再次運(yùn)用元素價(jià)類圖，圖表對(duì)比，實(shí)現(xiàn)化學(xué)知識(shí)的有效歸納和遷移，揭示了內(nèi)在的化學(xué)規(guī)律，使學(xué)生的知識(shí)逐步系統(tǒng)化。

5.聯(lián)系實(shí)際，探究家用含氯消毒劑的安全使用

【交流討論】閱讀84消毒液和潔廁液的使用說(shuō)明書，討論它們不能混用的原因。

【學(xué)生總結(jié)】84消毒液中NaClO所含氯元素為+1價(jià)，潔廁液中HCl所含氯元素為-1價(jià)。它們反應(yīng)會(huì)生成氯元素為零價(jià)的氯氣，氯氣有毒。

【知識(shí)拓展】根據(jù)價(jià)類關(guān)系圖，嘗試寫出這個(gè)反應(yīng)的離子反應(yīng)方程式。

【課堂討論】氯氣用途廣泛，是一種重要的化工原料。因此氯氣的發(fā)現(xiàn)具有重要的意義。但是，在第一次世界大戰(zhàn)期間，氯氣被用來(lái)制作毒氣彈?？茖W(xué)家是否應(yīng)該進(jìn)行類似氯氣這類有可能被錯(cuò)誤利用的物質(zhì)的研究？請(qǐng)談?wù)勀愕目捶ā?/p>

設(shè)計(jì)意圖：引導(dǎo)學(xué)生把課堂中學(xué)習(xí)的化學(xué)知識(shí)應(yīng)用于生活實(shí)際，學(xué)會(huì)安全合理地使用含氯消毒劑。

四、教學(xué)反思

1.通過(guò)創(chuàng)設(shè)真實(shí)問(wèn)題情境，開展課堂探究活動(dòng)

本節(jié)課通過(guò)創(chuàng)設(shè)真實(shí)問(wèn)題情境讓學(xué)生提出問(wèn)題、猜想假設(shè)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、動(dòng)手實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，這一系列的探究活動(dòng)會(huì)培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力和化學(xué)實(shí)驗(yàn)操作能力。結(jié)合生活實(shí)際進(jìn)行化學(xué)知識(shí)分析，認(rèn)識(shí)84消毒液與潔廁液混合使用的危險(xiǎn)性，體現(xiàn)化學(xué)知識(shí)的社會(huì)價(jià)值。

2.以價(jià)類關(guān)系圖為線索，貫穿課堂教學(xué)活動(dòng)始終

本節(jié)課在探究氯氣和水的反應(yīng)，氯氣和堿的反應(yīng)以及家庭含氯消毒劑使用說(shuō)明的過(guò)程中，一直運(yùn)用元素價(jià)類圖，幫助學(xué)生對(duì)抽象問(wèn)題進(jìn)行直觀化思考。從開始教師引導(dǎo)，到學(xué)生學(xué)會(huì)自己分析，最后學(xué)生能利用氯元素的價(jià)類關(guān)系圖獨(dú)立解決問(wèn)題，推測(cè)化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)物。圖表對(duì)比，實(shí)現(xiàn)化學(xué)知識(shí)的有效歸納和遷移。

教師精心的設(shè)計(jì)會(huì)為課堂教學(xué)注入新的活力，營(yíng)造良好的課堂學(xué)習(xí)氛圍，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性。促進(jìn)學(xué)生在思考和探究中加深對(duì)化學(xué)的宏觀理解和微觀認(rèn)識(shí)，明確化學(xué)變化的原理。在實(shí)驗(yàn)和動(dòng)手操作中加強(qiáng)實(shí)踐能力，在推理和判斷中提高創(chuàng)新意識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)核心素養(yǎng)。

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作者簡(jiǎn)介：水濤（1978—），女，漢族，江蘇省南京市人，就職于南京田家炳高級(jí)中學(xué)，高中化學(xué)教師，職稱：中學(xué)一級(jí)，從事高中化學(xué)教學(xué)研究。