“金屬的化學性質”（第1課時）教學新設計

仇建

摘 要：為了充分發揮科學探究在促進學生科學素養發展方面的獨特價值，本文以“金屬的化學性質”第1課時的課堂教學為載體，具體討論如何進行教學設計，以期在教學過程中有效實施探究教學。

關鍵詞：金屬 化學性質 教學設計

一、教學過程

（一）問題引課

引言：黃銅是銅、鋅合金，由于其外觀與黃金相似，常被不法商販用來冒充黃金牟取暴利。你知道哪些方法可以鑒別黃銅和黃金？

這個問題與學生的生活聯系比較緊密，能引起他們的學習興趣，幫助他們復習鞏固已有知識（如二者的密度不同，合金和純金屬的硬度不同，銅能與氧氣反應生成氧化銅等），并引導他們運用化學知識形成解決實際問題的實驗方案（如分別測密度，相互刻畫和灼燒等）。

教學過渡：其實，除上述三種方法可以鑒別黃銅和黃金外，還有許多方法，但需要大家積極、認真地參與本課的各項活動。首先，請你完成表1——金屬的化學性質。

（二）認識“金屬的化學性質”

表1 金屬的化學性質

借助完善表格的過程，促使學生初步形成“具體—抽象”的思維方式，引導他們通過自主學習探知金屬的三個重要的化學性質（金屬與氧氣的反應；金屬與鹽酸（稀硫酸）的反應；金屬與化合物溶液的反應），并以此統領后續的探究學習活動。

教學過渡：接下來讓我們依次了解金屬的這三個重要的化學性質。首先，我要告知大家的是：“金屬越容易與氧氣反應，表明金屬的活動性越強。”

1.探究“金屬與氧氣的反應”

鎂條和鋁片在常溫下就能和空氣中的氧氣發生氧化反應；鐵絲和銅片在常溫、干燥的條件下幾乎不與氧氣反應，但鐵在點燃時能與氧氣反應，銅在加熱時能與空氣中的氧氣反應；真金不怕火煉。（即金在高溫時也不與氧氣發生反應）

問題①：整理出以上三種情況下幾種金屬的活動性的大致強弱順序。

問題②：聯想通常不選用稀硫酸與塊狀石灰石反應制取二氧化碳的原因，思考鋁制餐具為什么不易腐蝕？

問題③：以上事實說明：金屬的活動性決定著金屬與氧氣反應的難易或劇烈程度。據此，請你歸納出判斷金屬活動性強弱的方法一。

問題④：灼燒法可以鑒別黃銅和黃金，其中產生明顯現象的反應的原理是什么？

在此過程中，問題①可引導學生學會從文本中提取有效信息，并通過自己的分析、思考獲得事實性知識（鎂、鋁比較活潑，鐵、銅次之，金最不活潑）；問題②可引導學生將“生成物會阻礙反應繼續進行”遷移到“鋁制餐具具有較好的抗腐蝕性的原因”之中，得出解釋：“鋁與氧氣反應生成的一層致密的氧化鋁薄膜，阻止內部的鋁進一步被氧化”；問題③則可引導學生總結得出判斷金屬活動性強弱的方法一：根據金屬能否與氧氣反應以及反應的劇烈程度判斷金屬的活動性強弱；問題④則可引發學生對灼燒法中“銅與氧氣發生了反應”的現象進行再強化，并從中感悟此鑒別方法主要是利用了銅的化學性質。

教學過渡：通過上面的分析可知，通過金屬與氧氣能否反應及反應的劇烈程度可判斷金屬的活動性順序，但有時這個方法還不夠明確，譬如鐵和銅究竟誰更活潑呢？通過方法一很難判斷。請你參與完成動手實驗。

2.探究“金屬與鹽酸（或稀硫酸）的反應”

動手實驗：將銅、鐵、鋅、鎂分別裝入4支試管中，然后依次倒入少量（少于試管容積的1/6）稀鹽酸（或稀硫酸），等候片刻，把燃燒的木條置于管口，觀察現象；再完善表2或表3，思考問題①②③。（實驗提示：主要觀察能否反應或反應的劇烈程度）

表2 金屬與稀鹽酸的反應

表3 金屬與稀硫酸的反應

注：在分組探究活動中，給一半學生提供鹽酸，給另一半學生提供稀硫酸。

問題①：依據能否反應或反應的劇烈程度，請對4種金屬進行分類并整理出它們的金屬活動性順序。

問題②：請你歸納出判斷金屬活動性強弱的方法二。

問題③：將黃銅和黃金分別放入稀鹽酸中，黃銅表面有氣泡產生，黃金表面無變化。黃銅中的哪種成分與稀鹽酸發生了反應？銅和金哪種金屬更活潑？

此過程給學生提供了動手實驗的機會，從中學生可掌握取用固體和液體藥品的操作技能，學會從反應能否發生或反應的劇烈程度的角度進行實驗觀察和完成實驗報告，形成感性認識。問題①引導學生依據能否與鹽酸溶液反應將4種金屬分為兩類（鎂、鋅和鐵為活潑金屬，銅為不活潑金屬），并理性認知它們的金屬活動性順序（鎂>鋅>鐵>銅），從而解決了上一活動中的遺留問題；問題②則引導學生運用上一活動習得的方法自主總結出判斷金屬活動性的方法二：根據金屬能否與稀鹽酸（或稀硫酸）反應以及反應的劇烈程度判斷金屬活動性強弱。問題③引導學生從中感悟此鑒別方法主要是利用了鎂、鐵、鋅的化學性質，可促使他們在“銅和金的金屬活動性還沒有確定出來”的疑惑中悄悄地將教學內容過渡到“如何判斷金、銀和銅等這類與稀鹽酸（稀硫酸）不能發生反應的金屬的活動性強弱”的探究活動中。

教學過渡：鐵除了能與稀鹽酸（或稀硫酸）反應外，還能與硫酸銅溶液反應，此反應表明鐵的金屬活動性比銅強，相反，反應后生成的銅不能與硫酸亞鐵溶液反應，又可說明銅的金屬活動性比鐵弱。下面請你通過實驗探究（一）和（二），感悟判斷金屬活動性強弱的方法三。

3.探究“金屬與化合物溶液的反應”

實驗探究（一）

提出問題：如何判斷Ag、Cu的金屬活動性強弱？

設計實驗：①將銅絲插入硝酸銀溶液中；②將銀絲插入硝酸銅溶液中。

進行實驗：依據提供的藥品試劑進行實驗，并把實驗中觀察到的現象記錄于表4中。（實驗提示：主要觀察能否反應，依據是有無新固體生成和溶液顏色的變化）

表4 金屬與化合物溶液的反應（1）

學生在經歷了“提出問題—設計實驗—動手實驗—完成報告”等學習過程后，不但能解決上一活動的遺留問題，而且能初步習得科學探究的基本流程，同時也做好了下一學習活動的鋪墊。

教學過渡：運用以上實驗原理，你能設計實驗判斷Cu、Al的金屬活動性強弱嗎？

實驗探究（二）

提出問題：如何運用以上原理判斷Cu、Al的金屬活動性強弱？

設計實驗：a.將鋁絲插入硫酸銅溶液中；b.將銅絲插入硫酸鋁溶液中。

進行實驗：分別完成自己設計的實驗a和實驗b，并把實驗中觀察到的現象記錄于表5中。（注意：實驗前，需要先用砂紙將鋁片打磨光亮，思考“為什么？”）

表5 金屬與化合物溶液的反應⑵

繼續讓學生經歷“提出問題—設計實驗—動手實驗—完成報告”等學習過程，促使學生對科學探究的基本流程達到熟練掌握的程度，強化對基本實驗技能的學習，從而逐步形成科學探究能力。

教學過渡：在以上實驗探究的基礎上，請你思考問題①②③。

問題①：Cu、Al和Ag三種金屬存在怎樣的金屬活動性順序？你是基于哪些實驗結果加以判斷的？

問題②：請你歸納出判斷金屬活動性強弱的方法三。

問題③：學習至此，你有鑒別黃銅和黃金的第四種化學方法嗎？

以上問題，可引導學生運用前面獲得的學習方法，通過組合實驗①和實驗a或實驗①和實驗b，得出三種金屬的活動性強弱順序（Al>Cu>Ag），并順利歸納出判斷金屬活動性強弱的方法三：根據金屬能否把另一種金屬從其化合物溶液中反應出來判斷其活動性強弱。并能運用此原理設計出鑒別黃銅和黃金的第四種化學方法：分別將它們放入硝酸銀溶液中，觀察有無銀白色固體析出或溶液是否由無色變成藍色。

（三）課堂小結

結束語：本課我們圍繞“如何利用化學方法鑒別黃銅和黃金”，學習了金屬的三個重要的化學性質，并知道了利用這些化學性質均可判斷金屬的活動性強弱順序，同時掌握了一些基本的實驗操作技能，為以后進行科學探究夯實了基礎。

二、評價與反思

同行的評價：本案例是南通市7所名校的校際交流展示課，課后同行做出的評價如下：主線明確，全課緊扣“如何利用化學方法鑒別黃銅和黃金”實施教學；重視引導學生自主歸納，本節課基于學生的實驗探究，引導學生歸納出了金屬的三個重要的化學性質，并以此統領了后面的三個教學版塊，每個版塊中也通過系列問題引導學生進行了總結和歸納，幫助學生逐步形成了科學的學習方法；精心設計和組織了探究活動，學生在本課中共完成了7個探究性小實驗，通過實驗后的問題思考活動避免了探究過程的形式化和表面化。

作者的反思：在本課中，學生掌握了金屬的化學性質、金屬的活動性強弱順序的判斷方法和實驗的基本操作技能，在多次回顧之前學習活動的過程中，形成了“具體—抽象、靜態—動態、感性—理性”等思維品質，借助“如何鑒別黃金和黃銅”，促使學生形成了“性質決定用途”的基本觀點，并感知了化學學科的價值，有機結合了三個維度的教學目標。（即“知識與技能”、“過程與方法”和“情感、態度、價值觀”三個方面都得到和諧發展，融為一體）

教學過渡：運用以上實驗原理，你能設計實驗判斷Cu、Al的金屬活動性強弱嗎？

實驗探究（二）

提出問題：如何運用以上原理判斷Cu、Al的金屬活動性強弱？

設計實驗：a.將鋁絲插入硫酸銅溶液中；b.將銅絲插入硫酸鋁溶液中。

進行實驗：分別完成自己設計的實驗a和實驗b，并把實驗中觀察到的現象記錄于表5中。（注意：實驗前，需要先用砂紙將鋁片打磨光亮，思考“為什么？”）

表5 金屬與化合物溶液的反應⑵

繼續讓學生經歷“提出問題—設計實驗—動手實驗—完成報告”等學習過程，促使學生對科學探究的基本流程達到熟練掌握的程度，強化對基本實驗技能的學習，從而逐步形成科學探究能力。

教學過渡：在以上實驗探究的基礎上，請你思考問題①②③。

問題①：Cu、Al和Ag三種金屬存在怎樣的金屬活動性順序？你是基于哪些實驗結果加以判斷的？

問題②：請你歸納出判斷金屬活動性強弱的方法三。

問題③：學習至此，你有鑒別黃銅和黃金的第四種化學方法嗎？

以上問題，可引導學生運用前面獲得的學習方法，通過組合實驗①和實驗a或實驗①和實驗b，得出三種金屬的活動性強弱順序（Al>Cu>Ag），并順利歸納出判斷金屬活動性強弱的方法三：根據金屬能否把另一種金屬從其化合物溶液中反應出來判斷其活動性強弱。并能運用此原理設計出鑒別黃銅和黃金的第四種化學方法：分別將它們放入硝酸銀溶液中，觀察有無銀白色固體析出或溶液是否由無色變成藍色。

（三）課堂小結

結束語：本課我們圍繞“如何利用化學方法鑒別黃銅和黃金”，學習了金屬的三個重要的化學性質，并知道了利用這些化學性質均可判斷金屬的活動性強弱順序，同時掌握了一些基本的實驗操作技能，為以后進行科學探究夯實了基礎。

二、評價與反思

同行的評價：本案例是南通市7所名校的校際交流展示課，課后同行做出的評價如下：主線明確，全課緊扣“如何利用化學方法鑒別黃銅和黃金”實施教學；重視引導學生自主歸納，本節課基于學生的實驗探究，引導學生歸納出了金屬的三個重要的化學性質，并以此統領了后面的三個教學版塊，每個版塊中也通過系列問題引導學生進行了總結和歸納，幫助學生逐步形成了科學的學習方法；精心設計和組織了探究活動，學生在本課中共完成了7個探究性小實驗，通過實驗后的問題思考活動避免了探究過程的形式化和表面化。

作者的反思：在本課中，學生掌握了金屬的化學性質、金屬的活動性強弱順序的判斷方法和實驗的基本操作技能，在多次回顧之前學習活動的過程中，形成了“具體—抽象、靜態—動態、感性—理性”等思維品質，借助“如何鑒別黃金和黃銅”，促使學生形成了“性質決定用途”的基本觀點，并感知了化學學科的價值，有機結合了三個維度的教學目標。（即“知識與技能”、“過程與方法”和“情感、態度、價值觀”三個方面都得到和諧發展，融為一體）

教學過渡：運用以上實驗原理，你能設計實驗判斷Cu、Al的金屬活動性強弱嗎？

實驗探究（二）

提出問題：如何運用以上原理判斷Cu、Al的金屬活動性強弱？

設計實驗：a.將鋁絲插入硫酸銅溶液中；b.將銅絲插入硫酸鋁溶液中。

進行實驗：分別完成自己設計的實驗a和實驗b，并把實驗中觀察到的現象記錄于表5中。（注意：實驗前，需要先用砂紙將鋁片打磨光亮，思考“為什么？”）

表5 金屬與化合物溶液的反應⑵

繼續讓學生經歷“提出問題—設計實驗—動手實驗—完成報告”等學習過程，促使學生對科學探究的基本流程達到熟練掌握的程度，強化對基本實驗技能的學習，從而逐步形成科學探究能力。

教學過渡：在以上實驗探究的基礎上，請你思考問題①②③。

問題①：Cu、Al和Ag三種金屬存在怎樣的金屬活動性順序？你是基于哪些實驗結果加以判斷的？

問題②：請你歸納出判斷金屬活動性強弱的方法三。

問題③：學習至此，你有鑒別黃銅和黃金的第四種化學方法嗎？

以上問題，可引導學生運用前面獲得的學習方法，通過組合實驗①和實驗a或實驗①和實驗b，得出三種金屬的活動性強弱順序（Al>Cu>Ag），并順利歸納出判斷金屬活動性強弱的方法三：根據金屬能否把另一種金屬從其化合物溶液中反應出來判斷其活動性強弱。并能運用此原理設計出鑒別黃銅和黃金的第四種化學方法：分別將它們放入硝酸銀溶液中，觀察有無銀白色固體析出或溶液是否由無色變成藍色。

（三）課堂小結

結束語：本課我們圍繞“如何利用化學方法鑒別黃銅和黃金”，學習了金屬的三個重要的化學性質，并知道了利用這些化學性質均可判斷金屬的活動性強弱順序，同時掌握了一些基本的實驗操作技能，為以后進行科學探究夯實了基礎。

二、評價與反思

同行的評價：本案例是南通市7所名校的校際交流展示課，課后同行做出的評價如下：主線明確，全課緊扣“如何利用化學方法鑒別黃銅和黃金”實施教學；重視引導學生自主歸納，本節課基于學生的實驗探究，引導學生歸納出了金屬的三個重要的化學性質，并以此統領了后面的三個教學版塊，每個版塊中也通過系列問題引導學生進行了總結和歸納，幫助學生逐步形成了科學的學習方法；精心設計和組織了探究活動，學生在本課中共完成了7個探究性小實驗，通過實驗后的問題思考活動避免了探究過程的形式化和表面化。

作者的反思：在本課中，學生掌握了金屬的化學性質、金屬的活動性強弱順序的判斷方法和實驗的基本操作技能，在多次回顧之前學習活動的過程中，形成了“具體—抽象、靜態—動態、感性—理性”等思維品質，借助“如何鑒別黃金和黃銅”，促使學生形成了“性質決定用途”的基本觀點，并感知了化學學科的價值，有機結合了三個維度的教學目標。（即“知識與技能”、“過程與方法”和“情感、態度、價值觀”三個方面都得到和諧發展，融為一體）