基于學科觀念的自主課堂教學
——以“氫氧化鈉變質的探究”教學為例

劉水峰

（江蘇省興化市板橋初級中學 江蘇 興化 225700）

基于學科觀念的自主課堂教學
——以“氫氧化鈉變質的探究”教學為例

劉水峰

（江蘇省興化市板橋初級中學 江蘇 興化 225700）

通過“氫氧化鈉變質的探究”課堂教學，不僅讓學生小組合作設計實驗方案、進行實驗探究，并討論交流、得出結論。而且通過設置一系列環環相扣的問題，對學生循循善誘，讓學生有話可說、有事可做、有疑點可提，充分體現學生主體參與。

氫氧化鈉變質；自主課堂教學；科學探究

本節課為泰州市初中化學“自主課堂”教學觀摩評比微型課，每節課20分鐘。每節課須按照基于學科觀念的自主課堂教學要求，充分體現學生自主、合作、探究的學習方式。

一、教材和學生分析

氫氧化鈉是初中化學中常見的堿。氫氧化鈉在空氣中變質問題，是初中化學的一個重要知識點。有關氫氧化鈉變質原因，如何檢驗氫氧化鈉是否變質和變質程度，如何除去變質氫氧化鈉中的碳酸鈉等系列問題，在各種測試題中屢見不鮮。

本課為復習課，學生已經對氫氧化鈉的變質問題有了一些理性認識，但缺少感性認識。為提高復習課效率，嘗試以發生在學生身邊的真實問題激發學生的好奇心，引導學生提出“敞口放置后的氫氧化鈉變質原因？如何檢驗氫氧化鈉是否變質？”這一系列問題，通過這些真實問題的解決來達成本課的教學目標。

二、教學目標

1．知識與技能：進一步深化氫氧化鈉與二氧化碳反應的性質及相關物質的性質和轉化的認識。逐步學會設計合理的實驗方案來探究、解決一些簡單的化學問題。

2．過程與方法：通過氫氧化鈉變質的實驗探究，進一步體驗科學探究的基本過程，初步掌握運用知識解決實際問題的能力和進行科學探究的方法。

3．情感態度價值觀：激發開展科學探究和學習化學的興趣，增進勤于思考、嚴謹求實和樂于實踐等科學品質。體會小組合作的意義和快樂，認識到合作與交流在科學探究中的重要作用。

三、教學重難點

1．掌握氫氧化鈉與二氧化碳反應的性質及相關物質間的轉化關系。

2．逐步學會設計合理的實驗方案來探究、解決一些簡單的化學問題。

四、教學流程圖

五、教學過程

板塊1：創設情境，引出問題

［教師］（展示實驗桌上一瓶敞口放置的稀氫氧化鈉溶液）這是一瓶稀氫氧化鈉溶液，由于老師疏忽，使用后忘了蓋瓶蓋，請問你想到了什么？

［眾生］氫氧化鈉變質。

［教師］本節課我們一起進行氫氧化鈉變質的探究。（板書：氫氧化鈉變質的探究）那么，氫氧化鈉變質的原因是什么呢？（板書：一、變質的原因）

［生1］氫氧化鈉與空氣中的二氧化碳反應生成碳酸鈉和水。

設計意圖：展示實驗桌上一瓶使用后沒有蓋瓶塞的氫氧化鈉溶液，使學生對氫氧化鈉到底會和空氣中的什么成分反應進行發散性思維，從而明白氫氧化鈉變質的原因，達到復習堿的性質的目的。真實的問題情境是激發探究興趣的最好方式，也是誘發探究問題的源泉，有了問題才能進行探究，而真實的問題情境則必須源于學生的學習和生活，這樣學生更容易對它產生興趣。上述情境是教師由于疏忽而導致的后果，學生自然很感興趣，而且每個學生都想用自己的方法來證明這種錯誤行為所導致的后果，于是便有了上面的問題和下面的實驗探究。

板塊2：作出猜想，設計方案

［教師］如何用實驗來探究氫氧化鈉是否變質呢？（板書：二、變質的探究）請同學們一起來朗讀探究實驗的基本思路。

［眾生］提出問題、作出猜想、設計方案、進行實驗、得出結論、反思交流。

（板書：提出問題、作出猜想、設計方案、進行實驗、得出結論、反思交流）

［教師］剛才提出的問題是：氫氧化鈉是否變質？那么，你有哪些猜想？

［生2］氫氧化鈉已經變質或者沒有變質。

［教師］探究氫氧化鈉是否變質的實質是需要證明什么物質的存在呢？

［生3］探究氫氧化鈉是否變質的實質是需要證明碳酸鈉的存在。

［教師］證明碳酸鈉的存在又有哪些方法呢？根據提供的試劑：敞口放置后的稀氫氧化鈉溶液、稀氫氧化鈉溶液、無色酚酞試液、稀鹽酸、氫氧化鈣溶液、氯化鈣溶液。請你設計實驗方案，然后進行交流討論。

（學生在學案上練習、交流討論，教師巡視。）

［教師］請同學們交流你的方案。

［生4］方案1：取少量待測液，向其中滴加2滴無色酚酞試液，觀察溶液是否變紅。

［生5］方案2：取少量待測液，向其中滴加足量的稀鹽酸，如果有氣泡產生，則氫氧化鈉已變質。

［教師］為什么要求稀鹽酸是足量呢？

［生6］因為如果氫氧化鈉是部分變質，滴入的稀鹽酸先與氫氧化鈉反應，看不到明顯現象，等氫氧化鈉完全反應后，稀鹽酸才與碳酸鈉反應產生氣泡。

［生7］方案3：取少量待測液，向其中滴加少量的氫氧化鈣溶液，如果有白色沉淀產生，則氫氧化鈉已變質。

［生8］方案4：取少量待測液，向其中滴加少量的氯化鈣溶液，如果有白色沉淀產生，則氫氧化鈉已變質。

設計意圖：對提出的問題作出猜想并設計方案，不能是漫無目的的設計方案，設計的方案都必須建立在學生所具備的知識的基礎上，因此學生在設計方案時教師要做一些有意識的引導，給學生確定一個大致的方向，避免盲目性。而實驗方案的設計應根據所學的知識設計合理、可行、簡便的實驗方案，再經過實驗驗證和細致地觀察，從而找出有力的證據，為自己的猜想提供佐證或者做出合理的解釋。因此在進行實驗探究之前教師有必要對學生的設計過目，只要不涉及到實驗安全等危險后果的，教師不要過多干預和修改學生的方案。

板塊3：進行實驗，得出結論

［教師］同學們設計的方案似乎都有道理，為了檢驗方案1是否可行，先請同學們觀察下面一組對比實驗：向等量（約1mL）的氫氧化鈉溶液和碳酸鈉溶液中分別滴加2滴無色酚酞試液，觀察現象。

［眾生］溶液都變紅。

［教師］你能解釋原因嗎？

［生9］氫氧化鈉溶液和碳酸鈉溶液都顯堿性，都能使無色酚酞試液溶液變紅。

［教師］由此可見用無色酚酞試液無法檢驗氫氧化鈉是否變質。剛才用了對比實驗法，下面請同學們也用對比實驗法使用實驗桌上的試劑來探究敞口放置后的氫氧化鈉溶液是否變質。

（學生根據實驗桌上的試劑，小組合作進行探究實驗并觀察、記錄實驗過程和實驗現象，教師巡視，指導學生進行操作。）

［教師］請同學們匯報一下你們小組的實驗過程和實驗現象。

［生10］方案2：取少量敞口放置后的稀氫氧化鈉溶液，向其中滴加足量的稀鹽酸，有氣泡產生。取稀氫氧化鈉溶液，向其中滴加足量的稀鹽酸，沒有氣泡產生。

［生11］方案3：取少量敞口放置后的稀氫氧化鈉溶液，向其中滴加少量的氫氧化鈣溶液，有白色沉淀產生。取少量稀氫氧化鈉溶液，向其中滴加少量的氫氧化鈣溶液，沒有白色沉淀產生。

［生12］方案4：取少量敞口放置后的稀氫氧化鈉溶液，向其中滴加少量的氯化鈣溶液，有白色沉淀產生。取少量稀氫氧化鈉溶液，向其中滴加少量的氯化鈣溶液，有白色沉淀產生。［教師］為什么氯化鈣溶液滴入稀氫氧化鈉溶液中會出現白色沉淀呢？因為氯化鈣和氫氧化鈉都易溶，而氫氧化鈣微溶，所以會有沉淀析出。氯化鈣溶液分別滴入敞口放置后的稀氫氧化鈉溶液和稀氫氧化鈉溶液中，都出現白色沉淀，因此，一般不用氯化鈣溶液來檢驗氫氧化鈉是否變質。通過探究我們得出可以用什么試劑來檢驗氫氧化鈉是否變質呢？具體方法是什么？

［生13］通過探究我們得出可以用稀鹽酸或氫氧化鈣溶液來檢驗氫氧化鈉是否變質。具體方法是：取少量待測液，向其中滴加足量的稀鹽酸，如果有氣泡產生，則氫氧化鈉已變質，否則不變質。或者取少量待測液，向其中滴加少量的氫氧化鈣溶液，如果有白色沉淀產生，則氫氧化鈉已變質，否則不變質。

設計意圖：4個方案中，教師選擇方案1進行演示，目的是讓學生觀察實驗操作來規范自己的實驗操作，同時讓學生知道對比實驗的必要性并進行模仿。實驗過程中，教師不斷巡視，矯正學生的操作錯誤，使學生傾倒液體、滴加液體的基本實驗操作能力得到了進一步提高。學生學會了觀察、記錄和思考，在實驗操作過程中體驗了實驗探究的樂趣。方案4中氯化鈣溶液滴入稀氫氧化鈉溶液也有白色沉淀產生，這個現象與學生的想象不吻合，就需要教師進行解釋。事實上將配得的氫氧化鈉飽和溶液與氯化鈣飽和溶液混合，立即產生大量白色沉淀，即使將其稀釋至原來濃度的1／10，沉淀現象仍很清楚（從理論上講，稀釋至原飽和溶液濃度的1／1000仍應看到白色沉淀）。由此可見，用加入氯化鈣溶液判斷氫氧化鈉是否變質的方法是不妥當的。

板塊4：反思交流，反饋拓展

［教師］通過探究，你有哪些收獲？通過探究，你有什么疑惑？

［眾生］學生自主小結。

［教師］請同學們完成學案上的【練習反饋】（略）。

［教師］請同學們課后思考下列問題：

1．還能用什么試劑檢驗氫氧化鈉是否變質？

2．如何檢驗氫氧化鈉變質程度？

3．如何除去變質氫氧化鈉中的碳酸鈉？

設計意圖：學生通過自主探究，知道了如何檢驗氫氧化鈉是否變質的方法，掌握了探究實驗的基本思路。同時，也會產生一些疑惑。讓學生自主小結，師生交流共同解惑。由于課題時間的限制，可以結合拓展引申的3個問題在課后討論解決。

六、教學設計反思

本課基于學科觀念，體現了自主課堂的要求。

1．基于學科觀念

（1）基于學科內容觀念中的變化觀

變化是化學的本質，化學變化具有多樣性。本課涉及的化學變化有：氫氧化鈉與空氣中的二氧化碳反應生成碳酸鈉，氫氧化鈉溶液和碳酸鈉溶液中分別與無色酚酞試液反應，稀氫氧化鈉溶液和敞口放置的稀氫氧化鈉溶液中分別與稀鹽酸、氫氧化鈣溶液和氯化鈣溶液反應。

（2）基于學科方法觀念中的實驗觀

著名化學家傅鷹先生說過：“化學是實驗的科學，只有實驗才是最高法庭”。本課圍繞氫氧化鈉固體變質的問題，創設以實驗為主的科學探究活動。先讓學生知道實驗探究的思路，設計實驗方案。再利用對比實驗進行演示，讓學生模仿。學生進行實驗探究時，指導學生規范操作、合作探究、仔細觀察、如實記錄。實驗后，讓學生認真思考、討論交流、得出結論。增強了學生感性認識上升到理性認識的歷程，便于知識的掌握、鞏固及遷移，彌補教材實驗的不足。

（3）基于學科學科價值觀念的科學精神觀

堅持認識的客觀性和辯證性是科學精神的特征，理性思考、敢于懷疑是科學精神的特點，以實踐為基礎是科學精神的內在要求。本課的課題來自習題，大多數習題認為可以用氯化鈣溶液來檢驗氫氧化鈉是否變質。我首先參考了一些有關氫氧化鈉變質問題的文章，然后在實驗室用不同濃度的氫氧化鈉溶液和氯化鈣溶液進行了多次實驗，發現氫氧化鈉溶液和氯化鈣溶液混合后都有白色沉淀生成。因此，用加入氯化鈣溶液判斷氫氧化鈉是否變質的方法是不妥當的。

2．體現自主課堂要求

本課一開始就展示一瓶敞口放置的稀氫氧化鈉溶液，引導學生提出“氫氧化鈉是否變質？變成了什么物質？如何探究氫氧化鈉是否變質？”等系列問題，讓學生設計實驗進行探究。不僅讓學生小組合作設計實驗方案、進行實驗探究，并根據自己的不同體驗與感受、不同的發現與表述，一起討論交流、得出結論。而且通過設置一系列環環相扣的問題，對學生循循善誘。學生學習的積極性高，思維活躍，爭先恐后地發言，在師生互動、生生互動中使問題得以解決。這種多樣化的探究方式有效地拓寬了學生的思路，培養了學生尊重事實的科學態度，學生的自主探究和綜合應用知識的能力得到了進一步發展。整個教學過程中，通過引導、激活學生已有的知識，讓學生有話可說、有事可做、有疑點可提，充分體現學生主體參與。

本課通過創設情境引入課題，把問題帶進課堂。通過拓展引伸提出3個問題，又把新的問題帶出課堂。充分體現學生的自主探究，并產生進一步探究新問題的欲望。

［1］中華人民共和國教育部．義務教育化學課程標準（2011年版）［M］．北京：北京師范大學出版社，2012

［2］陳友樓．能用氯化鈣溶液檢驗氫氧化鈉是否變質嗎 ［J］．教學儀器與實驗，2011，（11）：39－40

［3］王晨敏．立足原理 比較異同 突破遷移——以“氫氧化鈉變質問題”的教學設計與反思 ［J］．化學教與學，2012，（11）：61－63、80

［4］蘇毅嚴．對氫氧化鈉變質問題的再探索之最佳試劑的選擇［J］．中學化學教學參考，2013，（1－2）：36－37

1008-0546（2015）07-0047-03

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