巧設(shè)實(shí)驗(yàn)情境　提升單元復(fù)習(xí)的有效性——“堿的性質(zhì)復(fù)習(xí)”教學(xué)設(shè)計(jì)和反思

張?zhí)m翠（山東省日照市東港區(qū)教研室　山東日照　276800）

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巧設(shè)實(shí)驗(yàn)情境提升單元復(fù)習(xí)的有效性——“堿的性質(zhì)復(fù)習(xí)”教學(xué)設(shè)計(jì)和反思

張?zhí)m翠
（山東省日照市東港區(qū)教研室山東日照276800）

摘要：摒棄復(fù)習(xí)課的傳統(tǒng)模式，設(shè)置真實(shí)生動(dòng)的實(shí)驗(yàn)探究情景，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用實(shí)驗(yàn)視覺進(jìn)行化學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)和深化，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性，有效地轉(zhuǎn)換教和學(xué)的方式，彰顯學(xué)生的主體地位。

關(guān)鍵詞：創(chuàng)設(shè)實(shí)驗(yàn)情境；定量實(shí)驗(yàn)；合作探究；體驗(yàn)科學(xué)探究的樂趣

堿的性質(zhì)是人教版化學(xué)九年級(jí)下冊(cè)第十單元《酸和堿》［1］內(nèi)容的一部分。堿是初中化學(xué)重要的常見物質(zhì)之一，它與非金屬氧化物、酸和鹽等內(nèi)容緊密聯(lián)系。學(xué)生在新課學(xué)習(xí)中已經(jīng)掌握了堿的部分知識(shí)，但是沒有形成知識(shí)體系，尚不具備靈活運(yùn)用堿的知識(shí)解決實(shí)際問題的能力。

建構(gòu)主義理論認(rèn)為：根據(jù)教學(xué)需要，把學(xué)生置于真實(shí)意義的有趣問題情境中，注意從學(xué)生已有的經(jīng)驗(yàn)出發(fā)，讓他們?cè)谑煜さ纳畋尘爸袑W(xué)習(xí)，這樣才能使學(xué)習(xí)更為有效。因此，本節(jié)課將摒棄傳統(tǒng)復(fù)習(xí)課的方式，不再是知識(shí)點(diǎn)的簡單重復(fù)，而是根據(jù)本單元的知識(shí)特點(diǎn)，將常見的堿的重點(diǎn)知識(shí)融入三個(gè)探究實(shí)驗(yàn)情境中，采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)和實(shí)驗(yàn)探究相結(jié)合的教學(xué)策略，為學(xué)生創(chuàng)設(shè)真實(shí)生動(dòng)的問題情境，引領(lǐng)學(xué)生主動(dòng)參與課堂學(xué)習(xí)，高效完成復(fù)習(xí)任務(wù)。

具體說來，通過探究氨水的堿性，綜合復(fù)習(xí)堿與指示劑作用及pH試紙的使用；通過探究NaOH溶液與CO2的反應(yīng)，綜合復(fù)習(xí)堿與非金屬氧化物的反應(yīng)；通過探究中和反應(yīng)過程中溶液的pH變化，加深理解酸堿中和反應(yīng)的實(shí)質(zhì)。在“做科學(xué)”的探究實(shí)踐中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力。

一、教學(xué)過程設(shè)計(jì)

1.實(shí)驗(yàn)導(dǎo)課，創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣

師：演示利用濃氨水和濃鹽酸的反應(yīng)設(shè)計(jì)的“空中生煙”［2］的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)。

圖1　空中生煙

將濃氨水和濃鹽酸同時(shí)注入塑料瓶內(nèi)，在靠近濃鹽酸的一側(cè)先產(chǎn)生大量白煙。

濃氨水具有哪些性質(zhì)？為什么產(chǎn)生這么神奇的現(xiàn)象？

生（猜測）：濃氨水可能具有揮發(fā)性和堿性。

師：怎樣檢驗(yàn)氨水顯堿性？這是我給同學(xué)們提供的實(shí)驗(yàn)儀器和藥品，請(qǐng)大家據(jù)此探究氨水的堿性。

圖2　探究氨水的堿性

2.自主探究，在知識(shí)的應(yīng)用過程中培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度

生：根據(jù)老師提供的實(shí)驗(yàn)儀器和藥品，進(jìn)行自主探究。

圖3　實(shí)驗(yàn)結(jié)果

通過實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，得出結(jié)論：氨水能使無色酚酞溶液變成紅色，使紫色石蕊溶液變成藍(lán)色；1%氨水的pH約為9，10 %氨水的pH約為14，說明氨水顯堿性。

師：實(shí)驗(yàn)臺(tái)上有兩瓶濃度不同的氨水，它們的堿性強(qiáng)弱是否相同？通過該實(shí)驗(yàn)?zāi)氵€能得出什么結(jié)論？其他堿是否也具有這些性質(zhì)？

生：堿具有相似的化學(xué)性質(zhì)：

（1）堿溶液能使酸堿指示劑變色；堿溶液的pH大于7；

（2）氨水的濃度越大，堿性越強(qiáng)。

（3）同種堿溶液的濃度越大，堿性越強(qiáng)。

師：實(shí)驗(yàn)過程中，你聞到了什么氣味，說明氨水具有什么性質(zhì)？誰能揭開“空中生煙”的秘密？請(qǐng)大家討論交流。

生：濃氨水揮發(fā)出的氨氣和濃鹽酸揮發(fā)出的氯化氫氣體結(jié)合，生成氯化銨固體小顆粒。

過渡：堿還有哪些性質(zhì)？（生答堿還能與CO2、酸等物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)）怎樣證明NaOH溶液與CO2發(fā)生反應(yīng)？請(qǐng)大家組內(nèi)討論，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，然后小組選代表交流實(shí)驗(yàn)方案。

3.合作探究，培養(yǎng)學(xué)生交流與合作的能力及發(fā)散思維能力

生：在兩個(gè)相同材質(zhì)、相同容積的塑料瓶內(nèi)集滿CO2氣體，分別加入等體積的水和NaOH溶液，比較瓶子變癟的程度。如果加入NaOH溶液的塑料瓶變癟的程度大，就說明NaOH溶液與CO2發(fā)生反應(yīng)。

圖4　塑料瓶變癟

師：同學(xué)們?cè)O(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)很有創(chuàng)意：對(duì)比明顯，現(xiàn)象直觀，材料易得，但是需要兩次實(shí)驗(yàn)操作，比較繁瑣，而且藥品用量也大。通常狀況下，1體積水溶解1體積的CO2。我們能否從定量的角度設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)，通過一次實(shí)驗(yàn)操作，就能證明二者發(fā)生反應(yīng)。請(qǐng)同學(xué)們依據(jù)我給你們提供的實(shí)驗(yàn)儀器和藥品，合作設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，探究NaOH溶液與CO2發(fā)生反應(yīng)。

圖5　探究NaOH溶液與CO2發(fā)生反應(yīng)

學(xué)生組內(nèi)討論、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，然后小組間交流實(shí)驗(yàn)方案。

生：在錐形瓶內(nèi)集滿CO2氣體，大注射器內(nèi)吸入50mL空氣，小注射器內(nèi)吸入5mL10%的NaOH溶液，將NaOH溶液慢慢推入錐形瓶內(nèi)，記錄大注射器的活塞最后停留的刻度，計(jì)算出5mL NaOH溶液吸收的CO2的體積［3］。

圖6　奇妙的活塞移動(dòng)

師：這個(gè)小組設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)很有創(chuàng)意，可是這個(gè)實(shí)驗(yàn)是否可行？實(shí)驗(yàn)是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)，那我們就來試一下吧。

生：小組內(nèi)合作探究，然后選派代表交流實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

將NaOH溶液慢慢推入錐形瓶內(nèi)，我們看到大注射器的活塞緩慢向下移動(dòng)，最后停留在0刻度處。說明大注射器內(nèi)50mL空氣全部被吸進(jìn)錐形瓶內(nèi)，也就是說5mL 10%的NaOH溶液至少吸收了50mL的CO2氣體。根據(jù)通常狀況下，CO2氣體的溶解度分析可知，5mL水大約吸收5mL CO2氣體。由此可見，NaOH溶液吸收的CO2遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于水吸收的CO2。說明NaOH溶液確實(shí)能與CO2氣體發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。

師：其他堿是否也具有這些性質(zhì)？

生：堿能與部分非金屬氧化物發(fā)生反應(yīng)，生成鹽和水。

圖7　測量中和反應(yīng)過程中溶液的pH變化

4.知識(shí)深化，培養(yǎng)運(yùn)用圖像表達(dá)化學(xué)信息和獲取化學(xué)信息的能力

師：怎樣證明NaOH溶液和稀鹽酸發(fā)生中和反應(yīng)？

生（回顧教材實(shí)驗(yàn)）：向滴有酚酞溶液的NaOH溶液中滴加稀鹽酸，溶液由紅色逐漸變淺，最后變成無色，證明NaOH溶液與稀鹽酸發(fā)生中和反應(yīng)。

師：可是這個(gè)實(shí)驗(yàn)并不能讓我們直觀的感受溶液酸堿度的變化，及溶液中物質(zhì)成分的變化。怎樣測定溶液的酸堿度？

生：使用pH試紙測定溶液的酸堿度。

師：使用pH試紙測定中和反應(yīng)過程中溶液的酸堿度，操作繁瑣。我們可以利用pH計(jì)測定實(shí)驗(yàn)過程中溶液pH的變化，操作更簡便，現(xiàn)象更直觀。

我在注射器內(nèi)抽取50mL滴有石蕊溶液的稀鹽酸，逐滴加入NaOH溶液中，請(qǐng)同學(xué)們觀察pH計(jì)的數(shù)值變化，記錄加入稀鹽酸的體積和對(duì)應(yīng)溶液的pH及溫度。

師：通過溫度變化，你能獲得什么信息？

生：pH﹥7時(shí)，隨著加入鹽酸的增多，溶液的溫度逐漸升高，pH﹤7時(shí)，隨著加入鹽酸的增多，溶液的溫度逐漸降低，說明中和反應(yīng)是放熱反應(yīng)。

師：請(qǐng)同學(xué)們根據(jù)加入稀鹽酸的體積和溶液的pH變化關(guān)系，畫出圖像，分析溶液中不同階段的物質(zhì)成分。

生：展示畫出的圖像，分析圖像。

A處溶液中含有NaOH和NaCl兩種溶質(zhì)，即滴加的鹽酸不足。

B處溶液中含有NaCl一種溶質(zhì)，即滴加的鹽酸和NaOH恰好完全反應(yīng)。

C處溶液中含有HCl和NaCl兩種溶質(zhì)，即滴加的鹽酸過量。

師：請(qǐng)同學(xué)們觀看中和反應(yīng)的微觀反應(yīng)動(dòng)畫，理解中和反應(yīng)的實(shí)質(zhì)。

生：觀看動(dòng)畫，總結(jié)中和反應(yīng)的實(shí)質(zhì)。

中和反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是，酸中的H+和堿中的OH-結(jié)合，生成水的過程。所以其它的酸和堿也能發(fā)生中和反應(yīng)，生成鹽和水。

5.總結(jié)提升，培養(yǎng)反思與交流的學(xué)習(xí)習(xí)慣

師：沒有總結(jié)，就沒有提升。請(qǐng)同學(xué)們根據(jù)本節(jié)課和上一節(jié)課的復(fù)習(xí)，構(gòu)建本單元的思維導(dǎo)圖。

生：交流合作畫出思維導(dǎo)圖，并展示。上圖是部分學(xué)生畫出的思維導(dǎo)圖。

師：本節(jié)課你學(xué)會(huì)了什么方法，提升了哪些能力，還有什么困惑？

生1：體驗(yàn)了實(shí)驗(yàn)探究的快樂，學(xué)會(huì)了檢驗(yàn)溶液酸堿性及酸堿度的方法。

生2：學(xué)會(huì)了轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)法和定量實(shí)驗(yàn)法來認(rèn)識(shí)物質(zhì)變化。

生3：提升了與同學(xué)之間的交流與合作的能力及實(shí)驗(yàn)反思能力。

生4：酸堿中和反應(yīng)的過程中，溶液的pH為什么從堿性突然變化到酸性？

師：這位同學(xué)觀察的很仔細(xì)，這個(gè)問題主要涉及到大家將在高中學(xué)習(xí)的酸堿中和滴定知識(shí)，請(qǐng)同學(xué)們課后通過討論、查閱資料等方式來解決這個(gè)問題，請(qǐng)各小組將你們的答案張貼在后黑板上，互相學(xué)習(xí)。

二、教學(xué)反思與自我評(píng)價(jià)

1.摒棄傳統(tǒng)模式，優(yōu)化教學(xué)過程

摒棄復(fù)習(xí)課的傳統(tǒng)模式，設(shè)置真實(shí)生動(dòng)的實(shí)驗(yàn)探究情景，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用實(shí)驗(yàn)視覺進(jìn)行化學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)和深化，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性，有效地轉(zhuǎn)換教和學(xué)的方式，彰顯學(xué)生的主體地位。

2.引入定量實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)定量意識(shí)和創(chuàng)新精神

成功地改進(jìn)和創(chuàng)新教材中的實(shí)驗(yàn)，融入更多的教育功能。尤其是定量實(shí)驗(yàn)的引入，將不可見的物質(zhì)微觀變化，轉(zhuǎn)化為可見的宏觀現(xiàn)象來認(rèn)識(shí)物質(zhì)變化，培養(yǎng)了學(xué)生的定量意識(shí)和發(fā)散思維能力。

3.拓展實(shí)驗(yàn)資源，提高科學(xué)探究能力

巧用實(shí)驗(yàn)替代品和先進(jìn)的現(xiàn)代儀器，開闊了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)視野，也讓學(xué)生深切地感受到科學(xué)和生活、社會(huì)的緊密聯(lián)系，有效地增強(qiáng)學(xué)生的探究欲望，提高學(xué)生的科學(xué)探究能力。

參考文獻(xiàn)

［1］中華人民共和國教育部.義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2011版）.［M］.北京：北京師范大學(xué)出版社，2012：1-2

［2］陳立銘，李德前.基于量的角度設(shè)計(jì)“氫氧化鈉溶液與二氧化碳反應(yīng)”的實(shí)驗(yàn)［J］.化學(xué)教育，2014，（23）：50-51

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2016.03.027

文章編號(hào)：1008-0546（2016）03-0076-03

中圖分類號(hào)：G633.8

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B