1、問題探究和創(chuàng)新實驗融入課堂的高中化學教學案例 金屬與水的反應(賀州高級中學 劉佩瑜 542800)【案例課題】現行人教版化學必修1的第三章的第一節(jié)金屬的化學性質第二課時金屬與水的反應；課型：新課（隨堂實驗課）。【案例背景】學生情況：1、基礎知識角度：通過初中的學習，學生能熟練地背誦金屬活動順序表，對金屬與酸的反應有初步的認識。前兩章的學習，讓學生有了一定的化學理論基礎，雖初次接觸金屬與水的反應，但學習的難度并不大。2、實驗技能角度：（1）鈉與水的實驗：首先，從實驗學化學的學習為開展學生實驗做好了充分的準備；第二，學生具備了一定的化學實驗操作技能，對做實驗興趣濃厚，參與實驗探究的積極性較高；最后

2、，改進后的鈉與水的實驗操作簡單、安全、現象明顯，大部分學生在老師的引導下能很好地完成實驗。（2）鐵與水蒸氣的實驗：設計實驗裝置對學生來說較困難。教師通過發(fā)現問題解決問題的模式引導探究最佳設計方式，并提供改進后的實驗方案，學生小組實驗是可以完成的，能讓體驗實驗成功的快樂，感受實驗創(chuàng)新設計的魅力。3、學生可能遇到的困難和問題：（1）學生觀察能力不足，對實驗現象的觀察還不夠全面；（2）語言表達能力不足，化學用語不規(guī)范；（3）知識遷移運用能力不足，解決實際問題的能力有待培養(yǎng)和提高。教師情況：（1）筆者是韋革玲老師主持的課題（課題編號：2011C043）廣西教育科學“十二五”規(guī)劃課題“多媒體輔助高中化學

3、實驗教學實踐研究”的成員，課題圓滿結題；（2）參加過2007年廣西優(yōu)質課比賽和2015年廣西實驗創(chuàng)新大賽，并獲得較好的成績。（3）從教十年，能慎密地組織小組合作學習，能嫻熟運用多媒體教學，能自如地駕馭實驗課堂。（4）教師提前設計導學案、課件，提交實驗器材和試劑。明確實驗的注意事項，實驗觀察點，反應原理，實驗現象；課本實驗存在問題，如何解決問題，教師事先準備實驗改進方案等。學校情況：開展隨堂實驗多年。實驗條件優(yōu)越，設備完善，實驗室配有多媒體；實驗員3名，其中一名是15年教齡的一線教師。 【案例主題】（1）通過觀察鈉與水反應的實驗，使學生學會用規(guī)范的語言準確描述實驗現象并分析產生現象的原因，通過觀

4、察、描述、記錄實驗現象培養(yǎng)學生獲取信息和初步加工信息的能力，使學生完成對鈉的相關性質的自主認識。（2）通過對鐵和水蒸氣反應實驗裝置的設計，讓學生在教師的引導下通過動手設計、 動腦思考、觀察分析、自主探究來獲取知識，完成學習目標。（3）通過動手實驗、小組交流、分享合作、科學探討等多種形式培養(yǎng)學生的觀察能力、思維能力和創(chuàng)新能力，體會實驗在化學研究中的作用。（4）運用比較和歸納的方法，發(fā)現金屬與水反應的一般規(guī)律，讓學生逐步掌握學習元素化合物知識的一般方法。（5）通過對比教材裝置和改進實驗，提高學生的對實驗的評價能力和激發(fā)學生創(chuàng)新能力?！景咐O計】環(huán)節(jié)一：巧設情景，激發(fā)學習激情課前準備：教師下載201

5、5年5月的“第一時間-遼寧第一關注 藥廠爆炸 鈉遇雨水 反應有點大”的新聞視頻。情景導入：播放遼寧的火災視頻 ，引入金屬鈉與水反應的課題。學生聆聽和觀察新聞，并思考導學案設計的第一題 “為什么火災現場附近有金屬鈉讓消防人員感到可怕？” 通過這樣的生活實例，培養(yǎng)學生提煉問題的能力。把握契機 ，對學生進行適當的實驗安全教育。教師明在課件和導學案中呈現實驗要求與注意事項 ，特意用粗體紅字提醒 。環(huán)節(jié)二 ：鈉與水反應的實驗探究課前準備：把方案提交給學校實驗員，準備實驗器材；全班分成四組 ，并分發(fā)導學案和實驗方案 ，一人一份；教師事先把這兩個方案的實驗視頻鏈接到課件中（總結實驗現象時再次呈現，讓多媒體輔

6、助實驗教學，讓所有同學看到兩種方案實驗的現象）圖一 試管夾燒杯水橡皮管止水夾膠塞注射針頭破底試管金屬鈉尖嘴管圖二改進實驗說明：在大頭針上插上一顆綠豆大的金屬鈉，然后把破試管移入裝有水的燒杯中，打開止水夾，水和鈉相遇，關閉止水夾，金屬鈉反應完全后，打開止水夾點燃氣體或把破試管移向試管（如圖三）。并要求學生完成導學案的第二題的4個問題。1、首先認真閱讀實驗注意事項和要求后，然后完成鈉與水的實驗并完成下表 。實驗現象并簡述原因小組合作 ，討論交流 ，完成第2、3、4小題 。2、由鈉與水反應實驗總結鈉的物理性質：_。3、根據實驗現象推測反應產物 ，并書寫化學反應方程式 ：_。4、請評價兩個方案的優(yōu)劣：

7、_。要求學生完成實驗后舉手示意，學生實驗用時約2分鐘。教師觀察到所有學生實驗完畢后，鼓勵學生自薦上臺匯報實驗結果，學生匯報時教師播放對應方案無音頻的實驗視頻。通過學生小組實驗培養(yǎng)學生合作精神、實驗操作能力和觀察能力；通過第2小題提高學生歸納總結能力；通過第3小題訓練學生的獲取信息和對信息加工的能力。最后通過匯報，培養(yǎng)學生的膽量和語言表達能力，教師當堂糾正，讓學生學會用規(guī)范的語言準備描述實驗現象和分析原因。（課后收集導學案批閱）環(huán)節(jié)三 呼應情景，解決問題以一張圖片呈現火災現場和第一題思考“為什么火災現場附近有金屬鈉讓消防人員感到可怕？”學以致用，鈉與雨水劇烈反應，且反應放熱和生成了可燃性氣體氫氣

8、。趁熱打鐵，請小組內或小組間討論消防員如何解除危機？引導學用新學知識指導生活生產實際，從化學走進生活，感悟化學和生活的密切聯系，激發(fā)學生學習化學的熱情，增強學好化學、服務社會的責任感和使命感。乘勝追擊，實驗室金屬鈉的保存方式。進一步理解第一課時中提到的金屬鈉的保存在煤油中或石蠟密封。環(huán)節(jié)四 發(fā)現問題，探究方案 課前準備：向實驗員提交課本50頁科學探究實驗的器材和試劑，要求準備一套放講臺，且檢查好氣密性、組裝好并加好了藥品。設計探究：教師演示教材實驗，實驗失敗。猜測一、鐵與水蒸氣不反應。猜測二、實驗失敗。鈉與水的實驗改進為鐵與水蒸氣反應實驗改進做了鋪墊。引導學生發(fā)現課本設計方案存在的問題，試管易

9、破裂，棉花易焦化，反應現象不明顯。讓學生比較鐵與鈉活潑性，因初中已學的金屬活動順序性，故學生能輕松說出鐵不如鈉活潑。教師順勢提出活性越差反應越困難的觀點。因學生在初中對比學習鐵、鋅、鎂與稀鹽酸反為快慢和劇烈程度，故能接受此觀點。為了更好引導學生解決問題和分步完成實驗設計，導學案設計如下：1、試管為什么破裂，如何避免？2、棉花的作用，尋找可替代棉花的物品。3、現象不明顯的原因？如何解決？旨在創(chuàng)設“低起點，多臺階，高落點”的學習途徑，從而降低了實驗裝置設計的難度，突破難點。給學生4分鐘，小組討論，在導學案中畫出設計方案。教師收集，課后批閱，評價方案，加以表揚，并鼓勵去實驗室實踐。環(huán)節(jié)五 鐵與水蒸氣

10、的實驗探究課前準備：一周前，要求學每組自己動手做吹泡器和燈罩；向實驗員提交課本50頁科學探究實驗改進后的器材和試劑，棉線事先塞好。教師講解：教師借助課件一一回答這些問題。1、試管破裂是原因是水進入了加熱區(qū)，冷熱相遇，試管破裂。解決方法，水在加熱區(qū)的下方。2、棉花供水，濕度不易控制，吸水量有限。解決辦法，用塞有棉線的玻璃管代替，玻璃管可以自由加水，水在張力的作用下運輸到鐵粉上方的棉線；棉花易焦化的問題，換成棉線后，棉線的著火點1500C ,水的沸點1000C ，水沸騰時吸收熱量，溫度維持不變，未達到棉線的著火點，棉線不燃燒，原理同紙鍋燒水。3、現象不明顯可能反應溫度低，生成氣體少。解決辦法，用燈

11、罩聚集火焰，提高溫度；用發(fā)泡劑集聚氣體。實驗探究：教師在導學案中提供實驗方案（如圖三），小組實驗，改進后實驗約2分鐘完成，明顯有趣的實驗現象，讓學生明白鐵與水蒸氣是可以反應的且生成了氫氣。改進后，操作簡單、安全，激發(fā)學生創(chuàng)新的熱情。同時，滲透辦法比困難多的思想。 圖三最后， 發(fā)展性課后作業(yè)和再探究課題：1、將一小粒金屬鈉投入CuSO4溶液中，金屬鈉能否從CuSO4溶液中置換出單質銅？推測可能出現的現象，設計實驗加以驗證并寫出反應所涉及的化學反應方程式。2|、鐵與水蒸氣反應的固體產物是什么？如何設計實驗加以驗證并寫出反應原理方程式。 【案例評析】教學特點：本教學設計從生活中的化學導入，素材中發(fā)現

12、問題。為尋找解決方法，切入鈉與水的反應的探究，兩種實驗方案，小組合作實驗，討論完成導學案，自薦匯報實驗結果，討論評價實驗方案。一氣呵成，實驗總結后，呼應情景導入，學以致用，解決生活中的問題；鐵與水蒸氣反應的探究，發(fā)現問題，解決問題的模式探究最佳方案，教師收集并課后批閱方案，是出于方案中可能有諸多不周全，不宜立即實踐的考慮。教師提供一種較成熟的方案。學生小組實驗，簡單的操作，明顯的現象，既讓學生認識到鐵可以與水蒸氣反應，又感受到實驗創(chuàng)新的魅力。教學中突出知識之間的聯系，結合金屬活動順序表，對比金屬鈉與鐵的活性差異。通過實驗條件的差異和反應的難易程度的對比，又驗證了其活性差異，加深對知識的理解。總之，本節(jié)課基本上達到了新課標對實驗課堂的兩個要求：一是體驗科學探究的過程和問題意識的培養(yǎng)，二是化學學習的方法和終生學習能力的培養(yǎng)。運用生活素材，訓練學生的發(fā)現問題的能力；對比實驗方案，滲透方法比困難多的思想，引導學生多創(chuàng)新；學生在討論匯報實驗結果和素材提問的過程中訓練了學生的語言組織能力；多媒體輔導回放實驗，加深學生實驗印象。教學反思：批閱設計方案后發(fā)現學生的鐵與水蒸氣實驗設計不夠理想，以后的教學中應多訓練，批閱導學案后發(fā)現學生的化學方程式書寫不夠規(guī)范，以后的教學中要加強。批改課后作業(yè)，學生對第一題（將一小粒金屬鈉投入CuSO4溶液中，金屬