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化学教学有多种形式,化学实验是进行科学探究的主要方式,它的功能是其它教学手段无法取代的。实验教学有利于启迪学生的科学思维,揭示化学现象的本质。因此,教师要注意改进传统的实验教学,精心设计各种探究性实验,提高课堂教学的有效性,促使学生主动学习,逐步学会科学探究。
一、筛选探究点
“铝的重要化合物”可以做实验的知识点不少,如Al2O3的溶解性,Al2O3的两性,Al(OH)3的两性——酸式电离和碱式电离,Al(OH)3的实验室制法等。Al2O3的溶解性不需要探究,属于验证式的实验;验证Al2O3的两性的实验比较简单,探究空间不大;Al(OH)3的两性——酸式电离和碱式电离是一个重点实验,几乎每位上课的老师都会强化这个实验,可以选择各种强酸、弱酸、强碱、弱碱让学生实验,最后得出结论:Al(OH)3既能溶于强酸,又能溶于强碱。Al(OH)3的实验室制法是一个开放性的实验,比如Al(OH)3的酸式电离和碱式电离以及前一章学到的盐类水解的内容,都有多种方法探究制备Al(OH)3,若选择这个实验,在老师的正确引导下,生成性应该会比较强。我最终选择了Al(OH)3的实验室制法来引导学生探究,把这个实验作为一个载体对学生进行能力的训练。
二、课堂案例
(一)复习旧知
学生回顾氢氧化铝的两性问题:
氢氧化铝具有酸性,因为能电离出少量氢离子,偏铝酸根离子和水,这叫它的酸式电离;它具有碱性,因为它能电离出少量氢氧根离子和铝离子,这是它的碱式电离。氢氧化铝在水中可发生两种形式的电离,存在两个电离平衡。
多媒体展示:H+ + AlO2_ + H2O Al(OH)3 Al3++3OH-
(二)引入新课
过渡:氢氧化铝如此的特别、重要,我们如何制取它?
多媒体展示:如何制取Al(OH)3?请同学们利用提供的试剂,分组讨论,设计至少4个方案来制备。
试剂有:Al2(SO4)3 溶液 NaOH溶液 HCl溶液 NH3.H2O溶液
教师:以同桌四个同学为一组进行讨论,讨论出至少4种以上的方法,先用方程式推理,再用实验证明可以制取。每组上来的同学不能重复讲过的方案。
分组讨论5分钟,小组抢答加分。
小组1:组员一:上黑板写出反应方程式:Al2(SO4)3+ 6NaOH=2Al(OH)3↓+3Na2SO4
组员二:做实验验证失败。(结果发现没有制得沉淀)
教师:从反应方程式来看,这个反应能制得Al(OH)3,但为什么实验没能证明呢?我们把问题留到最后讨论,下面请出下一个方案。
小组2:组员一:Al2(SO4)3+ 6NH3.H2O= 2Al(OH)3↓+3(NH4)2SO4
组员二:做实验验证。
教师:至少还有两种方法,其他组员能够想出来吗?老师提示一下:氢氧化铝除了碱式电离,还有酸式电离。
小组3:组员一:Al2(SO4)3+8NaOH(过量)=2NaAlO2+ 3Na2SO4+4H2O
AlO2-+H++H2O=Al(OH)3↓ (提示:反应物中要补H2O)
组员二:做实验验证。
教师:越到后面越难,看看谁想得出来。前面的章节我们学过的知识能不能用上?
小组4:组员一:Al2(SO4)3+8NaOH(过量)=2NaAlO2+ 3Na2SO4+4H2O
3AlO2-+ Al3++6H2O= 4Al(OH)3↓
组员二:做实验验证。
组员二:解说利用双水解。
(掌声)
教师:太棒了,能够运用之前学习的知识来解决这节课的问题。还能想出其他的制法吗?
学生:老师,可以用到其他试剂吗?
教师:不能。只提供了以上4种试剂。
学生:可以吹气吗?
教师:可以。好,请你上来试试。(期待)
小组5:组员一:NaOH+CO2=Na2CO3+H2O(向氢氧化钠中吹气)
3CO32-+2Al3++3H2O =3CO2↑+ 2Al(OH)3↓
组员二:做实验验证成功。
(热烈掌声)
教师:这个制法老师都没想到,太有创意了,为这组的同学感到骄傲;也为做实验的同学敢于大胆尝试的精神鼓掌。
同学们想出了5种氢氧化铝的制法,那么,哪种制法是实验室常用的呢?在解答这个问题之前,我们先解决前面遗留的那个问题——为什么第一小组的同学没有把氢氧化铝制取出来?Al2(SO4)3+ NaOH=Al(OH)3↓+Na2SO4这个反应是正确的啊!
学生:因为氢氧化钠滴多了!
教师:滴多了会怎么样?
学生:氢氧化铝会溶于过量的氢氧化钠。
教师:非常好。大家把两性氢氧化物的概念再读一遍:既能溶于强碱又能溶于酸生成盐和水的氢氧化物叫做两性氢氧化物。
那么用什么碱来制取好呢?
学生:弱碱
教师:请问哪个小组的制法是最方便的实验室制法?
学生:第二组。
板书:3. Al(OH)3的实验室制法
Al2(SO4)3+ 6NH3.H2O= Al(OH)3↓+3(NH4)2SO4
三、关于探究实验的思考
1.在化学课堂中进行的化学实验,应具有探究价值,这是提高课堂高效性的基础。有没有探究价值,是针对作为化学实验教学主体的学生而言的。问题过易或过难都没有探究价值,同时还应考虑所在学校是否具备进行实验探究的条件,否则有价值的问题也只是有潜在的价值,而没有现实的价值。本课选择的实验有较大的思维发散空间,实验试剂是实验室常用试剂,易于得到,为学生分组实验提供了条件。
2.新课程理念下的化学实验探究,要求教师为学生创造质疑、提问的机会,留给学生独立思考的时间和空间。教师要激励学生大胆质疑,勇于求异,对敢于质疑的学生要给予及时的肯定和表扬。教师要努力建立一种平等、信任、理解、宽松的课堂教学气氛,让学生消除思想障碍,让问题成为学生感知和思维的对象,使学生在问题中求知,在问题中发展。本课中教师很少有解释性或者结论性的语言,更多的是提示、引导、鼓励、倾听。把更多的时间留给学生探究、讨论和学生互评,体现了学生了主体地位。从课堂效果上看,不仅实现了知识与技能的目标,更是在实验过程中是实现了过程与方法、情感态度与价值观的更高层次的目标。
一、筛选探究点
“铝的重要化合物”可以做实验的知识点不少,如Al2O3的溶解性,Al2O3的两性,Al(OH)3的两性——酸式电离和碱式电离,Al(OH)3的实验室制法等。Al2O3的溶解性不需要探究,属于验证式的实验;验证Al2O3的两性的实验比较简单,探究空间不大;Al(OH)3的两性——酸式电离和碱式电离是一个重点实验,几乎每位上课的老师都会强化这个实验,可以选择各种强酸、弱酸、强碱、弱碱让学生实验,最后得出结论:Al(OH)3既能溶于强酸,又能溶于强碱。Al(OH)3的实验室制法是一个开放性的实验,比如Al(OH)3的酸式电离和碱式电离以及前一章学到的盐类水解的内容,都有多种方法探究制备Al(OH)3,若选择这个实验,在老师的正确引导下,生成性应该会比较强。我最终选择了Al(OH)3的实验室制法来引导学生探究,把这个实验作为一个载体对学生进行能力的训练。
二、课堂案例
(一)复习旧知
学生回顾氢氧化铝的两性问题:
氢氧化铝具有酸性,因为能电离出少量氢离子,偏铝酸根离子和水,这叫它的酸式电离;它具有碱性,因为它能电离出少量氢氧根离子和铝离子,这是它的碱式电离。氢氧化铝在水中可发生两种形式的电离,存在两个电离平衡。
多媒体展示:H+ + AlO2_ + H2O Al(OH)3 Al3++3OH-
(二)引入新课
过渡:氢氧化铝如此的特别、重要,我们如何制取它?
多媒体展示:如何制取Al(OH)3?请同学们利用提供的试剂,分组讨论,设计至少4个方案来制备。
试剂有:Al2(SO4)3 溶液 NaOH溶液 HCl溶液 NH3.H2O溶液
教师:以同桌四个同学为一组进行讨论,讨论出至少4种以上的方法,先用方程式推理,再用实验证明可以制取。每组上来的同学不能重复讲过的方案。
分组讨论5分钟,小组抢答加分。
小组1:组员一:上黑板写出反应方程式:Al2(SO4)3+ 6NaOH=2Al(OH)3↓+3Na2SO4
组员二:做实验验证失败。(结果发现没有制得沉淀)
教师:从反应方程式来看,这个反应能制得Al(OH)3,但为什么实验没能证明呢?我们把问题留到最后讨论,下面请出下一个方案。
小组2:组员一:Al2(SO4)3+ 6NH3.H2O= 2Al(OH)3↓+3(NH4)2SO4
组员二:做实验验证。
教师:至少还有两种方法,其他组员能够想出来吗?老师提示一下:氢氧化铝除了碱式电离,还有酸式电离。
小组3:组员一:Al2(SO4)3+8NaOH(过量)=2NaAlO2+ 3Na2SO4+4H2O
AlO2-+H++H2O=Al(OH)3↓ (提示:反应物中要补H2O)
组员二:做实验验证。
教师:越到后面越难,看看谁想得出来。前面的章节我们学过的知识能不能用上?
小组4:组员一:Al2(SO4)3+8NaOH(过量)=2NaAlO2+ 3Na2SO4+4H2O
3AlO2-+ Al3++6H2O= 4Al(OH)3↓
组员二:做实验验证。
组员二:解说利用双水解。
(掌声)
教师:太棒了,能够运用之前学习的知识来解决这节课的问题。还能想出其他的制法吗?
学生:老师,可以用到其他试剂吗?
教师:不能。只提供了以上4种试剂。
学生:可以吹气吗?
教师:可以。好,请你上来试试。(期待)
小组5:组员一:NaOH+CO2=Na2CO3+H2O(向氢氧化钠中吹气)
3CO32-+2Al3++3H2O =3CO2↑+ 2Al(OH)3↓
组员二:做实验验证成功。
(热烈掌声)
教师:这个制法老师都没想到,太有创意了,为这组的同学感到骄傲;也为做实验的同学敢于大胆尝试的精神鼓掌。
同学们想出了5种氢氧化铝的制法,那么,哪种制法是实验室常用的呢?在解答这个问题之前,我们先解决前面遗留的那个问题——为什么第一小组的同学没有把氢氧化铝制取出来?Al2(SO4)3+ NaOH=Al(OH)3↓+Na2SO4这个反应是正确的啊!
学生:因为氢氧化钠滴多了!
教师:滴多了会怎么样?
学生:氢氧化铝会溶于过量的氢氧化钠。
教师:非常好。大家把两性氢氧化物的概念再读一遍:既能溶于强碱又能溶于酸生成盐和水的氢氧化物叫做两性氢氧化物。
那么用什么碱来制取好呢?
学生:弱碱
教师:请问哪个小组的制法是最方便的实验室制法?
学生:第二组。
板书:3. Al(OH)3的实验室制法
Al2(SO4)3+ 6NH3.H2O= Al(OH)3↓+3(NH4)2SO4
三、关于探究实验的思考
1.在化学课堂中进行的化学实验,应具有探究价值,这是提高课堂高效性的基础。有没有探究价值,是针对作为化学实验教学主体的学生而言的。问题过易或过难都没有探究价值,同时还应考虑所在学校是否具备进行实验探究的条件,否则有价值的问题也只是有潜在的价值,而没有现实的价值。本课选择的实验有较大的思维发散空间,实验试剂是实验室常用试剂,易于得到,为学生分组实验提供了条件。
2.新课程理念下的化学实验探究,要求教师为学生创造质疑、提问的机会,留给学生独立思考的时间和空间。教师要激励学生大胆质疑,勇于求异,对敢于质疑的学生要给予及时的肯定和表扬。教师要努力建立一种平等、信任、理解、宽松的课堂教学气氛,让学生消除思想障碍,让问题成为学生感知和思维的对象,使学生在问题中求知,在问题中发展。本课中教师很少有解释性或者结论性的语言,更多的是提示、引导、鼓励、倾听。把更多的时间留给学生探究、讨论和学生互评,体现了学生了主体地位。从课堂效果上看,不仅实现了知识与技能的目标,更是在实验过程中是实现了过程与方法、情感态度与价值观的更高层次的目标。