“金屬的化學性質(zhì)”一課的教學實錄

周云云

摘要：以金屬的化學性質(zhì)教學為例，闡述基于化學新課標的實驗探究課的教學設(shè)計。從學生已有知識和經(jīng)驗出發(fā)，圍繞“金屬化學性質(zhì)”“金屬活動性順序”兩大核心內(nèi)容，通過“創(chuàng)設(shè)情境，引入新課“實驗探究，建構(gòu)規(guī)律”和“課堂小結(jié)，延伸生活”等環(huán)節(jié)激發(fā)學習興趣，引導學生自主學習。通過思維活動主動構(gòu)建新的知識體系，從中獲得方法和能力的提升、發(fā)展學科核心素養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：金屬的化學性質(zhì)；化學新課標；實驗探究；核心素養(yǎng)

文章編號：1008-0546（ 2022）llx-0054-05

中圖分類號：G632.41

文獻標識碼：B

doi： 10.3969/j .issn.1008-0546.2022.llx.014

一、設(shè)計理念

《義務(wù)教育化學課程標準（2022年版）》（以下簡稱新課標）倡導從學生已有的經(jīng)驗出發(fā)，使學生在熟悉的生活情境中感受金屬的重要性，注重引導學生通過觀察和實驗探究活動，了解鎂、鋅、鐵、銅等金屬的化學性質(zhì)，能運用金屬的化學性質(zhì)解釋一些與日常生活有關(guān)的化學問題。[1]內(nèi)容中涉及的金屬大都是日常生活中常見的，以學生的生活和社會體驗為基礎(chǔ)，創(chuàng)設(shè)活動情境，帶領(lǐng)學生設(shè)計實驗，在實驗中發(fā)現(xiàn)問題，引導學生從已有的經(jīng)驗和知識背景出發(fā)，建構(gòu)新的知識體系和認識物質(zhì)的方法模型。學生在探究中，體驗到成功的樂趣，實現(xiàn)價值感和成就感?；诖?，筆者開展了以“金屬的化學性質(zhì)”為例，通過“問題引入一實驗探究一分析總結(jié)一應(yīng)用規(guī)律”的探究形式，引導學生建構(gòu)金屬的通性、置換反應(yīng)等核心概念，學會和運用分析、推理、歸納和探究的方法。

二、教學內(nèi)容和學情分析

1．教學內(nèi)容分析

“金屬的化學性質(zhì)”是人教版《九年級化學下冊》第八單元課題2的內(nèi)容，是初中化學中學習同類物質(zhì)性質(zhì)規(guī)律的內(nèi)容。本節(jié)課是在學生學習了金屬的物理性質(zhì)后，繼續(xù)對金屬的化學性質(zhì)進行探索。學生已經(jīng)學習了非金屬元素氧氣、碳及其化合物的知識，也了解了一些金屬的化學性質(zhì)，本節(jié)課是在原有知識的基礎(chǔ)上對金屬的化學性質(zhì)進行較為深入、系統(tǒng)地學習，使元素化合物知識更加完整。它側(cè)重于對金屬的化學性質(zhì)的探究，利用其性質(zhì)解釋生活中的一些問題，讓學生在獲得知識的同時，提高解決實際問題的能力。學好本節(jié)課可以為以后學習酸、堿、鹽打下良好的基礎(chǔ)。

2．學生情況分析

知識上，前面學習了鎂、鐵等金屬在氧氣中的反應(yīng)，具備了一定的知識基礎(chǔ)；能力上，隨著學習的深入，學生有了一定的探究、研究問題的能力，但比較、概括、歸納等能力還不夠；心理特征上，初三學生好奇、好動、好強，他們樂于在活動中學習。因此，在教學中，本節(jié)課接近學生生活的實際問題，在學生原有知識結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，以生活中使用最多的金屬鐵來類比實驗探究其他金屬，加強對“學習同類物質(zhì)性質(zhì)規(guī)律的方法模型”的認識，充分體現(xiàn)“化學來源于生活”。

三、教學目標

1．知道常見金屬與氧氣的反應(yīng)，認識不同金屬的活潑性存在差異；認識常見金屬與稀鹽酸、稀硫酸的反應(yīng)，歸納得出置換反應(yīng)的概念；初步學會運用金屬是否能和稀鹽酸、稀硫酸反應(yīng)判斷金屬活動性強弱；[2]認識常見金屬與某些金屬化合物溶液反應(yīng)，知道活動性強的金屬能把活動性弱的金屬從它的化合物溶液中置換出來。[3，4]能運用金屬的化學性質(zhì)解釋一些與日常生活有關(guān)的化學問題。

2．通過探究金屬的化學性質(zhì)，使學生進一步認識科學探究的意義，學習科學探究的方法，培養(yǎng)學生獲取、表達、加工、運用信息的能力；通過活動初步建立以類別研究物質(zhì)性質(zhì)的一般思路和方法。

3．通過金屬化學性質(zhì)的探究活動，發(fā)展學生學習興趣，增強學生探究欲望，發(fā)展學生善于合作、勤于思考、嚴謹求實的科學精神。了解化學與日常生活和生產(chǎn)的密切關(guān)系。[4]

四、教學實錄

1．創(chuàng)設(shè)情境，引入新課

[投影]短視頻“美麗的煙花”。

[學生]很好奇。

[教師]這么漂亮的煙花與金屬的性質(zhì)是分不開的。下面我們用鐵粉現(xiàn)場自制煙火。

[演示實驗]將鐵粉灑在酒精燈的火焰上。

[學生]很興奮。

[教師]今天這節(jié)課我們就以鐵為例，一起來探究金屬的化學性質(zhì)。

[設(shè)計分析]一個新穎、精致的開頭會給人留下難以忘懷的印象，通過創(chuàng)設(shè)恰當?shù)那榫澈蜖I造積極的學習氛圍，使學生對學習活動本身感興趣，從而激活學生的思維，激活課堂。本節(jié)課以“美麗的煙花”創(chuàng)設(shè)生活情境，輔以趣味實驗“鐵粉燃燒”，使學生一進入課堂就被深深地吸引。

2．實驗探究，建構(gòu)規(guī)律

活動探究1：金屬與氧氣的反應(yīng)

[教師]在剛才的“鐵粉實驗”中，什么現(xiàn)象讓你印象深刻？

[學生]火星四射。

[教師]說明了鐵粉在什么物質(zhì)中可以燃燒？

[學生]空氣中。

[教師]是和空氣中什么物質(zhì)發(fā)生了反應(yīng)？

[學生]氧氣。

[教師]請在學案中寫出反應(yīng)的化學方程式。

[學生]3Fe+2O2=點燃=Fe3O4

[教師]其他金屬能與氧氣反應(yīng)嗎？

[學生]能。

[教師]比如哪些金屬能與氧氣反應(yīng)？

[學生]鎂、銅、汞。

[教師]這是老師從實驗室拿來的鎂條，它的表面有什么奇怪的現(xiàn)象？

[學生]表面發(fā)黑。

[教師]鎂條原本是什么顏色？

[學生]銀白色。

[教師]為什么表面會發(fā)黑呢？

[學生]被氧化了。

[教師]說明鎂在什么條件下就能被氧化？

[學生]常溫下。

[教師]也就是說鎂在常溫下就可以和什么物質(zhì)反應(yīng)？

[學生]氧氣。

[教師]有什么辦法脫去鎂條表面的黑色外衣？

[學生]用砂紙打磨。

[演示實驗]用砂紙打磨鎂條表面。

[教師]請在學案中寫出反應(yīng)的化學方程式。

[學生]2Mg+O2=2MgO

[教師]剛才同學們還提到銅也可以和氧氣反應(yīng)，回憶一下這個反應(yīng)會看到什么現(xiàn)象？

[學生]紅色固體變成黑色。

[教師]請在學案中寫出反應(yīng)的化學方程式。

[學生]2Cu+O2=2Cu0

[教師]其實日常生活中還有一種常見的金屬鋁，鋁制品具有很好的抗腐蝕性能。為什么鋁制品會具有很好的抗腐蝕性能呢？下面通過實驗來研究一下，請同學們仔細觀察鋁片的變化。

[播放視頻]在空氣中加熱鋁箔。

[教師]鋁箔發(fā)生了什么變化？

[學生]鋁箔熔化變成了液體，但是沒有滴落下來．被表面的一層膜包裹著。

[教師]這層膜是什么呢？

[學生]氧化鋁膜。

[教師]這層氧化鋁膜是怎么形成的？

[學生]鋁與空氣中的氧氣反應(yīng)形成的。

[教師]表面的氧化鋁膜有沒有熔化？

[學生]沒有熔化。

[教師]里面的鋁熔化了，說明了什么？

[學生]說明了氧化鋁膜的熔點比鋁要高，甚至比酒精燈火焰的溫度還要高。

[教師]里面的鋁熔點比較低，熔化成液體，為什么滴落不下來？說明表面的氧化鋁膜還有什么特點？

[學生]緊、密。

[教師]能不能換成更好的詞語？請翻開課本第9頁找到這個詞語。

[學生]致密。

[教師]其實鋁在常溫下就可以與氧氣發(fā)生反應(yīng)。請在學案中寫出反應(yīng)的化學方程式，書寫時注意鋁元素化合價。

[學生]4Al+3O2=2Al2O3

[教師]通過剛才的學習，現(xiàn)在你能解釋為什么鋁制品具有很好的抗腐蝕性能嗎？

[學生]常溫下鋁和氧氣反應(yīng)，表面生成一層致密的氧化鋁保護膜，從而阻止鋁進一步被氧化。

[教師]是不是所有的金屬都可以與氧氣反應(yīng)呢？

[教師]中國有句古語“真金不怕火煉”，這句話蘊含的化學原理是什么？

[學生]金的化學性質(zhì)很不活潑，在高溫下也不與氧氣反應(yīng)。

[教師]由此可見，大多數(shù)金屬都可以與氧氣反應(yīng)。這是金屬的第一條化學性質(zhì)。

這些金屬與氧氣反應(yīng)有沒有什么差別呢？

[學生]金屬與氧氣反應(yīng)的難易和劇烈程度不同。

[教師]我們可以根據(jù)金屬與氧氣反應(yīng)的難易和劇烈程度不同初步來判斷金屬的活潑性。

[學生]比較活潑的是：鎂、鋁；其次是：鐵、銅；金最不活潑。

[設(shè)計分析]本系列活動是基于學生已有的知識基礎(chǔ)，設(shè)置層層問題，一步步引導學生從反應(yīng)條件、實驗現(xiàn)象等進行認真對比和分析，使學生深刻感受到“金屬與氧氣反應(yīng)”的規(guī)律性和差異性，同時也為后面探究金屬活動性順序作鋪墊。

活動探究2：金屬與酸的反應(yīng)

[教師]鐵可以和氧氣反應(yīng)，能不能與其他物質(zhì)反應(yīng)？

[教師]網(wǎng)上熱傳一個視頻，某品牌的麥片充分溶解后，用磁鐵去吸，竟然吸出了鐵粉。

[學生]觀看視頻。

[教師]該品牌的麥片中真的含有鐵粉嗎？

查看配料表發(fā)現(xiàn)確實存在鐵粉。那么鐵粉進入人體后，能否被人體消化吸收呢？

[資料卡片]少量的鐵進入人體后，會和胃酸作用生成亞鐵離子被人體吸收。

[教師]胃液中的酸主要是鹽酸，我們現(xiàn)場做一下這個實驗。

[演示實驗]在盛有鐵絲的試管中加入鹽酸，注意觀察鐵絲表面的現(xiàn)象。

[學生]鐵絲表面產(chǎn)生大量的氣泡。

[教師]猜測一下是什么氣體？

[學生]氫氣。

[教師]依據(jù)是什么？

[學生]元素守恒。

[教師]能試著寫出對應(yīng)的化學方程式嗎？注意反應(yīng)后鐵元素化合價。

[學生]Fe+2HCl=FeCl2+H2↑

[教師]隨著反應(yīng)的進行，溶液會變成淺綠色。

[教師]鐵可以與酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣，其他金屬能與酸反應(yīng)嗎？

[分組實驗]學生做金屬鎂、鋅、鐵、銅與稀鹽酸反應(yīng)實驗。

[教師]仔細觀察金屬表面有什么現(xiàn)象？現(xiàn)象有何不同？

[學生]鎂、鋅、鐵表面都有氣泡產(chǎn)生，銅表面沒有氣泡。

[教師]鎂、鋅、鐵表面都有氣泡，有沒有不一樣的？

[學生]相同時間內(nèi)鎂表面產(chǎn)生的氣泡多，其次是鋅，最后是鐵。

[教師]相同時間內(nèi)產(chǎn)生的氣泡多少其實就是什么不一樣？

[學生]產(chǎn)生氣泡的速率不一樣。

[教師]其他組的實驗現(xiàn)象都一樣嗎？

[學生]一樣。

[教師]產(chǎn)生的氣體還是氫氣嗎？我們來實驗驗證一下。

[演示實驗]向裝有鎂條的試管中加入稀鹽酸，用燃燒的木條放在試管口，觀察現(xiàn)象。

[學生]聽到尖銳的爆鳴聲。

[教師]說明這種可燃性氣體確實是氫氣。請寫出鎂、鋅、鐵分別與稀鹽酸、稀硫酸反應(yīng)的化學方程式，書寫時注意元素化合價。

[教師]值得注意的是：鐵與稀硫酸反應(yīng)后生成物的名稱是什么？

[學生]硫酸亞鐵，其中鐵的化合價是+2價。

[教師]是不是所有的金屬都與酸反應(yīng)？

[學生]銅與酸不反應(yīng)。

[小結(jié)]部分金屬會和稀鹽酸、稀硫酸反應(yīng)。這是金屬的第二條化學性質(zhì)。

[教師]觀察這些金屬能與酸反應(yīng)的化學方程式，你能從物質(zhì)的類別角度分析反應(yīng)物、生成物有什么特點嗎？

[學生]反應(yīng)物分別是單質(zhì)和化合物，生成物也分別是單質(zhì)和化合物。

[教師]我們把一種單質(zhì)與一種化合物反應(yīng)，生成另一種單質(zhì)和另一種化合物的這類反應(yīng)叫做置換反應(yīng)。

[教師]這些金屬能與酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣，你能從置換反應(yīng)的角度分析氫氣是怎么來的嗎？

[學生]被置換出來的。

[教師]被誰置換出來的？

[學生]被這些金屬置換出來的。

[教師]誰被這些金屬置換出來生成了氫氣？

[學生]酸中的氫元素。

[教師]為什么銅放進酸里沒有氫氣生成呢？

[學生]銅不能把酸中的氫元素置換出來。

[教師]以氫作為參照，鎂、鋅、鐵這三種金屬的活動性位置排在哪？

[學生]排在氫的前面。

[教師]那銅的位置排在哪？

[學生]排在氫的后面。

[教師]所以，鎂、鋅、鐵這三種金屬的活動性比銅要強。

[教師]也就是說我們可以通過什么方法來判斷金屬的活動性強弱？

[學生]依據(jù)金屬與酸能否發(fā)生反應(yīng)來判斷。

[教師]與酸反應(yīng)的金屬和不能與酸反應(yīng)的金屬，活動性誰強誰弱？

[學生]能與酸反應(yīng)的金屬活動性比不能與酸反應(yīng)的金屬活動性要強。

[設(shè)計分析]以“麥片中的鐵粉”引入鐵與酸反應(yīng)，進而設(shè)疑“其他的金屬能否與酸反應(yīng)”，充分利用教材本身安排的“四種金屬Mg、Zn、Cu、Fe與稀鹽酸、稀硫酸進行反應(yīng)”改進成生活化實驗開展實驗探究，讓學生先通過實驗觀察獲得感性認識，再引導學生從置換反應(yīng)的角度分析、比較、概括和歸納，深化對金屬活動性強弱的理解，為后面學習金屬活動順序表時，為什么會出現(xiàn)氫元素打下基礎(chǔ)。

活動探究3：金屬與其他金屬化合物溶液的反應(yīng)

[教師]古語記載“曾青得鐵則化為銅”形容的是某個化學反應(yīng)的過程，你知道是哪個反應(yīng)嗎？

[學生]鐵和硫酸銅溶液的反應(yīng)。

[教師]我們現(xiàn)場還原一下這個反應(yīng)。

[演示實驗]將硫酸銅溶液倒入裝有鐵絲絨的小試管中，振蕩，觀察現(xiàn)象。

[學生]鐵絲絨表面出現(xiàn)紅色固體。

[教師]紅色物質(zhì)是什么？

[學生]銅。

[教師]請寫出對應(yīng)的化學方程式，書寫時注意鐵元素化合價。

[學生] Fe+CuSO4==FeSO4+Cu

[教師]屬于什么反應(yīng)類型？

[學生]置換反應(yīng)。

[教師]你能從置換反應(yīng)角度分析銅是怎么來的嗎？

[學生]鐵把銅從硫酸銅溶液中置換出來的。

[教師]為什么能置換出來？說明了什么。

[學生]鐵的活動性比銅要強。

[教師]也就是說，一種金屬與另一種金屬化合物溶液要能反應(yīng)，需要具備什么條件？

[學生]金屬單質(zhì)的活動性要比化合物中金屬元素的活動性強。

[教師]這是金屬的第三條化學性質(zhì)：能與某些金屬化合物溶液反應(yīng)。

[教師]如果現(xiàn)在反過來，金屬單質(zhì)是銅，溶液是硫酸亞鐵溶液，能置換嗎？能反應(yīng)嗎？

[學生]不能置換，不能反應(yīng)。

[教師]為什么？

[學生]銅的金屬活動性比鐵弱。

[教師]也就是說，雖然不能反應(yīng)但是同樣可以判斷金屬的活動性強弱?，F(xiàn)在你能總結(jié)一下還有什么方法可以判斷金屬活動性強弱嗎？

[學生]根據(jù)金屬能否與其他金屬化合物溶液反應(yīng)來判斷。

[教師]如果有兩種金屬，分別是A金屬、B金屬，要比較它們的活動性強弱，你可以怎么比較？

[學生]A金屬與B金屬的化合物溶液放在一起看是否反應(yīng)，或B金屬與A金屬的化合物溶液放在一起看是否反應(yīng)。

[教師]若A金屬放在B金屬化合物溶液中能反應(yīng)，說明什么？

[學生]說明A金屬活動性比B要強。

[教師]那B金屬放入A金屬化合物溶液中不能反應(yīng)，又說明什么？

[學生]說明B金屬活動性比A要弱。

[教師]換句話，就是A金屬活動性比B要強，得到的結(jié)論是一致的。

[教師]現(xiàn)在你能運用剛才的方法，設(shè)計實驗來驗證鋁，銅的活動性強弱嗎？

[學生]小組合作、交流討論、設(shè)計方案，進行實驗探究。

（實驗匯報、展示成果、交流評價）

[教師]如果增加一種金屬銀，三種金屬活動性又該如何比較呢？請同學們課后思考。

[教師]類似這樣的探究過程，科學家做了大量的實驗，總結(jié)出常見金屬在溶液中的活動性順序。金屬活動性順序在生產(chǎn)、生活及科學研究中有許多應(yīng)用。

[反饋練習]略。

[設(shè)計分析]以“曾青得鐵化為銅”引入鐵與硫酸銅溶液的反應(yīng)，引導學生分析建立“金屬與另一種金屬化合物溶液反應(yīng)條件”的模型，通過演繹與歸納法得出“兩種金屬活動性強弱的比較方法”，培養(yǎng)學生證據(jù)推理與模型認知的核心素養(yǎng)。最后通過練習聯(lián)系生活，使學生學以致用，解釋某些與生活有關(guān)的化學問題。體會“生活處處有化學”。

3．課堂小結(jié)

[課堂小結(jié)]本節(jié)課的收獲。

[布置作業(yè)]家庭小實驗：選擇家庭中有的幾種金屬放入超市購買的白醋中，觀察現(xiàn)象。[5]

[欣賞視頻]美麗的置換反應(yīng)。

[設(shè)計分析]體現(xiàn)新課標“從生活走進化學，從化學走向社會”的教育理念。通過精彩的化學實驗現(xiàn)象感受化學世界的美妙變化，激發(fā)學生學習興趣。

五、教學反思

本節(jié)課以新課標理念“化學教學是化學活動的教學，學生是化學學習的主人，老師應(yīng)為學生提供從事化學活動的機會，在活動中激發(fā)學生的學習潛能，引導學生積極自主探索、合作交流與實踐創(chuàng)新”為指導思想，[6]通過豐富的現(xiàn)實情境問題，實驗探究的方式，從特殊到一般，經(jīng)歷對具體問題的探索過程，體現(xiàn)以學生發(fā)展為本的理念。本節(jié)課以學生原有知識為基礎(chǔ)，沿著學生的認知脈絡(luò)，有計劃、有步驟地安排相應(yīng)的活動，在活動中不斷滲透化學學科的研究程序和思維方法，使學生經(jīng)歷知識的產(chǎn)生和建構(gòu)的過程，加深了對知識本質(zhì)的理解，感悟化學建模思想。整個過程發(fā)揮教師的組織者和引導者的作用，較好地調(diào)動了學生的學習積極性和思維活動。

參考文獻

[1] 高桂玲，淺談如何提高初中化學課堂教學效率、以求減負增效[J]．讀書文摘，2017（1）：326.

[2]毛芳芳．合作探究式教學在中學化學教學中的應(yīng)用[D].湖南：湖南師范大學，2013．

[3]王菁．“金屬的化學性質(zhì)”教學案例及分析[J]．化學教與學，2017（12）：66-68.

[4]李廣艷．《金屬的化學性質(zhì)》教學設(shè)計[J].中國信息技術(shù)教育，2015（8）：46-48.

[5]葛德新，《金屬的化學性質(zhì)》教學設(shè)計[J].中小學教學研究．2010（9）：3.

[6]巴婭日瑪，蒙古國基礎(chǔ)教育課程改革現(xiàn)狀及問題研究[D].長春：東北師范大學，2010．