基于“對(duì)比”思想的化學(xué)課堂教學(xué)設(shè)計(jì)
——以《金屬的化學(xué)性質(zhì)》為例

季曉春

(南京市金陵中學(xué)岱山分校，江蘇 南京 210041)

有比較才能鑒別.當(dāng)在比較中鑒別出這個(gè)對(duì)象與其他事物的差異點(diǎn)和共同點(diǎn)時(shí)，也就能了解比較對(duì)象的特殊性和一般屬性，從而在教學(xué)中可以幫助學(xué)生更深入的認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn)對(duì)象.事實(shí)上，基于對(duì)比思想的教學(xué)設(shè)計(jì)在教學(xué)中有直觀易懂的明顯優(yōu)勢(shì)，因而在自然學(xué)科的教學(xué)設(shè)計(jì)中常有運(yùn)用.

1 教學(xué)設(shè)計(jì)思路

首先，在對(duì)本節(jié)課教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，考慮到金屬的化學(xué)性質(zhì)包括三方面：第一，與氧氣反應(yīng)；第二，與酸溶液反應(yīng)；第三，金屬與金屬化合物溶液反應(yīng)，本課題涉及到許多重要的化學(xué)反應(yīng)以及化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě)，如果一節(jié)課40分鐘全部拋出這些反應(yīng)，擔(dān)心學(xué)生在新知的理解、接受以及消化上難以適應(yīng).因此在教學(xué)內(nèi)容上將這一課題劃分為2課時(shí)，本節(jié)課是第1課時(shí)，主要教學(xué)內(nèi)容確定為金屬與氧氣反應(yīng)以及金屬與酸溶液反應(yīng)，并通過(guò)比較同類反應(yīng)的難易和劇烈程度，從而比較金屬的活動(dòng)性強(qiáng)弱.

其次，整節(jié)課教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)的主線是“用化學(xué)方法鑒別真假黃金”，以此串聯(lián)金屬的兩大化學(xué)性質(zhì).從生活中的新聞?shì)W事入手，確定本節(jié)課基調(diào)：密切聯(lián)系生活實(shí)際，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性、主動(dòng)性、激發(fā)學(xué)生對(duì)新知的求知欲和探索欲.在主線確定后，結(jié)合化學(xué)學(xué)科的特色，圍繞金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱的比較，設(shè)計(jì)科學(xué)探究實(shí)驗(yàn)，通過(guò)實(shí)物、圖片、實(shí)驗(yàn)、對(duì)比，加深對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解和運(yùn)用.

2 教學(xué)過(guò)程

【新課引入】一則新聞：“某路人”撿到一條“金項(xiàng)鏈”，要與馬老漢平分，馬老漢非常高興，在“撿項(xiàng)鏈者”的忽悠下，馬老漢拿出了48300元錢將“金項(xiàng)鏈”買下.可是下午經(jīng)銀行鑒定之后，金項(xiàng)鏈被“確診”為黃銅項(xiàng)鏈……

想一想，現(xiàn)假黃金多為黃銅(銅、鋅合金)，根據(jù)你所學(xué)知識(shí)，能不能初步鑒定“真黃金”與“假黃金”？

學(xué)生：根據(jù)物質(zhì)的硬度、密度等鑒別，“真金不怕火煉”等.

過(guò)渡：我們可以利用金屬的物理性質(zhì)來(lái)鑒別，能否用高溫加熱或其他化學(xué)方法來(lái)鑒別真假黃金？

探究一：金屬與氧氣的反應(yīng)

問(wèn)題1：為什么露置在空氣中的鎂條和鋁條表面會(huì)變暗？

請(qǐng)寫(xiě)出相關(guān)反應(yīng)化學(xué)方程式：

問(wèn)題2：鋁的化學(xué)性質(zhì)活潑，為什么我們通常沒(méi)有見(jiàn)到鋁被銹蝕？

實(shí)驗(yàn)1：在空氣中加熱鋁片，觀察到鋁熔化但并沒(méi)有滴落.該實(shí)驗(yàn)說(shuō)明，鋁在空氣中與氧氣反應(yīng)，其表面生成一層致密的氧化鋁薄膜，從而阻止鋁進(jìn)一步氧化，因此，鋁具有很好的抗腐蝕性能.

問(wèn)題3：我們還研究過(guò)哪些金屬與氧氣的反應(yīng)？反應(yīng)現(xiàn)象呢？

實(shí)驗(yàn)2：用鑷子夾住銅絲末端，同時(shí)加熱銅絲、真金.(小組實(shí)驗(yàn),填寫(xiě)表1)

表1

歸納1：大多數(shù)金屬都能與氧氣反應(yīng)，但反應(yīng)的難易和劇烈程度不同.

化學(xué)性質(zhì)活潑性差異：Mg、Al>Fe、 Cu>Au.

應(yīng)用：高溫加熱鑒別真假黃金原理(真金不怕火煉).

探究二：金屬與酸的反應(yīng)

問(wèn)題1：哪些金屬能與鹽酸(或稀硫酸)發(fā)生反應(yīng)？反應(yīng)的劇烈程度如何？

實(shí)驗(yàn)3：探究金屬與鹽酸、稀硫酸的反應(yīng)P10.(小組完成圖1實(shí)驗(yàn),填寫(xiě)表2)

圖1

表2

問(wèn)題2：若從反應(yīng)物和生成物的物質(zhì)類別的角度去分析，這些反應(yīng)有什么共同特點(diǎn)？

置換反應(yīng)：由一種單質(zhì)和一種化合物反應(yīng)，生成另一種單質(zhì)和另一種化合物的反應(yīng).

歸納2：許多金屬能置換出鹽酸或稀硫酸中的氫，但反應(yīng)的劇烈程度不同，根據(jù)反應(yīng)時(shí)是否有氫氣產(chǎn)生，將金屬分為活潑金屬和不活潑金屬.

金屬活動(dòng)性： Mg>Zn>Fe>Cu.

應(yīng)用：能否用鹽酸(或稀硫酸)鑒別真假黃金？(進(jìn)行表3實(shí)驗(yàn))

表3

探究三：影響金屬與酸反應(yīng)劇烈程度的因素

問(wèn)題1：在不同的金屬分別與鹽酸(或稀硫酸)反應(yīng)的劇烈程度探究實(shí)驗(yàn)中，我們需要控制哪些變量？

歸納3：影響金屬與酸反應(yīng)劇烈程度的因素：酸的濃度、溫度、金屬與酸的接觸面積等.

【直擊中考】用等質(zhì)量相同表面積的鎂條，等體積不同濃度的稀鹽酸，在一定條件下反應(yīng)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖2所示，對(duì)比a、b曲線，引起a曲線壓強(qiáng)迅速增大的因素可能有：

圖2

①a中鹽酸濃度大，鹽酸濃度越大，反應(yīng)速率越快；

②鎂與鹽酸反應(yīng)為放熱反應(yīng)，鹽酸濃度越大反應(yīng)越劇烈，單位時(shí)間內(nèi)放出熱量越多，生成氫氣越多，體系內(nèi)壓強(qiáng)增大越明顯.

【課堂小結(jié)】金屬的化學(xué)性質(zhì)：(1)與氧氣反應(yīng)；(2)與酸溶液反應(yīng)

3 教學(xué)設(shè)計(jì)反思

巧妙運(yùn)用對(duì)比實(shí)驗(yàn)是本節(jié)課學(xué)生探究新知的一種重要方法.在探究金屬與氧氣反應(yīng)的學(xué)習(xí)活動(dòng)中，設(shè)計(jì)了兩組對(duì)比實(shí)驗(yàn)：(1)兩根大小相同的鎂條和鋁條，各有一半被打磨.學(xué)生通過(guò)對(duì)比這兩種金屬打磨的部分和沒(méi)打磨的部分的顏色、光澤，能夠很快地知道這兩種金屬常溫下易被空氣氧化，化學(xué)性質(zhì)活潑；(2)在銅絲上串真金，將銅絲繞城螺旋狀，同時(shí)在酒精燈上加熱，學(xué)生通過(guò)小組實(shí)驗(yàn)，親自操作，觀察現(xiàn)象，得出銅與金化學(xué)性質(zhì)上的差異.在這兩組對(duì)比實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生洋溢著探索新知的激情，在不知不覺(jué)中突破了本節(jié)課的第一個(gè)教學(xué)重點(diǎn).

在探究金屬與酸溶液反應(yīng)的學(xué)習(xí)活動(dòng)中，充分利用教材提供的探究實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)方法，在教材原有的基礎(chǔ)上稍作改進(jìn)，于是利用微型實(shí)驗(yàn)的利器——井穴板，開(kāi)啟對(duì)比實(shí)驗(yàn).考慮到實(shí)驗(yàn)室已有試劑的充分利用，本次實(shí)驗(yàn)分別選擇鎂片、鋅粒、鐵絲、銅片與稀鹽酸或稀硫酸反應(yīng).學(xué)生通過(guò)小組實(shí)驗(yàn)可以直接觀察比較各種金屬與酸溶液反應(yīng)的現(xiàn)象，同時(shí)對(duì)反應(yīng)的劇烈程度也能有更加直觀地感知.結(jié)合學(xué)生小組操作的對(duì)比實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生思考對(duì)比實(shí)驗(yàn)該如何控制變量？其實(shí)，這也是學(xué)生在化學(xué)學(xué)習(xí)過(guò)程，尤其是利用對(duì)比實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究活動(dòng)時(shí)所要學(xué)會(huì)的思考方法.每次只改變一個(gè)因素，為了確保得出可靠的結(jié)論，除了改變的因素外，其他因素保持不變.學(xué)生通過(guò)課堂活動(dòng)，一方面在“對(duì)比”中得出結(jié)論，另一方面在“對(duì)比”中逐漸提升自己靈活運(yùn)用收集證據(jù)的方法.