首页 -> 2008年第10期
化学课堂探究式教学设计
作者：武 杰
化学作为一门以实验为基础的自然科学，对提升学生的实践能力、培养探究学习品质和创新精神具有得天独厚的优势，并且为之提供了广阔的平台和十分丰富的课程资源。在《化学1》（必修） 中，“钠”的教学内容适合探究的切入点较多，很值得深入研究。笔者结合这一内容的教学对探究式教学方法做了初步的探索。现将一些具体的操作策略及过程实录下来，请专家和同行不吝指教。
金属钠是一种重要的、典型的金属，也是学生在学习了典型的非金属元素——卤素后，再认识的典型的金属元素，这不仅为学生学习《化学2》中元素周期律和周期表的知识提供了一定基础，也使学生感受到化学物质的丰富多彩。通过对“钠”的学习，不仅可以帮助学生掌握钠的特性和了解有关金属的一些通性，更有助于学生初步理解研究金属元素的一般方法。
（一）探究式的导入
首先请同学观察广口瓶中的钠，并启发学生思考“为什么金属钠要保存在一种液体中？而这种液体又是什么呢？”课堂气氛顿时热闹起来，同学们纷纷猜测。有同学说钠暴露在空气中会变质，故必须保存在某种液体中……于是，请同学们打开试剂瓶塞，让同学闻一闻液体的气味，大家异口同声说出了“煤油”，又请同学们用镊子取出钠，用滤纸吸干其表面的煤油，再用小刀切开，仔细观察切面的颜色、光泽，最后将钠暴露在空气中，继续观察钠切面颜色、光泽的变化。学生很快回答出钠的一些物理牲质，如质地柔软、有金属光泽、密度大于煤油等（对于密度的确切范围、熔点等可先放一放，留待下面探究），并很自然地过渡到对钠的化学性质的学习。
1.探究式地展开：“为什么切开的钠表面银白色会迅速变暗？钠可能与空气中哪种物质发生了反应？”
2.自主讨论。同桌、同伴热烈讨论，共同探究。当学生板演出
这一内容后，教师再次创设问题情景。
3.问题探究：“为什么钠在常温下便易失电子？它表现出什么性质？（齐声回答：强还原性）那么为什么钠会体现强还原性呢？请从结构上作出合理的解释。”
【教学意图】充分利用专题1介绍的原子结构的简单知识，将钠的金属活泼性与其原子最外层电子排布结合起来，使学生认识到钠的金属活泼性是由其原子结构所致，旨在让学生领悟到“物质的结构决定物质的性质”的观点。
（二）实验探究
将硬质玻璃管水平固定于铁架台上，并将黄豆大的一小块钠置于硬质玻璃管内靠近管口的一端，用酒精灯对准钠加热，待钠开始燃烧时撤去酒精灯。（本实验作了改进，若在石棉网上进行实验，经多次尝试，始终难以观察到淡黄色的固体，这极有可能是石棉具有较强的吸附性，将煤油不完全燃烧的黑色的炭吸附在其表面所致）
1.自主讨论。通过相互启发和补充，学生口答出钠在空气中燃烧前后的现象：稍受热便熔化成闪亮的小球。（思考为什么？）燃烧的火焰呈黄色，无火星四射现象。（回忆钠元素的焰色反应）产物为淡黄色固体。（教师再补充一个实验，向Na2O2固体上滴几滴水，有火光，产物使酚酞先变红后褪色，让学生记下有关现象，留待下节课研究）
【教学意图】由以上讨论得出结论：①纳稍加热便熔化，证明其熔点较低；②火焰呈黄色，故高压钠光灯中的黄光射程远，可透过迷雾，作航标灯；③淡黄色固体很美，Na2O2与水反应有火星，学生很惊奇，加酚酞后先变红后褪色，很奇妙！学生再一次感受到化学的美、化学的丰富多彩、变幻无穷！常温下生成氧化钠，加热生成Na2O2，反应物相同条件不同产物不同，使学生初步了解控制条件对化学反应的重要意义，这是化学素质的培养，也是科学素养的提升。
2.问题探究：“钠与O2、Cl2等非金属的反应能证明它是强还原剂吗？如若不能，怎么才能证明？”(回答)不能！因为O2和Cl2是强氧化剂，要证明钠有强还原性，必须寻找一种弱氧化剂。通过教师的启发和学生的思考，大家一致认为选择水作为弱还原剂比较恰当。
【教学意图】学习是旧知识对新知识的一种“同化”甚至更深刻的“顺应”作用，要顺利完成对“钠的强还原性”知识的意义构建，教师一定要有意识地将前面所学的氧化还原的有关概念和知识渗透到钠的性质的探究过程中，使新旧知识相互作用，使之快速进入“最近发展区”。并由此引发了对钠与水反应的探究。
3.学生实验。将黄豆大小的一块钠投入滴有两滴酚酞试剂的水中，观察到的现象能证明钠有哪些性质？同学们开始时凝神屏气，后来欢呼雀跃，最后掌声如潮，课堂教学气氛因此而达到高潮。
学生争先恐后，踊跃发言，通过相互启发归纳出下列几点：①浮：钠浮在水面上。证明P(Na)
（三）深入研究
写出Na与水反应的化学方程式，标出电子转移的方向和数目。
【教学意图】掌握钠与水反应产物的推导。其思维过程大致如下：由元素守恒及产物使酚酞变红可推出NaOH。②由Na→NaOH，应立即抓住氧化还原反应的概念，引发学生思考，钠元素化合价升高，分析H2O中，氧为-2价，氢为+1价，只有氢元素化合价会降低，得出产物可能是H2。再用排水法收集气体，做爆鸣实验证明之。③这里是实施探究教学的重要切入点，教师要充分利用实验过程中的现象，透过现象抓住本质，并紧紧围绕氧化还原反应中得失电子守恒，不失时机地渗透配平的思想，最终由学生自主地得出这一方程式。
显然，这些知识并不是教师直接告诉他们的，更不是教师生硬地填塞到学生的大脑中去的，而是学生亲身感受主动探究并获取的。这些都充分体现了新课程标准当中的知识与技能、过程与方法、情感态度和价值观的的教学新理念。现代教育思想也认为教学不应是单纯地传授知识，探索知识的过程及其方法比获得知识本身更重要。另外，学生的学习应是一个积极主动的过程，教师要采取让学生通过自我发现的方法来进行教学。美国著名认知心理学家布鲁纳主张，教学过程中教师要向学生提供一定的材料，指导学生通过积极的思维，亲自探索和研究问题，使自己成为探索者和发现者。
（四）变式探究
让学生回忆金属活动性顺序表，显然Na比Cu活泼得多，那么Na能否从CuSO4溶液中置换出Cu呢？
1.实验探究。取绿豆大小的一块钠投入1mol／LCuSO4溶液中，并盖上玻璃片(安全教育)（“反常”的实验现象）结果：①没有红色固体生成，而是生成蓝色絮状沉淀。②蓝色絮状沉淀中夹杂有黑色固体，尤其是钠在游动过程中被烧杯内壁粘连而突然停住时，此处迅速变黑(热量不易散失)
【教学意图】防止死记硬背金属活动性顺序表，由于思维定势而造成知识的负迁移；对Cu(OH)2及其CuO杂质的分析，可培养学生思维的深刻性。
2.探究式总结。在一支试管中加l～2mL1mol/LCuS04溶液，再加入黄豆大小的一块钠，最后向试管中加入过量盐酸。发现试管底部有少量不溶性的红色固体，写出生成这一红色固体的化学方程式：CuO+H2=Cu+H2O。一石激起千层浪，这一富有挑战性的问题一经提出，同学们立即兴奋异常，相互竞争，跃跃欲试，对知识和能力产生一种极为强烈的实现愿望，通过问题的探究和最终解决，思维完成了一次次从量到质的飞跃，学生大脑中的认知结构发生了一次次的重新构建，学生的知识技能和创新能力也必然得到同步增长。
新课程改革要求学生所学的不能是教材中的死知识，而应该是创新的、有实践能力的知识。要掌握这样的知识，就需要教师在教学过程中激活学生的内驱力，培养学生的问题和探究意识。教师要让学生带着疑问走进课堂，再带着问题离开课堂，使学生通过对问题的主动探究获取知识、技能，提升其实践能力，培养其创新精神。事实上，这种探究精神本质上就是一种创新精神。只有在化学教学中大力培养学生的探究学习品质和能力，才能最终培养出一批具有实践能力、创新精神的高素质人才。
参考文献：
[1]教育部.普通高中化学课程标准(实验)[M].北京:人民教育出版社,2003.
[2]王祖浩.普通高中课程标准实验教科书·化学[M].南京:江苏教育出版社,2005.
[3]王祖浩.化学问题设计与问题解决[M].北京:高等教育出版社,2003.
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